2012高中化学 1.2科学家怎样研究有机物1每课一练 苏教版选修5

1 21 2 科学家怎样研究有机物科学家怎样研究有机物 每课一练 苏教版选修每课一练 苏教版选修 5 5 夯基达标夯基达标 1 已知某种有机物 X 有如下性质 X 不和碳酸氢钠反应 X 的蒸气对 H2的相对密度为 46 0 取 1 84 gX 与过量的金属钠完全作用后 生成 672 mL 标准状况 气体 一定 质量的 X 完全燃烧后 产生的气体依次通过浓硫酸和碱石灰 使两者的质量分别增加 36 0 g 和 66 0 g 则 X 的结构简式为 解析 解析 由 得 M X 2 46 0 92 由 知其为醇类 0 02 mol X 和 Na 产 molg g 92 84 1 生 0 03 mol 气体 则 1 mol X 产生 1 5 mol H2 所以 1 个 X 中有 3 个 molL L 4 22 10672 3 OH 由 知 n CO2 n H2O 3 4 即 X 中 n C n H 3 8 由价键规律知其分 子式为 C3H8Ox 相对分子质量为 92 则 x 3 即分子式为 C3H8O3 结构简式为 答案 答案 CH2OH CHOH CH2OH 2 2005 湖北武汉模拟 下列有关同分异构体数目的叙述不正确的是 A 甲苯苯环上的一个氢原子被一个含 3 个碳原子的烷基取代 所得产物有 6 种 B 与互为同分异构体的芳香族化合物有 6 种 C 含有 5 个碳原子的某饱和链烃 其一氯取代物有 8 种 D 菲的结构简式为 它与硝酸反应 可生成 5 种一硝基取代物 解析 解析 A 中甲苯苯环上共有 3 种氢原子 含 3 个碳原子的烷基共有两种 CH2CH2CH3 故 A 对 B 中符合题意的芳香族化合物有以下几种 B 错 C 中 5 个碳原子的饱和链烃有以下几种情况 CH3CH2CH2CH2CH3有 3 种一氯取代产物 有 4 种一氯取代产物 有 1 种一氯取代产物 共 8 种 C 正确 D 中菲的结构对称 其硝基可被取代的位置如下图 答案 答案 B 3 某有机物在氧气中充分燃烧 生成的水蒸气和 CO2的物质的量之比为 1 1 由此可得出 结论是 A 该有机物分子中 C H O 个数比为 1 2 3 B 分子中碳氢原子个数比为 2 1 C 有机物中必定含氧 D 无法判断有机物中是否含有氧元素 解析 解析 由 n H2O n CO2 1 1 可推知 n C n H 1 2 要想判断有机物中是 否含氧 应知道 m H2O m CO2 及有机物的质量 若 m 有机物 m C m H 则 不含氧元素 若 m 有机物 m C m H 则含氧元素 答案 答案 D 4 有机化合物分子中 与 4 个不同的原子或基团相连的碳原子称作 手性 碳原子 例如 中 a b e f 均不相同 C 为 手性 碳原子 则分子式为 C4H10O 的有机化合物 中 含有 手性 碳原子的结构为 解析 解析 根据手性碳原子的信息 要使 C4H10O 成为手性碳原子 其结构式为 答案 答案 5 取 3 40 g 只含羟基 不含其他官能团的液态饱和多元醇 置于 5 00 L 氧气中 经点燃 醇完全燃烧 反应后气体体积减少 0 56 L 将气体经足量 NaOH 溶液吸收 体积又减少 2 80 L 所有体积均在标准状况下测定 1 3 40 g 醇中 C H O 物质的量分别为 C mol H mol O mol 该醇中 C H O 的原子数之比为 2 由以上比值能否确定该醇的化学式 其原因是 3 如果将该多元醇的任意一个羟基换成一个卤原子 所得到的卤代物都只有一种 试写 出该饱和多元醇的结构简式 解析 解析 本题主要考查了有关分子式和结构式确定的有关计算 1 据题意 气体经足量 NaOH 吸收 体积减少 2 80 L 此体积即为 CO2的体积 则 3 40 g 醇中 C 的物质的量为 n C n CO2 0 125 mol 生成 CO2消耗 O2的体积等于 CO2的体积 也为 2 80 molL L 4 22 80 2 L 又因为液态醇与 5 00 L O2燃烧 体积减少 0 56 L 故还有 0 56 L O2用于生成水 但 必须特别注意的是 生成的 H2O 中还有部分氧原子来自于醇 因此不能根据 0 56 L O2来 计算 H2O 的量 要根据反应前后质量不变来计算醇中 H 的物质的量 参加反应的 V