2023年高考真题变式分类汇编:有机分子式的推断与计算
2023年高考真题变式分类汇编:有机分子式的推断与计算
一、选择题
1.(2021·海东模拟) 是合成平喘药沙丁胺醇的中间体,可由如下路线合成。下列叙述正确的是( )
A.Y分子中所有原子不可能在同一平面上
B.Z的分子式为C12H12O5
C.X是乙醇的同系物
D.X的一氯代物只有2种
2.(2021·杨浦模拟)X的相对分子质量为58,完全燃烧只生成 和 。下列判断正确的是( )
A.若X只含C、H两种元素,则X有三种结构
B.若X能与新制 反应生成砖红色沉淀,则X是醛或甲酸酯
C.若0.1molX与足量银氨溶液反应得到43.2g的Ag,则X是
D.若X能使溴水褪色,又能与Na反应放出 ,则X是
3.(2020·临朐模拟)某有机化合物,只含碳、氢二种元素,相对分子质量为56,完全燃烧时产生等物质的量的CO2和H2O。它可能的结构共有(需考虑顺反异构)( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
4.美国“芬太尼”事件引发全世界关注,芬太尼为一种麻醉、镇痛药物,其结构简式为 ,超剂量使用该药物会导致严重后果,下列说法正确的是( )
A.芬太尼的分子式为C22H27N2O
B.芬太尼分子中含有碳碳双键
C.芬太尼分子中所有的碳原子可能共平面
D.芬太尼的一氯代物有13种(不考虑立体异构)
5.(2018·河北模拟)已知烯烃X与氢气反应的热化学方程式为X(g)十H2(g)=Y(g)△H<0,其中烃Y的键线式为“王”字,下列有关说法不正确的是( )
A.烯烃X只有一种结构
B.烯烃X的摩尔质量为126g/mol
C.烃Y的一个氢原子被C4H9取代,所得产物有12种
D.降温可以使该反应在较短时间内得到更多产物
6.(2017高二下·株洲期中)在同温同压下,某有机物和过量Na反应得到V1 L氢气,另一份等量的该有机物和足量的NaHCO3反应得到V2 L二氧化碳,若V1=V2≠0,则该有机物可能是( )
A. B.HOOC﹣COOH
C.HOCH2CH2OH D.CH3COOH
7.(2016·深圳模拟)EDTA是一种重要的络合剂.4mol 一氯乙酸和1mol乙二胺( )在一定条件下发生反应生成1mol EDTA和4mol HCl,则EDTA的分子式为( )
A.C10H16N2O8 B.C10H20N2O8
C.C8H16N2O8 D.C16H20N2O8Cl
8.(2018高二上·钦州港开学考)只含C、H、O三种元素的有机物,在空气中燃烧时消耗的O2和生成的CO2的体积比是1:2,在这类有机物中( )
A.相对分子质量最小的化合物分子式是CH2O
B.相对分子质量最小的化合物分子式是C2H2O
C.含相同碳原子数的各化合物,其相对分子质量之差是16的整数倍
D.含相同碳原子数的各化合物,其相对分子质量之差是18的整数倍
9.(2016·静安模拟)过氧化氢分子中含有过氧键(﹣O﹣O﹣).有机化合物A的相对分子质量为120.经分析,其中氧的质量分数为0.5334,其余为碳和氢,则A分子中过氧键数最多为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
10.(2023高一下·龙南期末)鲨鱼是世界上唯一不患癌症的动物,科学研究表明,鲨鱼体内含有一种角鲨烯,具有抗癌性。实验测得角鲨烯分子是链状结构,分子中含有30个碳原子,且碳、氢元素质量比为7.2∶1,下列说法中不正确的是( )
A.角鲨烯分子式为C30H50
B.角鲨烯完全加氢后为C30H60
C.1 mol角鲨烯最多可与6 mol溴单质加成
D.角鲨烯与分子式为C29H48的物质可能属于同系物
11.(2022高二上·西安期末)麻黄素有平喘作用,我国药物学家从中药麻黄中提取麻黄素作为平喘药。某实验兴趣小组用李比希法、现代仪器等测定麻黄素的分子式,测得含C、H、O、N四种元素中的若干种,其中含氮8.48%;同时将5.0g麻黄素完全燃烧可得,,据此,判断麻黄素的分子式为
A. B. C. D.
12.(2022高一下·开封期末)由乙炔()、苯()、乙醛()组成的混合物,经测定其中碳的质量分数为72%。则混合物中氧的质量分数为( )
A.19.6% B.22% C.24.9% D.无法确定
13.(2021高二下·深圳期末)洋川芎内酯J具有抗炎镇痛的功效,其结构简式如图所示。下列有关洋川芎内酯J的说法错误的是( )
A.分子式为 B.含有三种官能团
C.能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D.不能与溶液发生反应
14.(2021高二下·咸阳期末)某烷烃 X分子中碳与氢的质量比为 36∶7。现取两支试管,分别加入适量溴水,实验操作及现象如下:
有关 X 的说法正确的是( )
A.相同条件下,X 的密度比水大
B.X的分子式为C6H14,X的同分异构体共有 6 种
C.X 能与 Br2发生加成反应使溴水褪色
D.试验后试管 2 中的有机层是上层还是下层,可通过加水确定
二、多选题
15.(2018·南京模拟)扁桃酸的衍生物a、b、c均为重要的医药中间体。下列说法正确的是( )
A.一定条件下,a可与HCHO发生缩聚反应
B.可用NaHCO3溶液区别a、b
C.b与浓溴水混合可制备c
D.1molc最多可与2molNaOH反应
16.(2020高二下·威海期末)将15.1g某芳香族化合物样品置于氧气流中完全燃烧,测得有关数据如下(实验前系统内的空气已排除,各步均吸收完全):
燃烧产物 增重8.1g 增重35.2g 氮气1.12L(标况)
已知该有机物相对分子质量为151,且为天然蛋白质水解产物。下列关于该有机物的说法正确的是( )
A.分子式为C8H9N2O
B.结构简式为
C.含有1个手性碳原子
D.既可与强酸反应又可与强碱反应
17.(2017高二上·黑龙江期末)某气态烷烃和一气态单烯烃组成的混合气体在同温、同压下对氢气的相对密度为13,取标准状况下此混合气体4.48L,通入足量的溴水,溴水的质量增加2.8g,此2种烃是( )
A.甲烷和丙烯 B.甲烷和2﹣丁烯
C.甲烷和2﹣甲基丙烯 D.乙烯和1﹣丁烯
三、非选择题
18.(2023·全国乙卷)元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。
回答下列问题:
(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中,先 ,而后将已称重的U型管c、d与石英管连接,检查 。依次点燃煤气灯 ,进行实验。
(2)O2的作用有 。CuO的作用是 (举1例,用化学方程式表示)。
(3)c和d中的试剂分别是 、 (填标号)。c和d中的试剂不可调换,理由是 。
A.CaCl2 B.NaCl C.碱石灰(CaO+NaOH) D.Na2SO3
(4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后,应进行操作: 。取下c和d管称重。
(5)若样品CxHyOz为0.0236g,实验结束后,c管增重0.0108g,d管增重0.0352g。质谱测得该有机物的相对分子量为118,其分子式为 。
19.(2021·浙江)将3.00g某有机物(仅含C、H、O元素,相对分子质量为150)样品置于燃烧器中充分燃烧,依次通过吸水剂、CO2吸收剂,燃烧产物被完全吸收。实验数据如下表:
吸水剂 CO2吸收剂
实验前质量/g 20.00 26.48
实验后质量/g 21.08 30.00
请回答:
(1)燃烧产物中水的物质的量为 mol。
(2)该有机物的分子式为 (写出计算过程)。
20.(2017·新课标Ⅱ卷)化合物G是治疗高血压的药物“比索洛尔”的中间体,一种合成G的路线如下:
已知以下信息:
①A的核磁共振氢谱为单峰;B的核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为6:1:1.
②D的苯环上仅有两种不同化学环境的氢;1molD可与1mol NaOH或2mol Na反应.
回答下列问题:
(1)A的结构简式为 .
(2)B的化学名称为 .
(3)C与D反应生成E的化学方程式为 .
(4)由E生成F的反应类型为 .
(5)G是分子式为 .
(6)L是D的同分异构体,可与FeCl3溶液发生显色反应,1mol的L可与2mol的Na2CO3反应,L共有 种;其中核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为3:2:2:1的结构简式为 、 .
21.(2022·余姚模拟)室温时,20mL某气态烃与过量的氧气混合,将完全燃烧后的产物通过浓硫酸,再恢复至室温,气体体积减少了50mL。将剩余的气体再通过足量氢氧化钠溶液后干燥,体积又减少了40mL。
(1)该气态烃的分子式 。
(2)写出简要计算过程 。
22.(2022·济南模拟)AigialomycinD是从海生红树林菌类中分离出来的一种具有重要生理活性的物质,具有极强的抗癌活性和抗疟疾活性。一种合成路线为:
已知:①已知,Et为乙基,Ph为苯基
②
回答下列问题:
(1)AigialomycinD中含氧官能团的名称是 ,C分子的核磁共振氢谱中有 组峰。
(2)C→D的化学方程式为 ,D→E的反应类型为 。
(3)F的分子式为 。
(4)符合下列条件的D的同分异构体有 种
①含有苯环且有四个羟基与苯环直接相连
②苯环上无氢原子
(5)官能团的保护是有机合成中的重要步骤,写出制备AigialomycinD中引入保护基的步骤 (例如X→Y)
(6)写出以为原料制备的合成路线(其他试剂任选,注明反应条件) 。
23.(2022·杭州模拟)博苏替尼(化合物I)是一种抗肿瘤药物,某课题组设计的合成路线如图(部分反应条件已省略):
已知:
(1)下列说法不正确的是____。
A.化合物A能消耗
B.化合物D可以和溶液发生显色反应
C.化合物F既可以和酸反应,又可以和碱反应
D.H的分子式为
(2)化合物E的结构简式为 ,流程中,而不是由A直接与反应生成C的原因是 。
(3)写出化合物C转化为D的化学方程式 。
(4)写出符合下列条件的化合物B的同分异构体 。
①能使溶液显色;
②可以发生银镜反应;
③谱显示只有4种不同化学环境的氢原子。
(5)写出以邻硝基苯甲酸为原料合成 的合成路线 。
24.(2022·浙江模拟)化合物X由4种元素组成。某兴趣小组按如图流程进行实验(每一步反应均充分进行):
请回答:
(1)组成X的4种元素是 (填元素符号)。
(2)无色溶液D中的溶质是 (填化学式)。
(3)无色气体A中的气体分子有 (填化学式)。
(4)气态X分子中,H原子与2种元素的原子形成共价键,但红外光谱和1H核磁共振谱均显示固态X晶体中的H原子化学环境完全相同。且熔点明显高于相对分子量接近的分子晶体,原因是 。
(5)X能与氯酸钾在水溶液中反应,得到无色溶液F和无色气体C。
①写出该反应的化学方程式: 。
②设计实验验证该无色溶液F中的阴离子: 。
25.(2018·和平模拟)常温下,青蒿素为无色针状晶体,难溶于水,易容有机溶剂,熔点为156-157℃。青蒿素是一种有效的抗疟药,某化学兴趣小组对青蒿素的提取和组成进行如下的探究。
Ⅰ.提取青高素的方法之一是乙醚浸取法,提取流程如下:
(1)对青蒿进行破碎的目的是
(2)操作Ⅰ用到的玻璃仪器是 ,操作Ⅱ的名称是
(3)Ⅱ.燃烧法测定青蒿素的最简式:
利用下列实验装置,将28.2g青蒿素放在燃烧管C中充分燃绕,测出生成的CO2和H2O的质量后,计算得出青蒿素的最简式。
主要实验步骤如下:
①组装仪器,并检查装置的气密性。
②先将A装置的药品反应一会后,再将C装置通电反应。
③称量有关装置的实验前后的质量。
请回答下列问题:
仪器各接口的连接顺序从左到右依次为 (每个装置限用一次)。
(4)①装置B中的试剂为 ,其作用是 。
②装置C中CuO的作用是 。
③装置D中的试剂为 ,其作用是 。
④装置E中的试剂为 ,其作用是 。
⑤装置F中的试剂为 ,其作用是 。
(5)已知青蒿素是烃的含氧衍生物,用合理连接后的装置进行实验,测量数据如表:
装置质量 实验前/g 实验后/g
B 22.6 42.4
E 80.2 146.2
则青蒿素的最简式为 .
