2018-2019版高中化學(xué) 第三章 有機合成及其應(yīng)用 合成高分子化合物第2節(jié) 有機化合物結(jié)構(gòu)的測定 第1課時學(xué)案 魯科版選修5.doc

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第1課時　有機化合物分子式的確定 [學(xué)習(xí)目標定位]　通過對典型實例的分析，初步學(xué)會測定有機化合物元素含量、相對分子質(zhì)量的一般方法，并能據(jù)其確定有機化合物的分子式。 一、有機化合物元素組成的確定 1．鑒定有機物中含有哪些元素(定性分析) (1)將某有機物在O2中充分燃燒后，各元素對應(yīng)的燃燒產(chǎn)物：C→CO2；H→H2O；S→SO2。 (2)若將有機物完全燃燒，生成物只有H2O(使無水CuSO4變藍)和CO2(使澄清石灰水變渾濁)，則該有機物中一定含有的元素是C、H，可能含有的元素是O。 (3)判斷是否含氧元素，可先求出產(chǎn)物CO2和H2O中C、H兩元素的質(zhì)量和，再與有機物的質(zhì)量比較，若兩者相等，則說明原有機物中不含氧元素，否則有機物中含氧元素。 2．確定有機物中各元素的質(zhì)量分數(shù)(定量分析) (1)碳、氫元素質(zhì)量分數(shù)的測定——燃燒分析法 (2)氮元素質(zhì)量分數(shù)的測定 N2N2的體積氮元素的質(zhì)量分數(shù) (3)鹵素質(zhì)量分數(shù)的測定 AgX鹵素的質(zhì)量分數(shù) (4)氧元素質(zhì)量分數(shù)的計算 氧元素的質(zhì)量分數(shù)＝100%－其他元素質(zhì)量分數(shù)之和。 例1　某化合物6.4 g在氧氣中完全燃燒只生成8.8 g CO2和7.2 g H2O。下列說法正確的是(　　) A．該化合物僅含碳、氫兩種元素 B．該化合物中碳、氫原子個數(shù)比為1∶2 C．無法確定該化合物中是否含氧元素 D．該化合物中一定含氧元素 答案　D 解析　n(CO2)＝＝0.2 mol m(C)＝0.2 mol12 gmol－1＝2.4 g n(H2O)＝＝0.4 mol m(H)＝0.4 mol21 gmol－1＝0.8 g m(C)＋m(H)＝2.4 g＋0.8 g＝3.2 g＜6.4 g 所以該化合物中含氧元素n(O)＝＝0.2 mol 所以n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.2∶0.8∶0.2＝1∶4∶1。 【考點】　有機物分子式的確定 【題點】　有機物組成元素的分析及應(yīng)用 規(guī)律總結(jié)　完全燃燒只生成H2O和CO2的有機物不一定含有氧元素，可根據(jù)氧原子守恒判斷有機物中是否含有氧元素。 二、有機物分子式的確定 1．有機物相對分子質(zhì)量的確定方法 (1)根據(jù)標準狀況下氣體的密度ρ，計算該氣體的相對分子質(zhì)量Mr＝22.4ρ(限于標準狀況下)。 (2)A、B兩種氣體的相對密度為D，計算氣體的相對分子質(zhì)量Mr(A)＝DMr(B)。 (3)A、B兩種氣體組成的混合氣體中，它們的體積分數(shù)分別為w(A)、w(B)，該混合氣體的平均相對分子質(zhì)量Mr＝Mr(A)w(A)＋Mr(B)w(B)。 (4)質(zhì)譜法可以測定有機物的相對分子質(zhì)量，在質(zhì)譜圖中，一般最大的質(zhì)荷比就是有機物的相對分子質(zhì)量。 2．有機物分子式的確定方法 (1)直接法 ①由題意求算出1 mol有機化合物中各元素原子的物質(zhì)的量，從而確定各原子的個數(shù)，即可推出分子式。 ②利用相對分子質(zhì)量及各元素質(zhì)量分數(shù)求算出1分子有機物中各元素的原子個數(shù)，從而確定分子式。 例如：燃燒某有機物A 1.50 g，生成1.12 L(標準狀況)CO2和0.05 mol H2O。該有機物的蒸氣對空氣的相對密度是1.04，求該有機物的分子式________。 答案　CH2O 解析　有機物的相對分子質(zhì)量是1.0429≈30， 有機物的物質(zhì)的量為＝0.05 mol， 有機物分子中含有： N(C)＝＝1， N(H)＝＝2， N(O)＝＝1。 故該有機物分子式為CH2O。 (2)實驗式法 先利用有機物中各元素的質(zhì)量分數(shù)求出有機物的最簡式，再結(jié)合有機物的相對分子質(zhì)量求得分子式。 