O2 0 56 L 2 80 L 3 36 L m O2 32 g mol 4 80 g m H2O 3 40 g 4 80 g molL L 4 22 36 3 0 125 44 g 2 70 g 3 40 g 醇中 n H 2 mol 0 300 mol 3 40 g 醇中 n O 18 70 2 0 100 mol molg 16 1300 0 12125 0 40 3 由 n C n H n O 0 125 mol 0 300 mol 0 100 mol 5 12 4 故该醇最简式为 C5H12O4 2 因 H 已饱和 所以它本身就是分子式 3 由分子式 C5H12O4知 该多元醇为四元醇 根据题目要还求其结构简式为 C CH2OH 4 答案 答案 1 0 125 0 300 0 100 5 12 4 2 可以 因为该实验式中氢原子个数已饱 和 所以实验式即化学式 3 C CH2OH 4 6 已知在水溶液中存在平衡 与 CH3CH2OH 酯化时 不可能生成的 是 C H 18OH D H2O 解析 解析 CH3COOH 与 CH3CH2OH 酯化时 CH3COOH 脱去 OH 而 CH3CH2OH 脱去 H 故 和 CH3CH2OH 反应生成和 H2O 而 故应选 A 答案 答案 A 7 通常 烷烃可以由相应的烯烃经催化加氢得到 有一种烷烃 A 分子式是 C9H20 它却不 能由任何 C9H18的烯烃催化加氢得到 而另有 A 的三个同分异构体 B C D 却分别可由而 且只能由 1 种相应的烯烃催化加氢得到 A 及另外三种同分异构体的结构简式分别是 解析 解析 A 分子的碳链是重复而成的 即 A 的三种同分异构体可 由 A 推出 答案 答案 8 军事上的 地表伪装 是使军事保护的外观色彩 红外反射与环境吻合 BASF 是在 20 世纪 70 年代开发的苝系新型红外伪装还原染料 该染料为橄榄色或黑色 其化学结构为 请完成下列问题 1 染料 BASF 的分子式可表示为 C2n 24HxN2O6 则 x 2 1 mol 该物质与 Na 反应产生氢气的量及在催化剂作用下加成所需氢气的量 其最大 值 物质的量 分别为 3 当 n 3 时 其中碳原子上的一氯取代物可能有 种 解析 解析 1 由于所给结构左右对称 故先查出右侧的氢原子数为 上 下苯环各两个 OH 上一个 n 个 CH2 上 2n 个 共 2n 5 个 所以 x 4n 10 2 1 mol 该物质含 2 mol 羟基 产生 1 mol H2 所给结构中含 10 个 C C 4 个 C O 催 化加氢时消耗氢气 14 mol 3 当 n 3 时 可在下列编号处发生一氯取代反应生成 5 种产物 OH 答案 答案 1 4n 10 2 1 mol 14 mol 3 5 9 有 0 2 mol 某有机物和 0 5 mol 氢气在一密闭容器中燃烧所得产物为二氧化碳 一氧化 碳和水蒸气 产物依次通过浓 H2SO4时 浓 H2SO4的质量增加了 10 8 g 再通过灼热的氧化 铜时 氧化铜的重量减轻了 3 2 g 又通过碱石灰时 碱石灰的质量增加了 17 6 g 求有 机物的分子式 并写出其可能的结构简式 解析 解析 燃烧产物通过浓 H2SO4后 浓 H2SO4增加的质量即为水的质量 有机物燃烧产物中含 CO 说明 O2不足 CuO 质量减轻 是由于被 CO 还原失氧而减轻 CO2的总物质的量等于 0 2 mol 有机物中所含碳原子的物质的量 1 n C n CO2 0 4 mol molg g 44 6 17 n H 2n H2O 2 1 2 mol molg g 18 8 10 2 0 2 mol 有机物中含氧原子的物质的量 由原子守恒解得 2 1 0 5 2 0 2 mol 44 6 17 18 8 10 16 2 3 3 有机物的分子式 1 mol 有机物中含 C H O 的物质的量分别为 C 2 mol H 6 mol O 1 mol 2 0 4 0 2 0 2 1 2 0 2 0 因此 该有机物的分子式为 C2H6O 4 有机物可能的结构简式 CH3CH2OH 或 CH3 O CH3 答案 答案 有机物的分子式为 C2H6O 可能的结构简式为 CH3 O CH3 10 实验室用燃烧法测定某种氨基酸 CxHyOzNp 的分子组成 取 m g 该种氨基酸放在纯氧 中充分燃烧 