26.(2018·河北模拟)肉桂酸甲酯(H)是常用于调制具有草莓、葡萄、樱桃、香子兰等香味的食用香精。它的分子式为C10H10O2,且分子中只含有1个苯环,苯环上只有一个取代基。利用红外光谱仪可初步检测有机化合物中的某些基团,现测得H分子的红外光谱如下图所示:
又知J为肉桂酸甲酯的一种同分异构体,其分子结构模型如下图所示(图中球与球之间的连线表示单键或双键等化学键)。
试回答下列问题:
(1)肉桂酸甲酯(H)的结构简式为 。
(2)现测出A的核磁共振氢谱图有6个峰,且面积之比为1∶2∶2∶2∶1∶2。用芳香烃A为原料合成H的路线如下(部分反应物和反应条件已略去):
①化合物F中的官能团有 (填名称)。
②F→G的反应类型是 。
③书写下列化学方程式:
F→I: 。
G→H: 。
④其中F的同分异构体甚多,其中有一类可用通式 表示(其中X、Y均不为氢原子),试写出符合上述通式且能发生银镜反应的四种物质的结构简式: 。
27.(2023高一下·龙南期末)某小组欲研究烷烃的某些性质设计下图实验装置。回答下列问题:
Ⅰ.烷烃可以发生取代反应。
向下图的B中通入一定量的氯气和甲烷气体,混合均匀后通入C中硬质玻璃管中,夹紧C两端弹簧夹,用强光照射硬质玻璃管。
(1)将实验室制得的先通过饱和食盐水的目的是 。
(2)写出装置C中与反应生成氯仿的化学方程式 。
(3)一段时间后,C中玻璃管内的实验现象 、 。
(4)若2 mol 与发生取代反应,测得生成4种有机取代产物的物质的量相等,则消耗的氯气的物质的量是 mol。
(5)某丁烷与氯气发生反应的产物之一为,则分子式为的同分异构体有 种。
Ⅱ.烷烃可以发生氧化反应。
将一定量的某烷烃在足量氧气中充分燃烧,并使产生的气体全部通入下图装置,得到如表所列的实验数据(U形管中干燥剂只吸收水蒸气且假设产生的气体完全被吸收)。
实验前 实验后
实验前实验后(干燥剂+U形管)的质量 101.1g 102.9g
(石灰水+广口瓶)的质量 312.0g 315.3g
(6)试写出该烷烃分子式为 。
28.(2023高二下·大余期末)按系统命名法给下列有机物命名:
(1)的名称是 。
(2)有A、B、C三种烃,已知:
①B完全燃烧的产物;
②C为饱和链烃,通常状况下呈气态,其二氯代物有三种;
③A是B分子中的氢原子全部被甲基取代后的产物;A遇的溶液不褪色,其一氯代物只有一种。
请回答下列问题:
(Ⅰ)B的最简式为 ,分子式为 ,其二溴代物有 种。
(Ⅱ)C的三种二氯代物的结构简式分别为 、 、 。
(Ⅲ)A的结构简式为 ,名称为 。
29.(2022高二下·东丽期末)如图所示装置是用燃烧法确定有机物化学式常用的装置,这种方法是电炉加热时用纯氧氧化管内样品,根据产物的质量确定有机物的组成。回答下列问题:
(1)A装置中发生反应的化学方程式是 。
(2)E装置中所盛放试剂的名称是 。
(3)若实验中所取样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种,准确称取0.44g样品,经充分反应后,D管质量增加0.36g,E管质量增加0.88g,已知该物质的相对分子质量为44,则该样品的化学式为 。
(4)若符合下列条件,则该有机物的结构简式为 。
①环状化合物
②核磁共振氢谱图中只有一组峰
(5)某同学认为E和空气相通,会影响测定结果准确性,应在E后再增加一个装置F,其主要目的是 。
30.(2021高一下·柯桥期末)某化合物X由三种元素组成,其转化关系如下图所示:
已知:无色气体3在空气中转变为红棕色气体1。
回答以下问题:
(1)在元素周期表中的位置 ;
(2)步骤②的化学反应方程式是 ;
(3)气体1与水发生反应的离子反应方程式 ;
(4)鉴别红棕色气体1与蒸气的下列方法中,合理的是____
A.通入水中观察溶液的颜色变化
B.直接观察两种气体的颜色
C.分别通入溶液中观察有否沉淀
D.用湿润的淀粉试纸检验是否变蓝色
(5)化合物X的化学式为
31.(2021高一下·昆明期末)乳酸乙酯(A)是一种食用香料。由淀粉或D为原料合成乳酸乙酯的流程图如下:
已知:①D的产量可用于衡量一个国家石油化学工业的发展水平;
②乳酸的结构简式为。
回答下列问题:
(1)乳酸中所含的官能团名称为 ,C→A的反应类型为 ,A的分子式为 。
(2)B是否能发生银镜反应 (填“是”或“否)。
(3)D通过加聚反应形成高分子化合物的化学方程式为 。
(4)下列与乳酸互为同分异构体的物质是 (填序号)。
①CH3CH2OH②CH3COOH③④⑤⑥
(5)1mol乳酸分别与足量Na、反应,消耗二者的物质的量之比为 。
32.(2021高一下·昌吉期末)已知烃A其产量可以用来衡量一个国家石油化工发展水平。A、B、D、E、F、G转化关系如下(以下变化中,有些反应条件及产物未标明)。其中G是天然有机高分子化合物,E分子具有浓郁的果香味,其相对分子质量为88。
(1)写出A分子的电子式: ;F的分子式: 。
(2)A在一定条件下发生加聚反应的化学方程式为 ,B→乙醛的化学方程式: 。
(3)写出B+D→E的化学方程式: ,反应类型为 。
(4)E的同分异构体中,能与NaHCO3溶液反应生成气体的物质是 (用结构简式书写一种即可)。
33.(2021高一下·太原期末)某种烷烃完全燃烧后生成了8.8gCO2和5.4gH2O,据此推测其分子式 。
34.(2021高一下·太原期末)46 g某无色液体CxHyOH (纯净物)与足量钠完全反应,得到11.2 L氢气(标准状况),通过计算确定CxHyOH的结构简式 。
35.(2021高一下·许昌期末)实验室用燃烧法测定某固体有机物A的分子组成,测定装置如图所示(夹持仪器、酒精灯等已略去)。
取17.1gA放入装置中,通入过量 燃烧,请回答下列有关问题:
(1)C装置的作用是 ,E装置的作用是 。当燃烧完全后,还要继续通入一段时间 的目的是 。
(2)若A的摩尔质量为342g/mol,C装置增重9.9g,D装置增重26.4g,则A的分子式 。
(3)A燃烧的化学方程式为 。A可发生水解反应,1molA可水解生成2种互为同分异构体的产物,则A在催化剂作用下水解的化学方程式为 。
36.(2020高二上·诸暨期末)有机物A的相对分子质量大于130,小于180。碳元素和氢元素的质量分数之和为60%;其余为氧元素。
(1)该有机物的相对原子质量为 (要求写出必要的计算过程)
(2)该有机物分子中最多含有碳氧双键的个数为 。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】有机物的合成;同系物;分子式;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】A.Y分子中含有单键碳原子,单键碳与其所连4个原子为四面体结构,原子不可能都共面,A符合题意;
B.Z的分子式为C13H14O5,B不符合题意;
C.乙醇中不含苯环、碳氧双键等结构,故X与乙醇结构不相似,不互为同系物,C不符合题意;
D.X中苯环上有两种氢,另外支链(-CO-CH3)甲基上氢也可以被取代,故X的一氯代物为3种,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A:熟练掌握共面原子的结构,如碳碳双键的乙烯结构所有原子共面;
B:由结构式写出化学式为C13H14O5;
C:掌握同系物的概念,只相差n个CH2,而乙醇中不含苯环、碳氧双键等结构;
2.【答案】C
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】A.X的相对分子质量为58,若X只含C、H两种元素,由于58÷14=4…2,则X的分子式为C4H10,有2种结构,即正丁烷和异丁烷,A不符合题意;
B.若X能与新制 反应生成砖红色沉淀,说明含有醛基,则X只能是CH3CH2CHO,是丙醛,不能是甲酸酯,B不符合题意;
C.若0.1molX与足量银氨溶液反应得到43.2g的Ag,即0.4mol银,说明含有2个醛基,则X是 ,C符合题意;
D.若X能使溴水褪色,又能与Na反应放出 ,说明含有碳碳双键或碳碳三键和羟基或羧基,根据相对分子质量是58可判断则X是 ,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.根据相对分子质量以及只含有碳氢元素,即可找出分子式找出同分异构体
B. 若X能与新制 反应生成砖红色沉淀, 说明含有醛基,根据相对分子质量为58即可写出结构简式
C.与银氨溶液作用,即可判断有醛基,根据-CHO~2Ag,即可判断含有2mol醛基,根据相对分子质量即可计算出结构简式
D. 若X能使溴水褪色,又能与Na反应放出 ,说明含有不饱和键,和含有醇基,根据相对分子质量即可写出结构简式
3.【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】该有机物完全燃烧生成等物质的量的CO2和H2O,则其分子中所含碳氢原子的个数比为1:2;
令有机物的分子式为CnH2n,则可得12n+2n=56,解得 n=4,故该有机物的分子式为C4H8,其可能的结构为:、、、、、共六种结构,D符合题意;
故答案为:D
【分析】该有机物完全燃烧生成等物质的量的CO2和H2O,则有机物分子中所含碳氢原子的个数比为1:2,据此确定有机物的通式,结合相对分子质量确定其分子式,进而确定其所可能存在的同分异构体。
4.【答案】D
【知识点】有机物的结构和性质;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】根据其结构简式可知,芬太尼的分子式为C22H28N2O,A项不符合题意;芬太尼分子中含有苯环,不存在碳碳双键,B项不符合题意;芬太尼分子中所有碳原子不可能共平面,C项不符合题意;芬太尼分子中有13种位置不同的H原子,其一氯代物有13种,D项符合题意。
【分析】芬太尼的分子式为C22H28N2O,分子中含有苯环,不存在碳碳双键;遵循分子能量最低原则,所有碳原子不可能共平面;芬太尼分子中有13种位置不同的H原子,其一氯代物有13种。
5.【答案】D
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】根据键线式结构可确定Y是烷烃,其化学式为C9H20,结构简式为(CH3)2CH—C(CH3)2—CH(CH3)2,则X单烯烃,化学式为C9H18。
A、由Y的“王”字结构,可推知X只有一种结构,即CH2=C(CH3)—C(CH3)2—CH(CH3)2,故A不符合题意;
B、M(X)=M(C9H18)=126g/mol,则B不符合题意;
C、Y的结构中只有三种不同环境的氢原子,而—C4H9有四种结构[—CH2—CH2 —CH2—CH3、—CH(CH3)—CH2—CH3、—CH2—CH(CH3)—CH3、—C(CH3)3],所以Y的一个氢原子被—C4H9取代,所得产物共有12种,则C不符合题意;
D、这是一个放热反应,降温可提高反应物的转化率,但是降温也会使反应速率减小,所以在较短时间内得不到更多的产物,所以D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据键线式来写有机物的分子式,原则是拐点和端点表示碳原子,其余原子,H不必标出,其他原子必须单独指明.如果没有其他指明,则碳将由H来填充,达到4条键;
6.【答案】A
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】解:有机物和过量Na反应得到V1L氢气,说明分子中含有R﹣OH或﹣COOH,另一份等量的该有机物和足量的NaHCO3反应得到V2L二氧化碳,说明分子中含有﹣COOH,根据反应关系式R﹣OH~ H2,﹣COOH~ H2,以及﹣COOH CO2,若V1=V2≠0,说明分子中含有1个R﹣OH和1个﹣COOH,只有A符合,
故选A.
【分析】某有机物和过量Na反应得到V1L氢气,说明分子中含有R﹣OH或﹣COOH,另一份等量的该有机物和足量的NaHCO3反应得到V2L二氧化碳,说明分子中含有﹣COOH,根据反应关系式R﹣OH~ H2,﹣COOH~ H2,以及﹣COOH CO2进行判断即可.
7.【答案】A
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】解:一氯乙酸的结构简式为CH2ClCOOH,分子式为C2H3O2Cl,乙二胺的分子式为C2H8N2,
4mol 一氯乙酸和1mol乙二胺( )在一定条件下发生反应生成1mol EDTA和4mol HCl,
则有4C2H3O2Cl+C2H8N2→EDTA+4HCl,
由质量守恒可知EDTA的分子式为C10H16N2O8,
故选A.
【分析】一氯乙酸的结构简式为CH2ClCOOH,乙二胺的分子式为C2H8N2,结合反应的方程式利用质量守恒可确定EDTA的分子式.
8.【答案】D
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】只含C、H、O三种元素的有机物,由于消耗的氧气和生成的二氧化碳的体积比是1:2,则该有机物分子组成可表示为(CO)m(H2O)n.
由于该有机物分子组成表示为(CO)m(H2O)n,当m=n=1时,相对分子质量最小,该有机物分子式为CH2O2,故A、B不符合题意;
由于该有机物分子组成表示为(CO)m(H2O)n,含相同碳原子的化合物,其相对分子质量差是18n,故D符合题意;
故答案为D.
【分析】只含C、H、O三种元素的有机物,由于消耗的氧气和生成的二氧化碳的体积比是1:2,则该有机物分子组成可表示为(CO)m(H2O)n,据此分析判断.
9.【答案】B
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】A的相对分子质量为120,氧的质量分数为0.5334,120×0.5334=64,含有4个氧原子,最多有2个过氧键.故选B.
【分析】根据氧原子的质量分数确定氧原子的个数,然后确定过氧键的数目.
10.【答案】B
【知识点】烯烃;同系物;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】A: 已知分子中含有30个碳原子,且碳、氢元素质量比为7.2∶1 ,所以碳原子质量为30×12=360,氢原子个数为360÷7.2=50,角鲨烯的分子式为 C30H50 ,故A选项不符合题意;
B:已知角鲨烯分子是链状结构,因此完全加氢后的变成链状烷烃,因链状烷烃分子通式为CnH2n+2,所以角鲨烯完全加氢后分子式应为C30H62,故B选项符合题意;
C:由角鲨烯的分子式可知,1mol 角鲨烯中含有6mol碳碳双键,故能与6mol溴单质加成,故C选项不符合题意;
D:分子式C30H50 与分子式为C29H48 相差1个CH2,因此它们属于同系物,故D选项不符合题意;
故答案为:B
【分析】烯烃由于含有碳碳双键,故能与氢气、卤素单质、卤代烃等发生加成反应。同系物是结构相似,在分子组成上相差N个CH2原子团的物质。
11.【答案】C
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】5.0g麻黄素其中含氮8.48%,含N质量5.0g8.48%=0.424g,含N的物质的量为 =0.03mol;完全燃烧可得,物质的量为 =0.30mol,C为0.30mol、C质量为0.30mol 12g/mol=3.6g;的物质的量为 =0.227mol,其中H为0.45mol、H质量为0.45g;则含有氧元素质量为5.0g-3.6g-0.45g-0.424g=0.526g,为0.03mol,则C、H、N、O原子数目比为0.3:0.45:0.03:0.03=10:15:1:1,对照4个答案可知,分子式为;
故答案为:C。
【分析】通过分子中原子个数比判断分子式。
12.【答案】A
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】乙醛(C2H4O)可以表示为C2H2·H2O,故乙炔(C2H2)、苯(C6H6)、乙醛(C2H4O)的混合气体可以看作是C6H6、C2H2、H2O的混合物,C6H6、C2H2的最简式为CH,进一步看作CH和H2O的混合物,C元素的质量分数为72%,则CH的质量分数为,故H2O的质量分数为1-78%=22%,故O元素质量分数为,
故答案为:A。
【分析】先计算C、H元素的质量分数,再根据 ω(O)=1-ω(H)-ω(C)计算。
13.【答案】D
【知识点】有机物中的官能团;结构简式;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】A.分子式为,故A不符合题意;
B.分子中含有羟基、酯基和碳碳双键三种官能团,故B不符合题意;
C.酸性高锰酸钾可以氧化羟基,故能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C不符合题意;
D.酯基可以与反应,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】酯基可以与反应。
14.【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体;分液和萃取;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】A.烷烃X萃取溴水中的溴,上层呈橙红色,说明X的密度比水小,故A不符合题意;
B.C6H14的同分异构体有己烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、2,3-二甲基丁烷、2,2-二甲基丁烷,共5种,故B不符合题意;
C.X为烷烃,不能与溴发生加成反应,故C不符合题意;
D.C6H14发生取代反应得到溴代烃,溴代烃不溶于水,向试管中加水,若上层液体体积变大,则说明试管2中的有机层在下层,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、上层为橙红色,为溴的X溶液;
B、根据碳氢元素的质量比确定X的分子式,由分子式确定其同分异构体;
C、X为烷烃,与Br2不发生加成反应;
D、根据加水后是否分层,可确定上层是水层还是有机层;
15.【答案】A,B
【知识点】有机物的合成;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】A.a分子中的酚羟基的两个邻位没有被取代,所以a与HCHO能发生类似形成酚醛树脂的缩聚反应,得到高分子,选项A符合题意。
B.a分子中有羧基,可以与碳酸氢钠溶液反应得到二氧化碳气体,而b分子中没有羧基,不能与碳酸氢钠反应,所以选项B符合题意。
C.b到c应该将分子中的醇羟基取代为溴原子,应该用浓氢溴酸溶液,在加热条件下进行反应,选项C不符合题意。
D.c中酚羟基反应1个氢氧化钠,溴原子水解转化为NaBr,消耗1个氢氧化钠,酯基水解得到羧基,再反应1个氢氧化钠,所以1molc最多可与3mol NaOH反应,选项D不符合题意。
故答案为:AB
【分析】缩聚反应大多是可逆反应,反应速率及聚合度与反应的平衡之间有密切的关系。在研究其动力学时,为使动力学处理方便,采用被实验证明是合理的假定“官能团等活性”概念,即不论是单体、二聚体及多聚体,其两端官能团反应活性相同。
16.【答案】C,D
【知识点】结构简式;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】A.分析可知,有机物的分子式为C8H9O2N,A说法不符合题意;
B.有机物中有8个碳原子,B说法不符合题意;
C.有机物为天然蛋白质水解产物,则为α-氨基酸,结构简式为 ,且含有1个手性碳原子,C说法符合题意;
D.有机物为氨基酸,既含有羧基,又含有氨基,则既可与强酸反应又可与强碱反应,D说法符合题意;
答案为CD。
【分析】有机物完全燃烧的产物通过浓硫酸增重8.1g,即水的质量为8.1g,则含有的氢的物质的量为0.9mol;再通过碱石灰,增重35.2g,即二氧化碳的质量为35.2g,含有的碳原子的物质的量为0.8mol;最后收集氮气标况下的体积为1.12L,则含有氮原子的物质的量为0.1mol,有机物中N(C):N(H):N(N)=8:9:1,已知该有机物相对分子质量为151,若N原子个数为1,则有机物分子中含有2个O,分子式为C8H9O2N。
17.【答案】B,C
【知识点】有关混合物反应的计算;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】解:混合气态烃的平均相对分子质量为:13×2=26,由于烯烃中乙烯的相对分子质量最小为28,故一定含有甲烷,
标况下2.24L混合气体的物质的量为: {#mathmL#}{#/mathmL#} =0.2mol,故混合气体的总质量为:0.2mol×26g/mol=5.2g,溴水质量增重2.8g为烯烃的质量,故甲烷的质量为5.2g﹣2.8g=2.4g,故甲烷的物质的量为: {#mathmL#}{#/mathmL#} =0.15mol,烯烃的物质的量为0.2mol﹣0.15mol=0.05mol,烯烃的摩尔质量为: {#mathmL#}{#/mathmL#} . =56g/mol,
设烯烃的组成为(CH2)n,则:14n=56,解得:n=4,
所以该烯烃的分子式为C4H8,可以是1﹣丁烯、2﹣丁烯或2﹣甲基丙烯,
故选BC.
【分析】混合气态烃的平均相对分子质量为:13×2=26,由于烯烃中乙烯的相对分子质量最小为28,故一定含有甲烷,计算混合气体物质的量,再根据m=nM计算混合气体的质量,溴水增重2.8g为烯烃的质量,计算烯烃的物质的量,进而计算烯烃的摩尔质量,确定烯烃分子式及名称.
