《有机化学基础》课时作业11321有机化合物分子式的确定.docx

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《有机化学基础》课时作业11321有机化合物分子式的确定

第2节　有机化合物结构的测定

第1课时　有机化合物分子式的确定

[对点训练]

题组1　有机物组成元素的确定

1．某有机物在氧气中充分燃烧，生成的CO2和H2O的物质的量之比为1∶2，则下列说法中正确的是（　　）

A．分子中C、H、O个数比为1∶2∶3

B．分子中C、H个数比为1∶4

C．分子中含有氧元素

D．此有机物的最简式为CH4

答案　B

解析　由n（CO2）∶n（H2O）＝1∶2仅能得出n（C）∶n（H）＝1∶4，不能确定是否含O。

【考点】　有机物分子式的确定

【题点】　有机物组成元素的分析

2．某有机物2mol在氧气中充分燃烧，消耗氧气5mol，生成水和二氧化碳各4mol，由此可得出的结论是（　　）

A．该有机物不含氧元素

B．该有机物分子中含有一个氧原子

C．该有机物分子中含有二个氧原子

D．不能确定该有机物分子中含氧原子的个数

答案　B

【考点】　有机物分子式的确定

【题点】　有机物组成元素的分析

3．某有机化合物3.2g在氧气中充分燃烧，将生成物依次通入盛有浓硫酸的洗气瓶和盛有碱石灰的干燥管，实验测得装有浓硫酸的洗气瓶增重3.6g，盛有碱石灰的干燥管增重4.4g。

则下列判断正确的是（　　）

A．肯定含有碳、氢、氧三种元素

B．肯定含有碳、氢元素，可能含有氧元素

C．肯定含有碳、氢元素，不含氧元素

D．不可能同时含有碳、氢、氧三种元素

答案　A

解析　3.2g该有机物在氧气中充分燃烧后生成的产物依次通过浓硫酸和碱石灰，分别增重3.6g和4.4g，则生成水的质量是3.6g，所以氢原子的物质的量是0.4mol，生成的二氧化碳的质量是4.4g，碳原子的物质的量是0.1mol，根据原子守恒，可知3.2g该有机物中含有0.1mol碳原子和0.4mol氢原子，m（H）＋m（C）＝0.4mol×1g·mol－1＋0.1mol×12g·mol－1＝1.6g<3.2g，故该有机物中一定含有碳、氢、氧三种元素，所以A正确。

【考点】　有机物分子式的确定

【题点】　有机物组成元素的分析

4．一定量有机物完全燃烧后，将燃烧产物通过足量的石灰水，过滤后得到白色沉淀10g，但称量滤液时只减少2.9g，则此有机物不可能是（　　）

A．C2H5OHB．C4H8O2

C．C2H6D．C2H6O2

答案　B

解析　n（CO2）＝n（CaCO3）＝

＝0.1mol，则通入石灰水中的CO2的质量应是4.4g，而产生的CaCO3的质量是10g，若无其他物质进入，则石灰水质量应减少5.6g，题目中只减少2.9g，故A燃烧时应同时生成2.7g水，有机物中所含H元素的物质的量为n（H）＝

×2＝0.3mol，所以此有机物中C、H元素物质的量之比是1∶3，与含氧多少无关，故选项A、C、D均有可能，B选项符合题意。

【考点】　有机物分子式的确定

【题点】　有机物组成元素的分析

题组2　有机物分子式的确定

5．某气态有机物X含C、H、O三种元素，已知下列条件，现欲确定X的分子式，所需的最少条件是（　　）

①X中含碳质量分数　②X中含氢质量分数　③X在标准状况下的体积　④质谱确定X的相对分子质量　⑤X的质量

A．①②B．①②④C．①②⑤D．③④⑤

答案　B

解析　由C、H的质量分数可推出O的质量分数，由各元素的质量分数可确定X的实验式，由相对分子质量和实验式可确定X的分子式。

【考点】　有机物分子式的确定

【题点】　有机物分子式的确定

6．取一定量的某有机物在空气中完全燃烧，测得生成CO2和H2O的物质的量之比为2∶3，则该有机物的分子式不可能是（　　）

A．CH4B．C2H6C．C2H6OD．C2H6O2

答案　A

解析　由燃烧产物的物质的量之比可推知原有机物符合通式CnH3n或CnH3nOx。

【考点】　有机物分子式的确定

【题点】　根据有机物燃烧产物比例确定有机物分子式

7．（2017·福建华安一中高三月考）已知某有机物9.2g与足量氧气在密闭容器中完全燃烧后，将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰。