例如： 實驗測得某碳氫化合物A中，含碳80%，含氫20%，求該化合物的實驗式________。又測得該化合物的相對分子質(zhì)量是30，求該化合物的分子式________。 答案　CH3　C2H6 解析　n(C)∶n(H)＝∶＝1∶3，該化合物的實驗式是CH3。 方法一：設(shè)該化合物分子中含有n個CH3，則 n＝＝＝2；故該化合物的分子式是C2H6。 方法二：A分子式中各元素原子的數(shù)目： n(C)＝＝2　n(H)＝＝6 故該化合物A的分子式是C2H6。 (3)化學(xué)方程式法 利用燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式，由題給條件并依據(jù)下列燃燒通式所得CO2和H2O的量求解x、y、z。 ①CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O。 ②CxHyOz＋(x＋－)O2xCO2＋H2O。 例如： 某有機化合物僅由碳、氫、氧三種元素組成，經(jīng)測定其相對分子質(zhì)量為90。取該有機物樣品1.8 g，在純氧中完全燃燒，將產(chǎn)物先后通過濃硫酸和堿石灰，兩者分別增重1.08 g和2.64 g。試求該有機物的分子式__________。 答案　C3H6O3 解析　設(shè)有機物的分子式為CxHyOz CxHyOz＋(x＋－)O2xCO2＋H2O 90 g 44x g 9y g 1.8 g 2.64 g 1.08 g 90 g∶1.8 g＝44x g∶2.64 g　x＝3 90 g∶1.8 g＝9y g∶1.08 g　y＝6 z＝＝3 有機物的分子式為C3H6O3。 1．確定有機化合物分子式的一般途徑 2．確定有機物分子式的其他方法 (1)利用各類有機物的分子式通式和相對分子質(zhì)量確定 類別 通式 相對分子質(zhì)量 烷烴 CnH2n＋2 Mr＝14n＋2(n≥1) 環(huán)烷烴、烯烴 CnH2n Mr＝14n(烯烴n≥2，環(huán)烷烴n≥3) 二烯烴，炔烴 CnH2n－2 Mr＝14n－2(炔烴n≥2) 苯及苯的同系物 CnH2n－6 Mr＝14n－6(n≥6) 飽和醇 CnH2n＋2Ox Mr＝14n＋2＋16x 飽和一元醛 CnH2nO Mr＝14n＋16 飽和一元羧酸及酯 CnH2nO2 Mr＝14n＋32 (2)商余法(只適用于烴) ＝n…＋2(烷烴)，＝n(烯烴、環(huán)烷烴)， ＝n…－2(炔烴、二烯烴)，＝n…－6(苯或苯的同系物)。 例2　某鹵代烴的蒸氣對同溫、同壓下H2的相對密度是54.5。取5.45 g的該鹵代烴與足量NaOH溶液作用后，再加入過量的稀HNO3酸化至溶液顯酸性，最后加入過量的AgNO3溶液可生成9.40 g淺黃色沉淀，則此鹵代烴是(　　) A．CH3Cl B．CH3CH2Cl C．CH3CH2Br D． 答案　C 解析　Mr(鹵代烴)＝54.52＝109，n(鹵代烴)＝＝0.05 mol，n(AgBr)＝＝0.05 mol，因此該鹵代烴是一溴代烴，故分子式為RBr，Mr(R—)＝109－80＝29，即R—為CH3CH2—。 規(guī)律總結(jié)　確定有機化合物分子式的關(guān)鍵 首先要知道該物質(zhì)的組成元素、各元素質(zhì)量分數(shù)，必要時還要測定其相對分子質(zhì)量。 【考點】　有機物分子式的確定 【題點】　有機物組成元素分析及分子式的確定 例3　(2017廣東清遠三中高二月考)有機物A由碳、氫、氧三種元素組成?，F(xiàn)取3 g A與4.48 L(標準狀況)氧氣在密閉容器中充分燃燒，生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸氣(假設(shè)反應(yīng)物沒有剩余)。將反應(yīng)生成的氣體依次通過濃硫酸和堿石灰充分吸收，濃硫酸增重3.6 g，堿石灰增重4.4 g，剩余氣體體積為1.12 L(標準狀況)。回答下列問題： (1)3 g A燃燒后生成物的物質(zhì)的量分別為n(H2O)＝________，n(CO2)＝________，n(CO)＝________。 (2)通過計算確定A的分子式。 (3)寫出A的所有可能的結(jié)構(gòu)簡式。 