- 有机物分子的空间构型
- 共1163题
有机物A可由葡萄糖发酵得到,也可从酸牛奶中提取.纯净的A为无色黏稠液体,易溶于水.为研究A的组成与结构,进行了如下实验:
(1)称取A 9.0g,升温使其汽化,测其密度是相同条件下H2的45倍.
实验结论:A的相对分子质量为______.
(2)将此9.0g A在足量纯O2中充分燃烧,并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰,发现两者分别增重5.4g和13.2g.则A的分子式为______.
(3)另取A 9.0g,跟足量的NaHCO3粉末反应,生成2.24L CO2(标准状况),若与足量金属钠反应则生成2.24L H2(标准状况).实验结论:A中含有的官能团:______、______.
(4)A的核磁共振氢谱如图:实验结论:A中含有______种氢原子.
(5)综上所述,A的结构简式______.
正确答案
解:(1)由其密度是相同条件下H2的45倍,可知A的相对分子质量为45×2=90,
故答案为:90;
(2)由题意可推知:n(A)==0.1 mol,n(C)=n(CO2)=
=0.3 mol,n(H)=2n(H2O)=2×
=0.6 mol,
n(O)==0.3 mol,
所以A的分子式为:C3H6O3,
故答案为:C3H6O3;
(3)0.1 mol A与NaHCO3反应放出0.1 mol CO2,则说A中应含有一个羧基,而与足量金属钠反应则生成0.1 mol H2,说明A中还含有一个羟基,
故答案为:-COOH、-OH;
(4)核磁共振氢谱中有4个吸收峰,面积之比为1:1:1:3,可知A中应含有4种不同环境的氢原子,
故答案为:4;
(5)综上所述,A的结构简式为:,
故答案为:.
解析
解:(1)由其密度是相同条件下H2的45倍,可知A的相对分子质量为45×2=90,
故答案为:90;
(2)由题意可推知:n(A)==0.1 mol,n(C)=n(CO2)=
=0.3 mol,n(H)=2n(H2O)=2×
=0.6 mol,
n(O)==0.3 mol,
所以A的分子式为:C3H6O3,
故答案为:C3H6O3;
(3)0.1 mol A与NaHCO3反应放出0.1 mol CO2,则说A中应含有一个羧基,而与足量金属钠反应则生成0.1 mol H2,说明A中还含有一个羟基,
故答案为:-COOH、-OH;
(4)核磁共振氢谱中有4个吸收峰,面积之比为1:1:1:3,可知A中应含有4种不同环境的氢原子,
故答案为:4;
(5)综上所述,A的结构简式为:,
故答案为:.
某烃的组成中含碳、氢元素的质量比为6:1,该烃对氮气的相对密度为2,该烃能与H2发生加成反应,所得加氢产物的二氯代物有三种同分异构体,则该烃为( )
正确答案
解析
解:该烃对氮气的相对密度为2,则相对分子质量=28×2=56,
含碳、氢元素的质量比为6:1,则分子中N(C)=:
=1:2,最简式为CH2,分子式为(CH2)2,即14n=56,解得:n=4,所以该烃的分子式为C4H8,
该烃能与H2发生加成反应,说明含有碳碳双键,结构简式有:CH2=CHCH2CH3、CH3CH=CHCH3、,与氢气的加成产物有2种:CH3CH2CH2CH3、CH(CH3)3;
CH3CH2CH2CH3有2种一氯代物,然后以一氯代物为基础再添上一个氯,可得二氯代物,共有6种:CH3CH2CH2CHCl2、CH3CH2CHClCH2Cl、CH3CHClCH2CH2Cl、CH2ClCH2CH2CH2Cl,CH3CCl2CH2CH3,CH3CHClCHClCH3;
CH(CH3)3有2种一氯代物,然后以一氯代物为基础再添上一个氯,可得二氯代物,共有3种:CHCl2CH(CH3)2、CH2ClCCl(CH3)2、CH2ClCHCH3CH2Cl,
所以该有机物的结构简式为,
故选D.
分别由C、H、O三种元素组成的有机物A、B、C互为同分异构体,它们分子中C、H、O元素的质量比为15:2:8,其中化合物A的质谱图如图1所示.
