化学知识点通过定量实验确定有机物结构式.docx

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化学知识点通过定量实验确定有机物结构式

通过定量实验确定有机物结构式

学校:

___________姓名：

___________班级：

___________考号：

___________

一、单选题

1．0.1mol以CnHmCOOH所表示的羧酸加成时需50.8g碘，0.1mol该羧酸完全燃烧时，产生CO2和H2O共3.4mol，该羧酸是（　　）

A．C15H27COOHB．C15H31COOH

C．C17H31COOHD．C17H33COOH

2．能证明乙醇的分子组成为CH3CH2OH，而不是CH3OCH3，最充分的理由是（　　）

A．1mol乙醇与足量钠反应放出0.5mol氢气

B．1mol乙醇完全燃烧需要3mol氧气

C．1mol生成2mol二氧化碳和3mol水

D．4.6g乙醇在标准状况下的体积为2.24L

3．能证明乙醇分子中有一个氢原子与另外的氢原子不同的方法是（）

A．1mol乙醇燃烧生成3mol水B．1mol乙醇可以生成1mol乙醛

C．1mol乙醇跟足量的金属钠作用得0.5mol氢气D．乙醇的分子式为C2H6O

4．1mol某烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气179.2L（标准状况下）。

它在光照的条件下与氯气反应能生成三种不同的一氯取代物。

该烃的结构简式可能是（）

A．

B．

C．CH3CH2CH2CH2CH3D．CH3CH2CH2CH3

5．二甲醚和乙醇是同分异构体，其鉴别可采用化学方法及物理方法，下列鉴别方法中不能对二者进行鉴别的是（）

A．燃烧法B．利用红外光谱法

C．利用核磁共振氢谱D．利用金属钠或者金属钾

二、填空题

6．有机物A仅含有C、H、O三种元素，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，进行了如下实验：

限选试剂：

蒸馏水、2mol·L－1盐酸溶液、2mol·L－1NaOH溶液、浓硫酸、NaHCO3粉末、金属Na、无水乙醇

实验步骤

实验结论

（1）A的质谱图如下：

（1）证明A的相对分子质量为：

__________。

（2）将此9.0gA在足量纯O2充分燃烧，并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发现分别增重5.4g和13.2g。

（2）证明A的分子式为：

________________。

（3）另取两份9.0gA分置于不同的试管中。

往其中一份A中加入足量的NaHCO3粉末充分反应，生成_______LCO2（标准状况）。

往另一份A中加入足量的金属钠充分反应，生成________________________LH2（标准状况）。

（3）证明A的分子中含有一个羧基和一个羟基。

（4）A的核磁共振氢谱如下图：

（4）A的结构简式为：

__________________。

7．

（1）已知某烷烃的键线式为

，

①该烷烃分子式为__________________。

②用系统命名法命名该烷烃：

___________________。

③若该烷烃是由烯烃和1molH2加成得到的，则原烯烃的结构有___________种。

（不包括立体异构，下同）

④该烷烃在光照条件下与氯气反应，生成的一氯代烷最多有__________种。

（2）某有机物X由C、H、O三种元素组成，经测定其相对分子质量为90。

取1.8gX在纯氧中完全燃烧，将产物先后通过浓硫酸和碱石灰，两者分别增重1.08g和2.64g。

则有机物X的分子式为___________。

已知有机物X含有一个一COOH，在1H-NMR谱上观察氢原子给出四种特征峰，强度为3：

1：

1：

l。

则X的结构简式为_______________。

8．（8分）有的油田开采的石油中溶有一种碳氢化合物——金刚烷，它的分子立体结构如图所示：

（1）由图可知其分子式为：

____________。

（2）它是由_________个六元环构成的六体的笼状结构，其中有_________个碳原子为三个环共有，连2个氢原子的碳原子数有个。

三、综合题

9．

（1）3﹣甲基﹣2﹣丙基﹣1﹣戊烯结构简式为_____________；

（2）丙烯制备聚丙烯化学方程式：

__________________；

（3）2－甲基－1，3－丁二烯与Br2的1，4－加成反应化学方程式__________________；

（4）

名称为：

_____________；

（5）反－2－丁烯___________________________

（6）有机物A只由C，H，O三种元素组成，常用作有机合成的中间体，测得8.4g该有机物经燃烧生成22.0gCO2和7.2g水，质谱图表明其相对分子质量为84；红外光谱分析表明A中含有－O－H和位于分子端的C、H，核磁共振氢谱显示有3种峰，且峰面积之比为6：

