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简答题

(4分)有机物A由碳、氢、氧三种元素组成。现取2.3 g A与2.8 L氧气(标准状况)在密闭容器中燃烧,燃烧后生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸气(假设反应物没有剩余)。将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰,浓硫酸增重2.7 g,碱石灰增重2.2 g。回答下列问题:

(1)2.3 g A中所含氢原子、碳原子的物质的量各是多少?

(2)通过计算确定该有机物的分子式。

正确答案

⑴2.3 g A中所含氢原子、碳原子的物质的量各是0.3mol、0.1mol ;

⑵该有机物的分子式为C2H6O。

试题分析:⑴解:n(O2)==0.125mol  m(O2)=0.125 mol×32g·mol-1=4g 

n(H2O)== 0.15mol  n(CO2) ==0.05mol 

m(CO)=4g+2.3g-2.7g-2.2g=1.4g  n(CO)==0.05mol 

n(H)=2n(H2O)=0.15molx2=0.3mol;

n(C)=n(CO2)+n(CO)=0.05mol+0.05mol=0.1mol 

⑵解:2.3g A中所含氧原子: 

n(O)=(0.05mol×2+0.05mol+0.15mol)-0.125mol×2=0.05mol

n(C)∶n(H)∶n(O) =0.1mol∶0.3mol∶0.05mol=2∶6∶1 

则A 的最简式为 C2H6O ,根据价键规则得 A的分子式为:C2H6O

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填空题

(10分)维生素C(又名抗坏血酸,分子式为C6H8O6)具有较强的还原性,放置在空气中易被氧化,其含量可通过在弱酸性溶液中用已知浓度的I2溶液进行滴定。该反应的化学方程式如下:

C6H8O6+I2===C6H6O6+2HI

现欲测定某样品中维生素C的含量,具体的步骤及测得的数据如下:

取10 mL 6 mol·L-1CH3COOH溶液,加入100 mL蒸馏水,将溶液加热煮沸后冷却。精确称取0.2000 g样品,溶解于上述冷却的溶液中,加入1 mL指示剂,立即用浓度为0.05000 mol·L-1的I2溶液进行滴定到终点,消耗21.00 mL I2溶液。

(1)实验中的指示剂是_____________。

(2)加入的CH3COOH稀溶液要先经煮沸、冷却后才能使用。煮沸的目的是________________;冷却的目的是__________________。

(3)计算样品中维生素C的质量分数(要求列式,且式中各物理量带单位)。

正确答案

(1)淀粉溶液      (2)除去溶液中溶解的O2,避免维生素C被O2氧化;减缓滴定过程中维生素C与液面上空气接触时被氧化的速率

(3)

试题分析:(1)由于淀粉遇碘单质会变为蓝色,若没有I2蓝色就褪去。因此在该实验中的指示剂是淀粉溶液。(2)加入的CH3COOH稀溶液要先经煮沸、冷却后才能使用。煮沸的目的是除去溶液中溶解的O2,避免维生素C被O2氧化;冷却的目的是减缓滴定过程中维生素C与液面上空气接触时被氧化的速率。(3)因为在反应方程式中维生素C与I2反应的物质的量的比为1:1,n(I2)= 0.05000 mol/L×0.021L =1.05× 10—3mol.所以n(C6H8O6)= 1.05×10—3mol.m(C6H8O6)= 1.05×10—3mol×176g/mol=0.1848g.所以样品中维生素C的质量分数是(0.1848g ÷0.2000 g)×100%=92.40%.