A是直链结构,其核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积之比为1:1:2,它能够发生银镜反应.B为五元环酯.C的红外光谱表明其分子中存在甲基.其它物质的转化关系如图2所示:
(1)A的分子式是______.
(2)B的结构简式是______.
(3)写出下列反应方程式(有机物用结构简式表示)
D→C:______
G→H:______
(4)写出由单体F分别发生加聚反应生成的产物和发生缩聚反应生成的产物的结构简式______、______.
正确答案
C5H8O2
CH3CH(OH)CH2CH2COOHCH3CH=CHCH2COOH+H2O
OHCCH2CH2CH2COOH+H2CH2(OH)CH2CH2CH2COOH
解析
解:分别由C、H、O三种元素组成的有机物A、B、C互为同分异构体,它们分子中C、H、O元素的质量比为15:2:8,则C、H、O元素的原子个数之比=:
:
=5:8:2,根据A的质谱图知,A的相对分子质量是100,设A的分子式为(C5H8O2)x,x=
=1,则A的分子式为C5H8O2,A是直链结构,其核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积之比为1:1:2,它能够发生银镜反应,则A中含有醛基,A的不饱和度=
=2,A的结构简式为OHCCH2CH2CH2CHO;
B为五元环酯,则B的结构简式为,C的红外光谱表明其分子中存在甲基,B水解然后酸化得D,D的结构简式为CH3CH(OH)CH2CH2COOH,A发生银镜反应生成I,I的结构简式为HOOCCH2CH2CH2COOH;D发生消去反应生成C,C发生取代反应生成E,E和氢氧化钠的水溶液发生取代反应生成F,F和氢气发生加成反应生成G,G发生氧化反应生成H,H发生氧化反应生成I,根据I的结构简式结合题给信息知,C的结构简式为CH3CH=CHCH2COOH,E为CH2ClCH=CHCH2COOH,F为CH2(OH)CH=CHCH2COOH,G为CH2(OH)CH2CH2CH2COOH,H为OHCCH2CH2CH2COOH.
(1)通过以上分析知,A的分子式为C5H8O2,结构简式为OHCCH2CH2CH2CHO,故答案为:C5H8O2;
(2)通过以上分析知,B的结构简式为,故答案为:
;
(3)D的结构简式为CH3CH(OH)CH2CH2COOH,C的结构简式为CH3CH=CHCH2COOH,D发生消去反应生成C,反应方程式为:CH3CH(OH)CH2CH2COOHCH3CH=CHCH2COOH+H2O,
G为CH2(OH)CH2CH2CH2COOH,H为OHCCH2CH2CH2COOH,G发生氧化反应生成H,反应方程式为
OHCCH2CH2CH2COOH+H2 CH2(OH)CH2CH2CH2COOH,
故答案为:CH3CH(OH)CH2CH2COOHCH3CH=CHCH2COOH+H2O;
OHCCH2CH2CH2COOH+H2 CH2(OH)CH2CH2CH2COOH;
(4)CH2(OH)CH=CHCH2COOH发生加聚反应产物的结构简式为:;
CH2(OH)CH=CHCH2COOH发生缩聚反应产物的结构简式为:,
故答案为:;
.
0.2mol有机物和0.5molO2在密闭容器中完全燃烧后的产物为CO2、CO和H2O(气),产物经过浓硫酸后,产物质量减轻10.8g;再通过灼热的CuO,充分反应后,产物质量增加了3.2g;最后气体在通过碱石灰时被完全吸收,碱石灰增重17.6g.
(1)试推断该有机物的分子式.
(2)若0.2mol该有机物与足量金属钠作用生成2.24L的H2(标准状况),试确定该有机物的结构简式.
正确答案
(1)有机物燃烧生成水10.8g,物质的量为=0.6mol,
令有机物燃烧生成的CO为x,则:
CuO+COCu+CO2,气态增重△m
28g 16g
x 3.2g
所以x==5.6g,CO的物质的量为
=0.2mol.
根据碳元素守恒可知CO与CuO反应生成的CO2的物质的量为0.2mol,质量为0.2mol×44g/mol=8.8g.
