- 烃和卤代烃
- 共11988题
(8分)某有机物R 6.0 g,完全燃烧后,产物依次通过浓硫酸和碱石灰,浓硫酸增重 7.2 g,碱石灰增重13.2 g,已知相同条件下该有机物蒸气对氢气的相对密度为30。通过计算推断:①该有机物R的分子式。②写出该有机物所有可能的结构。
正确答案
① C3H8O ② CH3CH2CH2OH CH3CHOHCH3 CH3OCH2CH3
在相同条件下,气体的摩尔质量之比是密度之比,所以该有机物的相对分子质量是30×2=60。浓硫酸增重 7.2 g,说明生成物水是7.2g,物质的量是,碱石灰增重13.2 g,说明CO2是13.2g,物质的量是
。有机物的物质的量是0.1mol,所以该有机物中含有的碳原子是3个,氢原子是8,因此氧原子是
,所以有机物的分子式是C3H8O,可能的结构简式是CH3CH2CH2OH、CH3CHOHCH3、CH3OCH2CH3。
某有机物A只含有一个氧原子。将0.1 mol A在足量氧气中完全燃烧产生3.6g水,产物还能与100 mL 2mol/L烧碱溶液恰好完全反应,将所得溶液在低温下蒸干,能得到16.8g纯净物。请计算:①A的分子式;②若A的核磁共振氢谱只有一个吸收峰,请写出A的结构简式。
正确答案
试题分析:n(H2O)=3.6g÷18g/mol=0.2 mol
因此根据氢原子守恒可知A中含有4个H
氢氧化钠的物质的量=0.1L×2mol/L=0.2mol
若纯净物是Na2CO3,则:
CO2 + 2NaOH=Na2CO3 + H2O
0.2mol 0.1mol
m(Na2CO3) 0.1mol×106g/mol=10.6g<16.8g
若纯净物是NaHCO3,则:
CO2 + NaOH = NaHCO3
0.2mol 0.2mol
m(NaHCO3) =0.2mol×84g/mol=16.8g
因此所得纯净物是NaHCO3
实验根据碳原子守恒可知n(CO2)=0.2mol
则有机物A中含有2个C
因此A的分子式为C2H4O
又因为A的核磁共振氢谱只有一个吸收峰
这说明A分子中氢原子只有一类
所以A的结构简式为。
(6分)(1)下列实验设计或操作合理的是__________。
a.实验室制溴苯时选用的试剂可以是溴水、苯和铁屑。
b.配制银氨溶液时,将氨水逐滴加到 AgNO3溶液中,边加边振荡,直至沉淀恰好完全消失。
c.将10滴溴乙烷加入到1mL10%的烧碱溶液中,加热片刻后,再滴加2滴2%的硝酸银溶液,以检验水解生成的溴离子。
d.实验室制乙炔时,为了减慢反应速率,可用饱和食盐水代替蒸馏水。
(2)溴水是中学化学实验中常用的一种试剂,用溴水可鉴别出下列各组物质,试写出发生反应的化学方程式。
①苯酚与乙醇
②乙烯与乙烷
正确答案
(6分)(1)bd
(2) CH2=CH2+Br2®CH2BrCH2Br
(1)a不正确,应该是液溴。C不正确,应该先加入硝酸中和氢氧化钠,bd是正确的,答案选bd。
(2)①溴水能和苯酚生成白色沉淀,方程式为。
②乙烯含有碳碳双键,能和溴水发生加成反应,方程式为CH2=CH2+Br2®CH2BrCH2Br。
现拟分离乙酸乙酯、乙酸、乙醇的混合物,如图是分离操作步骤流程图。请填入适当的试剂、分离方法以及所分离的有关物质的名称。
(1)a________,b________;
(2)①________,②________,③________;
(3)A________,B_________;C________;D_______,E_______。
正确答案
(1)饱和Na2CO3溶液 浓硫酸
(2)分液 蒸馏 蒸馏
(3)乙酸乙酯 乙醇和乙酸钠 乙酸钠 乙酸 乙醇
乙酸乙酯、乙酸和乙醇的分离,最好先用饱和Na2CO3溶液洗涤,这样首先分离出乙酸乙酯,而在洗涤液中留下CH3COONa和乙醇,再用蒸馏的方法蒸出乙醇,最后把CH3COONa转化为CH3COOH再蒸馏,即可得到CH3COOH。
燃烧法是测定有机化合物分子式的一种重要方法。已知0.1mol某烃A完全燃烧后,生成11.2 L(标准状况)的CO2,生成10.8 g水,回答下列问题。
(1)通过计算推导A的分子式。
(2)写出A可能的结构简式。
正确答案
(1) C5H12(2)CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3 、CH3C(CH3)3
试题分析:根据有机物燃烧时,有机物中的碳全部转化为二氧化碳,由二氧化碳的质量,可求得烃中C原子个数。有机物中的氢全部转化为水,由水的其质量可以可求得烃中H原子个数,以此可求得烃的分子式;根据碳链异构来书写同分异构体。