答案　(1)0.2 mol　0.1 mol　0.05 mol (2)3 g A中，n(H)＝2n(H2O)＝20.2 mol＝0.4 mol，n(C)＝n(CO2)＋n(CO)＝0.1 mol＋0.05 mol＝0.15 mol，n(O)＝2n(CO2)＋n(CO)＋n(H2O)－2n(O2)＝20.1 mol＋0.05 mol＋0.2 mol－20.2 mol＝0.05 mol，所以n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.15 mol∶0.4 mol∶0.05 mol＝3∶8∶1，所以A的最簡式為C3H8O，由于達到結(jié)合H原子的最大數(shù)目，所以最簡式就是該物質(zhì)的分子式，即該物質(zhì)的分子式為C3H8O。 (3)CH3CH2CH2OH、CH3CH(OH)CH3、CH3CH2OCH3 規(guī)律總結(jié)　實驗式的特殊應(yīng)用 (1)已知某些特殊組成的實驗式，在未告知有機物相對分子質(zhì)量時，也可根據(jù)組成特點確定其分子式。例如：實驗式為CH3的有機物，其分子可表示為(CH3)n，僅當n＝2時，氫原子已達到飽和，故其分子式為C2H6。同理，實驗式為CH3O的有機物，當n＝2時，其分子式為C2H6O2。 (2)部分有機物的實驗式中，氫原子已達到飽和，則該有機物的實驗式即為分子式。例如，實驗式為CH4、CH3Cl、C2H6O等的有機物，其實驗式即為分子式。 【考點】　有機物分子式的確定 【題點】　有機物分子式的確定 1．(2017福建莆田一中高二月考)某有機物在氧氣中充分燃燒，生成的水蒸氣和CO2的物質(zhì)的量比為1∶1, 由此可得出的結(jié)論是(　　) A．分子中碳、氫原子個數(shù)比為2∶1 B．該有機物分子中C、H、O個數(shù)比為1∶2∶3 C．有機物中必定含氧 D．無法判斷有機物中是否含有氧元素 答案　D 解析　水蒸氣和CO2的物質(zhì)的量之比為1∶1，根據(jù)原子守恒可知，有機物分子中碳、氫原子個數(shù)比為1∶2，A錯誤；有機物的相對分子質(zhì)量未給出，無法判斷有機物中是否含有氧元素，B、C錯誤，D正確。 【考點】　有機物分子式的確定 【題點】　有機物組成元素的分析及其應(yīng)用——實驗式 2．(2017吉林德惠實驗中學(xué)高二月考)A是一種含碳、氫、氧三種元素的有機化合物。已知：A中碳的質(zhì)量分數(shù)為44.1%，氫的質(zhì)量分數(shù)為8.82%，那么A的實驗式是(　　) A．C5H12O4 B．C5H12O3 C．C4H10O4 D．C5H10O4 答案　A 解析　N(C)∶N(H)∶N(O)＝∶∶≈5∶12∶4，所以實驗式為C5H12O4。 【考點】　有機物分子式的確定 【題點】　有機物組成元素的分析及應(yīng)用——實驗式 3．將0.1 mol某有機物與0.3 mol O2混合，于密閉反應(yīng)器中用電火花點火，將燃燒產(chǎn)物通入過量的澄清石灰水中，可得到沉淀20.0 g，溶液質(zhì)量減少5.8 g；剩余氣體繼續(xù)通過灼熱的CuO，可以使CuO質(zhì)量減少1.6 g，由此可知該有機物的分子式為(　　) A．C2H6O B．C3H6O C．C3H6O2 D．C4H8O2 答案　C 解析　將燃燒產(chǎn)物通入過量的澄清石灰水中，可得到沉淀20 g為生成CaCO3的質(zhì)量，其物質(zhì)的量為＝0.2 mol，根據(jù)碳原子守恒知生成CO2的物質(zhì)的量為0.2 mol，該有機物的燃燒產(chǎn)物可以使CuO還原為Cu，說明有CO產(chǎn)生，可以使CuO減少1.6 g，則n(CO)＝0.1 mol，故0.1 mol有機物含有C原子為0.2 mol＋0.1 mol＝0.3 mol；由題意知，溶液質(zhì)量減少5.8 g，故燃燒生成水的質(zhì)量為20 g－0.2 mol44 gmol－1－5.8 g＝5.4 g，故n(H2O)＝＝0.3 mol，故0.1 mol有機物含有H原子為0.3 mol2＝0.6 mol；故n(有機物)∶n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.1 mol∶ 0.3 mol∶0.6 mol∶(0.22＋0.3＋0.1－0.32)mol＝1∶3∶6∶2，故該有機物分子式為C3H6O2。 【考點】　有機物分子式的確定 【題點】　有機物分子式的確定 4．