1：

1．

①写出A的分子式___________；

②写出A的结构简式___________。

四、实验题

10．测定有机化合物中碳和氢的组成常用燃烧分析法，下图是德国化学家李比希测定有机物组成的装置，氧化铜作催化剂，在750℃左右使有机物在氧气流中全部氧化为CO2和H2O，用含有固体氢氧化钠和氯化钙的吸收管分别吸收CO2和H2O。

试回答下列问题：

（1）甲装置中盛放的是________，甲、乙中的吸收剂能否颠倒？

________。

（2）实验开始时，要先通入氧气一会儿，然后再加热，为什么？

_____________________。

（3）将4.6g有机物A进行实验，测得生成5.4gH2O和8.8gCO2，则该物质中各元素的原子个数比是________。

（4）经测定，有机物A的核磁共振氢谱图显示有三组峰，则A的结构简式为__________。

参考答案

1．C

【解析】

【详解】

0.1mol加成时需50.8g碘，即n（I2）=

=0.2mol，说明分子中含有2个C=C键；

A．C15H27COOH中含有2个C=C键，0.1mol该羧酸完全燃烧，产生CO2和H2O共（1.6+1.4）mol=3.0mol，故A错误；

B．C15H31COOH为饱和酸，不含C=C键，故B错误；

C．C17H31COOH中含有2个C=C键，0.1mol该羧酸完全燃烧，产生CO2和H2O共（1.8+1.6）mol=3.4mol，故C正确；

D．C17H33COOH中含有1个C=C键，0.1mol该羧酸完全燃烧，产生CO2和H2O共（1.8+1.7）mol=3.5mol，故D错误；

故答案为C。

2．A

【解析】

【详解】

乙醇能与钠反应产生氢气，说明其分子中含有羟基，而CH3OCH3分子中不含有羟基，不能与钠不能反应。

因为它们的分子式为都为C2H6O，二者燃烧时都需要3mol氧气，都生成2mol二氧化碳和3mol水，不能证明乙醇的结构。

故选A。

3．C

【解析】A.1mol乙醇燃烧生成3mol水，所有的H原子都转化为水，不能证明H原子之间有什么不同，A不正确；B.1mol乙醇可以生成1mol乙醛，每个乙醇分子中减少了2个H，无法说明这2个H之间有什么不同，B不正确；C.1mol乙醇跟足量的金属钠作用得0.5mol氢气，说明每个乙醇分子中只有1个H可以参与反应，即每个乙醇分子中有一个H与其他H原子不同，C正确；D.从乙醇的分子式C2H6O中无法证明6个H有什么不同，D不正确。

本题选C。

4．C

【解析】在光照的条件下与氯气反应能生成三种不同的一氯取代物，那么就有3种化学环境不同的H，

1mol该烃燃烧需氧气179.2L（标准状况）即

=8mol。

A、分子式是C6H14，耗氧量为6+3.5=9.5mol，故A错误；B、分子式是C5H12，耗氧量为5+3=Bmol，分子式中含有4种化学环境不同的H，故B错误；C、分子式是C5H12，耗氧量为5+3=8mol，分子式中含有3种化学环境不同的H，符合题意，故C正确；D、分子式是C4H10，耗氧量为4+2.5=6.5mol，故D错误；故选C。

5．A

【解析】A．利用质谱法，因二者的相对分子质量相等，则不能鉴别，故A错误；B．二甲醚和乙醇中分别含有-O-和-OH，官能团不同，可用红外光谱法鉴别，故B正确；C．二者含有的H原子的种类和性质不同，可用核磁共振氢谱鉴别，故C正确；D．乙醇中含有-OH，可与金属钠或金属钾反应生成氢气，可鉴别，故D正确；故选A。

6．90C3H6O32.242.24

【解析】

【详解】

（1）根据质谱图可知，该有机物的相对分子质量为90。

（2）产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发现分别增重5.4g和13.2g，这说明生成的水是5.4g、CO2是13.2g。

其中水的物质的量是5.4g÷18g/mol＝0.3mol，含有氢原子的物质的量是0.6mol；CO2的物质的量是13.2g÷44g/mol＝0.3mol，碳原子的物质的量是0.3mol。