(1)二氧化碳为体积为11.2L(标准状况)
则n(CO2)=11.2L÷22.4L/mol=0.5mol
因此n(C)=n(CO2)=0.5mol
水的质量为10.8g
因此(H)=2n(H2O)=2×0.6mol=1.2mol
即0.1mol烃A分子中含有0.5molC原子,1.2molH原子
所以该烃分子中C原子个数为5,H原子个数为12
则该烃的分子式为C5H12
(2)根据碳链异构可得C5H12的结构简式为:CH3CH2CH2CH3、CH(CH3)3,
答:它可能存在的全部结构简式为CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH2CH3 、CH3C(CH3)3,即分别是正戊烷、异戊烷和新戊烷
点评:该题是基础性试题的考查,试题贴近教材,紧扣基础,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来解答,有助于培养学生的规范答题能力。
某链烃3.6g和Cl2发生取代反应,控制反应条件使其仅生成一氯代物,将反应生成的气体(一氯代物为液体)用NaOH溶液吸收恰好和0.1mol·L-1 NaOH溶液500mL完全反应,试解答下列问题:
(1)求该烃的相对分子质量;
(2)若该烃既不能使酸性KMnO4溶液褪色,又不能使溴水褪色,试求该烃的分子式。
(3)若该烃的一氯代物只有一种,试确定该烃的结构简式 (要求写出计算过程)。
正确答案
(7分)(1)72 (2分)(2)C5H12 (2分)(3) C(CH3)4 (3分)
试题分析:(1)消耗氢氧化钠的物质的量是0.1mol/L×0.5L=0.05mol,根据反应式NaOH+HCl=NaCl+H2O可知,生成的氯化氢是0.05mol。由于生成的是一氯代物,所以该烃的物质的量是0.05mol,则该烃的相对分子质量是3.6g÷0.05mol=72。
(2)若该烃既不能使酸性KMnO4溶液褪色,又不能使溴水褪色,说明不是烯烃。由于72÷14=5……2,因此是烷烃,化学式是C5H12。
(3)若该烃的一氯代物只有一种,这说明分子的氢原子完全是相同的,因此应该是新戊烷,结构简式是C(CH3)4。
点评:该题是中等难度的试题,侧重对学生基础知识的巩固和训练,明确有关的反应的原理以及常见烃分子的组成特点是答题的关键,有利于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力。
(5分)现将0.1mol某烃完全燃烧生成的气体全部依次通过浓硫酸和氢氧化钠溶液,经测定,前者增重10.8g,后者增重22g(假定气体全部吸收)。试通过计算推断该烃的分子式(要有计算过程)。若该烃的一氯代物只有一种,试写出该烃的结构简式。
正确答案
C5H12;:C(CH3)4
试题分析:0.1mol的该烃完全燃烧生成的:
n(H2O)=10.8g/18g·mol‑1=0.6mol
n(CO2)=22g/44g·mol‑1=0.5mol
所以根据原子守恒可知:n(烃):n(C):n(H)=1:5:12
因此该烃的分子式为:C5H12
又因为该烃的一氯代物只有一种
所以烃是新戊烷
其结构简式是C(CH3)4
点评:判断一氯代物的关键是准确判断出分子中氢原子的种类,方法是同一个碳原子上的氢原子是相同的,其次同一个碳原子所连接的所有甲基上的氢原子是相同的,再就是具有对称性结构的(类似于平面镜成像中物体和像的关系),据此可以进行有关的判断。。
有机物分子式的确定常采用燃烧法,其操作如下:在电炉加热下用纯氧气氧化管内样品,根据产物的质量确定有机物的组成。如图所示是用燃烧法测定有机物分子式常用的装置,其中A管装碱石灰,B管装无水CaCl2。现准确称取1.80 g有机物样品(含C、H元素,还可能含有O元素),经燃烧被吸收后A管质量增加1.76 g,B管质量增加0.36 g。请按要求填空:
(1)此法适宜于测定固体有机物的分子式,此有机物的组成元素可能是________。
(2)产生的气体按从左到右的流向,所选各装置导管口的连接顺序是________。
(3)E和D中应分别装有何种药品________。
(4)如果将CuO网去掉,A管增加的质量将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)该有机物的最简式是________________。