(2017濟南一中高二期中)某物質(zhì)在空氣中完全燃燒時，生成水和二氧化碳的分子數(shù)比為2∶1，則該物質(zhì)可能是(　　) ①CH4?、贑2H4?、跜2H5OH?、蹸H3OH A．②③ B．①④ C．①③ D．②④ 答案　B 解析　該物質(zhì)完全燃燒生成水和二氧化碳的分子數(shù)比為2∶1，即N(H2O)∶N(CO2)＝2∶1，則該物質(zhì)中氫原子與碳原子個數(shù)之比為(22)∶1＝4∶1，化學(xué)式滿足N(C)∶N(H)＝1∶4的有①CH4、④CH3OH，所以B正確。 【考點】　有機物分子式的確定 【題點】　根據(jù)有機物完全燃燒產(chǎn)物比例確定有機物分子式 5．(2017河北辛集中學(xué)高二期中)某氣態(tài)烴對空氣的相對密度為2，在氧氣中充分燃燒1.16 g這種烴，并將所得產(chǎn)物通過裝有無水氯化鈣的干燥管和裝有堿石灰的干燥管，當稱量這兩個干燥管的質(zhì)量時，它們依次增重1.8 g和3.52 g。這種烴的化學(xué)式是(　　) A．C2H6 B．C4H10 C．C5H10 D．C5H12 答案　B 解析　該烴的相對分子質(zhì)量為292＝58，則該烴的物質(zhì)的量為＝0.02 mol，裝有無水CaCl2的干燥管增重的1.8 g為生成水的質(zhì)量，其物質(zhì)的量為＝0.1 mol，裝有堿石灰的干燥管增重的3.52 g為生成二氧化碳的質(zhì)量，其物質(zhì)的量為＝0.08 mol，根據(jù)原子守恒可知烴分子中N(C)＝＝4、N(H)＝＝10，故該烴的分子式為C4H10，故B正確。 【考點】　有機物分子式的確定 【題點】　有機物分子式的確定 6．某含碳、氫、氧三種元素的有機物X的質(zhì)譜圖如圖所示。經(jīng)燃燒分析實驗測定其碳的質(zhì)量分數(shù)是64.86%，氫的質(zhì)量分數(shù)是13.51%，該有機物的分子式是________。 答案　C4H10O 解析　常用實驗式和相對分子質(zhì)量來確定有機物的分子式。本題可以根據(jù)題目中所給各元素的質(zhì)量分數(shù)求出該有機物的實驗式，再分析該有機物的質(zhì)譜圖找出相對分子質(zhì)量，進而求出分子式。 由題意可知，氧的質(zhì)量分數(shù)為1－64.86%－13.51%＝21.63%。 各元素原子個數(shù)比：N(C)∶N(H)∶N(O)＝∶∶≈4∶10∶1。 故該有機物的實驗式為C4H10O，實驗式的相對分子質(zhì)量為74。觀察該有機物的質(zhì)譜圖，質(zhì)荷比最大的數(shù)值為74，即其相對分子質(zhì)量為74，所以該有機物的分子式為C4H10O。 【考點】　有機物分子式的確定 【題點】　有機物分子式的確定 [對點訓(xùn)練] 題組1　有機物組成元素的確定 1．某有機物在氧氣中充分燃燒，生成的CO2和H2O的物質(zhì)的量之比為1∶2，則下列說法中正確的是(　　) A．分子中C、H、O個數(shù)比為1∶2∶3 B．分子中C、H個數(shù)比為1∶4 C．分子中含有氧元素 D．此有機物的最簡式為CH4 答案　B 解析　由n(CO2)∶n(H2O)＝1∶2僅能得出n(C)∶n(H)＝1∶4，不能確定是否含O。 【考點】　有機物分子式的確定 【題點】　有機物組成元素的分析 2．某有機物2 mol在氧氣中充分燃燒，消耗氧氣5 mol，生成水和二氧化碳各4 mol，由此可得出的結(jié)論是(　　) A．該有機物不含氧元素 B．該有機物分子中含有一個氧原子 C．該有機物分子中含有二個氧原子 D．不能確定該有機物分子中含氧原子的個數(shù) 答案　B 【考點】　有機物分子式的確定 【題點】　有機物組成元素的分析 3．某有機化合物3.2 g在氧氣中充分燃燒，將生成物依次通入盛有濃硫酸的洗氣瓶和盛有堿石灰的干燥管，實驗測得裝有濃硫酸的洗氣瓶增重3.6 g，盛有堿石灰的干燥管增重4.4 g。則下列判斷正確的是(　　) A．肯定含有碳、氫、氧三種元素 B．肯定含有碳、氫元素，可能含有氧元素 C．肯定含有碳、氫元素，不含氧元素 D．