18.【答案】(1)通入一定的O2;装置气密性;b、a
(2)为实验提供氧化剂、提供气流保证反应产物完全进入到U型管中;
(3)A;C;碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳
(4)继续吹入一定量的O2,冷却装置
(5)C4H6O4
【知识点】物质检验实验方案的设计;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)实验前,先通入氧气,赶尽装置内水蒸气和二氧化碳等杂质气体,然后检查装置气密性,然后进行实验,先点燃b处酒精灯,然后再点燃a处酒精灯,确保所以还原性气体被氧化铜还原。
(2)氧气目的是做氧化剂,使有机物充分被氧化为二氧化碳或者水蒸气,但是可能存在不充分氧化,生成CO和H2,进一步被氧化铜还原,如;
(3)有机物燃烧后生成的CO2和H2O分别用碱石灰和无水CaCl2吸收,其中c管装有无水CaCl2,d管装有碱石灰,二者不可调换,因为碱石灰能同时吸收水蒸气和二氧化碳,影响最后分子式的确定
(4)反应结束后继续通入氧气,使装置内的二氧化碳和水蒸气被充分吸收;
(5)无水氯化钙用来吸收生成水蒸气,则增重量为水蒸气的质量,由此可以得到有机物中H元素的物质的量n(H)=,d管装有碱石灰,用来吸收生成的CO2,则增重量为CO2的质量,由此可以得到有机物中C元素的物质的量n(C)=,有机物中O元素的物质的量为0.0128g,其物质的量n(O)=,该有机物中C、H、O三种元素的原子个数比为0.0008:0.0012:0.0008=2:3:2,最简式为:C2H3O2,又根据相对分子质量为118可知,分子式为:C4H6O4,
【分析】如图装置是一李比希元素测定法,将样品装入Pt坩埚中,后面放置CuO,用于氧化前置坩埚中反应不完全的物质,后续将产物吹入道两U型管中,称量两U型管的增重计算有机物中C、H两种元素的含量,结合其他技术手段,从而得到有机物的分子式。
19.【答案】(1)0.0600
(2)C4H6O6
【知识点】有机分子式的推断与计算;物质的量的相关计算
【解析】【解答】(1)吸水剂的质量增加是吸收水的质量,故水的质量为21.08g-20.00g=1.08g,水的物质的量为=0.0600mol
(2)二氧化碳吸收剂的质量增加的是二氧化碳的质量为30g-26.48g=3.52g,二氧化碳的物质的量为=0.08mol,水的物质的量为=0.0600mol,二氧化碳的中碳元素的质量为0.08x12=0.96g,水中氢元素的质量为0.06x2g=0.12g,因此有机物中氧元素的质量为3-0.96-0.12g=1.92g,设有机物的分子式为CxHyOz,(12x):(y):(16z)=0.96:0.12:1.92,x:y:z=2:3:3而有机物的相对分子质量为150.因此有机物的分子式为 C4H6O6
【分析】(1)根据吸水剂的质量增加即可计算出水的质量,根据n=求出物质的量
(2)根据碳元素和氢元素的质量再结合有机物的质量计算出氧元素的质量,计算出有机物的试验式,再结合相对原子质量即可计算出分子式
20.【答案】(1)
(2)2﹣丙醇
(3)
(4)取代反应
(5)C18H31NO4
(6)6;;
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的推断;同分异构现象和同分异构体;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】解:(1)由以上分析可知A的结构简式为 ,故答案为: ;(2)B的结构简式为CH3CH(OH)CH3,其化学名称为2﹣丙醇,故答案为:2﹣丙醇;(3)D为 ,对比E的分子式可知,C和D发生取代反应生成E,发生反应生成E的化学方程式为 ,
故答案为: ;(4)对比E和F的分子式可知由E生成F的反应类型为取代反应,生成F的同时生成HCl,故答案为:取代反应;(5)由结构简式可知有机物G的分子式为C18H31NO4,故答案为:C18H31NO4;(6)L是D的同分异构体,可与FeCl3溶液发生显色反应,1 mol的L可与2 mol的Na2CO3反应,说明L的分子结构中含有2个酚羟基和一个甲基,当二个酚羟基在邻位时,苯环上甲基的位置有2种,当二个酚羟基在间位时,苯环上甲基的位置有3种,当二个酚羟基在对位时,苯环上甲基的位置有1种,只满足条件的L共有6种,其中核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为3:2:2:1的结构简式为 、 ,
故答案为:6; ; .
【分析】A的化学式为C2H4O,其核磁共振氢谱为单峰,则A为 ;B的化学C3H8O,核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为6:1:1,则B的结构简式为CH3CH(OH)CH3;D的化学式为C7H8O2,其苯环上仅有两种不同化学环境的氢,1 mol D可与1 mol NaOH或2 mol Na反应,则苯环上有酚羟基和﹣CH2OH,且为对位结构,则D的结构简式为 ,E应为 ,结合对应有机物的结构和官能团的性质可解答(1)~(5);(6)L是D的同分异构体,可与FeCl3溶液发生显色反应,1 mol的L可与2 mol的Na2CO3反应,说明L的分子结构中含有2个酚羟基和一个甲基,当二个酚羟基在邻位时,苯环上甲基的位置有2种,当二个酚羟基在间位时,苯环上甲基的位置有3种,当二个酚羟基在对位时,苯环上甲基的位置有1种,只满足条件的L共有6种,以此解答该题.
21.【答案】(1)C2H6
(2)解:NaOH溶液吸收40mL为燃烧生成CO2体积,产物通过浓硫酸,再恢复至室温,气体体积减少了50mL,则: ,解得:x=2,y=6,故该烃的分子式为C2H6答:气态烃的分子式为C2H6
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)NaOH溶液吸收40mL为燃烧生成CO2体积,产物通过浓硫酸,再恢复至室温,气体体积减少了50mL,则:
,,解得:x=2,y=6,故该烃的分子式为C2H6,故答案为:C2H6;
(2)解:NaOH溶液吸收40mL为燃烧生成CO2体积,产物通过浓硫酸,再恢复至室温,气体体积减少了50mL,则:
,,解得:x=2,y=6,故该烃的分子式为C2H6
答:气态烃的分子式为C2H6。
【分析】(1)利用烃燃烧的通式计算;
(2)利用差量法计算。
22.【答案】(1)羟基、酯基;7
(2);还原反应
(3)C10H18O3
(4)18
(5)A→B、G→H
(6)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的推断;电子式、化学式或化学符号及名称的综合;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】C发生取代反应得到D,D中碳碳双键与氢气加成得到E;
(1)AigialomycinD中含氧官能团的名称是羟基、酯基;C分子中H原子种类有,则核磁共振氢谱中有7组峰;
(2)C→D反应的化学方程式为;D→E中碳碳双键与氢气发生加成反应,加氢即还原反应,反应类型为还原反应;
(3)F的分子式为C10H18O3;
(4)物质D的不饱和度为4,满足条件:①含有苯环且有四个羟基与苯环直接相连,②苯环上无氢原子,同分异构体有、、、、、 、(数字代表取代基与羟基互换位置)共18种;
(5)由A和F结构可知是为了保护羟基,引入保护基的步骤是A→B,由I的结构可知为了保护碳碳双键,发生已知信息②反应引入保护基的步骤是G→H;
(6)利用流程中G→I的反应制备,由已知信息②可知在mCPBA作用,再用H→I的反应条件可得目标产物,合成路线为:。
【分析】(1)注意官能团的命名,H原子种类不同, 核磁共振氢谱的峰组不同;
(2)化学方程式书写时要注意物料守恒;
(3)根据结构式直接数分子数目即可;
(4)注意同分异构体的概念,分子式相同的不同物质;
(5)A和F是为了保护羟基,I为了保护碳碳双键;
(6)利用流程中G→I,再用H→I的反应条件可得。
23.【答案】(1)B;D
(2);比更容易与发生反应
(3) ++HBr
(4) 、 、 、
(5)
【知识点】有机物的结构式;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;有机高分子化合物的结构和性质;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】根据合成流程可知,C与 在碳酸钾的作用下生成D,D在硝酸存在的条件下生成E,E发生已知反应生成F,则E中含有硝基,从而可知D→E的过程是引入硝基的过程,结合G的结构简式可知,D为 ,E为 ,F为 。
(1)A.由图可知,化合物A中含有的酚羟基和羧基能与NaOH反应,因此1mol化合物A能消耗2molNaOH,故A正确;
B.由上述分析可知,D为 ,分子中不含酚羟基,不能与
FeCl3溶液发生显色反应,故B不正确;
C.由上述分析可知,F为,分子中含有氨基,能与酸发生反应,含有酯基,水解生成的羧酸能与碱反应,故C正确;
D.由图可知,H的分子式为C14H13ClN2O3,故D不正确;
故答案为:BC;
(2)由上述分析可知,E的结构简式为 ; COCl比 COOH更容易与CH3OH发生反应,因此采用中A→B→C的合成路线而不是将A直接与甲醇反应生成C;
(3)C与 在碳酸钾的作用下生成D,反应的化学方程式为++HBr;
(4)B的同分异构体满足:①能使FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基;②可以发生银镜反应,说明含有醛基,③谱显示只有4种不同化学环境的氢原子,则符合条件的同分异构体为 、 、 、 ;
(5)参照博苏替尼的合成路线即可得到以邻硝基苯甲酸为原料合成 的路线为:。
【分析】(1)考查对题的掌控,注意看清楚有机物结构式的官能团;
(2)写结构简式是要注意官能团的种类和位置;
(3)注意官能团和反应条件的书写;
(4)根据条件写同分异构体要注意同分异构体的书写规则,同时要罗列全;
(5)注意中间产物和反应条件。
24.【答案】(1)H、N、O、S
(2)NH4HSO4或H2SO4、(NH4)2SO4
(3)H2O、SO3、SO2、H2、N2
(4)X分子中的氨基和磺酸基反应生成+H3NSO,类似氨基酸形成内盐,和铵根离子结构类似,故与N原子结合的H原子化学环境相同
(5)2H2NSO3H+KClO3=2H2SO4+KCl+N2↑+H2O;取少量无色溶液F于试管中,加入过量稀盐酸,若无明显现象,滴加氯化钡溶液,若有白色沉淀,说明含有SO;另取少量溶液F于试管中,加入过量硝酸钡,振荡,静置,取上层清液,滴加硝酸银溶液,若有白色沉淀,说明有Cl-
【知识点】探究物质的组成或测量物质的含量;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】实验Ⅱ,X形成水溶液D,与氯化钡反应生产白色沉淀,结合实验Ⅰ分解后生成粘稠油状液体,反应说明生产硫酸钡,说明X含有硫,E溶液加入NaOH溶液产生使蓝色石蕊试纸变蓝的气体,说明X的水溶液中含有铵根离子,白色沉淀为11.65g则为 =0.05mol硫酸钡,说明D含有0.05mol的硫酸根,实验Ⅰ中,粘稠油状液体为 =0.025mol,A冷却后B为SO2、H2、N2,B通过碱石灰增重1.6g为二氧化硫, =0.025mol,由固体氧化铜减重0.8g,得氢气的物质的量为, =0.05mol,无色气体C为氮气,实验Ⅰ发生 ,X水溶液D可以看成是0.025mol硫酸和0.025mol硫酸铵的混合物,X水溶液D也可以看成是0.05molNH4HSO4,由此可知X中应含有H、N、O、S,X为NH2SO3H,无色气体A中的气体分子有H2O、SO3、SO2、H2、N2,据此分析解题。
(1)组成X的4种元素是H、N、O、S(填元素符号)。故答案为:H、N、O、S;
(2)无色溶液D中的溶质是NH4HSO4或H2SO4、(NH4)2SO4(填化学式)。故答案为:NH4HSO4或H2SO4、(NH4)2SO4;
(3)无色气体A中的气体分子有H2O、SO3、SO2、H2、N2(填化学式)。故答案为:H2O、SO3、SO2、H2、N2;
(4)X为NH2SO3H,气态X分子中,H原子与2种元素的原子形成共价键,但红外光谱和1H核磁共振谱均显示固态X晶体中的H原子化学环境完全相同。且熔点明显高于相对分子量接近的分子晶体,说明X晶体产生了离子键,原因是X分子中的氨基和磺酸基反应生成+H3NSO
,类似氨基酸形成内盐,和铵根离子结构类似,故与N原子结合的H原子化学环境相同。故答案为:X分子中的氨基和磺酸基反应生成+H3NSO
,类似氨基酸形成内盐,和铵根离子结构类似,故与N原子结合的H原子化学环境相同;
(5)①X为NH2SO3H,X能与氯酸钾在水溶液中反应,得到无色溶液F和无色气体C,C为氮气。反应的化学方程式:2H2NSO3H+KClO3=2H2SO4+KCl+N2↑+H2O。故答案为:2H2NSO3H+KClO3=2H2SO4+KCl+N2↑+H2O;
②设计实验验证该无色溶液F中的阴离子:取少量无色溶液F于试管中,加入过量稀盐酸,若无明显现象,滴加氯化钡溶液,若有白色沉淀,说明含有SO
;另取少量溶液F于试管中,加入过量硝酸钡,振荡,静置,取上层清液,滴加硝酸银溶液,若有白色沉淀,说明有Cl-,故答案为:取少量无色溶液F于试管中,加入过量稀盐酸,若无明显现象,滴加氯化钡溶液,若有白色沉淀,说明含有SO
;另取少量溶液F于试管中,加入过量硝酸钡,振荡,静置,取上层清液,滴加硝酸银溶液,若有白色沉淀,说明有Cl-。
【分析】实验Ⅱ中白色沉淀是BaSO4,实验Ⅰ粘稠油状液体是H2SO4,通过计算可知硫酸和硫酸钡的物质的量不相等,说明气体B中含有SO2,且物质的量为0.025mol,氧化铜减重0.8g,说明B中有氢气,计算出物质的量为0.05mol,X的质量减去SO2和硫酸和氢气的质量就是C的质量,实验Ⅱ使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是NH3,推断气体C是N2。
(1)由上述分析可知;
(2) 经计算确定出X在实验 Ⅰ中发生的反应为 ,根据实验Ⅱ的反应,可以判断D中溶质是 NH4HSO4或H2SO4、(NH4)2SO4 ;
(3)由于SO3+H2O=H2SO4,所以,无色气体A中有 H2O、SO3、SO2、H2、N2 ;
(4)X为NH2SO3H,气态X分子中,H原子与2种元素的原子形成共价键,但红外光谱和1H核磁共振谱均显示固态X晶体中的H原子化学环境完全相同。且熔点明显高于相对分子量接近的分子晶体,说明X晶体产生了离子键;
(5)①X为NH2SO3H,X能与氯酸钾在水溶液中反应,得到无色溶液F和无色气体C,C为氮气,根据得失电子守恒及元素守恒写出反应的化学方程式;
② F中的阴离子有Cl-和 ,检验硫酸根离子一般用氯化钡,为了排除碳酸根离子和银离子的干扰,先用用盐酸酸化,在加氯化钡,产生沉淀说明含有硫酸根离子,检验氯离子用硝酸银,但是硫酸银微溶于水,难溶于酸,所以先要加入量的硝酸钡除去硫酸根离子,充分反应后,静置沉淀,再取上层清液加入硝酸酸化,再加入硝酸银,如果产生白色沉淀,说明有氯离子。
25.【答案】(1)增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率
(2)漏斗、玻璃棒、烧杯;蒸馏
(3)afgdebch
(4)无水CaCl2;吸收C装置生成的水分;使青蒿素充分氧化生成CO2和H2O;浓硫酸;吸收A装置产生O2中的水分;碱石灰;吸收C装置产生CO2气体;碱石灰;防止空气中的CO2和H2O进入装置E中
(5)C15H22O5
【知识点】物质的分离与提纯;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)破碎后的青蒿素颗粒更小,有利于其中的主要成分充分溶解在乙醚中。
