- 有机物分子的空间构型
- 共1163题
有机物A由碳、氢、氧三种元素组成,分子中不含碳碳不饱和键,它与烷烃B分子量相同.现将A、B在一定温度下以相同物质的量混合,取该混合物1mol,使其完全燃烧,需3.75mol氧气.则A、B可能是(写分子式):A______,B______.
正确答案
C2H4O
C3H8
解析
解:有机物A由碳、氢、氧三种元素组成,设有机物A为:CxHyOz,烷烃B通式CnH2n+2,有机物A与烷烃B分子量相同,说明x<n,且12x+y+16z=14n+2①,将A、B在一定温度下以相同物质的量混合,取该混合物1mol,说明A、B各为0.5mol,有机物A燃烧方程式为:CxHyOz+(x+-
)O2→xCO2+
H2O,0.5molA燃烧需氧气为0.5mol×(x+
-
),烷烃B燃烧方程式为:CnH2n+2+
O2→nCO2+(n+1)H2O,0.5molB燃烧需氧气为0.5mol×(
),两者所需氧气和为3.75mol,即:
0.5mol×(x+-
)+0.5mol×(
)=3.75mol②,联①②可得:10n-4x-9z=13,x<n,有机物A分子中不含碳碳不饱和键,则当n=2,z=1时,x<0不存在舍去;当n=3,z=1时,x=2,代入①得y=4,符合题意,此时A为:C2H4O,B为:C3H8;当n=3,z=2时,x=3,分子中含碳碳不饱和键不合题意舍去,当n=3,z=3时,x<0不存在舍去;当n=4,z=1时,x=4.5与x<n矛盾,不存在舍去;当n=4,z=2时,x=2.25,不存在舍去;依此类推,皆不符合题意,则A、B可能是(写分子式):C2H4O;C3H8,
故答案为:C2H4O;C3H8;
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为无色粘稠液体,易溶于水.为研究A的组成与结构,经质谱分析A的相对分子质量为90.又进行了如下实验:
正确答案
解:(1)浓硫酸增重5.4g,则生成水的质量是5.4g,生成水的物质的量是=0.3mol,所含有氢原子的物质的量是0.6mol,碱石灰增重13.2g,所以生成二氧化碳的质量是13.2g,所以生成二氧化碳的物质的量是
=0.3mol,所以碳原子的物质的量是0.3mol,9.0gA中O的质量为9.0-0.6-3.6=4.8g,故n(O)=4.8÷16=0.3mol,故A中N(C):N(H):N(H)=0.3:0.6:0.3=1:2:1,故A的最简式为CH2O,A的相对分子质量为45×2=90,设A的分子式为(CH2O)n,30n=90,n=3,即分子式为:C3H6O3,
故答案为:C3H6O3;
(2)只有羧基可以和碳酸氢钠发生化学反应生成二氧化碳,0.1molA生成0.1molCO2,故A中含有一个羧基,则含有一个羧基,醇羟基可以和金属钠发生反应生成氢气,与足量金属钠反应则生成2.24LH2(标准状况),0.1molA生成0.1molLH2,故A中除含有一个羧基外,还含有一个羟基,
故答案为:羧基、羟基;
(3)根据核磁共振氢谱图看出有机物中有4个峰值,则含,4种类型的等效氢原子,故答案为:4;
(4)A的分子式为:C3H6O3,含有一个羧基外,还含有一个羟基,且含有4种氢原子,核磁共振氢谱图中氢原子的个数比是3:1:1:1,故A的结构简式为:,故答案为:
;
解析
解:(1)浓硫酸增重5.4g,则生成水的质量是5.4g,生成水的物质的量是=0.3mol,所含有氢原子的物质的量是0.6mol,碱石灰增重13.2g,所以生成二氧化碳的质量是13.2g,所以生成二氧化碳的物质的量是
=0.3mol,所以碳原子的物质的量是0.3mol,9.0gA中O的质量为9.0-0.6-3.6=4.8g,故n(O)=4.8÷16=0.3mol,故A中N(C):N(H):N(H)=0.3:0.6:0.3=1:2:1,故A的最简式为CH2O,A的相对分子质量为45×2=90,设A的分子式为(CH2O)n,30n=90,n=3,即分子式为:C3H6O3,
故答案为:C3H6O3;
(2)只有羧基可以和碳酸氢钠发生化学反应生成二氧化碳,0.1molA生成0.1molCO2,故A中含有一个羧基,则含有一个羧基,醇羟基可以和金属钠发生反应生成氢气,与足量金属钠反应则生成2.24LH2(标准状况),0.1molA生成0.1molLH2,故A中除含有一个羧基外,还含有一个羟基,
故答案为:羧基、羟基;
(3)根据核磁共振氢谱图看出有机物中有4个峰值,则含,4种类型的等效氢原子,故答案为:4;
(4)A的分子式为:C3H6O3,含有一个羧基外,还含有一个羟基,且含有4种氢原子,核磁共振氢谱图中氢原子的个数比是3:1:1:1,故A的结构简式为:,故答案为:
;
通过实验对有机物A的组成、结构、性质进行观察、分析,得出结论如下:
①A为无色晶体,微溶于水,易与Na2CO3溶液反应;
②完全燃烧83g有机物A,得到176g CO2和27g H2O;
③核磁共振氢谱显示A分子中只有两个峰,其面积之比为2:1;
④A的相对分子质量在100~200之间,是分子中含有一个苯环的有机物.试推导:
(1)A的实验式;
(2)A的分子式;
(3)写出A的结构简式.