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(1)某混合气体由一种气态烷烃和一种气态烯烃组成,在同温同压下,混合气体对氢气的相对密度为13,在标准状况下,将56.0L混合气体通入足量溴水,溴水质量增重35.0g,则烷烃结构式为  ______ 。混合气体中烷和烯的物质的量之比为_______________。

(2)某有机物A的相对分子质量为62。为进一步测定A的化学式,现取6.2 g A完全燃烧,得到二氧化碳和水蒸气。将产物先后通过足量的浓硫酸和碱石灰,两者分别增重5.4 g和8.8 g (假设每步反应均完全)。该有机物的实验式是_____  ,分子式是____    ____。

正确答案

(每空2分)(1); 3:1             (2) CH3O ; C2H6O2

试题分析:(1)在同温同压下,混合气体对氢气的相对密度为13,这说明混合气的相对分子质量是26。相对分子质量小于26的烃分子只有甲烷,所以混合气中一定含有甲烷。在标准状况下,56.0L混合气体的物质的量是56L÷22.4L/mol=2.5mol。甲烷和溴水不反应,则溴水增加的质量就是烯烃的质量,所以甲烷的质量是2.5mol×26g/mol-35.0g=30g,所以甲烷的物质的量是30g÷16g/mol=1.875mol,所以烯烃的物质的量是2.5mol-1.875mol=0.625mol,则混合气体中烷和烯的物质的量之比为3:1。

(2)6.2gA的物质的量是0.1mol,完全燃烧生成的水是5.4g,CO2是8.8g,则二者的物质的量分别是0.3mol和0.2mol,所以根据碳氢原子守恒可知,A分子中含有碳氢原子的个数分别是2个和6个,则含有的氧原子个数是(62-24-6)÷16=2,则最简式是CH3O,分子式是C2H6O2

点评:该题是基础性试题的考查,试题基础性强,旨在培养分析、归纳和总结问题的能力,有利于调动学生的学习兴趣和学习积极性,提高学生的应试能力和学习效率。

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有机物A只由C、H、O三种元素组成,常用作有机合成的中间体,16.8 g该有机物经燃烧测得生成44.0 g CO2和14.4 g水,质谱图表明其相对分子质量为84;红外光谱分析表明A中含有O—H键和位于分子端的CC键,核磁共振氢谱显示有3个峰,峰面积比为6:1:1。

(1)写出A的分子式:________;

(2)写出A的结构简式:________;

(3)下列物质一定能与A发生反应的是________(填序号);

a.H2  b.Na  c.KMnO4  d.Br2

(4)有机物B是A的同分异构体,1 mol B可以与1 mol Br2加成,该有机物所有碳原子在同一平面上,没有顺反异构现象,则B的结构简式为________。

正确答案

设A分子式为CxHyOz,通过计算知:0.2 mol A燃烧可以得到1 mol CO2、0.8 mol H2O,故x=5、y=8,又因A的相对分子质量为84,求得z=1,(2)分析A的分子式知其不饱和度为2,又知其含有一个位于分子端的碳碳三键,故剩余的价键均为单键,且有一个O—H键,再结合核磁共振氢谱中有3个峰,面积比为6:1:1推测出A的结构简式为。(3)A分子中含有碳碳三键,能与H2、Br2发生取代反应,能与KMnO4溶液发生氧化反应,含有—OH,能与Na发生取代反应,故选a、b、c、d。(4)A的不饱和度是2,B是A的同分异构体,可能为两个环或一个环和一个双键或两个双键,由于1 mol B可以与1 mol Br2加成,所以该有机物中必含有一个碳碳双键,没有顺反异构说明双键碳原子上连有相同的基团,所有碳原子在同一平面上,所以碳碳双键上共连有三个含碳基因,其中两个是甲基(—CH3),另一个集团中含碳氧双键,所以B的结构简式为:

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化学上常用燃烧法确定有机物的组成。若准确称取0.54 g某有机物样品(烃或烃的含氧衍生物)。经充分燃烧后,依次通入浓硫酸和碱石灰,分别增重0.54g、1.76g。

(1)求该有机物的实验式?

(2)已知其蒸气密度为同条件下H2的27倍,求该有机物的化学式?

