- 烃和卤代烃
- 共11988题
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。
（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。
（5分）某有机物A含C：54.8%，H：5.58%，N：7.11%，其余含O，A的相对分子质量不超过300。A是α—氨基酸，分子中不存在甲基(-CH3)，能与FeCl3溶液发生显色反应，1molA最多能与3molNaOH完全反应。请回答：
（1）则该物质的分子式是什么？（3分）（注：要有计算过程）
（2）写出其物质的任一种符合要求的结构简式。（2分）
正确答案
（5分）（1）（3分，要有计算过程）分子式：C9H11O4N
（2）
（或其他合理答案）（—OH邻、间、对的位置）
（1）因为A为α—氨基酸，所以可知其含一个N原子，所以可求出A的分子量为：14/0.0711=197。从而求得一个分子中各原子的个数，进而得出分子式为：C9H11O4N
（2）A是α—氨基酸，分子中不存在甲基(-CH3)，含有酚—OH，1molA最多能与3molNaOH完全反应
有两种气态烃的混合物。已知：它们都能使溴水褪色。且分子中碳原子数均小于5；1体积该混合气体完全燃烧后，可得到3.6体积二氧化碳和3体积水蒸气(气体体积均在同温同压下测定)
(1)混合物中两种烃的类别可能是________。
你作出上述判断的理由是____________________________。
(2)通过计算确定这两种烃的分子式以及它们在混合物中的体积比。
正确答案
(1)C 因两种烃都能使溴水褪色，则不会有烷烃，排除A；若都是烯烃，则燃烧后生成等体积的CO2和水蒸气，不合题意，排除B；若都是炔烃，则燃烧后生成的V(CO2)>V(H2O)，也不合题意，排除D，故混合物由烯烃和炔烃组成
(2)C3H6和C4H6，V(C3H6)∶V(C4H6)＝2∶3
(2)容易求出混合烃的平均分子式为C3.6H6，则烯烃的碳原子数应小于3.6，为C3H6，炔烃的碳原子数应大于3.6，为C4H6，再用十字交叉法求出混合物中两者的体积比。
即V(C3H6)∶V(C4H6)＝2∶3。
某气态烃含C 85.7％，含H 14.3％，在标准状况下的密度是2．5g／L。该烃能使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色。求该烃的分子式，并写出它的各种同分异构体的结构简式。
正确答案
C4H8 CH3—CH2—CH＝CH2；CH3—CH=CH—CH3；CH3—C（CH3）=CH2
在标准状况下的密度是2．5g／L
所以该烃的相对分子质量是2.5×22.4＝56
由于气态烃含C 85.7％，含H 14.3％
所以分子中含有的碳、氢原子数分别是
所以该烃的化学式为C4H8
由于该烃能使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色
所以该烃是烯烃
因此它的各种同分异构体的结构简式是
CH3—CH2—CH＝CH2、CH3—CH=CH—CH3、CH3—C（CH3）=CH2
(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)= 
n(CO2)= 
n(H2O)=
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。
（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
正确答案
（1）
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
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。
下面有6种有机物，用提供的试剂分别鉴别，将所用试剂及产生的现象的序号填在各个横线上。
(1)________；(2)________；(3)________；(4)________；
(5)________；(6)________。
正确答案
(1)b、B (2)a、A (3)e、F (4)f、D
(5)d、C (6)c、E
甲苯能使酸性KMnO4溶液的紫色褪去，苯乙烯能使溴水的橙色褪去，苯酚与FeCl3溶液反应呈紫色，葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液共热出现红色沉淀，淀粉与碘水作用呈蓝色，蛋白质与浓硝酸作用呈黄色。
图中A～G均为有机化合物，根据图中的转化关系（反应条件略去），回答下列问题：
（1）环状化合物A的相对分子质量为82，其中含碳87.80%，含氢12.2%。B的一氯代物仅有一种，B的结构简式为______________________________。
（2）M是B的一种同分异构体，M能使溴的四氯化碳溶液褪色，分子中所有的碳原子共平面，则M的结构简式为______________________________。
（3）写出由C生成D的化学方程式______________________________反应类型是__________，由G生成A的化学方程式______________________________反应类型是__________。由G生成F的化学方程式______________________________反应类型是__________。G发生催化氧化的化学方程式______________________________。
（4）F的核磁共振氢谱图有__________个吸收峰，峰面积之比为__________。
正确答案
试题分析：（1）碳含量87.80%氢的含量12.2%，故C、H个数比为
某校化学课外兴趣小组的学生为了验证乙醇的分子结构，设计如下实验程序：乙醇组成元素的测定、分子式的测定、分子结构的测定。
（1）他们决定用燃烧乙醇分析产物来确定乙醇中含有C、H两种元素。简要说明他们的具体操作：①证明含有氢元素的操作是________________________________________________________ _
________________________________________________________________________________________；
②证明含有碳元素的操作是________________________________________________
_______________________________________________________________________
（2）要用燃烧分析产物证实乙醇中还含有氧元素时，需取得一些实验数据，这些数据应该是________________________。
（3）为确定乙醇的分子式，除（2）中数据外，还需不需要测定乙醇的相对分子质量?