正确答案
解:(1)完全燃烧83g有机物A,得到176g CO2和27g H2O,n(C)=n(CO2)==4mol,m(C)=12g/mol×4=48g,
n(H)=2n(H2O)=2×=3mol,m(H)=1g/mol×3mol=3g,
83gA中含有O元素的质量为:83g-48g-3g=32g,n(O)==2mol,
则:n(C):n(H):n(O)=4mol:3mol:2mol=4:3:2,A的实验式为C4H3O2,
答:A的实验式C4H3O2;
(2)实验式C4H3O2的式量为83,设A的分子式为(C4H3O2)n,A的相对分子质量在100~200之间,则100<83n<200,解得:n=2,
A分子中含有一个苯环,则分子中至少含有6个C,所以n=2,A的分子式为:C8H6O4,
答:A的分子式为C8H6O4;
(3)A的分子式为C8H6O4,
③核磁共振氢谱显示A分子中只有两个峰,其面积之比为2:1,A中有两种氢原子,个数之比为2:1;
①A为无色晶体,微溶于水,易与Na2CO3溶液反应,A中含有羧基,
则A中只能含有两个羧基,且两个羧基在在苯环的对位,
所以A的结构简式为:,
答:A的结构简式为:.
解析
解:(1)完全燃烧83g有机物A,得到176g CO2和27g H2O,n(C)=n(CO2)==4mol,m(C)=12g/mol×4=48g,
n(H)=2n(H2O)=2×=3mol,m(H)=1g/mol×3mol=3g,
83gA中含有O元素的质量为:83g-48g-3g=32g,n(O)==2mol,
则:n(C):n(H):n(O)=4mol:3mol:2mol=4:3:2,A的实验式为C4H3O2,
答:A的实验式C4H3O2;
(2)实验式C4H3O2的式量为83,设A的分子式为(C4H3O2)n,A的相对分子质量在100~200之间,则100<83n<200,解得:n=2,
A分子中含有一个苯环,则分子中至少含有6个C,所以n=2,A的分子式为:C8H6O4,
答:A的分子式为C8H6O4;
(3)A的分子式为C8H6O4,
③核磁共振氢谱显示A分子中只有两个峰,其面积之比为2:1,A中有两种氢原子,个数之比为2:1;
①A为无色晶体,微溶于水,易与Na2CO3溶液反应,A中含有羧基,
则A中只能含有两个羧基,且两个羧基在在苯环的对位,
所以A的结构简式为:,
答:A的结构简式为:.
有X、Y两种液态燃料,取1mol由X、Y组成的混合物,在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出热量与混合物X物质的量分数[
]关系如图所示.
已知:X含碳、氢、氧三种元素,相对分子质量为46,Y为烷烃,相对分子质量为114.
(1)X能和钠反应产生氢气,它的结构简式为______;
(2)若Y只有一种氢原子,则Y的结构简式为______;
(3)X的燃烧热△H为______,Y的燃烧热△H为______;
(4)G点数值为______.
正确答案
CH3CH2OH
C(CH3)3C(CH3)3
-1367kJ/mol
-5518kJ/mol
3442.5kJ
解析
解:(1)X含碳、氢、氧三种元素,相对分子质量为46,当含有1个O原子时,该有机物分子式为:C2H6O,可能为乙醇或二甲醚,由于X能够与钠反应生成氢气,则X只能为乙醇,结构简式为:CH3CH2OH;
当X含有2个O原子时,CH的原子量为:46-16×2=14,该有机物的分子式为:CH2O2,为甲酸,甲酸不是液态燃料,不符合题意;
故X为乙醇,结构简式为CH3CH2OH,
故答案为:CH3CH2OH;
(2)Y为烷烃,相对分子质量为114,设该烷烃分子中含有n个C,则:12n+2n+2=114,解得:n=8,该烷烃的分子式为:C8H18,
若Y只有一种氢原子,则Y分子具有对称结构,联系乙烷、甲烷结构可知,该烷烃的结构简式为:C(CH3)3C(CH3)3,
故答案为:C(CH3)3C(CH3)3;
(3)根据图象可知,当=1.0时,只含有X,1molX完全燃烧放出1367kJ热量,则X的燃烧热为:-1367kJ/mol;
当=0时,X的物质的量为0,则1molY完全燃烧放热的热量为5518kJ,则Y的燃烧热为:-5518kJ/mol,
故答案为:-1367kJ/mol;-5518kJ/mol;
(4)G点时X的物质的量为0.5mol,Y的物质的量也是0.5mol,则G的点的值为5518和1367的平均值,即:G=kJ=3442.5kJ,
故答案为:3442.5kJ.
有机物中碳原子和氢原子个数比为3:4,不能与溴水反应却能使酸性KMnO4溶液褪色.其蒸气密度是相同状况下甲烷密度的7.5倍.在铁存在时与溴反应,能生成两种一溴代物.该有机物可能是( )
正确答案
解析
解:该有机物蒸汽密度是相同状况下甲烷密度的7.5倍,故有机物的相对分子质量为16×7.5=120,有机物中碳原子和氢原子个数比为3:4,结合选项可知都为烃,故令有机物组成为(C3H4)x,故40x=120,解得x=3,故有机物的分子式为C9H12,不能与溴水反应却能使KMnO4酸性溶液褪色,故该有机物不含C=C、C≡C,应是苯的同系物,
A.CH≡C-CH3的分子式不是C9H12,且能与溴水发生加成反应,故A错误;
B.CH3C2H5的分子式是C9H12,不能与溴水反应能使KMnO4酸性溶液褪色,在铁存在时与溴反应,能生成2种一溴代物,故B正确;
C.CH2=CHCH3的分子式不是C9H12,且能与溴水发生加成反应,故C错误;
D.的分子式是C9H12,不能与溴水反应能使KMnO4酸性溶液褪色,在铁存在时与溴反应,能生成4种一溴代物,故D错误;
故选B.
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