不可能同時含有碳、氫、氧三種元素 答案　A 解析　3.2 g該有機物在氧氣中充分燃燒后生成的產(chǎn)物依次通過濃硫酸和堿石灰，分別增重3.6 g和4.4 g，則生成水的質(zhì)量是3.6 g，所以氫原子的物質(zhì)的量是0.4 mol，生成的二氧化碳的質(zhì)量是4.4 g，碳原子的物質(zhì)的量是0.1 mol，根據(jù)原子守恒，可知3.2 g該有機物中含有0.1 mol 碳原子和0.4 mol氫原子，m(H)＋m(C)＝0.4 mol1 gmol－1＋0.1 mol12 gmol－1＝1.6 g<3.2 g，故該有機物中一定含有碳、氫、氧三種元素，所以A正確。 【考點】　有機物分子式的確定 【題點】　有機物組成元素的分析 4．一定量有機物完全燃燒后，將燃燒產(chǎn)物通過足量的石灰水，過濾后得到白色沉淀10 g，但稱量濾液時只減少2.9 g，則此有機物不可能是(　　) A．C2H5OH B．C4H8O2 C．C2H6 D．C2H6O2 答案　B 解析　n(CO2)＝n(CaCO3)＝＝0.1 mol，則通入石灰水中的CO2的質(zhì)量應(yīng)是4.4 g，而產(chǎn)生的CaCO3的質(zhì)量是10 g，若無其他物質(zhì)進入，則石灰水質(zhì)量應(yīng)減少5.6 g，題目中只減少2.9 g，故A燃燒時應(yīng)同時生成2.7 g水，有機物中所含H元素的物質(zhì)的量為n(H)＝2＝0.3 mol，所以此有機物中C、H元素物質(zhì)的量之比是1∶3，與含氧多少無關(guān)，故選項A、C、D均有可能，B選項符合題意。 【考點】　有機物分子式的確定 【題點】　有機物組成元素的分析 題組2　有機物分子式的確定 5．某氣態(tài)有機物X含C、H、O三種元素，已知下列條件，現(xiàn)欲確定X的分子式，所需的最少條件是(　　) ①X中含碳質(zhì)量分數(shù)?、赬中含氫質(zhì)量分數(shù)?、踃在標準狀況下的體積　④質(zhì)譜確定X的相對分子質(zhì)量?、軽的質(zhì)量 A．①② B．①②④ C．①②⑤ D．③④⑤ 答案　B 解析　由C、H的質(zhì)量分數(shù)可推出O的質(zhì)量分數(shù)，由各元素的質(zhì)量分數(shù)可確定X的實驗式，由相對分子質(zhì)量和實驗式可確定X的分子式。 【考點】　有機物分子式的確定 【題點】　有機物分子式的確定 6．取一定量的某有機物在空氣中完全燃燒，測得生成CO2和H2O的物質(zhì)的量之比為2∶3，則該有機物的分子式不可能是(　　) A．CH4 B．C2H6 C．C2H6O D．C2H6O2 答案　A 解析　由燃燒產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比可推知原有機物符合通式CnH3n或CnH3nOx。 【考點】　有機物分子式的確定 【題點】　根據(jù)有機物燃燒產(chǎn)物比例確定有機物分子式 7．(2017福建華安一中高三月考)已知某有機物9.2 g與足量氧氣在密閉容器中完全燃燒后，將反應(yīng)生成的氣體依次通過濃硫酸和堿石灰。濃硫酸增重10.8 g，堿石灰增重17.6 g，該有機物的化學(xué)式是(　　) A．C2H6O B．C2H4O C．CH4O D．C2H6O2 答案　A 解析　將反應(yīng)生成的氣體依次通過濃硫酸和堿石灰，濃硫酸增重的10.8 g為水的質(zhì)量，堿石灰增重的17.6 g為二氧化碳的質(zhì)量。生成水的物質(zhì)的量為＝0.6 mol，H原子的物質(zhì)的量為0.6 mol2＝1.2 mol；生成二氧化碳的物質(zhì)的量為＝0.4 mol，C原子的物質(zhì)的量為0.4 mol；9.2 g該有機物分子中含有氧原子的物質(zhì)的量為 ＝0.2 mol。該有機物分子中含有C、H、O原子的物質(zhì)的量之比為0.4 mol∶1.2 mol∶0.2 mol＝2∶6∶1，該有機物的最簡式為C2H6O，由于H原子已經(jīng)飽和，故該有機物分子式為C2H6O，故A正確。 【考點】　有機物分子式的確定 【題點】　有機物分子式的確定 8．某化合物由碳、氫兩種元素組成，其中含碳的質(zhì)量分數(shù)為85.7%，在標準狀況下，11.2 L此氣態(tài)化合物的質(zhì)量為14 g，則該化合物的分子式為(　　) A．C2H4 B．C2H6 C．C3H6 D．C4H8 答案　A 解析　由已知條件可以求出該化合物的摩爾質(zhì)量： M＝＝28 gmol－1， 由含碳量及含氫量可知： N(C)＝≈2， N(H)＝≈4， 所以分子式為C2H4。 【考點】　有機物分子式的確定 【題點】　有機物分子式的確定 9．