(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固化减少的质量 D.C装置增加的质量
E.燃烧消耗氧气的物质的量
(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)C、H、O (2)gefhicd(或dc)ab(或ba)(3)H2O2和MnO2(或H2O和Na2O2)(4)减小(5)CHO2(6)B(7)除去装置中的空气
试题分析:(1)B管质量增加为所吸收水的质量,A管质量增加为所吸收CO2的质量。m(H2O)=0.36 g,m(H)=0.36 g×=0.04 g。m(CO2)=1.76 g,m(C)=1.76 g×
=0.48 g。1.80 g-0.04 g-0.48 g=1.28 g≠0,故有机物中除含C、H外,还含O。(2)要确定有机物的分子式,就要首先确定有机物的组成元素。由题给信息可知,B管吸收水分,A管吸收CO2,B管要连在A管前面,否则A管会将CO2、H2O一同吸收。有机物在电炉中的燃烧需要O2,这就需要D装置与电炉相连,D装置提供的氧气中含有水份,其后应连接C装置除水份。故导管接口的顺序为g→e→f→h→i→c→d→a→b(其中a与b、c与d的顺序可交换)。(3)E、D中的药品是用来制O2的,一种为液体,一种为固体。显然,液体应为双氧水(或H2O),固体为MnO2(或Na2O2)。(4)若将氧化铜网去掉,则有机物燃烧产生的CO不能被A管吸收,A管增加的质量将减小。(5)由(1)知,n(H)=0.04 mol,n(C)=
=0.04 mol,n(O)=
=0.08 mol,该有机物的最简式为CHO2。(6)已知最简式为CHO2,只要再知道有机物的相对分子质量,即可求出其分子式。设其分子式为(CHO2)n,则n=
=
。(7)通O2赶尽装置中的CO2、H2O,否则所求有机物中C、H含量偏高。
(8分)现有CH4、C2H4、C2H6三种有机物:
(1)等质量的以上三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是________;生成CO2量最多的是________。
(2)同状况、同体积的以上三种物质完全燃烧时耗去O2的量最多的是________。
(3)在120 ℃、1.01×105 Pa下时,有两种气态烃和足量的氧气混合点燃,相同条件下测得反应前后气体体积没有发生变化,这两种气体是________。
正确答案
(1)CH4 C2H4 (2)C2H6 (3)CH4、C2H4
(1)在质量相等的条件下,烃分子中氢元素的含量越高,燃烧消耗的氧气越多。根据最简式CHn中能值越大,氢元素的含量越高,所以消耗最多的是甲烷;乙烯中碳的含量最高,产生的CO2最多。
(2)根据烃的燃烧通式CnHm+(n+m/4)O2=nCO2+m/2H2O可知,在体积相同的条件下,消耗的氧气和(n+m/4)有关系,(n+m/4)越大,消耗的氧气越多,因此是乙烷。
(3)根据烃的燃烧通式CnHm+(n+m/4)O2=nCO2+m/2H2O可知,如果反应前后体积不变,则1+n+m/4=n+m/2,解得m=4,所以应该是甲烷和乙烯。
(6分)某混合气体由两种气态烃组成。取2.24L该混合气体完全燃烧后,得到4.48L二氧化碳和3.6g水。(上述气体体积,都已折算为标准状况下的数据)
试通过计算,确定混合气体中两种烃可能组成。
正确答案
根据题意可知:
n(烃)= =
=0.1mol
n(CO2)= =
=0.2mol
n(H2O)==
=0.2mol
混合烃的平均分子组成为C2H4,
故符合题意的两种烃可能是:CH4和C3H4、C2H2和C2H6或CH4和C4H4
考查有机物分子式的确定。
(15分)某有机化合物M,其分子式为AxByCz,且x+y+z=22。已知M放入水中即水解生成白色沉淀E和无色气体F。白色沉淀E不溶于氨水,能溶于氢氧化钠溶液。取0.1molM放入足量水中,能收集到9g气体F。将该气体在空气中完全燃烧,只生成26.4g二氧化碳和16.2g水,求:
(1)气体F的分子式。
(2)有机化合物M的分子式。
(3)写出M与过量的氢氧化钠溶液反应的化学方程式。
正确答案
(1)26.4g二氧化碳和16.2g水的物质的量分别是0.6mol和0.9mol,所以C、H原子个数之比是1︰3,所以气体F是乙烷,化学式为C2H6。
(2)9g乙烷是0.3mol,M是0.1mol,因此M中含有6个碳原子。
白色沉淀E不溶于氨水,能溶于氢氧化钠溶液,所以E是氢氧化铝,即M中含有铝元素。