故答案为:增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率。(2)用乙醚提取时青蒿素溶解在乙醚中,而杂质不能溶于乙醚,所以操作Ⅰ为过滤分离出青蒿素的乙醚溶液。操作Ⅱ分离乙醚和青蒿素形成的溶液则应采用蒸馏。
故答案为:漏斗 玻璃棒 烧杯、蒸馏。(3)燃烧法测定时,青蒿素燃烧需要的O2来源于A装置中H2O2分解,由于溢出的氧气带有水蒸气,所以在与青蒿素反应前需要用盛放浓H2SO4的装置D进行干燥,然后将干燥的O2通入C装置中加热使O2与青蒿素反应,生成的CO2和H2O先用盛放无水氯化钙的装置B吸收H2O,再用盛放碱石灰的E吸收CO2,同时为了防止空气中的CO2和水蒸气进入E造成实验误差,E之后需再连接盛有碱石灰的干燥管。
故答案为:afgdebch。(4)根据以上分析,本题
故答案为:无水CaCl2、吸收C装置生成的水分、使青蒿素充分氧化生成CO2和H2O、浓硫酸、吸收A装置产生O2中的水分、碱石灰、吸收C装置产生CO2气体、碱石灰、防止空气中的CO2和H2O进入装置E中。(吸收水蒸气的装置
B、D可以对调使用,则答案为abcdefgh,但是此时需要测定D和E的质量,与下面题目不吻合)。(5)因为青蒿素是烃的含氧衍生物,B装置能吸收水的质量为42.4g-22.6g=19.8g,n(H 2O)=19.8g÷18g/mol=1.1mol,E装置吸收CO2质量为146.2g-80.2g=66g,n(CO2)=66g÷44g/mol=1.5mol,因此青蒿素样品中n(C)=1.5mol,n(H)=2.2mol,则 。n(C):n(H):n(O)=1.5mol:2.2mol:0.5mol=15:22:5,最简式为C15H22O5。
故答案为:C15H22O5。
【分析】本题是对青蒿素的提取和组成进行探究。1,用乙醚浸取法提取青蒿素;2,燃烧法测定青蒿素的最简式;
26.【答案】(1)
(2)羟基、羧基;消去反应;;; ; ; ;
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的推断;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)肉桂酸甲酯的分子式为C10H10O2,肉桂酸甲酯的分子式为C10H10O2,计算得不饱和度为6,分子中只含有1个苯环,苯环上只有一个取代基,故还含有1个C=C双键,故肉桂酸甲酯的结构简式为: ,故答案为: ;(2)由A到H的转化结合肉桂酸甲酯的结构特点可知,A含有1个苯环、1个侧链,不饱和度为 =5,故侧链中含有1个碳碳双键,A的核磁共振氢谱谱图有6个吸收峰,分子中含有6种H原子,其面积之比为1﹕2﹕2﹕2﹕1﹕2,各种H原子数目为1、2、2、2、1、2,苯环中有3种H原子,分别为1、2、2,故侧链有3种H原子,分别为2、1、2,故侧链中不含甲基,故A的结构简式为 ,A与溴发生加成反应生成B为 ,B发生水解生成C,结合C的分子式可知,C的结构简式为 ,C发生催化氧化生成D为 ,D在银氨溶液中反应氧化反应,酸化生成E,E为 ,E反应生成F,由E、F的分子式可知,E中羰基发生加成反应生成F,故F为 ,结合肉桂酸甲酯的结构可知,F发生消去反应生成G,G与甲醇发生酯化反应生成肉桂酸甲酯,故G为 ,G与据此发生酯化反应得到H(肉桂酸甲酯),F发生缩聚反应得到I为 。
①化合物F为 ,官能团有:羧基、羟基,故答案为:羧基、羟基;
②F-G是 发生消去反应生成 ,故答案为:消去反应;③F-I的反应方程式为: ;
G-H的反应方程式为: ,故答案为: ; ;
④F( )的同分异构体甚多,其中有一类可用通式 表示(其中X、Y均不为氢),符合上述通式且能发生银镜反应,符合条件的同分异构体有: 、 、 、 ,故答案为: ; ; ; 。
答案:(1)
(2)
①羧基、羟基; ②F消去反应;
③
④
【分析】根据题目所给的信息入手分析;
根据化学式计算不饱和度。所谓的不饱和度,是以烷烃为饱和状态有机物 CXHY,与同碳原子数的烷烃相比,每少2个H原子,就有一个不饱和度,那么它的不饱和度 Ω= (2X+2-Y)/2。
27.【答案】(1)降低氯气的溶解度,除去其中的氯化氢气体
(2)
(3)内壁上出现油状液滴;黄绿色气体变浅
(4)5
(5)4
(6)
【知识点】同分异构现象和同分异构体;除杂;甲烷的取代反应;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)除去Cl2中的HCl杂质,可将气体通入饱和食盐水。
(2) 光照条件下,可发生多步取代反应,、、、,生成氯仿的反应是
(3)由于产生多种氯代物,内壁出现了内壁上出现油状液滴、黄绿色气体变浅。
(4) mol 与发生取代反应,测得生成4种有机取代产物的物质的量相等,则每种0.5mol,则消耗氯气0.5mol×1+ 0.5mol×2+0.5mol×3+0.5mol×4=5mol。
(5)丁烷的同分异构有正丁烷和异丁烷两种,正丁烷和异丁烷的
(6) 实验前实验后(干燥剂+U形管)的质量差是烷烃燃烧生成的水的质量,102.9g-101.1g=1.8g,。
实验前后(石灰水+广口瓶)的质量差是烷烃燃烧生成的二氧化碳的质量,315.3g-312.0g=3.3g
。
n(H) :n(C)=8:3所以烷烃分子式为C3H8。
【分析】甲烷和氯气在光照条件下能生成多种氯代产物,现象是内壁出现油滴,黄绿色气体变浅。燃烧法确定有机物的分子式:首先必须确定有机物的元素组成,再根据燃烧产物来确定各元素的含量,从而得到分子式。
28.【答案】(1)3,4-二甲基-4-乙基庚烷
(2)CH3;C2H6;2;;;;;2,2,3,3-四甲基丁烷
【知识点】有机化合物的命名;同分异构现象和同分异构体;结构简式;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)最长碳链共有7个C,3、4号碳上含有2个甲基,4号碳上含有1个乙基,则其命名为 3,4-二甲基-4-乙基庚烷,故答案为:3,4-二甲基-4-乙基庚烷;
(2)(I)B燃烧产物n(CO2):n(H2O)=2:3,即n(C):n(H)=2:6,即分子式为C2H6,最简式为CH3,其二溴代物有CHBr2CH3、CH2BrCH2Br两种,故答案为:CH3、C2H6、2;
(II)C为饱和链烃,即环烃,通常情况下为气态,即可能为甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷,其中,甲烷的二氯代物只有一种情况,乙烷的二氯代物有两种情况,丙烷的二氯代物有四种情况,正丁烷的二氯代物有六种情况,异丁烷的二氯代物有三种情况,则C为异丁烷,其二氯代物分别为 、 、 ,故答案为: 、 、 ;
(III)A是B全部被甲基取代的产物,B为乙烷,则A为 ,最长碳链为4个碳原子,2号碳上有2个甲基,3号碳上有2个甲基,则其命名为2,2,3,3-四甲基丁烷;故答案为: ;2,2,3,3-四甲基丁烷。
【分析】(1)先找出最长碳链,距离支链最近一端进行编号,满足序号最小原则;
(2)(I)二氧化碳和水的物质的量之比可以求出碳原子和氢原子的物质的量之比,求出相应的最简式;
(II)饱和链烃即烷烃,通常情况下1~4个碳原子形成的烷烃为气态;
(III)一氯代物即判断等效氢的情况,可以根据分子的对称性判断等效氢的种类。
29.【答案】(1)2H2O22H2O+O2↑
(2)碱石灰
(3)C2H4O
(4)
(5)防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入E而产生误差
【知识点】烃类的燃烧;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】
(1)A装置中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为氧气和水,发生反应的化学方程式是2H2O22H2O+O2↑;
(2)E装置吸收反应生成的二氧化碳,E中所盛放试剂的名称是碱石灰;
(3)若实验中所取样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种,准确称取0.44g样品,经充分反应后,D管质量增加0.36g,E管质量增加0.88g,则样品中C元素的质量为、H元素的质量为、氧元素的质量为(0.44-0.24-0.04)=0.16g,,已知该物质的相对分子质量为44,则该样品的化学式为C2H4O;
(4)①环状化合物;②核磁共振氢谱图中只有一组峰,符合条件的C2H4O的结构简式为;
(5)E和空气相通,E会吸收空气中的二氧化碳、水,在E后再增加一个装置F,其主要目的是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入E而产生误差。
【分析】A装置制取氧气,B装置干燥氧气,C中样品与纯氧气反应生成二氧化碳和水,D中无水氯化钙吸收反应生成的水、E吸收反应生成的二氧化碳,D、E的质量增加即二氧化碳、水的质量。
30.【答案】(1)第三周期第ⅢA族
(2)
(3)
(4)A;C
(5)
【知识点】复杂化学式的确定;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)为13号元素,处于元素周期第三周期第ⅢA族,故答案为:第三周期第ⅢA族;
(2)反应②为化合物Y与Al高温下反应生成化合物Z和W单质,由分析可得Y为氧化铁、Z为氧化铝、W为铁,则Y与Al反应的化学方程式为,故答案为:;
(3)气体1为二氧化氮,能与水反应生成强电解质硝酸和一氧化氮,则其离子方程式为:,故答案为:;
(4)A.二氧化氮能与水反应生成无色的硝酸和无色的一氧化氮气体,蒸气溶于水使溶液呈橙黄色,故A正确;
B.二氧化氮、溴蒸气均为红棕色的气体,所以不能通过观察气体颜色,故B错;
C.二氧化氮溶于水后的产物不与硝酸银反应;溴蒸气溶于水后与水反应生成的氢溴酸能与硝酸银反应生成淡黄色沉淀,故C正确;
D.无论二氧化氮、硝酸还是溴都能将碘离子氧化为碘单质,从而使淀粉湿润的淀粉试纸检验变蓝,故D错;
故答案为:AC
(5)Fe的质量为11.2g,则其物质的量为、、。根据原子守恒可知,化合物X中N元素的物质的量为,则,所以此化合物X的化学式为,故答案为:。
【分析】根据红棕色固体化合物Y可知,Y是氧化铁,红棕色气体1是NO2,气体2是O2,NO2和O2通入水中得到HNO3和NO,W是铁,根据Fe的质量和硝酸的物质的量、NO的体积计算出X的化学式;
(4)鉴别NO2和Br2,都是红棕色气体,具有较强氧化性,但是NO2和水反应生成硝酸,水溶液无色,不和AgNO3反应,溴水是橙色的,和AgNO3反应产生淡黄色沉淀。
31.【答案】(1)羟基、羧基;取代反应或酯化反应;
(2)是
(3)nCH2=CH2
(4)⑤
(5)2∶1
【知识点】有机物的推断;同分异构现象和同分异构体;羧酸简介;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)乳酸的结构简式为,官能团名称为羟基、羧基;C乙醇,乙醇与乳酸酯化反应生成A乳酸乙酯,A的分子式为,C→A的反应类型为取代反应或酯化反应,故答案为:羟基、羧基;取代反应或酯化反应,
(2)B为葡萄糖,葡萄糖含有醛基,能与银氨溶液发生银镜反应,故答案为:是
(3)根据分析可知D为乙烯,乙烯加聚反应形成高分子化合物的化学方程式为:nCH2=CH2
(4)分子式相同结构不同的物质互为同分异构体,乳酸的分子式为:C3H6O3,下列各物质的分子式为:①C2H6O、②C2H4O2、③C2H4O3、④C3H6O3、⑤C3H6O3、⑥C3H6O4,与乳酸互为同分异构体的为⑤,故答案为:⑤
(5) 乳酸的结构简式为,含有官能团为羟基、羧基;羧基和羟基均能与钠反应,但只有羧基可以与反应,消耗二者的物质的量之比为2∶1,故答案为:2∶1
【分析】淀粉水解生成B葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下生成C乙醇,乙醇与乳酸酯化反应生成A乳酸乙酯,D与水反应也可以生成乙醇,可知D为乙烯,据此可作答。
32.【答案】(1);C6H12O6
(2)nCH2=CH2;2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O
(3)CH3COOH+HOCH2CH3 CH3COOCH2CH3+H2O;酯化反应(或取代反应)
(4)CH3CH2CH2COOH或(CH3)2CH-COOH
【知识点】乙烯的化学性质;乙酸乙酯的制取;电子式、化学式或化学符号及名称的综合;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】根据上述分析可知:X 是O2,A是CH2=CH2,B是CH3CH2OH,D是CH3COOH,E是CH3COOCH2CH3,F是葡萄糖,G是淀粉或纤维素。
(1) A为CH2=CH2,乙烯分子中2个C原子形成共价双键,分子中的每个C原子分别与2个H原子形成2个共价键,故CH2=CH2的电子式为 ;
F为葡萄糖,分子式为C6H12O6;
(2)A是乙烯,分子中含有不饱和的碳碳双键,在一定条件下断裂碳碳双键中较活泼的碳碳键,然后这些不饱和的C原子彼此结合,发生加聚反应产生聚乙烯,故该反应的化学方程式为:nCH2=CH2 ;
B是CH3CH2OH,乙醇与O2在Cu作催化剂条件下加热发生氧化反应生成乙醛和水,反应反应方程式:2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O;
(3)B是CH3CH2OH,D是CH3COOH,乙酸和乙醇在浓硫酸作催化剂条件下加热发生酯化反应生成乙酸乙酯,该反应为可逆反应,故反应方程式为CH3COOH+HOCH2CH3 CH3COOCH2CH3+H2O,该反应为酯化反应,酯化反应也属于取代反应;
(4)E是CH3COOCH2CH3,E的同分异构体中,能与NaHCO3溶液反应,说明物质分子中应含有羧基,可能的结构为CH3CH2CH2COOH或(CH3)2CH-COOH。
【分析】A的产量通常衡量一个国家的石油化工水平,则A应为乙烯(CH2=CH2),A乙烯与水发生加成反应生成B乙醇,乙醇发生催化氧化生成乙醛(CH3CHO),乙醛进一步发生氧化反应生成D乙酸(CH3COOH),D乙酸与B乙醇发生酯化反应生成E乙酸乙酯(CH3COOCH2CH3); G是天然有机高分子化合物淀粉,G淀粉(C6H10O5)在一定条件下和水反应生成葡萄糖F(C6H12O6),葡萄糖F(C6H12O6)在酶的催化作用下生成B乙醇和二氧化碳,以此分析.
33.【答案】C2H6
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】 , ,烷烃的通式是 , ,得到 ,则该烷烃的分子式是 ,故答案为: 。
【分析】依据题意并结合n(C)=n(CO2),n(H)=2n(H2O)计算出n(C)、n(H),再根据烷烃的通式推断出该烷烃的分子式.
34.【答案】C2H5OH
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】46 g某无色液体CxHyOH (纯净物)与足量钠完全反应,得到标准状况11.2 L氢气,说明该化合物属于醇,反应产生H2的物质的量 根据-OH与反应产生H2的物质的量关系可知其中含有的羟基的物质的量 ,由于物质分子中只含有1个O原子,说明该物质为一元醇, ,其质量是46 g,故其摩尔质量 ,含有C原子数为 ,说明其中C原子数为2,除-OH的H原子外,其它H原子数目为5,故该液体物质结构简式是C2H5OH。
【分析】根据计算n(H2),金属与醇反应,醇中-OH中的氢原子被还原生成H2,根据氢原子守恒可知,n(-OH)=2n(H2),推断其为一元醇,再根据计算一元醇的摩尔质量,并结合碳原子的摩尔质量推断出结构简式.