(3)若该化合物与Br2以1:1加成反应可产生两种互为同分异构体的有机物。请写出该化合物结构简式。

正确答案

(10分)

(1)C2H3            (2) C4H6        (3) CH2=CH-CH=CH2

试题分析:(1)浓硫酸吸收的是水0.54g,物质的量是0.03mol,碱石灰吸收的是二氧化碳1.76g,0.04mol,则m(C)=0.04mol×12g/mol=0.48g,m(H)=0.06mol×1g/mol=0.06g,m(C)+m(H)=0.54g,判断此有机物不含有氧元素。n(C):n(H)=0.04:0.06=2:3,实验式为C2H3

(2)其蒸气密度为同条件下H2的27倍,则摩尔质量也是氢气的27倍,摩尔质量是54g/mol,则分子式为C4H6

(3)根据分子式C4H6知道分子中含有一个碳碳叁键或两个碳碳双键,该化合物与Br2以1:1加成反应可产生两种互为同分异构体的有机物,则原有机物含有两个双键。该化合物结构简式为CH2=CH-CH=CH2

点评:根据燃烧规律确定实验式、分子式,根据有机物性质确定结构是高中有机化学必须熟练掌握的方法。属于较简单题。

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根据以下有关信息确定某有机物的组成:

(1)测定实验式:某含C、H、O三种元素的有机物,经燃烧实验测得其碳的质量分数为64.86%,氢的质量分数为13.51%,则其实验式是________。

(2)确定分子式:下图是该有机物的质谱图,则其相对分子质量为______,分子式为________。

正确答案

(1)C4H10O (2)74 C4H10O

本题结合元素分析和质谱分析考查有机物分子式的确定。

(1)该有机物的分子中C、H、O的原子个数比为:

N(C):N(H):N(O)==4:10:1

因此该有机物的实验式为C4H10O。(2)根据质谱图中质荷比最大的就是未知物的相对分子质量,该有机物的相对分子质量为74,该有机物的分子式为C4H10O。

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下列实验操作不正确的是        _

E.实验室制取乙烯时,放入几片碎瓷片,以避免混合液在受热沸腾时剧烈跳动

F.配制银氨溶液时,将稀氨水慢慢滴入硝酸银溶液中,产生沉淀后继续滴加到沉淀刚好溶解为止

G.验证溴乙烷水解产物时,将溴乙烷和氢氧化钠溶液混合,充分振荡溶液、静置、待液体分层后,滴加硝酸银溶液

正确答案

A、C、D、G

考查常见的基本实验操作。选项A不正确,应该是液溴;选项C不正确,应该加入的是生石灰;选项D不正确,应该首先加入乙醇,然后再加入浓硫酸和乙酸;选项G不正确,滴加硝酸银溶液之前,首先要加入硝酸酸化,其余都是正确的,答案选A、C、D、G。

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填空题

(8分)现有化合物甲:   乙:

丙:

(1)请写出乙中含氧官能团的名称:________,________.

(2)请判别上述哪些化合物互为同分异构体:

(3)请分别写出鉴别甲、乙、丙化合物的方法(指明所选试剂及主要现象即可).

(4)请按酸性由强到弱排列甲、乙、丙的顺序:________、________、________.

正确答案

(1)醛基、羟基 (2)甲、乙、丙互为同分异构体.

(3)与三氯化铁溶液作用显色的是甲;与碳酸钠溶液作用有气泡生成的是丙;与银氨溶液共热会发生银镜反应的是乙   (4)丙>甲>乙

(1)根据乙的结构简式可知,分子中含氧官能团的名称醛基、羟基。

(2)分子式相同,而结构不同的化合物互为同分异构体,甲、乙和丙的分子式都是C8H8O2,所以互为同分异构体。

(3)根据结构简式可知,甲中含有酚羟基、乙中含有醛基、丙中含有羧基,据此可以鉴别。即与三氯化铁溶液作用显色的是甲;与碳酸钠溶液作用有气泡生成的是丙;与银氨溶液共热会发生银镜反应的是乙。