9.0gA的物质的量是9.0g÷90g/mol＝0.1mol，所以根据原子守恒可知，A分子中含有3个碳原子和6个氢原子。

则含有的氧原子个数是

个，所以该有机物的化学式是C3H6O3。

（3）A分子中含有1个羧基，所以0.1molA跟足量的NaHCO3粉末反应，生成0.1molCO2，在标准状况下的体积是0.1mol×22.4L/mol＝2.24L；A中还含有1个羟基，则0.1molA和足量的金属钠反应可以生成0.1mol氢气，在标准状况下的体积是0.1mol×22.4L/mol＝2.24L。

（4）根据A的核磁共振氢谱可知，分子中含有4类氢原子，所以A的结构简式是

。

【点睛】

该题考查有机物分子式的确定、醇与羧酸的性质等，试题基础性强，旨在培养学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力。

解题时注意利用守恒方法确定原子数目。

7．C8H182，2，3-三甲基戊烷35C3H6O3

【解析】

（1）①根据该烷烃的键线式，该烷烃的分子式为，故答案为：

C8H18；

②根据该烷烃的键线式，该烷烃的结构简式为（CH3）3CCH（CH3）CH2CH3，名称为2，2，3-三甲基戊烷，故答案为：

2，2，3-三甲基戊烷；

③若该烷烃是由烯烃和1molH2加成得到的，则原烯烃的结构有

（·为碳碳双键可能存在的位置），共3种，故答案为：

3；

④该烷烃中含有5种不同环境的氢原子，生成的一氯代烷最多有5种，故答案为：

5；

（2）设有机物的分子式为CxHyOz，有机物的质量为1.8g，浓硫酸增重即水的质量为1.08g，碱石灰增重即二氧化碳的质量为2.64g，n（CxHyOz）=

=0.02mol，n（H2O）=

=0.06mol，n（CO2）=

=0.06mol，根据氢原子、碳原子守恒建立关系式：

0.02x=0.06，0.02y=0.06×2，

解得x=3，y=6，所以反应物分子式为C3H6Oz，又因为有机物分子量为90，则有机物中O原子数为

=3，故推得有机物分子式为C3H6O3；若该有机物含有羧基，且该有机物的核磁共振氢谱图中出现4个吸收峰，说明含有4类氢原子，面积比为3：

1：

1：

1，则这四类氢原子个数之比为3：

1：

1：

1，所以其结构简式为

，故答案为：

C3H6O3；

。

8．C10H16446

【解析】

【分析】

（1）图为有机物结构的键线式，以线代替碳碳键，交点、端点是碳原子，C、H原子不标出，以H原子饱和碳的四价结构，杂原子及杂原子上的H原子应标出．结合有机物的结构书写分子式；

（2）由图中结构可知分子中含有4个六元环，有4个碳原子为三个环共有，为两个六元环共有的碳原子连2个氢原子，故连2个氢原子的碳原子数有6个。

【详解】

（1）由图中结构可知，分子中含有10个C原子，三个环共有碳原子上含有1个H原子，为两个六元环共有的碳原子连2个氢原子，故含有的H原子数目为4+6×2=16，故该有机物的分子式为C10H16；

（2）由图中结构可知分子中含有4个六元环，有3个碳原子为三个环共有，为两个六元环共有的碳原子连2个氢原子，故连2个氢原子的碳原子数有6个。

【点睛】

本题考查有机物的结构及键线式等，难度不大，理解键线式的书写是解题的关键。

9．

；

+Br2

2，5-二甲基-2，4-己二烯

C5H8O

【解析】

【分析】

（1）3-甲基-2-丙基-1-戊烯的主链含有5个C原子，且含有碳碳双键，支链为甲基、丙基；

（2）丙烯在一定条件下发生加聚反应产生聚丙烯；

（3）二烯烃发生1，4加成时，两个双键同时断裂，在中间的两个碳原子间形成一个新的双键，然后在1、4号C原子上连接两个溴原子；

（4）选择含有2个碳碳双键在内的最长的碳链为主链，将支链当作取代基，给二烯烃命名；

（5）当碳碳双键的两个C原子连接不同的原子或原子团时，就存在空间异构，两个甲基在双键的不同侧时就是反式结构；

（6）①先计算CO2、H2O的物质的量，利用元素守恒计算出C、H的物质的量及质量，用化合物的总质量减去C、H的质量可得O的质量、物质的量，继而可得最简式；然后根据物质结构中含有的H原子的种类及连接方式可得其分子结构简式。

【详解】

（1）3-甲基-2-丙基-1-戊烯属于烯烃，主链有5个碳原子，碳碳双键在1号、2号C原子之间，在2号C原子上含有1个丙基、在3号C原子上含有1个甲基，该有机物的结构简式为