_______________________________________________________________________
（4）为测定乙醇分子结构，他们用了无水乙醇和金属钠反应收集生成氢气的方法，选用了如下图所示的仪器(有的仪器配用双孔橡皮塞)。
①装置的连接顺序是______接______接______接______接_______接_______。
②已知无水酒精的密度为0．789 g·cm一3，移取2．0mL酒精，反应完全后(钠过量)，收集390 mL气体。则乙醇分子中能被钠取代出的氢原子数为_______，由此可确定乙醇的结构为______________________而不是______________。
（5）实验所测定的结果偏高，可能引起的原因是(填写编号)。______________
A．本实验在室温下进行
B．无水酒精中混有微量甲醇
C．无水酒精与钠反应不够完全
正确答案
（1）①用一干燥的小烧杯倒置在乙醇燃烧的火焰的上方，烧杯内壁有水珠生成
②将内壁用澄清石灰水润湿的小烧杯倒置在火焰的上方，石灰水变浑浊
（2）乙醇、二氧化碳及水三种物质的质量 （3）不需要
（4）① D B E A F C ② 1；CH3CH2OH；CH3—O—CH3
（5）AB
试题分析：（1）①有机物中的H元素燃烧时生成H2O，所以用一干燥的小烧杯倒置在乙醇燃烧的火焰的上方，烧杯内壁有水珠生成可证明物质含氢元素。
②有机物中的C元素燃烧时生成CO2，所以将内壁用澄清石灰水润湿的小烧杯倒置在火焰的上方，石灰水变浑浊，可证明物质含碳元素。
（2）根据二氧化碳和水的质量。可求出C、H元素的质量，与乙醇的质量对比，即可判断出乙醇还含有碳元素。
（3）根据乙醇、二氧化碳及水三种物质的质量可求出C、H、O原子的个数比为：2:6:1，根据C、H、O的成键情况可知，乙醇的分子式只能为C2H6O，所以不需要测定乙醇的相对分子质量，即可确定乙醇的分子式。
（4）①分液漏斗与烧瓶相连为反应装置，气体通过E短导管进入A，A中的水沿F进入量筒，所以仪器的连接想、顺序为： D B E A F C
②乙醇的物质的量为：2.0mL×0.789g•cm-3÷46g/mol=0.034mol；生成的氢气为：0.39L÷22.4L/mol=0.017mol，所以 乙醇分子中能被钠取代出的氢原子数为1；可确定乙醇的结构为CH3CH2OH，而不是CH3—O—CH3
（5）A、本实验在室温下进行，气体摩尔体积大于22.4L/mol,造成结果偏高，正确；B、因为相同质量的甲醇反应生成的氢气更多，无水酒精中混有微量甲醇会造成结果偏高，正确；C、无水酒精与钠反应不够完全，生成的氢气偏少，则结果偏低，错误。
(10分)重氮甲烷(CH2NN)在有机合成中有着重要应用，他的分子中，碳原子和氮原子之间的共用电子对是由氮原子；—方提供的，重氮甲烷光照时容易分解放出氮气，同时生成极活泼的碳烯(∶CH2)，试回答：
(1)重氮甲烷的电子式是________
(2)碳烯很容易以他的一对未成对电子与不饱和的烯、炔发生加成，形成三元环状化合物。它与丙烯发生加成反应后所得产物的结构简式是：________________________。
(3)碳烯还可插入C—H键之间，使碳链加长。它插入丙烷分子中C—H键之间形成多一个碳原子的烷烃，所得化合物的结构简式为：_______________或________________ 。
(4)重氮甲烷的CCl4溶液用紫外光照射时，发生反应，生成一种相对分子质景为210的有机物和N2，写出反应的化学方程 ________________________________。
正确答案
(3)CH3CH2CH2CH3， CH3CH(CH3)2 (4)CCl4+4CH2N2→C(CH2Cl)4 +4N2
（1）碳原子和氮原子之间的共用电子对是由氮原子—方提供的，所以电子式为
（2）根据信息可知，碳烯很容易以他的一对未成对电子与不饱和的烯烃发生加成，形成三元环状化合物。丙烯的结构简式为CH3CH=CH2，所以与丙烯发生加成反应后所得产物的结构简式是
（3）丙烷的结构简式为CH3CH2CH3，所以碳烯和丙烷的生成物是丁烷，所以可能的结构简式为CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)2。
（4）重氮甲烷光照时容易分解放出氮气，同时生成极活泼的碳烯，生成的碳烯和诗露花语结合生成C(CH2Cl)4，所以方程式为CCl4+4CH2N2→C(CH2Cl)4 +4N2。
（8分）CO，CH4均为常见的可燃气体。
（1）等体积的CO，CH4在相同的条件下分别完全燃烧，转移的电子数之比为 。
（2）120℃，101kPa下，a mL由CO，CH4组成的混合气体在b mL氧气中完全燃烧后，恢复至原来的温度与压强。
①若混合气体与氧气恰好完全反应，产生b mLCO2，则混合气体中CH4的体积分数为多少？
②若燃烧后气体体积缩小了a/4 mL，求a与b关系的数学表达式。
正确答案
（1）1:4 (3分) （2）① 0.33（3分）②b≥5/4a(2分)
CO--------CO2↑2e— CH4--------CO2↑8e-转移的电子数之比为1:4
X X Y Y
X+Y=a(b) 0.5X+2Y="b" X=2／3b Y=1／3b
△V=0.5X+2Y=0.25a b≥5/4a(
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