35.【答案】(1)吸收H2O;吸收空气中的CO2和H2O,防止对实验产生干扰;防止倒吸
(2)C12H22O11
(3);
【知识点】探究物质的组成或测量物质的含量;分子式;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)装置C中装有浓硫酸可以吸收生成的H2O;装置E可以吸收空气中的CO2和H2O,防止对实验产生干扰;当燃烧完全后,还要继续通入一段时间 ,防止倒吸;
(2)A的摩尔质量为342g/mol,17.1g A的物质的量为 ,C装置增重9.9g,说明生成了9.9g H2O,生成H2O的物质的量为 ,A中含有1.1mol H原子,A中H原子个数为 ,D装置增重26.4g,说明生成了26.4g CO2,生成CO2的物质的量为 ,A中含有0.6mol C原子,A中C原子个数为 ,0.6mol C和1.1mol H原子的质量为 ,则A中含有O原子,O原子的物质的量为 ,A中O原子个数为 ,则A的分子式为C12H22O11;
(3)C12H22O11燃烧的化学方程式为 ;A可发生水解反应,1molA可水解生成2种互为同分异构体的产物,则A为蔗糖,其在催化剂作用下水解的化学方程式为 。
【分析】(1)根据题意可知,用燃烧法测定有机物的组成,C中的浓硫酸是吸收水的质量,D中是吸收二氧化碳的质量,而E是防止空气中的水和二氧化碳干扰实验,通入氧气的目的是将试管内的气体全部排除
(2)根据给出的数据根据元素守恒即可计算出A的分子式
(3)根据反应物和生成物即可写出方程式,根据A是二糖,可以水解,产物不同,则A为蔗糖即可写出水解为葡萄糖和果糖的方程式
36.【答案】(1)160
(2)2
【知识点】有机分子式的推断与计算;相对原子质量及其计算
【解析】【解答】(1)计算氧原子个数:130×40%÷16=3.25;180×40%÷16=4.5;故氧原子个数为4个。则相对分子质量为4×16/40%=160;
故答案为:160。
(2) C、H的相对原子质量之和为:160-4×16=96,则可能的情况有:C7H12、C6H24(不可能);则有机物分子式为:C7H12O4,不饱和度为:7+1- =2,分子最多含有2个不饱和键,该有机物分子中最多含有碳氧双键的个数为2;
故答案为:2。
【分析】
(1)根据其质量分数,找到各元素的原子个数比,特别是氧元素;
(2)根据其各原子的个数比进行推断即可,利用不饱和度计算。
2023年高考真题变式分类汇编:有机分子式的推断与计算
一、选择题
1.(2021·海东模拟) 是合成平喘药沙丁胺醇的中间体,可由如下路线合成。下列叙述正确的是( )
A.Y分子中所有原子不可能在同一平面上
B.Z的分子式为C12H12O5
C.X是乙醇的同系物
D.X的一氯代物只有2种
【答案】A
【知识点】有机物的合成;同系物;分子式;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】A.Y分子中含有单键碳原子,单键碳与其所连4个原子为四面体结构,原子不可能都共面,A符合题意;
B.Z的分子式为C13H14O5,B不符合题意;
C.乙醇中不含苯环、碳氧双键等结构,故X与乙醇结构不相似,不互为同系物,C不符合题意;
D.X中苯环上有两种氢,另外支链(-CO-CH3)甲基上氢也可以被取代,故X的一氯代物为3种,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A:熟练掌握共面原子的结构,如碳碳双键的乙烯结构所有原子共面;
B:由结构式写出化学式为C13H14O5;
C:掌握同系物的概念,只相差n个CH2,而乙醇中不含苯环、碳氧双键等结构;
2.(2021·杨浦模拟)X的相对分子质量为58,完全燃烧只生成 和 。下列判断正确的是( )
A.若X只含C、H两种元素,则X有三种结构
B.若X能与新制 反应生成砖红色沉淀,则X是醛或甲酸酯
C.若0.1molX与足量银氨溶液反应得到43.2g的Ag,则X是
D.若X能使溴水褪色,又能与Na反应放出 ,则X是
【答案】C
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】A.X的相对分子质量为58,若X只含C、H两种元素,由于58÷14=4…2,则X的分子式为C4H10,有2种结构,即正丁烷和异丁烷,A不符合题意;
B.若X能与新制 反应生成砖红色沉淀,说明含有醛基,则X只能是CH3CH2CHO,是丙醛,不能是甲酸酯,B不符合题意;
C.若0.1molX与足量银氨溶液反应得到43.2g的Ag,即0.4mol银,说明含有2个醛基,则X是 ,C符合题意;
D.若X能使溴水褪色,又能与Na反应放出 ,说明含有碳碳双键或碳碳三键和羟基或羧基,根据相对分子质量是58可判断则X是 ,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.根据相对分子质量以及只含有碳氢元素,即可找出分子式找出同分异构体
B. 若X能与新制 反应生成砖红色沉淀, 说明含有醛基,根据相对分子质量为58即可写出结构简式
C.与银氨溶液作用,即可判断有醛基,根据-CHO~2Ag,即可判断含有2mol醛基,根据相对分子质量即可计算出结构简式
D. 若X能使溴水褪色,又能与Na反应放出 ,说明含有不饱和键,和含有醇基,根据相对分子质量即可写出结构简式
3.(2020·临朐模拟)某有机化合物,只含碳、氢二种元素,相对分子质量为56,完全燃烧时产生等物质的量的CO2和H2O。它可能的结构共有(需考虑顺反异构)( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】该有机物完全燃烧生成等物质的量的CO2和H2O,则其分子中所含碳氢原子的个数比为1:2;
令有机物的分子式为CnH2n,则可得12n+2n=56,解得 n=4,故该有机物的分子式为C4H8,其可能的结构为:、、、、、共六种结构,D符合题意;
故答案为:D
【分析】该有机物完全燃烧生成等物质的量的CO2和H2O,则有机物分子中所含碳氢原子的个数比为1:2,据此确定有机物的通式,结合相对分子质量确定其分子式,进而确定其所可能存在的同分异构体。
4.美国“芬太尼”事件引发全世界关注,芬太尼为一种麻醉、镇痛药物,其结构简式为 ,超剂量使用该药物会导致严重后果,下列说法正确的是( )
A.芬太尼的分子式为C22H27N2O
B.芬太尼分子中含有碳碳双键
C.芬太尼分子中所有的碳原子可能共平面
D.芬太尼的一氯代物有13种(不考虑立体异构)
【答案】D
【知识点】有机物的结构和性质;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】根据其结构简式可知,芬太尼的分子式为C22H28N2O,A项不符合题意;芬太尼分子中含有苯环,不存在碳碳双键,B项不符合题意;芬太尼分子中所有碳原子不可能共平面,C项不符合题意;芬太尼分子中有13种位置不同的H原子,其一氯代物有13种,D项符合题意。
【分析】芬太尼的分子式为C22H28N2O,分子中含有苯环,不存在碳碳双键;遵循分子能量最低原则,所有碳原子不可能共平面;芬太尼分子中有13种位置不同的H原子,其一氯代物有13种。
5.(2018·河北模拟)已知烯烃X与氢气反应的热化学方程式为X(g)十H2(g)=Y(g)△H<0,其中烃Y的键线式为“王”字,下列有关说法不正确的是( )
A.烯烃X只有一种结构
B.烯烃X的摩尔质量为126g/mol
C.烃Y的一个氢原子被C4H9取代,所得产物有12种
D.降温可以使该反应在较短时间内得到更多产物
【答案】D
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】根据键线式结构可确定Y是烷烃,其化学式为C9H20,结构简式为(CH3)2CH—C(CH3)2—CH(CH3)2,则X单烯烃,化学式为C9H18。
A、由Y的“王”字结构,可推知X只有一种结构,即CH2=C(CH3)—C(CH3)2—CH(CH3)2,故A不符合题意;
B、M(X)=M(C9H18)=126g/mol,则B不符合题意;
C、Y的结构中只有三种不同环境的氢原子,而—C4H9有四种结构[—CH2—CH2 —CH2—CH3、—CH(CH3)—CH2—CH3、—CH2—CH(CH3)—CH3、—C(CH3)3],所以Y的一个氢原子被—C4H9取代,所得产物共有12种,则C不符合题意;
D、这是一个放热反应,降温可提高反应物的转化率,但是降温也会使反应速率减小,所以在较短时间内得不到更多的产物,所以D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据键线式来写有机物的分子式,原则是拐点和端点表示碳原子,其余原子,H不必标出,其他原子必须单独指明.如果没有其他指明,则碳将由H来填充,达到4条键;
6.(2017高二下·株洲期中)在同温同压下,某有机物和过量Na反应得到V1 L氢气,另一份等量的该有机物和足量的NaHCO3反应得到V2 L二氧化碳,若V1=V2≠0,则该有机物可能是( )
A. B.HOOC﹣COOH
C.HOCH2CH2OH D.CH3COOH
【答案】A
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】解:有机物和过量Na反应得到V1L氢气,说明分子中含有R﹣OH或﹣COOH,另一份等量的该有机物和足量的NaHCO3反应得到V2L二氧化碳,说明分子中含有﹣COOH,根据反应关系式R﹣OH~ H2,﹣COOH~ H2,以及﹣COOH CO2,若V1=V2≠0,说明分子中含有1个R﹣OH和1个﹣COOH,只有A符合,
故选A.
【分析】某有机物和过量Na反应得到V1L氢气,说明分子中含有R﹣OH或﹣COOH,另一份等量的该有机物和足量的NaHCO3反应得到V2L二氧化碳,说明分子中含有﹣COOH,根据反应关系式R﹣OH~ H2,﹣COOH~ H2,以及﹣COOH CO2进行判断即可.
7.(2016·深圳模拟)EDTA是一种重要的络合剂.4mol 一氯乙酸和1mol乙二胺( )在一定条件下发生反应生成1mol EDTA和4mol HCl,则EDTA的分子式为( )
A.C10H16N2O8 B.C10H20N2O8
C.C8H16N2O8 D.C16H20N2O8Cl
【答案】A
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】解:一氯乙酸的结构简式为CH2ClCOOH,分子式为C2H3O2Cl,乙二胺的分子式为C2H8N2,
4mol 一氯乙酸和1mol乙二胺( )在一定条件下发生反应生成1mol EDTA和4mol HCl,
则有4C2H3O2Cl+C2H8N2→EDTA+4HCl,
由质量守恒可知EDTA的分子式为C10H16N2O8,
故选A.
【分析】一氯乙酸的结构简式为CH2ClCOOH,乙二胺的分子式为C2H8N2,结合反应的方程式利用质量守恒可确定EDTA的分子式.
8.(2018高二上·钦州港开学考)只含C、H、O三种元素的有机物,在空气中燃烧时消耗的O2和生成的CO2的体积比是1:2,在这类有机物中( )
A.相对分子质量最小的化合物分子式是CH2O
B.相对分子质量最小的化合物分子式是C2H2O
C.含相同碳原子数的各化合物,其相对分子质量之差是16的整数倍
D.含相同碳原子数的各化合物,其相对分子质量之差是18的整数倍
【答案】D
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】只含C、H、O三种元素的有机物,由于消耗的氧气和生成的二氧化碳的体积比是1:2,则该有机物分子组成可表示为(CO)m(H2O)n.
由于该有机物分子组成表示为(CO)m(H2O)n,当m=n=1时,相对分子质量最小,该有机物分子式为CH2O2,故A、B不符合题意;
由于该有机物分子组成表示为(CO)m(H2O)n,含相同碳原子的化合物,其相对分子质量差是18n,故D符合题意;
故答案为D.
【分析】只含C、H、O三种元素的有机物,由于消耗的氧气和生成的二氧化碳的体积比是1:2,则该有机物分子组成可表示为(CO)m(H2O)n,据此分析判断.
9.(2016·静安模拟)过氧化氢分子中含有过氧键(﹣O﹣O﹣).有机化合物A的相对分子质量为120.经分析,其中氧的质量分数为0.5334,其余为碳和氢,则A分子中过氧键数最多为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】A的相对分子质量为120,氧的质量分数为0.5334,120×0.5334=64,含有4个氧原子,最多有2个过氧键.故选B.
【分析】根据氧原子的质量分数确定氧原子的个数,然后确定过氧键的数目.
10.(2023高一下·龙南期末)鲨鱼是世界上唯一不患癌症的动物,科学研究表明,鲨鱼体内含有一种角鲨烯,具有抗癌性。实验测得角鲨烯分子是链状结构,分子中含有30个碳原子,且碳、氢元素质量比为7.2∶1,下列说法中不正确的是( )
A.角鲨烯分子式为C30H50
B.角鲨烯完全加氢后为C30H60
C.1 mol角鲨烯最多可与6 mol溴单质加成
D.角鲨烯与分子式为C29H48的物质可能属于同系物
【答案】B
【知识点】烯烃;同系物;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】A: 已知分子中含有30个碳原子,且碳、氢元素质量比为7.2∶1 ,所以碳原子质量为30×12=360,氢原子个数为360÷7.2=50,角鲨烯的分子式为 C30H50 ,故A选项不符合题意;
B:已知角鲨烯分子是链状结构,因此完全加氢后的变成链状烷烃,因链状烷烃分子通式为CnH2n+2,所以角鲨烯完全加氢后分子式应为C30H62,故B选项符合题意;
C:由角鲨烯的分子式可知,1mol 角鲨烯中含有6mol碳碳双键,故能与6mol溴单质加成,故C选项不符合题意;
D:分子式C30H50 与分子式为C29H48 相差1个CH2,因此它们属于同系物,故D选项不符合题意;
故答案为:B
【分析】烯烃由于含有碳碳双键,故能与氢气、卤素单质、卤代烃等发生加成反应。同系物是结构相似,在分子组成上相差N个CH2原子团的物质。
11.(2022高二上·西安期末)麻黄素有平喘作用,我国药物学家从中药麻黄中提取麻黄素作为平喘药。某实验兴趣小组用李比希法、现代仪器等测定麻黄素的分子式,测得含C、H、O、N四种元素中的若干种,其中含氮8.48%;同时将5.0g麻黄素完全燃烧可得,,据此,判断麻黄素的分子式为
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】5.0g麻黄素其中含氮8.48%,含N质量5.0g8.48%=0.424g,含N的物质的量为 =0.03mol;完全燃烧可得,物质的量为 =0.30mol,C为0.30mol、C质量为0.30mol 12g/mol=3.6g;的物质的量为 =0.227mol,其中H为0.45mol、H质量为0.45g;则含有氧元素质量为5.0g-3.6g-0.45g-0.424g=0.526g,为0.03mol,则C、H、N、O原子数目比为0.3:0.45:0.03:0.03=10:15:1:1,对照4个答案可知,分子式为;
故答案为:C。
【分析】通过分子中原子个数比判断分子式。
12.(2022高一下·开封期末)由乙炔()、苯()、乙醛()组成的混合物,经测定其中碳的质量分数为72%。则混合物中氧的质量分数为( )
A.19.6% B.22% C.24.9% D.无法确定
【答案】A
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】乙醛(C2H4O)可以表示为C2H2·H2O,故乙炔(C2H2)、苯(C6H6)、乙醛(C2H4O)的混合气体可以看作是C6H6、C2H2、H2O的混合物,C6H6、C2H2的最简式为CH,进一步看作CH和H2O的混合物,C元素的质量分数为72%,则CH的质量分数为,故H2O的质量分数为1-78%=22%,故O元素质量分数为,
故答案为:A。
【分析】先计算C、H元素的质量分数,再根据 ω(O)=1-ω(H)-ω(C)计算。
13.(2021高二下·深圳期末)洋川芎内酯J具有抗炎镇痛的功效,其结构简式如图所示。下列有关洋川芎内酯J的说法错误的是( )
A.分子式为 B.含有三种官能团
C.能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D.不能与溶液发生反应
【答案】D
【知识点】有机物中的官能团;结构简式;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】A.分子式为,故A不符合题意;
B.分子中含有羟基、酯基和碳碳双键三种官能团,故B不符合题意;
C.酸性高锰酸钾可以氧化羟基,故能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C不符合题意;
D.酯基可以与反应,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】酯基可以与反应。
14.(2021高二下·咸阳期末)某烷烃 X分子中碳与氢的质量比为 36∶7。现取两支试管,分别加入适量溴水,实验操作及现象如下:
有关 X 的说法正确的是( )
A.相同条件下,X 的密度比水大
B.X的分子式为C6H14,X的同分异构体共有 6 种
C.X 能与 Br2发生加成反应使溴水褪色
D.试验后试管 2 中的有机层是上层还是下层,可通过加水确定
【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体;分液和萃取;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】A.烷烃X萃取溴水中的溴,上层呈橙红色,说明X的密度比水小,故A不符合题意;
B.C6H14的同分异构体有己烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、2,3-二甲基丁烷、2,2-二甲基丁烷,共5种,故B不符合题意;
C.X为烷烃,不能与溴发生加成反应,故C不符合题意;
D.C6H14发生取代反应得到溴代烃,溴代烃不溶于水,向试管中加水,若上层液体体积变大,则说明试管2中的有机层在下层,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、上层为橙红色,为溴的X溶液;
B、根据碳氢元素的质量比确定X的分子式,由分子式确定其同分异构体;
C、X为烷烃,与Br2不发生加成反应;
D、根据加水后是否分层,可确定上层是水层还是有机层;
二、多选题
15.(2018·南京模拟)扁桃酸的衍生物a、b、c均为重要的医药中间体。下列说法正确的是( )
A.一定条件下,a可与HCHO发生缩聚反应
B.可用NaHCO3溶液区别a、b
C.b与浓溴水混合可制备c
D.1molc最多可与2molNaOH反应
【答案】A,B
【知识点】有机物的合成;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】A.a分子中的酚羟基的两个邻位没有被取代,所以a与HCHO能发生类似形成酚醛树脂的缩聚反应,得到高分子,选项A符合题意。
B.a分子中有羧基,可以与碳酸氢钠溶液反应得到二氧化碳气体,而b分子中没有羧基,不能与碳酸氢钠反应,所以选项B符合题意。
C.b到c应该将分子中的醇羟基取代为溴原子,应该用浓氢溴酸溶液,在加热条件下进行反应,选项C不符合题意。
D.c中酚羟基反应1个氢氧化钠,溴原子水解转化为NaBr,消耗1个氢氧化钠,酯基水解得到羧基,再反应1个氢氧化钠,所以1molc最多可与3mol NaOH反应,选项D不符合题意。
故答案为:AB
【分析】缩聚反应大多是可逆反应,反应速率及聚合度与反应的平衡之间有密切的关系。在研究其动力学时,为使动力学处理方便,采用被实验证明是合理的假定“官能团等活性”概念,即不论是单体、二聚体及多聚体,其两端官能团反应活性相同。
16.(2020高二下·威海期末)将15.1g某芳香族化合物样品置于氧气流中完全燃烧,测得有关数据如下(实验前系统内的空气已排除,各步均吸收完全):
燃烧产物 增重8.1g 增重35.2g 氮气1.12L(标况)
已知该有机物相对分子质量为151,且为天然蛋白质水解产物。下列关于该有机物的说法正确的是( )
A.分子式为C8H9N2O
B.结构简式为
C.含有1个手性碳原子
D.既可与强酸反应又可与强碱反应
【答案】C,D
【知识点】结构简式;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】A.分析可知,有机物的分子式为C8H9O2N,A说法不符合题意;
B.有机物中有8个碳原子,B说法不符合题意;
C.有机物为天然蛋白质水解产物,则为α-氨基酸,结构简式为 ,且含有1个手性碳原子,C说法符合题意;
D.有机物为氨基酸,既含有羧基,又含有氨基,则既可与强酸反应又可与强碱反应,D说法符合题意;
答案为CD。
【分析】有机物完全燃烧的产物通过浓硫酸增重8.1g,即水的质量为8.1g,则含有的氢的物质的量为0.9mol;再通过碱石灰,增重35.2g,即二氧化碳的质量为35.2g,含有的碳原子的物质的量为0.8mol;最后收集氮气标况下的体积为1.12L,则含有氮原子的物质的量为0.1mol,有机物中N(C):N(H):N(N)=8:9:1,已知该有机物相对分子质量为151,若N原子个数为1,则有机物分子中含有2个O,分子式为C8H9O2N。
17.(2017高二上·黑龙江期末)某气态烷烃和一气态单烯烃组成的混合气体在同温、同压下对氢气的相对密度为13,取标准状况下此混合气体4.48L,通入足量的溴水,溴水的质量增加2.8g,此2种烃是( )
A.甲烷和丙烯 B.甲烷和2﹣丁烯
C.甲烷和2﹣甲基丙烯 D.乙烯和1﹣丁烯
【答案】B,C
【知识点】有关混合物反应的计算;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】解:混合气态烃的平均相对分子质量为:13×2=26,由于烯烃中乙烯的相对分子质量最小为28,故一定含有甲烷,
标况下2.24L混合气体的物质的量为: {#mathmL#}{#/mathmL#} =0.2mol,故混合气体的总质量为:0.2mol×26g/mol=5.2g,溴水质量增重2.8g为烯烃的质量,故甲烷的质量为5.2g﹣2.8g=2.4g,故甲烷的物质的量为: {#mathmL#}{#/mathmL#} =0.15mol,烯烃的物质的量为0.2mol﹣0.15mol=0.05mol,烯烃的摩尔质量为: {#mathmL#}{#/mathmL#} . =56g/mol,
设烯烃的组成为(CH2)n,则:14n=56,解得:n=4,
所以该烯烃的分子式为C4H8,可以是1﹣丁烯、2﹣丁烯或2﹣甲基丙烯,
故选BC.