浓硫酸增重10.8g，碱石灰增重17.6g，该有机物的化学式是（　　）

A．C2H6OB．C2H4O

C．CH4OD．C2H6O2

答案　A

解析　将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重的10.8g为水的质量，碱石灰增重的17.6g为二氧化碳的质量。

生成水的物质的量为

＝0.6mol，H原子的物质的量为0.6mol×2＝1.2mol；生成二氧化碳的物质的量为

＝0.4mol，C原子的物质的量为0.4mol；9.2g该有机物分子中含有氧原子的物质的量为

＝0.2mol。

该有机物分子中含有C、H、O原子的物质的量之比为0.4mol∶1.2mol∶0.2mol＝2∶6∶1，该有机物的最简式为C2H6O，由于H原子已经饱和，故该有机物分子式为C2H6O，故A正确。

【考点】　有机物分子式的确定

【题点】　有机物分子式的确定

8．某化合物由碳、氢两种元素组成，其中含碳的质量分数为85.7%，在标准状况下，11.2L此气态化合物的质量为14g，则该化合物的分子式为（　　）

A．C2H4B．C2H6C．C3H6D．C4H8

答案　A

解析　由已知条件可以求出该化合物的摩尔质量：

M＝

＝28g·mol－1，

由含碳量及含氢量可知：

N（C）＝

≈2，

N（H）＝

≈4，

所以分子式为C2H4。

【考点】　有机物分子式的确定

【题点】　有机物分子式的确定

9．（2017·江西瑞昌一中高二期中）某有机化合物仅由C、H、O三种元素组成，其相对分子质量小于180，若分子中氧的质量分数为50%，则含C的最大个数为（　　）

A．6B．7C．8D．9

答案　A

解析　相对分子质量小于180，氧的质量分数为50%，则分子中氧原子数目小于

＝5.625，当有机物分子中含氧原子的数目为5时，有机物的相对分子质量最大，含碳原子个数也最多，此时，有机化合物中碳、氢原子的质量之和的最大值等于氧原子的质量，为5×16＝80，设分子中含有x个C，y个H，则有12x＋y＝80，当y＝8时，x＝6，此时分子中碳原子的个数最多，所以分子中碳原子的个数最多为6，故A正确。

【考点】　有机物分子式的确定

【题点】　有机物组成元素质量分数的计算

10．若1mol某气态烃CxHy完全燃烧，需消耗3molO2，则（　　）

A．x＝2，y＝2B．x＝2，y＝4

C．x＝3，y＝6D．x＝3，y＝8

答案　B

解析　由烃CxHy燃烧通式CxHy＋（x＋

）O2

xCO2＋

H2O知，1mol烃燃烧后需（x＋

）molO2，将各选项代入即可求得。

【考点】　有机物分子式的确定

【题点】　根据燃烧化学方程式确定有机物分子式

11．在20℃时将某气态烃与O2的混合气体装入密闭容器中，点燃爆炸后恢复至20℃，此时容器内压强为反应前压强的一半，经NaOH溶液吸收后，容器内几乎为真空，此烃的分子式为（　　）

A．CH4B．C2H6C．C3H8D．C7H16

答案　C

解析　烃燃烧通式为

CxHy＋（x＋

）O2

xCO2＋

H2O，

由题意得

1＋x＋

＝2x，

即x＝1＋

，因x、y均为整数，

故有：

x＝2　y＝4；

x＝3　y＝8；

x＝4　y＝12。

所以符合条件的选项只有C。

【考点】　有机物分子式的确定

【题点】　根据燃烧化学方程式确定有机物分子式

12．（2017·安徽东至二中高二月考）有机物X、Y分子式不同，它们只含有C、H、O元素中的两种或三种。

实验表明：

将X和Y不论以任何体积比例混合，只要其物质的量之和不变，完全燃烧时消耗氧气的质量和生成水的质量均不变。

则X、Y可能是（　　）

A．C2H4、C2H6OB．C2H2、C6H6

C．CH2O、C3H6O2D．CH4、C2H4O2

答案　D

解析　C2H4与C2H6O、C2H2与C6H6、CH2O与C3H6O2含有的H数目不同，二者物质的量比值不同，生成的水的物质的量不同，且耗氧量不同；CH4、C2H4O2含有的H数目相同，在分子组成上相差1个“CO2”基团，只要其物质的量之和不变，完全燃烧时消耗氧气量和生成水的物质的量也不变，D正确。