有机物燃烧生成的CO2的质量为17.6g-8.8g=8.8g,物质的量为=0.2mol,
根据碳元素守恒可知,1mol有机物含有碳原子物质的量为2mol,
根据氢元素守恒可知,1mol有机物含有氢原子物质的量为=6mol
根据氧元素守恒可知,1mol有机物含有氧原子物质的量为=1mol.
所以有机物的分子式为C2H6O.
答:有机物的分子式为C2H6O.
(2)若0.2mol该有机物与足量金属钠作用生成2.24L的H2(标准状况),氢气的物质的量为0.1mol,有机物中含有羟基,该有机物的结构简式为CH3CH2OH.
答:该有机物的结构简式为CH3CH2OH.
解析
(1)有机物燃烧生成水10.8g,物质的量为=0.6mol,
令有机物燃烧生成的CO为x,则:
CuO+COCu+CO2,气态增重△m
28g 16g
x 3.2g
所以x==5.6g,CO的物质的量为
=0.2mol.
根据碳元素守恒可知CO与CuO反应生成的CO2的物质的量为0.2mol,质量为0.2mol×44g/mol=8.8g.
有机物燃烧生成的CO2的质量为17.6g-8.8g=8.8g,物质的量为=0.2mol,
根据碳元素守恒可知,1mol有机物含有碳原子物质的量为2mol,
根据氢元素守恒可知,1mol有机物含有氢原子物质的量为=6mol
根据氧元素守恒可知,1mol有机物含有氧原子物质的量为=1mol.
所以有机物的分子式为C2H6O.
答:有机物的分子式为C2H6O.
(2)若0.2mol该有机物与足量金属钠作用生成2.24L的H2(标准状况),氢气的物质的量为0.1mol,有机物中含有羟基,该有机物的结构简式为CH3CH2OH.
答:该有机物的结构简式为CH3CH2OH.
某有机物 0.100mol 完全燃烧,生成 7.20g 水和 15.68L(标准状况)二氧化碳.又测定出此有机物的蒸气与相同状况下同体积的氢气质量比为 54:1.
(1)求此有机物的分子式.(要求有计算过程)
(2)已知该有机物与 FeCl3 溶液反应呈紫色,
推断该有机物可能的结构简式.
正确答案
解:(1)此有机物的蒸气与相同状况下同体积的氢气质量比为 54:1,则该有机物的摩尔质量为:2g/mol×54=108g/mol,
7.2gH2O中H原子的物质的量为:×2=0.8mol,标况下15.68LCO2的物质的量为:
=0.7mol,则n(C)=0.7mol,
该有机物分子中含有C、H原子数分别为:N(C)==7、N(H)=
=8,
含有C、H的总原子量为:12×7+1×8=92<108,说明该有机物分子中含有O元素,含有氧原子数目为:=1,
所以该有机物的分子式为:C7H8O,
答:该有机物的分子式为C7H8O;
(2)该有机物与FeCl3溶液反应呈紫色,则该有机物分子中一定含有苯环和羟基,还应该还会有1个甲基,
所以该有机物可能的结构简式为:、
、
,
答:该有机物可能的结构简式分别为、
、
.
解析
解:(1)此有机物的蒸气与相同状况下同体积的氢气质量比为 54:1,则该有机物的摩尔质量为:2g/mol×54=108g/mol,
7.2gH2O中H原子的物质的量为:×2=0.8mol,标况下15.68LCO2的物质的量为:
=0.7mol,则n(C)=0.7mol,
该有机物分子中含有C、H原子数分别为:N(C)==7、N(H)=
=8,
含有C、H的总原子量为:12×7+1×8=92<108,说明该有机物分子中含有O元素,含有氧原子数目为:=1,
所以该有机物的分子式为:C7H8O,
答:该有机物的分子式为C7H8O;
(2)该有机物与FeCl3溶液反应呈紫色,则该有机物分子中一定含有苯环和羟基,还应该还会有1个甲基,
所以该有机物可能的结构简式为:、
、
,
答:该有机物可能的结构简式分别为、
、
.
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