【分析】混合气态烃的平均相对分子质量为:13×2=26,由于烯烃中乙烯的相对分子质量最小为28,故一定含有甲烷,计算混合气体物质的量,再根据m=nM计算混合气体的质量,溴水增重2.8g为烯烃的质量,计算烯烃的物质的量,进而计算烯烃的摩尔质量,确定烯烃分子式及名称.
三、非选择题
18.(2023·全国乙卷)元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。
回答下列问题:
(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中,先 ,而后将已称重的U型管c、d与石英管连接,检查 。依次点燃煤气灯 ,进行实验。
(2)O2的作用有 。CuO的作用是 (举1例,用化学方程式表示)。
(3)c和d中的试剂分别是 、 (填标号)。c和d中的试剂不可调换,理由是 。
A.CaCl2 B.NaCl C.碱石灰(CaO+NaOH) D.Na2SO3
(4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后,应进行操作: 。取下c和d管称重。
(5)若样品CxHyOz为0.0236g,实验结束后,c管增重0.0108g,d管增重0.0352g。质谱测得该有机物的相对分子量为118,其分子式为 。
【答案】(1)通入一定的O2;装置气密性;b、a
(2)为实验提供氧化剂、提供气流保证反应产物完全进入到U型管中;
(3)A;C;碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳
(4)继续吹入一定量的O2,冷却装置
(5)C4H6O4
【知识点】物质检验实验方案的设计;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)实验前,先通入氧气,赶尽装置内水蒸气和二氧化碳等杂质气体,然后检查装置气密性,然后进行实验,先点燃b处酒精灯,然后再点燃a处酒精灯,确保所以还原性气体被氧化铜还原。
(2)氧气目的是做氧化剂,使有机物充分被氧化为二氧化碳或者水蒸气,但是可能存在不充分氧化,生成CO和H2,进一步被氧化铜还原,如;
(3)有机物燃烧后生成的CO2和H2O分别用碱石灰和无水CaCl2吸收,其中c管装有无水CaCl2,d管装有碱石灰,二者不可调换,因为碱石灰能同时吸收水蒸气和二氧化碳,影响最后分子式的确定
(4)反应结束后继续通入氧气,使装置内的二氧化碳和水蒸气被充分吸收;
(5)无水氯化钙用来吸收生成水蒸气,则增重量为水蒸气的质量,由此可以得到有机物中H元素的物质的量n(H)=,d管装有碱石灰,用来吸收生成的CO2,则增重量为CO2的质量,由此可以得到有机物中C元素的物质的量n(C)=,有机物中O元素的物质的量为0.0128g,其物质的量n(O)=,该有机物中C、H、O三种元素的原子个数比为0.0008:0.0012:0.0008=2:3:2,最简式为:C2H3O2,又根据相对分子质量为118可知,分子式为:C4H6O4,
【分析】如图装置是一李比希元素测定法,将样品装入Pt坩埚中,后面放置CuO,用于氧化前置坩埚中反应不完全的物质,后续将产物吹入道两U型管中,称量两U型管的增重计算有机物中C、H两种元素的含量,结合其他技术手段,从而得到有机物的分子式。
19.(2021·浙江)将3.00g某有机物(仅含C、H、O元素,相对分子质量为150)样品置于燃烧器中充分燃烧,依次通过吸水剂、CO2吸收剂,燃烧产物被完全吸收。实验数据如下表:
吸水剂 CO2吸收剂
实验前质量/g 20.00 26.48
实验后质量/g 21.08 30.00
请回答:
(1)燃烧产物中水的物质的量为 mol。
(2)该有机物的分子式为 (写出计算过程)。
【答案】(1)0.0600
(2)C4H6O6
【知识点】有机分子式的推断与计算;物质的量的相关计算
【解析】【解答】(1)吸水剂的质量增加是吸收水的质量,故水的质量为21.08g-20.00g=1.08g,水的物质的量为=0.0600mol
(2)二氧化碳吸收剂的质量增加的是二氧化碳的质量为30g-26.48g=3.52g,二氧化碳的物质的量为=0.08mol,水的物质的量为=0.0600mol,二氧化碳的中碳元素的质量为0.08x12=0.96g,水中氢元素的质量为0.06x2g=0.12g,因此有机物中氧元素的质量为3-0.96-0.12g=1.92g,设有机物的分子式为CxHyOz,(12x):(y):(16z)=0.96:0.12:1.92,x:y:z=2:3:3而有机物的相对分子质量为150.因此有机物的分子式为 C4H6O6
【分析】(1)根据吸水剂的质量增加即可计算出水的质量,根据n=求出物质的量
(2)根据碳元素和氢元素的质量再结合有机物的质量计算出氧元素的质量,计算出有机物的试验式,再结合相对原子质量即可计算出分子式
20.(2017·新课标Ⅱ卷)化合物G是治疗高血压的药物“比索洛尔”的中间体,一种合成G的路线如下:
已知以下信息:
①A的核磁共振氢谱为单峰;B的核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为6:1:1.
②D的苯环上仅有两种不同化学环境的氢;1molD可与1mol NaOH或2mol Na反应.
回答下列问题:
(1)A的结构简式为 .
(2)B的化学名称为 .
(3)C与D反应生成E的化学方程式为 .
(4)由E生成F的反应类型为 .
(5)G是分子式为 .
(6)L是D的同分异构体,可与FeCl3溶液发生显色反应,1mol的L可与2mol的Na2CO3反应,L共有 种;其中核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为3:2:2:1的结构简式为 、 .
【答案】(1)
(2)2﹣丙醇
(3)
(4)取代反应
(5)C18H31NO4
(6)6;;
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的推断;同分异构现象和同分异构体;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】解:(1)由以上分析可知A的结构简式为 ,故答案为: ;(2)B的结构简式为CH3CH(OH)CH3,其化学名称为2﹣丙醇,故答案为:2﹣丙醇;(3)D为 ,对比E的分子式可知,C和D发生取代反应生成E,发生反应生成E的化学方程式为 ,
故答案为: ;(4)对比E和F的分子式可知由E生成F的反应类型为取代反应,生成F的同时生成HCl,故答案为:取代反应;(5)由结构简式可知有机物G的分子式为C18H31NO4,故答案为:C18H31NO4;(6)L是D的同分异构体,可与FeCl3溶液发生显色反应,1 mol的L可与2 mol的Na2CO3反应,说明L的分子结构中含有2个酚羟基和一个甲基,当二个酚羟基在邻位时,苯环上甲基的位置有2种,当二个酚羟基在间位时,苯环上甲基的位置有3种,当二个酚羟基在对位时,苯环上甲基的位置有1种,只满足条件的L共有6种,其中核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为3:2:2:1的结构简式为 、 ,
故答案为:6; ; .
【分析】A的化学式为C2H4O,其核磁共振氢谱为单峰,则A为 ;B的化学C3H8O,核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为6:1:1,则B的结构简式为CH3CH(OH)CH3;D的化学式为C7H8O2,其苯环上仅有两种不同化学环境的氢,1 mol D可与1 mol NaOH或2 mol Na反应,则苯环上有酚羟基和﹣CH2OH,且为对位结构,则D的结构简式为 ,E应为 ,结合对应有机物的结构和官能团的性质可解答(1)~(5);(6)L是D的同分异构体,可与FeCl3溶液发生显色反应,1 mol的L可与2 mol的Na2CO3反应,说明L的分子结构中含有2个酚羟基和一个甲基,当二个酚羟基在邻位时,苯环上甲基的位置有2种,当二个酚羟基在间位时,苯环上甲基的位置有3种,当二个酚羟基在对位时,苯环上甲基的位置有1种,只满足条件的L共有6种,以此解答该题.
21.(2022·余姚模拟)室温时,20mL某气态烃与过量的氧气混合,将完全燃烧后的产物通过浓硫酸,再恢复至室温,气体体积减少了50mL。将剩余的气体再通过足量氢氧化钠溶液后干燥,体积又减少了40mL。
(1)该气态烃的分子式 。
(2)写出简要计算过程 。
【答案】(1)C2H6
(2)解:NaOH溶液吸收40mL为燃烧生成CO2体积,产物通过浓硫酸,再恢复至室温,气体体积减少了50mL,则: ,解得:x=2,y=6,故该烃的分子式为C2H6答:气态烃的分子式为C2H6
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)NaOH溶液吸收40mL为燃烧生成CO2体积,产物通过浓硫酸,再恢复至室温,气体体积减少了50mL,则:
,,解得:x=2,y=6,故该烃的分子式为C2H6,故答案为:C2H6;
(2)解:NaOH溶液吸收40mL为燃烧生成CO2体积,产物通过浓硫酸,再恢复至室温,气体体积减少了50mL,则:
,,解得:x=2,y=6,故该烃的分子式为C2H6
答:气态烃的分子式为C2H6。
【分析】(1)利用烃燃烧的通式计算;
(2)利用差量法计算。
22.(2022·济南模拟)AigialomycinD是从海生红树林菌类中分离出来的一种具有重要生理活性的物质,具有极强的抗癌活性和抗疟疾活性。一种合成路线为:
已知:①已知,Et为乙基,Ph为苯基
②
回答下列问题:
(1)AigialomycinD中含氧官能团的名称是 ,C分子的核磁共振氢谱中有 组峰。
(2)C→D的化学方程式为 ,D→E的反应类型为 。
(3)F的分子式为 。
(4)符合下列条件的D的同分异构体有 种
①含有苯环且有四个羟基与苯环直接相连
②苯环上无氢原子
(5)官能团的保护是有机合成中的重要步骤,写出制备AigialomycinD中引入保护基的步骤 (例如X→Y)
(6)写出以为原料制备的合成路线(其他试剂任选,注明反应条件) 。
【答案】(1)羟基、酯基;7
(2);还原反应
(3)C10H18O3
(4)18
(5)A→B、G→H
(6)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的推断;电子式、化学式或化学符号及名称的综合;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】C发生取代反应得到D,D中碳碳双键与氢气加成得到E;
(1)AigialomycinD中含氧官能团的名称是羟基、酯基;C分子中H原子种类有,则核磁共振氢谱中有7组峰;
(2)C→D反应的化学方程式为;D→E中碳碳双键与氢气发生加成反应,加氢即还原反应,反应类型为还原反应;
(3)F的分子式为C10H18O3;
(4)物质D的不饱和度为4,满足条件:①含有苯环且有四个羟基与苯环直接相连,②苯环上无氢原子,同分异构体有、、、、、 、(数字代表取代基与羟基互换位置)共18种;
(5)由A和F结构可知是为了保护羟基,引入保护基的步骤是A→B,由I的结构可知为了保护碳碳双键,发生已知信息②反应引入保护基的步骤是G→H;
(6)利用流程中G→I的反应制备,由已知信息②可知在mCPBA作用,再用H→I的反应条件可得目标产物,合成路线为:。
【分析】(1)注意官能团的命名,H原子种类不同, 核磁共振氢谱的峰组不同;
(2)化学方程式书写时要注意物料守恒;
(3)根据结构式直接数分子数目即可;
(4)注意同分异构体的概念,分子式相同的不同物质;
(5)A和F是为了保护羟基,I为了保护碳碳双键;
(6)利用流程中G→I,再用H→I的反应条件可得。
23.(2022·杭州模拟)博苏替尼(化合物I)是一种抗肿瘤药物,某课题组设计的合成路线如图(部分反应条件已省略):
已知:
(1)下列说法不正确的是____。
A.化合物A能消耗
B.化合物D可以和溶液发生显色反应
C.化合物F既可以和酸反应,又可以和碱反应
D.H的分子式为
(2)化合物E的结构简式为 ,流程中,而不是由A直接与反应生成C的原因是 。
(3)写出化合物C转化为D的化学方程式 。
(4)写出符合下列条件的化合物B的同分异构体 。
①能使溶液显色;
②可以发生银镜反应;
③谱显示只有4种不同化学环境的氢原子。
(5)写出以邻硝基苯甲酸为原料合成 的合成路线 。
【答案】(1)B;D
(2);比更容易与发生反应
(3) ++HBr
(4) 、 、 、
(5)
【知识点】有机物的结构式;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;有机高分子化合物的结构和性质;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】根据合成流程可知,C与 在碳酸钾的作用下生成D,D在硝酸存在的条件下生成E,E发生已知反应生成F,则E中含有硝基,从而可知D→E的过程是引入硝基的过程,结合G的结构简式可知,D为 ,E为 ,F为 。
(1)A.由图可知,化合物A中含有的酚羟基和羧基能与NaOH反应,因此1mol化合物A能消耗2molNaOH,故A正确;
B.由上述分析可知,D为 ,分子中不含酚羟基,不能与
FeCl3溶液发生显色反应,故B不正确;
C.由上述分析可知,F为,分子中含有氨基,能与酸发生反应,含有酯基,水解生成的羧酸能与碱反应,故C正确;
D.由图可知,H的分子式为C14H13ClN2O3,故D不正确;
故答案为:BC;
(2)由上述分析可知,E的结构简式为 ; COCl比 COOH更容易与CH3OH发生反应,因此采用中A→B→C的合成路线而不是将A直接与甲醇反应生成C;
(3)C与 在碳酸钾的作用下生成D,反应的化学方程式为++HBr;
(4)B的同分异构体满足:①能使FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基;②可以发生银镜反应,说明含有醛基,③谱显示只有4种不同化学环境的氢原子,则符合条件的同分异构体为 、 、 、 ;
(5)参照博苏替尼的合成路线即可得到以邻硝基苯甲酸为原料合成 的路线为:。
【分析】(1)考查对题的掌控,注意看清楚有机物结构式的官能团;
(2)写结构简式是要注意官能团的种类和位置;
(3)注意官能团和反应条件的书写;
(4)根据条件写同分异构体要注意同分异构体的书写规则,同时要罗列全;
(5)注意中间产物和反应条件。
24.(2022·浙江模拟)化合物X由4种元素组成。某兴趣小组按如图流程进行实验(每一步反应均充分进行):
请回答:
(1)组成X的4种元素是 (填元素符号)。
(2)无色溶液D中的溶质是 (填化学式)。
(3)无色气体A中的气体分子有 (填化学式)。
(4)气态X分子中,H原子与2种元素的原子形成共价键,但红外光谱和1H核磁共振谱均显示固态X晶体中的H原子化学环境完全相同。且熔点明显高于相对分子量接近的分子晶体,原因是 。
(5)X能与氯酸钾在水溶液中反应,得到无色溶液F和无色气体C。
①写出该反应的化学方程式: 。
②设计实验验证该无色溶液F中的阴离子: 。
【答案】(1)H、N、O、S
(2)NH4HSO4或H2SO4、(NH4)2SO4
(3)H2O、SO3、SO2、H2、N2
(4)X分子中的氨基和磺酸基反应生成+H3NSO,类似氨基酸形成内盐,和铵根离子结构类似,故与N原子结合的H原子化学环境相同