【考点】　有机物分子式的确定

【题点】　混合有机物组成分子式的确定

[综合强化]

13．某有机化合物A的相对分子质量大于110，小于150。

经分析得知，其中碳和氢的质量分数之和为52.24%，其余为氧。

请回答：

（1）该化合物分子中含有几个氧原子，为什么？

（2）该化合物的相对分子质量是___________________________________________。

（3）该化合物的分子式是______________。

（4）该化合物分子中最多含________个

。

答案　

（1）含有4个氧原子；因为110＜A的相对分子质量＜150，氧在分子中的质量分数为1－52.24%＝47.76%，110×47.76%≈52.5,150×47.76%≈71.6，所以52.5＜分子中氧原子的相对质量之和＜71.6，因为只有4个氧原子的相对质量之和为64，符合上述不等式，所以化合物A中含有4个氧原子。

（2）134　（3）C5H10O4　（4）1

解析　本题属计算型有机推断题，该题的切入点是A的相对分子质量大于110，小于150，由C、H的质量分数之和推出O的质量分数从而求出分子式。

本题主要考查学生计算推断能力，同时也考查了学生对有机物组成及官能团的推断能力。

A中O的质量分数为1－52.24%＝47.76%。

若A的相对分子质量为150，其中O原子个数为

＝4.4775；若A的相对分子质量为110，其中O原子个数为

＝3.2835。

实际O原子个数介于3.2835和4.4775之间，即O原子个数为4。

A的相对分子质量为

≈134。

其中C、H的相对原子质量之和为134－16×4＝70，可确定有机物A的分子式为C5H10O4。

C5H10O4与5个C原子的饱和衍生物（可表示为C5H12On）比较可知，分子中最多含有1个

【考点】　有机物分子式的确定

【题点】　有机物分子式的确定

14．化合物H是一种香料，存在于金橘中，可用如下路线合成：

已知：

R—CH===CH2

RCH2CH2OH

请回答下列问题：

（1）11.2L（标准状况）的气态烃A在氧气中充分燃烧可以产生88gCO2和45gH2O。

A的分子式是____________。

（2）B和C均为一氯代烃，它们的名称（系统命名）分别为_________________________。

（3）在催化剂存在下1molF与2molH2反应，生成3-苯基-1-丙醇。

F的结构简式是______________。

（4）反应①的反应类型是______________；反应②的反应类型是______________。

答案　

（1）C4H10

（2）2-甲基-1-氯丙烷、2-甲基-2-氯丙烷

（3）

（4）消去反应　酯化反应（或取代反应）

解析　

（1）88gCO2为2mol,45gH2O为2.5mol，标准状况下的气态烃11.2L为0.5mol，所以烃A中含碳原子数为4，氢原子数为10，则化学式为C4H10。

（2）C4H10存在正丁烷和异丁烷两种，但从框图上看，A与Cl2光照取代时有两种产物，且在NaOH醇溶液作用下的产物只有一种，则只能是异丁烷。

取代后的产物为2-甲基-1-氯丙烷和2-甲基-2-氯丙烷。

（3）F可以与Cu（OH）2反应，故应含醛基，与H2之间为1∶2加成，则还应含有碳碳双键。

从生成的产物3-苯基-1-丙醇分析，F的结构简式为

（4）反应①为卤代烃在醇溶液中的消去反应。

【考点】　有机合成和推断

【题点】　有机合成和推断的综合

15．某含苯环的化合物A，其相对分子质量为104，碳的质量分数为92.3%。

（1）A的分子式为____________。

（2）A与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式为______________________________