；

（2）丙烯在一定条件下发生加聚反应，不饱和的碳碳双键中较活泼的键断裂，这些不饱和的C原子彼此连接，形成高聚物，产生聚丙烯，反应方程式为

；

（3）2－甲基－1，3－丁二烯与Br2发生1，4－加成反应时，两个双键同时断裂，在中间的两个碳原子间形成一个新的双键，然后在1、4号C原子上连接两个溴原子，反应的化学方程式为：

+Br2

；

（4）选择含有2个碳碳双键在内的最长的碳链为主链，将两个甲基当作取代基，由于其结构对称，可以从左端给碳链编号，以确定两个双键和甲基的位置，该物质的名称为2，5-二甲基-2，4-己二烯；

（5）2-丁烯的两个不饱和的碳原子由于连接两个不同的原子，而存在空间异构，反－2－丁烯结构就是CH3、H在双键的同一侧，其结构为

；

（6）①n（C）=n（CO2）=22.0g÷44g/mol=0.5mol，n（H）=2n（H2O）=2（7.2g÷18g/mol）=0.8mol，则8.4g该有机物中含有O原原子的物质的量为n（O）=[8.4g-（0.5mol×12g/mol+0.8mol×1g/mol）]÷16g/mol=0.1mol，n（C）：

n（H）：

n（O）=0.5：

0.8：

0.1=5：

8：

1，所以最简式为C5H8O；由于质谱图表明其相对分子质量为84，所以其最简式就是分子式。

②由于5个C原子最多可结合12个H原子，化合物A分子只含有8个H原子，说明含有一个碳碳三键，或含有2个碳碳双键。

根据红外光谱分析表明A中含有－O－H和位于分子端的CH，核磁共振氢谱显示有3种峰，说明有3种不同位置的H原子，峰面积之比为6：

1：

1，则3种H原子的个数比为6：

1：

1，则证明只可能含有1个碳碳三键，可知A的结构为

。

【点睛】

本题考查了有机物的结构、命名、化学方程式的书写、分子式的计算及结构简式的书写等知识。

注意掌握常见有机物的命名原则，根据名称、及要求书写有机物的结构简式。

10．CaCl2不能将装置中的空气排尽，否则会因空气中含有二氧化碳和水蒸气而影响测定结果的准确性N（C）：

N（H）：

N（O）=2：

6：

1CH3CH2OH

【解析】

【分析】

有机物完全氧化为CO2和H2O，先用氯化钙吸收水蒸气，再用氢氧化钠吸收二氧化碳，来测定生成的CO2、H2O的量，根据其中含有的C、H质量和与有机物A质量大小判断有机物质中是否含有O元素，若含有O元素，计算出O原子物质的量，来确定实验式，即确定有机物的最简式，若最简式中H原子已经饱和C原子的四价结构，则最简式就是分子式，否则需要知道有机物相对分子质量来确定分子式。

有机物A的核磁共振氢谱有3个吸收峰，说明分子中含有3种H原子，据此分析解答。

【详解】

（1）因为固体氢氧化钠能同时吸收CO2和H2O，导致无法确定生成H2O和CO2的质量，所以要先用氯化钙吸收水蒸气，再用氢氧化钠吸收二氧化碳，因此甲、乙中的吸收剂不能颠倒；

（2）实验开始时，要先通入氧气一会儿，将装置中的空气排尽，然后再加热，否则会因空气中含有二氧化碳和水蒸气而影响测定结果的准确性；

（3）生成水的物质的量n（H2O）＝5.4g÷18g/mol＝0.3mol，n（H）=2n（H2O）=0.6mol；生成二氧化碳的物质的量n（CO2）＝8.8g÷44g/mol＝0.2mol，n（C）=n（CO2）=0.2mol，氧原子的物质的量n（O）=（4.6g－0.6g－0.2mol×12g/mol）÷16g/mol＝0.1mol，故有机物A中N（C）：

N（H）：

N（O）=0.2：

0.6：

0.1=2：

6：

1；

（4）由于有机物A中N（C）：

N（H）：

N（O）=2：

6：

1，最简式为C2H6O，在最简式中H原子已经饱和碳的四价结构，则有机物分子式为C2H6O，由于有机物A的核磁共振氢谱有3个吸收峰，说明分子结构中含有3种不同环境的H原子，故有机物A的结构简式为CH3CH2OH。