(2017江西瑞昌一中高二期中)某有機化合物僅由C、H、O三種元素組成，其相對分子質(zhì)量小于180，若分子中氧的質(zhì)量分數(shù)為50%，則含C的最大個數(shù)為(　　) A．6 B．7 C．8 D．9 答案　A 解析　相對分子質(zhì)量小于180，氧的質(zhì)量分數(shù)為50%，則分子中氧原子數(shù)目小于＝5.625，當有機物分子中含氧原子的數(shù)目為5時，有機物的相對分子質(zhì)量最大，含碳原子個數(shù)也最多，此時，有機化合物中碳、氫原子的質(zhì)量之和的最大值等于氧原子的質(zhì)量，為516＝80，設(shè)分子中含有x個C，y個H，則有12x＋y＝80，當y＝8時，x＝6，此時分子中碳原子的個數(shù)最多，所以分子中碳原子的個數(shù)最多為6，故A正確。 【考點】　有機物分子式的確定 【題點】　有機物組成元素質(zhì)量分數(shù)的計算 10．若1 mol某氣態(tài)烴CxHy完全燃燒，需消耗3 mol O2，則(　　) A．x＝2，y＝2 B．x＝2，y＝4 C．x＝3，y＝6 D．x＝3，y＝8 答案　B 解析　由烴CxHy燃燒通式CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O知，1 mol烴燃燒后需(x＋) mol O2，將各選項代入即可求得。 【考點】　有機物分子式的確定 【題點】　根據(jù)燃燒化學(xué)方程式確定有機物分子式 11．在20 ℃時將某氣態(tài)烴與O2的混合氣體裝入密閉容器中，點燃爆炸后恢復(fù)至20 ℃，此時容器內(nèi)壓強為反應(yīng)前壓強的一半，經(jīng)NaOH溶液吸收后，容器內(nèi)幾乎為真空，此烴的分子式為(　　) A．CH4 B．C2H6 C．C3H8 D．C7H16 答案　C 解析　烴燃燒通式為 CxHy＋(x＋)O2xCO2＋H2O， 由題意得 1＋x＋＝2x， 即x＝1＋，因x、y均為整數(shù)， 故有：x＝2　y＝4； x＝3　y＝8； x＝4　y＝12。 所以符合條件的選項只有C。 【考點】　有機物分子式的確定 【題點】　根據(jù)燃燒化學(xué)方程式確定有機物分子式 12．(2017安徽東至二中高二月考)有機物X、Y分子式不同，它們只含有C、H、O元素中的兩種或三種。實驗表明：將X和Y不論以任何體積比例混合，只要其物質(zhì)的量之和不變，完全燃燒時消耗氧氣的質(zhì)量和生成水的質(zhì)量均不變。則X、Y可能是(　　) A．C2H4、C2H6O B．C2H2、C6H6 C．CH2O、C3H6O2 D．CH4、C2H4O2 答案　D 解析　C2H4與C2H6O、C2H2與C6H6、CH2O與C3H6O2含有的H數(shù)目不同，二者物質(zhì)的量比值不同，生成的水的物質(zhì)的量不同，且耗氧量不同；CH4、C2H4O2含有的H數(shù)目相同，在分子組成上相差1個“CO2”基團，只要其物質(zhì)的量之和不變，完全燃燒時消耗氧氣量和生成水的物質(zhì)的量也不變，D正確。 【考點】　有機物分子式的確定 【題點】　混合有機物組成分子式的確定 [綜合強化] 13．某有機化合物A的相對分子質(zhì)量大于110，小于150。經(jīng)分析得知，其中碳和氫的質(zhì)量分數(shù)之和為52.24%，其余為氧。請回答： (1)該化合物分子中含有幾個氧原子，為什么？ (2)該化合物的相對分子質(zhì)量是___________________________________________。 (3)該化合物的分子式是______________。 (4)該化合物分子中最多含________個。 答案　(1)含有4個氧原子；因為110＜A的相對分子質(zhì)量＜150，氧在分子中的質(zhì)量分數(shù)為1－52.24%＝47.76%，11047.76%≈52.5,15047.76%≈71.6，所以52.5＜分子中氧原子的相對質(zhì)量之和＜71.6，因為只有4個氧原子的相對質(zhì)量之和為64，符合上述不等式，所以化合物A中含有4個氧原子。 (2)134　(3)C5H10O4　(4)1 解析　本題屬計算型有機推斷題，該題的切入點是A的相對分子質(zhì)量大于110，小于150，由C、H的質(zhì)量分數(shù)之和推出O的質(zhì)量分數(shù)從而求出分子式。