________________________________________________________________________，

反应类型是______________。

（3）已知：

。

请写出A与稀、冷KMnO4溶液在碱性条件下反应的产物的结构简式：

_________________________________________________。

（4）一定条件下，A与氢气反应，得到的化合物中碳的质量分数为85.7%，写出此化合物的结构简式：

___________________________________________________________________。

（5）在一定条件下，由A聚合得到的高分子化合物的结构简式为__________________。

答案　

（1）C8H8

（2）

加成反应

（3）

（4）

　（5）

解析　

（1）Mr（C）＝92.3%×104≈96，此含量不可能含碳、氢之外的其他原子，则mr（H）＝8。

则碳原子数为96÷12＝8，所以分子式为C8H8。

（2）该分子中含苯环，且分子能与溴的四氯化碳溶液反应，所以A应为苯乙烯，该反应为加成反应。

（3）分子中有碳碳双键，直接套用信息可得结果。

（4）加氢反应，若只加成碳碳双键，则含H9.43%，若苯环也加氢，则含H14.3%，后者符合题意。

（5）按碳碳双键的加聚反应写即可。

【考点】　有机物分子式和结构简式的确定

【题点】　有机物分子式和结构简式的确定

16．（2017·福建南安一中高二期初）通常用燃烧的方法测定有机物的分子式，可在燃烧室内将有机物样品与纯氧在电炉加热下充分燃烧，根据产品的质量确定有机物的组成。

如图所示的是用燃烧法确定有机物分子式的常用装置。

现准确称取1.8g样品（只含C、H、O三种元素中的两种或三种），经燃烧后A管增重1.76g，B管增重0.36g。

请回答：

（1）用该方法可测定含有哪些元素和什么状态的有机物：

________________________。

（2）A、B管内均盛有固态试剂，B管的作用是________________________。

（3）产生的气体由左向右流向，所选用的各导管口连接的顺序是_________________。

（4）E中应盛装的试剂是______________________________________________。

（5）如果把CuO网去掉，A管增重将________（填“增大”“减小”或“不变”）。

（6）该有机物的最简式为________。

（7）要确定该有机物的分子式，还必须知道的数据是________（填字母）。

A．消耗液体E的质量B．样品的摩尔质量

C．CuO固体减少的质量D．C装置增加的质量

E．燃烧消耗O2的物质的量

（8）在整个实验开始之前，需先让D产生的气体通过整套装置一段时间，其目的是

________________________________________________________________________。

答案　

（1）含C、H或C、H、O元素的固态有机物

（2）吸收燃烧后产生的H2O（g）（3）g接f，e接h，i接c（或d），d（或c）接a（或b）（4）H2O2　（5）减小　（6）CHO2　（7）B（8）赶出管内空气，减小实验误差

解析　

（1）F装置加热固体样品，碱石灰测定CO2的质量，无水氯化钙测定H2O的质量，根据有机物的质量，可以确定有机物中是否含氧元素，故该方法可以测定含C、H或C、H、O元素的固态有机物。

（2）根据

（1）的分析，B管的作用是吸收有机物燃烧产生的水蒸气。

（3）D装置中生成氧气，先通过装有浓硫酸的C装置除去水蒸气，然后进入F装置与样品反应，生成物先通过B装置（吸收水蒸气），然后通过A装置（吸收二氧化碳）。

（4）有机物燃烧需要氧气，则D装置是制备氧气，利用过氧化氢在MnO2催化剂作用下分解产生氧气，分液漏斗中盛放H2O2。

（5）CuO网可与有机物不完全燃烧生成的CO反应生成CO2，如去掉CuO网，可能存在部分CO不能被A装置吸收，导致A管增重减小。

（6）B管增重0.36g，则n（H2O）＝

＝0.02mol，A管增重1.76g，则n（CO2）＝

＝0.04mol，n（O）＝

＝0.08mol，n（C）∶n（H）∶n（O）＝0.04mol∶0.04mol∶0.08mol＝1∶1∶2，故该有机物的最简式为CHO2。

（7）由上述分析可得该有机物的分子式可写为（CHO2）n，如果知道该有机物的摩尔质量便可求出分子式，故B符合题意。

（8）装置内的空气中含有CO2和H2O，需通入一段时间的O2，减小实验误差。

【考点】　有机物分子式的确定

【题点】　燃烧法确定有机物分子式的实验设计