(4)羧基的失去强于酚羟基,酚羟基的活泼型强于醇羟基的,所以酸性由强到弱排列甲、乙、丙的顺序是丙>甲>乙。

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( 1 ) (4分)在实验室鉴定氯酸钾晶体和1-氯丙烷中的氯元素,现设计了下列实验操作程序:①滴加AgNO3溶液;②加入NaOH溶液;③加热;④加催化剂MnO2;⑤加蒸馏水过滤后取滤液;⑥过滤后取残渣;⑦用HNO3酸化。

鉴定氯酸钾中氯元素的操作步骤依次是_______________    (填序号)

鉴定1-氯丙烷中氯元素的操作步骤依次是_____________   (填序号)

( 2 ) (11分)通常用燃烧的方法测定有机物的的分子式,可在燃烧室内将有机物样品与纯氧在电炉加热下充分燃烧,根据产品的的质量确定有机物的组成。下图所示的是用燃烧法确定有机物分子式的常用装置。

现准确称取1.8g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种),经燃烧后A管增重1.76g,

B 管增重0.36g。请回答:

(1)该有机物的的最简式为__________________;

(2)产生的气体由左向右流向,所选用的各导管口连接的顺序是____________;

(3)E中应盛装什么试剂:_______________;

(4)如果把CuO网去掉,A管重量将_____________;(填“增大”、“减小”、或“不变”)

(5)A、B管内均盛有有固态试剂,B管的作用是______________________;

(6)要确定该有机物的分子式,还必须知道的数据是___________;

A. 消耗液体E的质量  B. 样品的摩尔质量  C. CuO固体减少的质量

D.  C装置增加的质量       E. 燃烧消耗O的物质的量

(7)在整个实验开始之前,需先让D产生的气体通过整套装置一段时间,其目的是

__________________________________________________。

正确答案

(1)  ④③⑤⑦①        ②③⑦①    各2分

(2)  CHO2­  2分; g接f,e接h,I接c或(d),d或(c)接a或(b) 2分

H2O;1分;减小  1分;吸收燃烧后产生的HO(g)1分;  B  2分;赶出管内空气,减小实验误差  2分

(1)氯酸钾中氯元素要先通过氧化还原反应生成氯离子,然后才能进行检验,所以答案是 ④③⑤⑦①;卤代烃中的卤素原子不能电离出,所有不能直接加入硝酸银检验。需要先通过卤代烃的水解反应,此时相应的离子。由于卤代烃的水解是在碱性环境中完成的,所以再加入硝酸银溶液之前要先酸化,答案是②③⑦①。

(2)①燃烧后A管增重1.76g,所以CO2的质量是1.76g,物质的量是1.76g÷44g/mol=0.04mol。B 管增重0.36g,则生成物水是0.36g,物质的量是0.02mol。其中生成物中氧原子的物质的量是0.04mol×2+0.02mol×1=0.10mol。根据质量守恒定律可知,参加反应的氧气是1.76g+0.36g-1.8g=0.32g,物质的量是0.01mol。因此有机物中含有氧原子,物质的量是0.1mol-0.01mol×2=0.08mol。所以碳、氢、氧的原子个数之比是1︰1︰2,即最简式为CHO2.

②根据装置图可判断,D是产生氧气的,由于相应吸收生成的水,所以氧气应该是干燥的。又因为碱石灰也能吸水,所以首先用无水氯化钙吸水,然后再用碱石灰吸收CO2。因此顺序是g接f,e接h,I接c或(d),d或(c)接a或(b)。

③制取氧气的装置不需要加热,所以E中是双氧水。

④反应中有机物不能会不完全燃烧,从而产生CO,氧化铜的存在可以使CO氧化生成CO2。所以如果没有氧化铜,则A管重量将减小。

⑤B中是无水氯化钙,用来吸收燃烧后产生的HO(g)。

⑥根据最简式,要计算分子式,则还必须知道相对分子质量,答案选B。

⑦由于装置内含有空气,而空气中含有CO2和水蒸气,所以必须赶出管内空气,减小实验误差。

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填空题

10ml由两种有机物按等物质的量组成的混合气体,该混合气体完全燃烧需17.5ml的O2,并生成15ml的CO2和15ml的水蒸气(所有气体体积均在相同状况下测定)。