本題主要考查學(xué)生計算推斷能力，同時也考查了學(xué)生對有機物組成及官能團的推斷能力。A中O的質(zhì)量分數(shù)為1－52.24%＝47.76%。若A的相對分子質(zhì)量為150，其中O原子個數(shù)為＝4.477 5；若A的相對分子質(zhì)量為110，其中O原子個數(shù)為＝3.283 5。實際O原子個數(shù)介于3.283 5和4.477 5之間，即O原子個數(shù)為4。A的相對分子質(zhì)量為≈134。其中C、H的相對原子質(zhì)量之和為134－164＝70，可確定有機物A的分子式為C5H10O4。C5H10O4與5個C原子的飽和衍生物(可表示為C5H12On)比較可知，分子中最多含有1個 【考點】　有機物分子式的確定 【題點】　有機物分子式的確定 14．化合物H是一種香料，存在于金橘中，可用如下路線合成： 已知：R—CH===CH2RCH2CH2OH 請回答下列問題： (1)11.2 L(標準狀況)的氣態(tài)烴A在氧氣中充分燃燒可以產(chǎn)生88 g CO2和45 g H2O。A的分子式是____________。 (2)B和C均為一氯代烴，它們的名稱(系統(tǒng)命名)分別為_________________________。 (3)在催化劑存在下1 mol F與2 mol H2反應(yīng)，生成3-苯基-1-丙醇。F的結(jié)構(gòu)簡式是______________。 (4)反應(yīng)①的反應(yīng)類型是______________；反應(yīng)②的反應(yīng)類型是______________。 答案　(1)C4H10 (2)2-甲基-1-氯丙烷、2-甲基-2-氯丙烷 (3) (4)消去反應(yīng)　酯化反應(yīng)(或取代反應(yīng)) 解析　(1)88 g CO2為2 mol,45 g H2O為2.5 mol，標準狀況下的氣態(tài)烴11.2 L為0.5 mol，所以烴A中含碳原子數(shù)為4，氫原子數(shù)為10，則化學(xué)式為C4H10。 (2)C4H10存在正丁烷和異丁烷兩種，但從框圖上看，A與Cl2光照取代時有兩種產(chǎn)物，且在NaOH醇溶液作用下的產(chǎn)物只有一種，則只能是異丁烷。取代后的產(chǎn)物為2-甲基-1-氯丙烷和2-甲基-2-氯丙烷。 (3)F可以與Cu(OH)2反應(yīng)，故應(yīng)含醛基，與H2之間為1∶2 加成，則還應(yīng)含有碳碳雙鍵。從生成的產(chǎn)物3-苯基-1-丙醇分析，F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡式為 (4)反應(yīng)①為鹵代烴在醇溶液中的消去反應(yīng)。 【考點】　有機合成和推斷 【題點】　有機合成和推斷的綜合 15．某含苯環(huán)的化合物A，其相對分子質(zhì)量為104，碳的質(zhì)量分數(shù)為92.3%。 (1)A的分子式為____________。 (2)A與溴的四氯化碳溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________ ________________________________________________________________________， 反應(yīng)類型是______________。 (3)已知：。請寫出A與稀、冷KMnO4溶液在堿性條件下反應(yīng)的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式：_________________________________________________。 (4)一定條件下，A與氫氣反應(yīng)，得到的化合物中碳的質(zhì)量分數(shù)為85.7%，寫出此化合物的結(jié)構(gòu)簡式：___________________________________________________________________。 (5)在一定條件下，由A聚合得到的高分子化合物的結(jié)構(gòu)簡式為__________________。 答案　(1)C8H8 (2) 加成反應(yīng) (3) (4)　(5) 解析　(1)Mr(C)＝92.3%104≈96，此含量不可能含碳、氫之外的其他原子，則mr(H)＝8。