- 烯烃的通性
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(10分)已知1mol烯烃A完全燃烧需要3mol氧气。某烃B是A的同系物,在常温常压下,10mL气态烃B跟50mL足量氧气混合并点燃,完全反应后恢复到原来状态,测得剩余气体体积为30mL。求:
(1)烃A的化学式为 (不写计算过程);
(2)通过计算确定烃B的化学式和它所有可能的结构简式。(写计算过程)
正确答案
(1)C2H4 (2)C4H8 CH2=CH—CH2—CH3、CH3—CH=CH—CH3、CH2=C(CH3)2
(1)根据烯烃的燃烧通式CnH2n+3n/2O2=nCO2+nH2O可知,1mol烯烃燃烧需要3n/2molO2,由题意的n=2,故其分子式为C2H4。
(2)烃B是A的同系物,所以B也是烯烃。因为体积之比是物质的量之比,所以
CnH2n+3n/2O2=nCO2+nH2O
1 3n/2 n
10 15n 10n
因此有50-15n+10n=30,解得n=4。所以B的化学式为C4H8。其中属于烯烃的有CH2=CH—CH2—CH3、CH3—CH=CH—CH3、CH2=C(CH3)2。
有机物A可作为植物生长调节剂,为便于使用,通常将其制成化合物D(),D在弱酸性条件下会缓慢释放出A。合成D的一种方法及各物质间的转化关系如下图所示:
请回答下列问题:
(1)A的名称是 ,A与氯气反应可生成C,C的名称是 ;
(2)经测定E中含有氯元素,且E可以与乙酸发生酯化反应,则E的结构简式为 ,由A直接生成E的反应类型是 ;
(3)在弱酸性条件下,D与水反应生成A的化学方程式为 ;
(4)写出E的两种同分异构体的结构简式: 。
正确答案
(1)乙烯;1,2二氯乙烷 (2)HOCH2CH2Cl;加成反应
(3)
(4)
本题以乙烯为知识载体考查有机化学反应类型、同分异构体的书写等知识以及分析能力和知识迁移能力。(1)由A为植物生长调节剂及其他信息可知A为乙烯,则乙烯与氯气发生加成反应得到的物质C为1,2二氯乙烷。(2)由A―→E的转化关系和题中对E的性质描述不难知道,E是乙烯与稀氯水中的HClO发生加成生成的氯乙醇,其结构简式为ClCH2CH2OH。(3)利用原子守恒可知D与H2O在酸性条件下反应生成乙烯,同时还有HCl、H3PO4生成。
(6分)由H2、C2H4、C2H2组成的1L混合气体,在一定条件下发生加成反应后,气体总体积变成了XL。请回答(气体体积均在标准状况下测定)
⑴当反应后三种气体均无剩余时,X的取值范围是 ;
⑵若反应后三种气体均无剩余,X=0.4时,原混合气体H2、C2H4、C2H2的体积比为 ;
⑶若X=0.6时,且反应后混合气体密度为0.714g/L时,原混合气体H2、C2H4、C2H2的体积之比为 。
正确答案
⑴1/3
(1)乙烯和乙炔与氢气发生加成反应的方程式分别是CH2=CH2+H2CH3CH3、C2H2+2H2
CH3CH3。根据方程式可知,如果恰好是乙烯和氢气加成,则X=0.5;如果恰好是乙炔和氢气加成,则X=1/3,所以X的取值范围是1/3
(2)设原混合气体H2、C2H4、C2H2的体积分别是x、y、z,则根据方程式可知,y+2z=x、x+y+z=1、y+z=0.4,所以解得x=0.6、y=0.2、z=0.2,因此原混合气体H2、C2H4、C2H2的体积比为3︰1︰1。
(3)反应后混合气体密度为0.714g/L,则混合气的平均相对分子质量是0.714。×22.4=16。这说明氢气一定是过量的。因此反应后的气体是乙烷和氢气的混合气,则二者的体积之比是1︰1,所以反应后含有0.3L氢气和0.3L乙烷。设原混合气体H2、C2H4、C2H2的体积分别是a、b、c,则a+b+c=1、b+c=0.3,所以a=0.7。又因为b+2c=0.7-0.3=0.4,所以c=0.1,则b=0.2,因此原混合气体H2、C2H4、C2H2的体积比为7︰2︰1。
(8分)写出下列转化的化学方程式,并注明反应条件和反应类型:
① ( 反应);② ( 反应);
③ ( 反应);④ ( 反应);
正确答案
(1)CH2=CH2+HBrCH3CH2Br 加成反应
(2)CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr 取代反应(水解反应)
(3)CH2=CH2+H2OCH3CH2OH 加成反应
(4)CH2=CH2+H2OCH3CH2OH 消去反应
考查有机反应方程式的书写以及有机反应类型的判断。
(1)乙烯中含有碳碳双键,能和溴化氢发生加成反应生成溴乙烷,反应的化学方程式是CH2=CH2+HBrCH3CH2Br。
(2)溴乙烷中含有溴原子,属于卤代烃,你发生水解反应生成乙醇,反应的化学方程式是CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr。
(3)乙烯也能和水发生加成反应生成乙醇,反应的化学方程式是CH2=CH2+H2OCH3CH2OH。
(4)乙醇在浓硫酸的作用下,发生消去反应生成乙烯,反应的化学方程式是CH3CH2OHH2O+CH2=CH2↑。
(6分)0.94g某有机物在纯氧中完全燃烧,可生成二氧化碳2.64g,水0.54g,同时消耗氧气2.24g。又知此有机物蒸气0.224L(已折算成标准状况下)的质量为0.94g。
⑴求此有机物的分子式。
⑵若此有机物跟FeCl3溶液作用显紫色,写出此有机物的结构简式。
正确答案
因为有机物的摩尔质量为94 g/mol
所以0.94 g该有机物的物质的量为0.01 mol.
又因2.64 g CO2 即2.64 g/44 g·mol-1 =" 0.06" mol
0.54 g H2O 即0.54 g/18 g·mol-1=" 0.03" mol
还可知该有机物含有氧元素,并且1 mol该有机物燃烧消耗O2 7 mol,生成CO2 6 mol,H2O 3 mol。
故该有机物中含C:6 mol 、H:3 mol×2="6" mol 、O:6 mol×2+ 3 mol×1-7 mol×2 ="1" mol
因此该有机物的分子式为C6H6O。
又因为该有机化合物遇三氯化铁显紫色,故为酚类,则该化合物为苯酚
考查有机物分子式即结构简式的判断。
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