试在下表中填出所有可能组合(有多少填多少,不一定填满)。

正确答案

(8分,每空2分)

试题分析:根据阿伏加德罗定律可知,该有机物、氧气、CO2和水的物质的量之比是4:7:6:6,则根据原子守恒可知,该有机物分子中碳氢原子的个数分别是1.5和3;根据氧原子守恒可知,含有的氧原子个数是(6×2+6-7×2)÷4=1个,即该有机物的平均分子组成是C1.5H3O。由于2种有机物是按等物质的量混合的,则2种有机物中碳原子数分别是1个和2个。所以如果其中之一是甲烷,则另外一种有机物中氢原子是2,而氧原子数也是2个,即分别是CH4和OHC-CHO;如果其中之一是甲醇,则另外一种有机物中含有2个氢原子和1个氧原子,即结构简式是;如果其中之一是甲醛,则另外一种有机物中含有4个氢原子和1个氧原子,即该有机物是乙醛;如果其中之一是甲酸,则另外一种有机物中含有4个氢原子,所以该有机物是乙烯。

点评:该题是中等难度试题的考查,试题基础性强,注重答题的灵活性,有利于调动学生的学习兴趣和学习积极性,难度不大。该题的关键是根据原子守恒法得出平均分子组成,然后依据讨论法逐一分析、判断即可,有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力,也有助于培养学生的规范答题能力。

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填空题

(1)请写出烷烃CnH2n2(n≥1)在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式:__________。

有①甲烷,②乙烷,③丙烷,④丁烷4种烷烃,试回答(2)~(4)题(填序号):

(2)相同状况下,等体积的上述气态烃充分燃烧,消耗O2的量最多的是________。

(3)等质量的上述气态烃,在充分燃烧时,消耗O2的量最多的是________。

(4)10 mL某气态烃,在50 mL O2中充分燃烧,得到液态水,以及体积为35 mL的混合气体(所有气体体积均在同温、同压下测定)。该气态烃是________。

正确答案

(1)CnH2n2O2nCO2+(n+1)H2O

(2)④ (3)① (4)②

(1)烷烃CnH2n+2燃烧的化学方程式为CnH2n+2O2nCO2+(n+1)H2O;(2)相同状况下,等体积即物质的量相同,消耗O2的量取决于,即丁烷消耗O2的量最多;(3)等质量时耗O2量取决于氢的含量,即甲烷耗O2量最多,(4)反应前后体积之差为25 mL,根据燃烧化学方程式可知该烃为乙烷。

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简答题

(2分)室温时10 mL某气态烃与过量的氧气混合,完全燃烧后将混合气体通过浓硫酸,再恢复至室温,气体总体积减少了10 mL ,剩余气体再通过氢氧化钠溶液,体积又减少了20 mL 。求气态烃的分子式。

正确答案

通过浓硫酸后,气体总体积减少了10mL,说明水蒸气的体积是10ml。剩余气体再通过氢氧化钠溶液,体积又减少了20 mL,说明CO2是20ml。所以该烃的分子式为C2H2

考查有机物分子式的确定。

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某酯A的化学式为C9H10O2,且A分子中只含有1个苯环,苯环上只有一个取代基。现测出A的1H-NMR谱图有5个峰,其面积之比为1︰2︰2︰2︰3。利用红外光谱仪可初步检测有机化合物中的某些基团,现测得A分子的红外光谱如下图:

 

试回答下列问题。

(1)A的结构简式可为C6H5COOCH2CH3 C6H5CH2OOCCCH3                

(2)A的芳香类同分异构体有多种,请按要求写出其中不含甲基且属于芳香酸的B的结构简式:                                 

(3)已知C是A的同分异构体,分子中不含甲基,且遇FeCl3溶液显紫色,苯环上只有两个对位取代基的芳香醛,且有如下转化关系。

 

① 写出D     E的化学方程式                                           

② 请用合成反应流程图表示出由C合成F的最合理的合成方案(注明反应条件)。

提示:合成反应流程图表示方法示例如下:

 

正确答案

(1) C6H5CH2OOCCCH3 (2分) (2) C6H5CH2CH2COOH(2分)

(3)①HOC6H4CH2CH2COOH+NaHCO3       HOC6H4CH2CH2COONa+CO2↑+H2O(2分)②由C( HOC6H4CH2CH2CHO)制备F,需经过加成反应得醇,再发生消去反应得烯,其产物再与卤素的单质发生加成反应,最后将其水解即得目标产物。其合成流程图示如下:

(每个框1分,包括条件,共6分)

(1)某酯A的化学式为C9H10O2,且A分子中只含有1个苯环,苯环上只有一个取代基。现测出A的1H-NMR谱图有5个峰,其面积之比为1︰2︰2︰2︰3。其中1︰2︰2必定来自苯基,连接在苯基上的—C3H5O2带有C=O  C-O-C等结构,由此易得C6H5CH2OOCCCH3

(3)已知C是A的同分异构体,且遇FeCl3溶液显紫色,则说明有酚羟基;它是苯环上只有两个对位取代基的芳香醛,分子中不含甲基,说明含有—CH2CH2CHO,所以C是HOC6H4CH2CH2CHO

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简答题

已知某醇燃料含有碳、氢、氧三种元素。为了测定这种燃料中碳和氢两种元素的质量比,可将气态燃料放入足量的氧气中燃烧,并使产生的气体全部通入如图所示的装置,得到如下表所列的实验结果(假设产生的气体完全被吸收):

 

根据实验数据求:

(1)实验完毕后,生成物中水的质量为________ g,

假设广口瓶里生成一种正盐,其质量为________ g;

(2)生成的水中氢元素的质量为________ g;

(3)生成的二氧化碳中碳元素的质量为________ g;

(4)该燃料中碳元素与氢元素的质量比为________;

(5)已知这种醇的每个分子中含有一个氧原子,则该醇的分子式为__________,结构简式为_______________________________。

正确答案

(1)1.8 5 (2)0.2 (3)0.6 (4)3∶1

(5)CH4O CH3OH

(1)m(H2O)=102.9 g-101.1 g=1.8 g

m(CO2)=314.2 g-312.0 g=2.2 g

则n(CaCO3)=n(CO2)=0.05 mol

m(CaCO3)=5 g

(2)m (H)=m(H2O)×=1.8 g×=0.2 g

(3)m(C)=m(CO2=2.2 g×=0.6 g

(4)m(C)∶m(H)=0.6 g∶0.2 g=3∶1

(5)该燃料分子中C、H的原子个数比为:

N(C)∶N(H)==1∶4。

据碳四价的原则可知,当有机物分子中的碳氢原子个数比为1∶4时,分子中只能含CH4,而不能为CH4的整数倍,又因为每个分子中含有一个氧原子,则该醇的分子式为CH4O,结构简式为CH3OH。

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简答题

某有机物A的蒸汽与相同状况下同体积氢气的质量比是30,取有机物A 6.0 g完全燃烧后,生成0.2 mol CO2和0.2 mol H2O。此有机物既可与金属钠反应,又可与氢氧化钠和碳酸钠反应。

(1)计算有机物A的分子式。

(2)根据该有机物A的性质,写出其结构简式。

正确答案

(1)C2H4O2 (2)CH3COOH

试题分析:(1)在相同状况下与H2的质量比是30

则A的摩尔质量M(A)=2g/mol×30=60 g/mol

m(A)=6 g

所以n(A)==0.1 mol

由于生成0.2 mol CO2和0.2 mol H2O

根据反应前后C和H的元素守恒可知

1个A分子中有C原子2个、H原子4个

所以氧原子的个数==2

因此A的分子式应为C2H4O2

(2)由于A既可与金属钠反应,又可与氢氧化钠和碳酸钠反应,所以A是羧酸,即A是乙酸,其结构简式是CH3COOH

下一知识点 : 烃的含氧衍生物
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