則碳原子數(shù)為9612＝8，所以分子式為C8H8。 (2)該分子中含苯環(huán)，且分子能與溴的四氯化碳溶液反應(yīng)，所以A應(yīng)為苯乙烯，該反應(yīng)為加成反應(yīng)。 (3)分子中有碳碳雙鍵，直接套用信息可得結(jié)果。 (4)加氫反應(yīng)，若只加成碳碳雙鍵，則含H 9.43%，若苯環(huán)也加氫，則含H 14.3%，后者符合題意。 (5)按碳碳雙鍵的加聚反應(yīng)寫即可。 【考點】　有機物分子式和結(jié)構(gòu)簡式的確定 【題點】　有機物分子式和結(jié)構(gòu)簡式的確定 16．(2017福建南安一中高二期初)通常用燃燒的方法測定有機物的分子式，可在燃燒室內(nèi)將有機物樣品與純氧在電爐加熱下充分燃燒，根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量確定有機物的組成。如圖所示的是用燃燒法確定有機物分子式的常用裝置。 現(xiàn)準確稱取1.8 g樣品(只含C、H、O三種元素中的兩種或三種)，經(jīng)燃燒后A管增重1.76 g，B管增重0.36 g。請回答： (1)用該方法可測定含有哪些元素和什么狀態(tài)的有機物：________________________。 (2)A、B管內(nèi)均盛有固態(tài)試劑，B管的作用是________________________。 (3)產(chǎn)生的氣體由左向右流向，所選用的各導(dǎo)管口連接的順序是_________________。 (4)E中應(yīng)盛裝的試劑是______________________________________________。 (5)如果把CuO網(wǎng)去掉，A管增重將________(填“增大”“減小”或“不變”)。 (6)該有機物的最簡式為________。 (7)要確定該有機物的分子式，還必須知道的數(shù)據(jù)是________(填字母)。 A．消耗液體E的質(zhì)量 B．樣品的摩爾質(zhì)量 C．CuO固體減少的質(zhì)量 D．C裝置增加的質(zhì)量 E．燃燒消耗O2的物質(zhì)的量 (8)在整個實驗開始之前，需先讓D產(chǎn)生的氣體通過整套裝置一段時間，其目的是 ________________________________________________________________________。 答案　(1)含C、H或C、H、O元素的固態(tài)有機物 (2)吸收燃燒后產(chǎn)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)減小　(6)CHO2　(7)B (8)趕出管內(nèi)空氣，減小實驗誤差 解析　(1)F裝置加熱固體樣品，堿石灰測定CO2的質(zhì)量，無水氯化鈣測定H2O的質(zhì)量，根據(jù)有機物的質(zhì)量，可以確定有機物中是否含氧元素，故該方法可以測定含C、H或C、H、O元素的固態(tài)有機物。 (2)根據(jù)(1)的分析，B管的作用是吸收有機物燃燒產(chǎn)生的水蒸氣。 (3)D裝置中生成氧氣，先通過裝有濃硫酸的C裝置除去水蒸氣，然后進入F裝置與樣品反應(yīng)，生成物先通過B裝置(吸收水蒸氣)，然后通過A裝置(吸收二氧化碳)。 (4)有機物燃燒需要氧氣，則D裝置是制備氧氣，利用過氧化氫在MnO2催化劑作用下分解產(chǎn)生氧氣，分液漏斗中盛放H2O2。 (5)CuO網(wǎng)可與有機物不完全燃燒生成的CO反應(yīng)生成CO2，如去掉CuO網(wǎng)，可能存在部分CO不能被A裝置吸收，導(dǎo)致A管增重減小。 (6)B管增重0.36 g，則n(H2O)＝＝0.02 mol，A管增重1.76 g，則n(CO2)＝＝0.04 mol，n(O)＝＝0.08 mol，n(C)∶n(H)∶n(O)＝0.04 mol∶0.04 mol∶0.08 mol＝1∶1∶2，故該有機物的最簡式為CHO2。 (7)由上述分析可得該有機物的分子式可寫為(CHO2)n，如果知道該有機物的摩爾質(zhì)量便可求出分子式，故B符合題意。 (8)裝置內(nèi)的空氣中含有CO2和H2O，需通入一段時間的O2，減小實驗誤差。 【考點】　有機物分子式的確定 【題點】　燃燒法確定有機物分子式的實驗設(shè)計