因此x+z=16、3x+z=6×3
解得x=1,z=15
所以M的化学式为Al(C2H5)3或AlC6H15。
(3)由于氢氧化铝是两性氢氧化物,能溶解在氢氧化钠中,所以方程式为Al(C2H5)3+NaOH+H2O=NaAlO2+3CH3CH3↑或Al(C2H5)3+3H2O=Al(OH)3↓+3CH3CH3↑,Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O。
考查根据方程式及物质化学式判断的有关计算。
(4分) 标准状况下,1.12LCH4和C2H4的混合气体缓慢通入足量溴水中,溴水增重0.28g,则乙烯占混合气体的体积分数为: 。
正确答案
20%
甲烷和溴水不反应,乙烯和溴水发生加成反应,所以溴水增加的质量就是乙烯的质量,即乙烯是0.28g,物质的量是0.01mol。又因为混合气一共是0.05mol,所以乙烯的含量是0.01÷0.05×100%=20%。
化学式为C8Hm的烷烃,m值等于 ;CnH22的烷烃,n值等于 ;相对分子质量为72的烷烃的分子式为 。
正确答案
18 10 C5H12
根据烷烃的通式CnH2n+2可知,当n=8时,氢原子是2×8+2=18。如果氢原子是22,则碳原子数就是(22-2)÷2=10。相对分子质量为72的烷烃,则有12n+2n+2=72,解得n=5,因此分子式为C5H12。
(1)化学式为C6H12的某烯烃的所有碳原子都在同一平面上,则该烯烃的结构简式为 ,其名称为 ;取少量该物质与氢气加成所得产物进行核磁共振分析,在核磁共振氢谱图上应该出现_____ 个峰,其面积比为 (一个峰则不填)。
(2)标准状况下1.68L无色可燃气体在足量氧气中完全燃烧。若将产物通入足量澄清石灰水,得到白色沉淀质量为15.0g,若用足量碱石灰吸收燃烧产物,增重9.3g。若原气体是单一气体,它的分子式 。
(3)某有机物的一氯代物分子中有两个-CH3、两个-CH2-、一个和一个-Cl,它可能的结构有 种。(本题不考虑对映异构体)
正确答案
(1) 2,3-二甲基-2-丁烯 2 1:6(或6:1)(2) C2H4(3) 4
试题分析:(1)根据乙烯的平面型结构,将乙烯分子中的氢原子换成甲基时,该物质是
2,3-二甲基-2-丁烯,其分子中所有碳原子都在同一平面上,其结构简式为:CH3C(CH3)=C(CH3)CH3,该烃与氢气加成的产物中只含两种氢,核磁共振氢谱图上应该出现2个峰,这两种氢的分别为12个、2个,其面积比为6:1;
(2)标准状况下1.68L无色可燃气体的物质的量为0.075mol,燃烧产物通入足量澄清石灰水,得到白色沉淀碳酸钙质量为15.0g,物质的量为0.15mol,根据碳原子守恒,1mol 该物质中含2mol碳原子,燃烧生成二氧化碳的物质的量为0.15mol,质量为6.6g,用足量碱石灰吸收燃烧产物,增重9.3g,知燃烧产物中水的质量为2.7g,物质的量为0.15mol,根据氢原子守恒,1mol 该物质中含4mol氢原子,该烃的分子式为C2H4;
(3)由题意知该有机物的分子式为C5H11Cl, 分子中有两个-CH3,两个-CH2-,一个和 一个-Cl,两个甲基和一个氯原子只能位于边上,两个亚甲基只能连接两个原子或原子团,一个次亚甲基连接3个原子或原子团,则符合条件的结构简式为,
共4种。
吗啡和海洛因都是严格查禁的毒品。吗啡分子中C、H、N、O的质量分数分别为71.58%、6.67%、4.91%和16.84%,已知其相对分子质量不超过300。
求:(1)一个吗啡分子中含_________个氮原子
(2)吗啡的相对分子质量___________
(3)吗啡的化学式_________________
正确答案
(6分)(1)1(2)285(3)C17H19NO3
试题分析:(1)(2)假设吗啡分子中只有一个氮原子,吗啡的相对分子质量为:14.0/4.91%=285,由于吗啡的相对分子质量不大于300,如果分子中有两个氮原子,则其相对分子质量必超过300,所以吗啡分子中含1个氮原子,相对分子质量为285。
(3)求吗啡分子中C、H、O的原子数:
C原子数=285×(71.58%/12)=17
H原子数=285×(6.67%/1)=19
O原子数=285×(16.84%/16)=3
由计算可知吗啡的分子式为C17H19NO3
点评:本题考查学生根据物质中某元素的质量分数,求化合物中某元素的原子个数的解题能力,难度稍大。
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