(5)2H2NSO3H+KClO3=2H2SO4+KCl+N2↑+H2O;取少量无色溶液F于试管中,加入过量稀盐酸,若无明显现象,滴加氯化钡溶液,若有白色沉淀,说明含有SO;另取少量溶液F于试管中,加入过量硝酸钡,振荡,静置,取上层清液,滴加硝酸银溶液,若有白色沉淀,说明有Cl-
【知识点】探究物质的组成或测量物质的含量;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】实验Ⅱ,X形成水溶液D,与氯化钡反应生产白色沉淀,结合实验Ⅰ分解后生成粘稠油状液体,反应说明生产硫酸钡,说明X含有硫,E溶液加入NaOH溶液产生使蓝色石蕊试纸变蓝的气体,说明X的水溶液中含有铵根离子,白色沉淀为11.65g则为 =0.05mol硫酸钡,说明D含有0.05mol的硫酸根,实验Ⅰ中,粘稠油状液体为 =0.025mol,A冷却后B为SO2、H2、N2,B通过碱石灰增重1.6g为二氧化硫, =0.025mol,由固体氧化铜减重0.8g,得氢气的物质的量为, =0.05mol,无色气体C为氮气,实验Ⅰ发生 ,X水溶液D可以看成是0.025mol硫酸和0.025mol硫酸铵的混合物,X水溶液D也可以看成是0.05molNH4HSO4,由此可知X中应含有H、N、O、S,X为NH2SO3H,无色气体A中的气体分子有H2O、SO3、SO2、H2、N2,据此分析解题。
(1)组成X的4种元素是H、N、O、S(填元素符号)。故答案为:H、N、O、S;
(2)无色溶液D中的溶质是NH4HSO4或H2SO4、(NH4)2SO4(填化学式)。故答案为:NH4HSO4或H2SO4、(NH4)2SO4;
(3)无色气体A中的气体分子有H2O、SO3、SO2、H2、N2(填化学式)。故答案为:H2O、SO3、SO2、H2、N2;
(4)X为NH2SO3H,气态X分子中,H原子与2种元素的原子形成共价键,但红外光谱和1H核磁共振谱均显示固态X晶体中的H原子化学环境完全相同。且熔点明显高于相对分子量接近的分子晶体,说明X晶体产生了离子键,原因是X分子中的氨基和磺酸基反应生成+H3NSO
,类似氨基酸形成内盐,和铵根离子结构类似,故与N原子结合的H原子化学环境相同。故答案为:X分子中的氨基和磺酸基反应生成+H3NSO
,类似氨基酸形成内盐,和铵根离子结构类似,故与N原子结合的H原子化学环境相同;
(5)①X为NH2SO3H,X能与氯酸钾在水溶液中反应,得到无色溶液F和无色气体C,C为氮气。反应的化学方程式:2H2NSO3H+KClO3=2H2SO4+KCl+N2↑+H2O。故答案为:2H2NSO3H+KClO3=2H2SO4+KCl+N2↑+H2O;
②设计实验验证该无色溶液F中的阴离子:取少量无色溶液F于试管中,加入过量稀盐酸,若无明显现象,滴加氯化钡溶液,若有白色沉淀,说明含有SO
;另取少量溶液F于试管中,加入过量硝酸钡,振荡,静置,取上层清液,滴加硝酸银溶液,若有白色沉淀,说明有Cl-,故答案为:取少量无色溶液F于试管中,加入过量稀盐酸,若无明显现象,滴加氯化钡溶液,若有白色沉淀,说明含有SO
;另取少量溶液F于试管中,加入过量硝酸钡,振荡,静置,取上层清液,滴加硝酸银溶液,若有白色沉淀,说明有Cl-。
【分析】实验Ⅱ中白色沉淀是BaSO4,实验Ⅰ粘稠油状液体是H2SO4,通过计算可知硫酸和硫酸钡的物质的量不相等,说明气体B中含有SO2,且物质的量为0.025mol,氧化铜减重0.8g,说明B中有氢气,计算出物质的量为0.05mol,X的质量减去SO2和硫酸和氢气的质量就是C的质量,实验Ⅱ使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是NH3,推断气体C是N2。
(1)由上述分析可知;
(2) 经计算确定出X在实验 Ⅰ中发生的反应为 ,根据实验Ⅱ的反应,可以判断D中溶质是 NH4HSO4或H2SO4、(NH4)2SO4 ;
(3)由于SO3+H2O=H2SO4,所以,无色气体A中有 H2O、SO3、SO2、H2、N2 ;
(4)X为NH2SO3H,气态X分子中,H原子与2种元素的原子形成共价键,但红外光谱和1H核磁共振谱均显示固态X晶体中的H原子化学环境完全相同。且熔点明显高于相对分子量接近的分子晶体,说明X晶体产生了离子键;
(5)①X为NH2SO3H,X能与氯酸钾在水溶液中反应,得到无色溶液F和无色气体C,C为氮气,根据得失电子守恒及元素守恒写出反应的化学方程式;
② F中的阴离子有Cl-和 ,检验硫酸根离子一般用氯化钡,为了排除碳酸根离子和银离子的干扰,先用用盐酸酸化,在加氯化钡,产生沉淀说明含有硫酸根离子,检验氯离子用硝酸银,但是硫酸银微溶于水,难溶于酸,所以先要加入量的硝酸钡除去硫酸根离子,充分反应后,静置沉淀,再取上层清液加入硝酸酸化,再加入硝酸银,如果产生白色沉淀,说明有氯离子。
25.(2018·和平模拟)常温下,青蒿素为无色针状晶体,难溶于水,易容有机溶剂,熔点为156-157℃。青蒿素是一种有效的抗疟药,某化学兴趣小组对青蒿素的提取和组成进行如下的探究。
Ⅰ.提取青高素的方法之一是乙醚浸取法,提取流程如下:
(1)对青蒿进行破碎的目的是
(2)操作Ⅰ用到的玻璃仪器是 ,操作Ⅱ的名称是
(3)Ⅱ.燃烧法测定青蒿素的最简式:
利用下列实验装置,将28.2g青蒿素放在燃烧管C中充分燃绕,测出生成的CO2和H2O的质量后,计算得出青蒿素的最简式。
主要实验步骤如下:
①组装仪器,并检查装置的气密性。
②先将A装置的药品反应一会后,再将C装置通电反应。
③称量有关装置的实验前后的质量。
请回答下列问题:
仪器各接口的连接顺序从左到右依次为 (每个装置限用一次)。
(4)①装置B中的试剂为 ,其作用是 。
②装置C中CuO的作用是 。
③装置D中的试剂为 ,其作用是 。
④装置E中的试剂为 ,其作用是 。
⑤装置F中的试剂为 ,其作用是 。
(5)已知青蒿素是烃的含氧衍生物,用合理连接后的装置进行实验,测量数据如表:
装置质量 实验前/g 实验后/g
B 22.6 42.4
E 80.2 146.2
则青蒿素的最简式为 .
【答案】(1)增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率
(2)漏斗、玻璃棒、烧杯;蒸馏
(3)afgdebch
(4)无水CaCl2;吸收C装置生成的水分;使青蒿素充分氧化生成CO2和H2O;浓硫酸;吸收A装置产生O2中的水分;碱石灰;吸收C装置产生CO2气体;碱石灰;防止空气中的CO2和H2O进入装置E中
(5)C15H22O5
【知识点】物质的分离与提纯;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)破碎后的青蒿素颗粒更小,有利于其中的主要成分充分溶解在乙醚中。
故答案为:增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率。(2)用乙醚提取时青蒿素溶解在乙醚中,而杂质不能溶于乙醚,所以操作Ⅰ为过滤分离出青蒿素的乙醚溶液。操作Ⅱ分离乙醚和青蒿素形成的溶液则应采用蒸馏。
故答案为:漏斗 玻璃棒 烧杯、蒸馏。(3)燃烧法测定时,青蒿素燃烧需要的O2来源于A装置中H2O2分解,由于溢出的氧气带有水蒸气,所以在与青蒿素反应前需要用盛放浓H2SO4的装置D进行干燥,然后将干燥的O2通入C装置中加热使O2与青蒿素反应,生成的CO2和H2O先用盛放无水氯化钙的装置B吸收H2O,再用盛放碱石灰的E吸收CO2,同时为了防止空气中的CO2和水蒸气进入E造成实验误差,E之后需再连接盛有碱石灰的干燥管。
故答案为:afgdebch。(4)根据以上分析,本题
故答案为:无水CaCl2、吸收C装置生成的水分、使青蒿素充分氧化生成CO2和H2O、浓硫酸、吸收A装置产生O2中的水分、碱石灰、吸收C装置产生CO2气体、碱石灰、防止空气中的CO2和H2O进入装置E中。(吸收水蒸气的装置
B、D可以对调使用,则答案为abcdefgh,但是此时需要测定D和E的质量,与下面题目不吻合)。(5)因为青蒿素是烃的含氧衍生物,B装置能吸收水的质量为42.4g-22.6g=19.8g,n(H 2O)=19.8g÷18g/mol=1.1mol,E装置吸收CO2质量为146.2g-80.2g=66g,n(CO2)=66g÷44g/mol=1.5mol,因此青蒿素样品中n(C)=1.5mol,n(H)=2.2mol,则 。n(C):n(H):n(O)=1.5mol:2.2mol:0.5mol=15:22:5,最简式为C15H22O5。
故答案为:C15H22O5。
【分析】本题是对青蒿素的提取和组成进行探究。1,用乙醚浸取法提取青蒿素;2,燃烧法测定青蒿素的最简式;
26.(2018·河北模拟)肉桂酸甲酯(H)是常用于调制具有草莓、葡萄、樱桃、香子兰等香味的食用香精。它的分子式为C10H10O2,且分子中只含有1个苯环,苯环上只有一个取代基。利用红外光谱仪可初步检测有机化合物中的某些基团,现测得H分子的红外光谱如下图所示:
又知J为肉桂酸甲酯的一种同分异构体,其分子结构模型如下图所示(图中球与球之间的连线表示单键或双键等化学键)。
试回答下列问题:
(1)肉桂酸甲酯(H)的结构简式为 。
(2)现测出A的核磁共振氢谱图有6个峰,且面积之比为1∶2∶2∶2∶1∶2。用芳香烃A为原料合成H的路线如下(部分反应物和反应条件已略去):
①化合物F中的官能团有 (填名称)。
②F→G的反应类型是 。
③书写下列化学方程式:
F→I: 。
G→H: 。
④其中F的同分异构体甚多,其中有一类可用通式 表示(其中X、Y均不为氢原子),试写出符合上述通式且能发生银镜反应的四种物质的结构简式: 。
【答案】(1)
(2)羟基、羧基;消去反应;;; ; ; ;
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的推断;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)肉桂酸甲酯的分子式为C10H10O2,肉桂酸甲酯的分子式为C10H10O2,计算得不饱和度为6,分子中只含有1个苯环,苯环上只有一个取代基,故还含有1个C=C双键,故肉桂酸甲酯的结构简式为: ,故答案为: ;(2)由A到H的转化结合肉桂酸甲酯的结构特点可知,A含有1个苯环、1个侧链,不饱和度为 =5,故侧链中含有1个碳碳双键,A的核磁共振氢谱谱图有6个吸收峰,分子中含有6种H原子,其面积之比为1﹕2﹕2﹕2﹕1﹕2,各种H原子数目为1、2、2、2、1、2,苯环中有3种H原子,分别为1、2、2,故侧链有3种H原子,分别为2、1、2,故侧链中不含甲基,故A的结构简式为 ,A与溴发生加成反应生成B为 ,B发生水解生成C,结合C的分子式可知,C的结构简式为 ,C发生催化氧化生成D为 ,D在银氨溶液中反应氧化反应,酸化生成E,E为 ,E反应生成F,由E、F的分子式可知,E中羰基发生加成反应生成F,故F为 ,结合肉桂酸甲酯的结构可知,F发生消去反应生成G,G与甲醇发生酯化反应生成肉桂酸甲酯,故G为 ,G与据此发生酯化反应得到H(肉桂酸甲酯),F发生缩聚反应得到I为 。
①化合物F为 ,官能团有:羧基、羟基,故答案为:羧基、羟基;
②F-G是 发生消去反应生成 ,故答案为:消去反应;③F-I的反应方程式为: ;
G-H的反应方程式为: ,故答案为: ; ;
④F( )的同分异构体甚多,其中有一类可用通式 表示(其中X、Y均不为氢),符合上述通式且能发生银镜反应,符合条件的同分异构体有: 、 、 、 ,故答案为: ; ; ; 。
答案:(1)
(2)
①羧基、羟基; ②F消去反应;
③
④
【分析】根据题目所给的信息入手分析;
根据化学式计算不饱和度。所谓的不饱和度,是以烷烃为饱和状态有机物 CXHY,与同碳原子数的烷烃相比,每少2个H原子,就有一个不饱和度,那么它的不饱和度 Ω= (2X+2-Y)/2。
27.(2023高一下·龙南期末)某小组欲研究烷烃的某些性质设计下图实验装置。回答下列问题:
Ⅰ.烷烃可以发生取代反应。
向下图的B中通入一定量的氯气和甲烷气体,混合均匀后通入C中硬质玻璃管中,夹紧C两端弹簧夹,用强光照射硬质玻璃管。
(1)将实验室制得的先通过饱和食盐水的目的是 。
(2)写出装置C中与反应生成氯仿的化学方程式 。
(3)一段时间后,C中玻璃管内的实验现象 、 。
(4)若2 mol 与发生取代反应,测得生成4种有机取代产物的物质的量相等,则消耗的氯气的物质的量是 mol。
(5)某丁烷与氯气发生反应的产物之一为,则分子式为的同分异构体有 种。
Ⅱ.烷烃可以发生氧化反应。
将一定量的某烷烃在足量氧气中充分燃烧,并使产生的气体全部通入下图装置,得到如表所列的实验数据(U形管中干燥剂只吸收水蒸气且假设产生的气体完全被吸收)。
实验前 实验后
实验前实验后(干燥剂+U形管)的质量 101.1g 102.9g
(石灰水+广口瓶)的质量 312.0g 315.3g
(6)试写出该烷烃分子式为 。
【答案】(1)降低氯气的溶解度,除去其中的氯化氢气体
(2)
(3)内壁上出现油状液滴;黄绿色气体变浅
(4)5
(5)4
(6)
【知识点】同分异构现象和同分异构体;除杂;甲烷的取代反应;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)除去Cl2中的HCl杂质,可将气体通入饱和食盐水。
(2) 光照条件下,可发生多步取代反应,、、、,生成氯仿的反应是
(3)由于产生多种氯代物,内壁出现了内壁上出现油状液滴、黄绿色气体变浅。
(4) mol 与发生取代反应,测得生成4种有机取代产物的物质的量相等,则每种0.5mol,则消耗氯气0.5mol×1+ 0.5mol×2+0.5mol×3+0.5mol×4=5mol。
(5)丁烷的同分异构有正丁烷和异丁烷两种,正丁烷和异丁烷的
(6) 实验前实验后(干燥剂+U形管)的质量差是烷烃燃烧生成的水的质量,102.9g-101.1g=1.8g,。
实验前后(石灰水+广口瓶)的质量差是烷烃燃烧生成的二氧化碳的质量,315.3g-312.0g=3.3g
。
n(H) :n(C)=8:3所以烷烃分子式为C3H8。
【分析】甲烷和氯气在光照条件下能生成多种氯代产物,现象是内壁出现油滴,黄绿色气体变浅。燃烧法确定有机物的分子式:首先必须确定有机物的元素组成,再根据燃烧产物来确定各元素的含量,从而得到分子式。
28.(2023高二下·大余期末)按系统命名法给下列有机物命名:
(1)的名称是 。
(2)有A、B、C三种烃,已知:
①B完全燃烧的产物;
②C为饱和链烃,通常状况下呈气态,其二氯代物有三种;
③A是B分子中的氢原子全部被甲基取代后的产物;A遇的溶液不褪色,其一氯代物只有一种。
请回答下列问题:
(Ⅰ)B的最简式为 ,分子式为 ,其二溴代物有 种。
(Ⅱ)C的三种二氯代物的结构简式分别为 、 、 。
(Ⅲ)A的结构简式为 ,名称为 。
【答案】(1)3,4-二甲基-4-乙基庚烷
(2)CH3;C2H6;2;;;;;2,2,3,3-四甲基丁烷
【知识点】有机化合物的命名;同分异构现象和同分异构体;结构简式;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)最长碳链共有7个C,3、4号碳上含有2个甲基,4号碳上含有1个乙基,则其命名为 3,4-二甲基-4-乙基庚烷,故答案为:3,4-二甲基-4-乙基庚烷;
(2)(I)B燃烧产物n(CO2):n(H2O)=2:3,即n(C):n(H)=2:6,即分子式为C2H6,最简式为CH3,其二溴代物有CHBr2CH3、CH2BrCH2Br两种,故答案为:CH3、C2H6、2;
(II)C为饱和链烃,即环烃,通常情况下为气态,即可能为甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷,其中,甲烷的二氯代物只有一种情况,乙烷的二氯代物有两种情况,丙烷的二氯代物有四种情况,正丁烷的二氯代物有六种情况,异丁烷的二氯代物有三种情况,则C为异丁烷,其二氯代物分别为 、 、 ,故答案为: 、 、 ;