生成 CO2 H2O 和 N2 现按下图装置进行实验 请完成下列问题 1 实验开始时 首先要通入一段时间的氧气 其理由是 2 以上装置中需要加热的仪器有 填字母 操作时应先点燃 处的酒精灯 3 A 装置中发生反应的化学方程式为 4 装置 D 的作用是 5 读取 N2的体积时 应注意 6 实验中测得 N2的体积为 V mL 已折算成标准状况 为确定此氨基酸的分子式 还需 要的有关数据有 A 生成 CO2气体的质量 B 生成水的质量 C 通入 O2的体积 D 氨基酸的相对分子质量 解析 解析 本题主要考查用燃烧法确定有机物分子组成的方法 在实验中浓 H2SO4的作用是吸 水 浓 H2SO4瓶增重的质量即为水的质量 碱石灰增重质量即为 CO2质量 通过铜网完全吸 收 O2后 通过排水法测 N2的体积 这样便可求出氨基酸样品的实验式 再知道氨基酸的相 对分子质量 便可求出其分子式 为保证实验测定的准确性 需采取一系列措施 实验前 先通过纯氧排尽空气 以免影响 N2体积的测定 答案 答案 1 排出体系中的空气 主要是 N2 2 A D D 3 CxHyOzNp x 4 y 2 z O2xCO2 H2O N2 4 吸收未反应的 O2 保证最终收集到的气体是 N2 5 点燃 2 y 2 p 调节使 E 中左右两管液面相平 视线应与凹液面最低点相切 6 ABD 走近高考走近高考 11 2006 上海高考 4 下列不符合当今化学研究方向的是 A 发现新物质 B 合成新材料 C 研究化学反应的微观过程 D 研究化学反应中原子守恒关系 解析 解析 当今化学研究的主要方向是发现新物质 合成新材料 开发新能源 揭示化学反应 的微观过程以及 绿色化学 等 化学反应中原子守恒关系是古代化学所研究的内容 答案 答案 D 12 2005 全国高考理综 29 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 该化合物的化学式 分子式 是 4 该化合物分子中最多含 个官能团 解析 解析 A 中 w O 1 52 24 47 76 若 Mr A 150 其中 O 原子个数为 4 477 5 若 Mr A 110 其中 O 原子个数为 3 283 5 实际 16 76 47150 16 76 47110 O 原子个数介于 3 283 5 和 4 477 5 之间 即 N O 4 则 Mr A 134 其中 76 47 416 Ar C Ar H 134 16 4 70 可确定分子式为 C5H10O4 C5H10O4与 5 个 C 原子的饱和衍 生物 C5H12On 比较可知 分子中最多含 2 个 答案 答案 4 个氧原子 因 110 Mr A 150 w O 1 52 24 47 76 所以 3 283 5 每个分 子中氧原子个数 4 477 5 故应有 4 个氧原子 2 134 3 C5H10O4 4 1 13 经典回放 充分燃烧某液态芳香烃 X 并收集产生的全部水 恢复到室温时 得到水 的质量跟原芳香烃 X 的质量相等 则 X 的分子式是 相对原子质量 H 1 C 12 O 16 A C10H16 B C11H14 C C12H18 D C13H20 解析 解析 烃燃烧后 其中的 H 全部转入水中 故水中氧元素的质量等于烃中碳的质量 芳香 烃中 3 2 1 2 12 16 1 12 1 12 Hm Om Hm Cm Hn Cn 答案 答案 C 14 2006 安徽合肥二模 吗啡和海洛因都是严格查禁的毒品 吗啡分子中 C H N 的质量 分数依次为 71 58 6 67 4 91 其余为氧 1 写出吗啡的化学式 并计算其相对分子质量 已知吗啡的相对分子质量不超过 300 2 已知海洛因是吗啡的二乙酸酯 则海洛因的相对分子质量为 化学式 为 解析 解析 假设吗啡分子中只有一个氮原子 285 由于吗啡的相对分子质量不大于 91 4 0 14 300 如果其分子中含有 2 个氮原子 其相对分子质量必大于 300 故可知其相对分子质量 为 285 分子中 C H O 的原子数 n C 285 17 n H 285 19 12 58 71 1 67 6 n O 285 3 所以可知吗啡的化学式为 C17H19NO3 因海洛 16 91 4 67 6 58 711 因是吗啡的二乙酸酯 则考虑酯化反应过程 形成乙酸