(III)A是B全部被甲基取代的产物,B为乙烷,则A为 ,最长碳链为4个碳原子,2号碳上有2个甲基,3号碳上有2个甲基,则其命名为2,2,3,3-四甲基丁烷;故答案为: ;2,2,3,3-四甲基丁烷。
【分析】(1)先找出最长碳链,距离支链最近一端进行编号,满足序号最小原则;
(2)(I)二氧化碳和水的物质的量之比可以求出碳原子和氢原子的物质的量之比,求出相应的最简式;
(II)饱和链烃即烷烃,通常情况下1~4个碳原子形成的烷烃为气态;
(III)一氯代物即判断等效氢的情况,可以根据分子的对称性判断等效氢的种类。
29.(2022高二下·东丽期末)如图所示装置是用燃烧法确定有机物化学式常用的装置,这种方法是电炉加热时用纯氧氧化管内样品,根据产物的质量确定有机物的组成。回答下列问题:
(1)A装置中发生反应的化学方程式是 。
(2)E装置中所盛放试剂的名称是 。
(3)若实验中所取样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种,准确称取0.44g样品,经充分反应后,D管质量增加0.36g,E管质量增加0.88g,已知该物质的相对分子质量为44,则该样品的化学式为 。
(4)若符合下列条件,则该有机物的结构简式为 。
①环状化合物
②核磁共振氢谱图中只有一组峰
(5)某同学认为E和空气相通,会影响测定结果准确性,应在E后再增加一个装置F,其主要目的是 。
【答案】(1)2H2O22H2O+O2↑
(2)碱石灰
(3)C2H4O
(4)
(5)防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入E而产生误差
【知识点】烃类的燃烧;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】
(1)A装置中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为氧气和水,发生反应的化学方程式是2H2O22H2O+O2↑;
(2)E装置吸收反应生成的二氧化碳,E中所盛放试剂的名称是碱石灰;
(3)若实验中所取样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种,准确称取0.44g样品,经充分反应后,D管质量增加0.36g,E管质量增加0.88g,则样品中C元素的质量为、H元素的质量为、氧元素的质量为(0.44-0.24-0.04)=0.16g,,已知该物质的相对分子质量为44,则该样品的化学式为C2H4O;
(4)①环状化合物;②核磁共振氢谱图中只有一组峰,符合条件的C2H4O的结构简式为;
(5)E和空气相通,E会吸收空气中的二氧化碳、水,在E后再增加一个装置F,其主要目的是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入E而产生误差。
【分析】A装置制取氧气,B装置干燥氧气,C中样品与纯氧气反应生成二氧化碳和水,D中无水氯化钙吸收反应生成的水、E吸收反应生成的二氧化碳,D、E的质量增加即二氧化碳、水的质量。
30.(2021高一下·柯桥期末)某化合物X由三种元素组成,其转化关系如下图所示:
已知:无色气体3在空气中转变为红棕色气体1。
回答以下问题:
(1)在元素周期表中的位置 ;
(2)步骤②的化学反应方程式是 ;
(3)气体1与水发生反应的离子反应方程式 ;
(4)鉴别红棕色气体1与蒸气的下列方法中,合理的是____
A.通入水中观察溶液的颜色变化
B.直接观察两种气体的颜色
C.分别通入溶液中观察有否沉淀
D.用湿润的淀粉试纸检验是否变蓝色
(5)化合物X的化学式为
【答案】(1)第三周期第ⅢA族
(2)
(3)
(4)A;C
(5)
【知识点】复杂化学式的确定;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)为13号元素,处于元素周期第三周期第ⅢA族,故答案为:第三周期第ⅢA族;
(2)反应②为化合物Y与Al高温下反应生成化合物Z和W单质,由分析可得Y为氧化铁、Z为氧化铝、W为铁,则Y与Al反应的化学方程式为,故答案为:;
(3)气体1为二氧化氮,能与水反应生成强电解质硝酸和一氧化氮,则其离子方程式为:,故答案为:;
(4)A.二氧化氮能与水反应生成无色的硝酸和无色的一氧化氮气体,蒸气溶于水使溶液呈橙黄色,故A正确;
B.二氧化氮、溴蒸气均为红棕色的气体,所以不能通过观察气体颜色,故B错;
C.二氧化氮溶于水后的产物不与硝酸银反应;溴蒸气溶于水后与水反应生成的氢溴酸能与硝酸银反应生成淡黄色沉淀,故C正确;
D.无论二氧化氮、硝酸还是溴都能将碘离子氧化为碘单质,从而使淀粉湿润的淀粉试纸检验变蓝,故D错;
故答案为:AC
(5)Fe的质量为11.2g,则其物质的量为、、。根据原子守恒可知,化合物X中N元素的物质的量为,则,所以此化合物X的化学式为,故答案为:。
【分析】根据红棕色固体化合物Y可知,Y是氧化铁,红棕色气体1是NO2,气体2是O2,NO2和O2通入水中得到HNO3和NO,W是铁,根据Fe的质量和硝酸的物质的量、NO的体积计算出X的化学式;
(4)鉴别NO2和Br2,都是红棕色气体,具有较强氧化性,但是NO2和水反应生成硝酸,水溶液无色,不和AgNO3反应,溴水是橙色的,和AgNO3反应产生淡黄色沉淀。
31.(2021高一下·昆明期末)乳酸乙酯(A)是一种食用香料。由淀粉或D为原料合成乳酸乙酯的流程图如下:
已知:①D的产量可用于衡量一个国家石油化学工业的发展水平;
②乳酸的结构简式为。
回答下列问题:
(1)乳酸中所含的官能团名称为 ,C→A的反应类型为 ,A的分子式为 。
(2)B是否能发生银镜反应 (填“是”或“否)。
(3)D通过加聚反应形成高分子化合物的化学方程式为 。
(4)下列与乳酸互为同分异构体的物质是 (填序号)。
①CH3CH2OH②CH3COOH③④⑤⑥
(5)1mol乳酸分别与足量Na、反应,消耗二者的物质的量之比为 。
【答案】(1)羟基、羧基;取代反应或酯化反应;
(2)是
(3)nCH2=CH2
(4)⑤
(5)2∶1
【知识点】有机物的推断;同分异构现象和同分异构体;羧酸简介;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)乳酸的结构简式为,官能团名称为羟基、羧基;C乙醇,乙醇与乳酸酯化反应生成A乳酸乙酯,A的分子式为,C→A的反应类型为取代反应或酯化反应,故答案为:羟基、羧基;取代反应或酯化反应,
(2)B为葡萄糖,葡萄糖含有醛基,能与银氨溶液发生银镜反应,故答案为:是
(3)根据分析可知D为乙烯,乙烯加聚反应形成高分子化合物的化学方程式为:nCH2=CH2
(4)分子式相同结构不同的物质互为同分异构体,乳酸的分子式为:C3H6O3,下列各物质的分子式为:①C2H6O、②C2H4O2、③C2H4O3、④C3H6O3、⑤C3H6O3、⑥C3H6O4,与乳酸互为同分异构体的为⑤,故答案为:⑤
(5) 乳酸的结构简式为,含有官能团为羟基、羧基;羧基和羟基均能与钠反应,但只有羧基可以与反应,消耗二者的物质的量之比为2∶1,故答案为:2∶1
【分析】淀粉水解生成B葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下生成C乙醇,乙醇与乳酸酯化反应生成A乳酸乙酯,D与水反应也可以生成乙醇,可知D为乙烯,据此可作答。
32.(2021高一下·昌吉期末)已知烃A其产量可以用来衡量一个国家石油化工发展水平。A、B、D、E、F、G转化关系如下(以下变化中,有些反应条件及产物未标明)。其中G是天然有机高分子化合物,E分子具有浓郁的果香味,其相对分子质量为88。
(1)写出A分子的电子式: ;F的分子式: 。
(2)A在一定条件下发生加聚反应的化学方程式为 ,B→乙醛的化学方程式: 。
(3)写出B+D→E的化学方程式: ,反应类型为 。
(4)E的同分异构体中,能与NaHCO3溶液反应生成气体的物质是 (用结构简式书写一种即可)。
【答案】(1);C6H12O6
(2)nCH2=CH2;2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O
(3)CH3COOH+HOCH2CH3 CH3COOCH2CH3+H2O;酯化反应(或取代反应)
(4)CH3CH2CH2COOH或(CH3)2CH-COOH
【知识点】乙烯的化学性质;乙酸乙酯的制取;电子式、化学式或化学符号及名称的综合;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】根据上述分析可知:X 是O2,A是CH2=CH2,B是CH3CH2OH,D是CH3COOH,E是CH3COOCH2CH3,F是葡萄糖,G是淀粉或纤维素。
(1) A为CH2=CH2,乙烯分子中2个C原子形成共价双键,分子中的每个C原子分别与2个H原子形成2个共价键,故CH2=CH2的电子式为 ;
F为葡萄糖,分子式为C6H12O6;
(2)A是乙烯,分子中含有不饱和的碳碳双键,在一定条件下断裂碳碳双键中较活泼的碳碳键,然后这些不饱和的C原子彼此结合,发生加聚反应产生聚乙烯,故该反应的化学方程式为:nCH2=CH2 ;
B是CH3CH2OH,乙醇与O2在Cu作催化剂条件下加热发生氧化反应生成乙醛和水,反应反应方程式:2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O;
(3)B是CH3CH2OH,D是CH3COOH,乙酸和乙醇在浓硫酸作催化剂条件下加热发生酯化反应生成乙酸乙酯,该反应为可逆反应,故反应方程式为CH3COOH+HOCH2CH3 CH3COOCH2CH3+H2O,该反应为酯化反应,酯化反应也属于取代反应;
(4)E是CH3COOCH2CH3,E的同分异构体中,能与NaHCO3溶液反应,说明物质分子中应含有羧基,可能的结构为CH3CH2CH2COOH或(CH3)2CH-COOH。
【分析】A的产量通常衡量一个国家的石油化工水平,则A应为乙烯(CH2=CH2),A乙烯与水发生加成反应生成B乙醇,乙醇发生催化氧化生成乙醛(CH3CHO),乙醛进一步发生氧化反应生成D乙酸(CH3COOH),D乙酸与B乙醇发生酯化反应生成E乙酸乙酯(CH3COOCH2CH3); G是天然有机高分子化合物淀粉,G淀粉(C6H10O5)在一定条件下和水反应生成葡萄糖F(C6H12O6),葡萄糖F(C6H12O6)在酶的催化作用下生成B乙醇和二氧化碳,以此分析.
33.(2021高一下·太原期末)某种烷烃完全燃烧后生成了8.8gCO2和5.4gH2O,据此推测其分子式 。
【答案】C2H6
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】 , ,烷烃的通式是 , ,得到 ,则该烷烃的分子式是 ,故答案为: 。
【分析】依据题意并结合n(C)=n(CO2),n(H)=2n(H2O)计算出n(C)、n(H),再根据烷烃的通式推断出该烷烃的分子式.
34.(2021高一下·太原期末)46 g某无色液体CxHyOH (纯净物)与足量钠完全反应,得到11.2 L氢气(标准状况),通过计算确定CxHyOH的结构简式 。
【答案】C2H5OH
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】46 g某无色液体CxHyOH (纯净物)与足量钠完全反应,得到标准状况11.2 L氢气,说明该化合物属于醇,反应产生H2的物质的量 根据-OH与反应产生H2的物质的量关系可知其中含有的羟基的物质的量 ,由于物质分子中只含有1个O原子,说明该物质为一元醇, ,其质量是46 g,故其摩尔质量 ,含有C原子数为 ,说明其中C原子数为2,除-OH的H原子外,其它H原子数目为5,故该液体物质结构简式是C2H5OH。
【分析】根据计算n(H2),金属与醇反应,醇中-OH中的氢原子被还原生成H2,根据氢原子守恒可知,n(-OH)=2n(H2),推断其为一元醇,再根据计算一元醇的摩尔质量,并结合碳原子的摩尔质量推断出结构简式.
35.(2021高一下·许昌期末)实验室用燃烧法测定某固体有机物A的分子组成,测定装置如图所示(夹持仪器、酒精灯等已略去)。
取17.1gA放入装置中,通入过量 燃烧,请回答下列有关问题:
(1)C装置的作用是 ,E装置的作用是 。当燃烧完全后,还要继续通入一段时间 的目的是 。
(2)若A的摩尔质量为342g/mol,C装置增重9.9g,D装置增重26.4g,则A的分子式 。
(3)A燃烧的化学方程式为 。A可发生水解反应,1molA可水解生成2种互为同分异构体的产物,则A在催化剂作用下水解的化学方程式为 。
【答案】(1)吸收H2O;吸收空气中的CO2和H2O,防止对实验产生干扰;防止倒吸
(2)C12H22O11
(3);
【知识点】探究物质的组成或测量物质的含量;分子式;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)装置C中装有浓硫酸可以吸收生成的H2O;装置E可以吸收空气中的CO2和H2O,防止对实验产生干扰;当燃烧完全后,还要继续通入一段时间 ,防止倒吸;
(2)A的摩尔质量为342g/mol,17.1g A的物质的量为 ,C装置增重9.9g,说明生成了9.9g H2O,生成H2O的物质的量为 ,A中含有1.1mol H原子,A中H原子个数为 ,D装置增重26.4g,说明生成了26.4g CO2,生成CO2的物质的量为 ,A中含有0.6mol C原子,A中C原子个数为 ,0.6mol C和1.1mol H原子的质量为 ,则A中含有O原子,O原子的物质的量为 ,A中O原子个数为 ,则A的分子式为C12H22O11;
(3)C12H22O11燃烧的化学方程式为 ;A可发生水解反应,1molA可水解生成2种互为同分异构体的产物,则A为蔗糖,其在催化剂作用下水解的化学方程式为 。
【分析】(1)根据题意可知,用燃烧法测定有机物的组成,C中的浓硫酸是吸收水的质量,D中是吸收二氧化碳的质量,而E是防止空气中的水和二氧化碳干扰实验,通入氧气的目的是将试管内的气体全部排除
(2)根据给出的数据根据元素守恒即可计算出A的分子式
(3)根据反应物和生成物即可写出方程式,根据A是二糖,可以水解,产物不同,则A为蔗糖即可写出水解为葡萄糖和果糖的方程式
36.(2020高二上·诸暨期末)有机物A的相对分子质量大于130,小于180。碳元素和氢元素的质量分数之和为60%;其余为氧元素。
(1)该有机物的相对原子质量为 (要求写出必要的计算过程)
(2)该有机物分子中最多含有碳氧双键的个数为 。
【答案】(1)160
(2)2
【知识点】有机分子式的推断与计算;相对原子质量及其计算
【解析】【解答】(1)计算氧原子个数:130×40%÷16=3.25;180×40%÷16=4.5;故氧原子个数为4个。则相对分子质量为4×16/40%=160;
故答案为:160。
(2) C、H的相对原子质量之和为:160-4×16=96,则可能的情况有:C7H12、C6H24(不可能);则有机物分子式为:C7H12O4,不饱和度为:7+1- =2,分子最多含有2个不饱和键,该有机物分子中最多含有碳氧双键的个数为2;
故答案为:2。
【分析】
(1)根据其质量分数,找到各元素的原子个数比,特别是氧元素;
(2)根据其各原子的个数比进行推断即可,利用不饱和度计算。
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