第一章第二节研究有机化合物的一般方法同步练习 (含解析)2022——2023学年下学期高二化学人教版(2019)选择性必修3

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名称 第一章第二节研究有机化合物的一般方法同步练习 (含解析)2022——2023学年下学期高二化学人教版(2019)选择性必修3
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-06-26 11:46:27

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第一章第二节研究有机化合物的一般方法同步练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.某有机化合物3.2 g在氧气中充分燃烧只生成CO2和H2O,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3.6 g,盛有碱石灰的干燥管增重4.4 g。则下列判断正确的是
A.该有机物只含碳、氢两种元素
B.该有机化合物中碳原子数和氢原子数之比是1:2
C.该有机物的分子式一定为CH4O
D.根据题目条件可求出该有机物的实验式,无法求出该有机物的分子式
2.已知青蒿素是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,易溶于有机溶剂,如丙酮、氯仿,可溶于乙醇、乙醚等,在水中几乎不溶,熔点为156~157℃,热稳定性差。乙醚的沸点为35℃。如图是从黄花青蒿中提取青蒿素的工艺流程,下列有关实验操作的说法正确的是
A.研碎时应该将黄花青蒿置于烧杯中
B.操作Ⅰ是萃取,所用的玻璃仪器有烧杯、分液漏斗
C.操作Ⅱ是蒸馏,所用的玻璃仪器主要有蒸馏烧瓶、酒精灯、冷凝管、温度计、锥形瓶、牛角管
D.操作Ⅲ是用酒精灯加热,然后加水溶解、过滤
3.二甲醚()和乙醇互为同分异构体,下列方法中不能鉴别二者的是
A.利用金属钠或者金属钾 B.利用质谱法
C.利用红外光谱法 D.利用核磁共振氢谱法
4.某有机化合物的结构(图1),球棍模型(图2)及核磁共振氢谱图(图3)如下:
下列关于该有机物的叙述正确的是
A.该有机物分子中不同化学环境的氢原子有7种
B.该有机物属于芳香族化合物
C.代表的基团为
D.该有机物在一定条件下能完全燃烧生成和
5.下列有关苯甲酸重结晶实验中操作的说法正确的是
A.粗苯甲酸加热溶解后要恢复到室温再过滤
B.趁热过滤时,为了防止苯甲酸结晶,可先将漏斗进行预热
C.趁热过滤后,为了析出更多晶体,热滤液用冰盐水充分冷却,可缩短结晶的时间
D.温度越低,苯甲酸的溶解度越小,所以温度越低越有利于苯甲酸的重结晶实验
6.现代化学测定有机物组成及结构的分析方法较多。下列有关说法正确的是
A.元素分析仪不仅可以测出试样常见的组成元素及含量,还可以测定其分子的空间结构
B.的核磁共振氢谱中有四组峰,峰面积之比为1:2:2:3
C.通过红外光谱分析可以区分乙醇和乙酸乙酯
D.质谱法和红外光谱法不属于测定有机物组成和结构的现代分析方法
7.实验室一般用苯和液溴在溴化铁的催化下制备溴苯。某兴趣小组设计了如图所示流程提纯制得的粗溴苯。
已知:溴与苯互溶,液溴、苯、溴苯的沸点依次为59℃、80℃、156℃。下列说法错误的是
A.操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为分液
B.水层①中加入KSCN溶液后显红色,说明溴化铁已完全被除尽
C.加入NaOH溶液的目的是除去有机层①中的溴单质
D.操作Ⅳ、操作Ⅴ分别是过滤和蒸馏
8.下列关于物质的分离、提纯实验中的一些操作或说法不正确的是
A.在苯甲酸重结晶实验中,待粗苯甲酸完全溶解后要冷却到常温再过滤
B.提取NaCl和晶体常采用不同的结晶方式是因为它们的溶解度受温度影响变化不同
C.在苯甲酸重结晶实验中,粗苯甲酸加热溶解后还要加入少量蒸馏水
D.由96%的工业酒精制取无水乙醇,可采用的方法是加生石灰,再蒸馏
9.下列有机物的核磁共振氢谱有6组峰的是
A. B. C. D.
10.在一定条件下,萘可以被浓硝酸、浓硫酸的混酸硝化生成二硝基物,它是1,5 二硝基萘()、1,8 二硝基萘()的混合物,后者可溶于质量分数大于98%的硫酸,而前者不能。利用这一性质可以将这两种同分异构体分离,将上述硝化产物加入适量的98%的硫酸,充分搅拌,用耐酸漏斗过滤,欲从滤液中得到固体1,8 二硝基萘,应采用的方法是
A.蒸发浓缩结晶 B.向滤液中加水后过滤
C.用Na2CO3溶液处理滤液 D.将滤液缓缓加入水中并过滤
11.如图分别是A、B两种有机物的核磁共振氢谱图,已知A、B两种有机物都是烃类,都含有6个氢原子,根据两种有机物的核磁共振氢谱可推测出
A.A是C3H6,B是C6H6 B.A是C2H6,B是C3H6
C.A是C2H6,B是C6H6 D.A是C3H6,B是C2H6
12.下列说法正确的是
A.用裂化汽油、四氯化碳等有机溶剂均可萃取溴水中的溴
B.由MgCl2制取Mg的过程是放热过程
C.1—氯丙烷和2—氯丙烷互为同分异构体,通过核磁共振氢谱不能鉴别二者
D.依据右图能量曲线可确定反应:CH2=CH2(g)+HBr(g)→CH3CH2Br(l)的△H=(E1+E3-E2-E4)kJ·mol-1
13.下列说法中不正确的是
A.红外光谱仪、核磁共振仪都可用于有机物的结构分析
B.HCHO中含有的官能团是羟基
C.中含有酯基
D.2,5—二甲基己烷的核磁共振氢谱中出现了三个峰
14.对如图所示两种化合物的结构或性质描述正确的是
A.均含有σ键和π键且均存在碳原子的sp3和sp2杂化
B.均为芳香族化合物
C.二者的分子式均为C10H12O
D.可用红外光谱区分,但不能用核磁共振氢谱区分
二、多选题
15.某化合物的结构(键线式)及分子结构模型如下:
该有机物分子的核磁共振氢谱图如下:
下列关于该有机物的叙述正确的是
A.该有机物中处于不同化学环境的氢原子有8种
B.该有机物属于芳香族化合物
C.键线式中的Et代表的基团为—CH3
D.该有机物在一定条件下能完全燃烧生成CO2和H2O
三、实验题
16.某化学小组为测定有机物G的组成和结构,设计如图实验装置:
回答下列问题:
(1)实验开始时,先打开分液漏斗活塞,一段时间后再加热反应管C,目的是_______。
(2)装置B和装置D中浓硫酸的作用分别是_______和_______。
(3)装置E和装置F中碱石灰的作用分别是_______和_______。
(4)若准确称取2.2g样品G(只含C、H、O三种元素),经充分燃烧后(CuO的作用是确保有机物充分氧化,最终生成CO2和H2O),装置D质量增加1.8g,U形管E质量增加4.4g。又知有机物G的质谱图如图所示。
该有机物的分子式为_______。
(5)已知有机物G中含有羧基,经测定其核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为1:1:6。综上所述,G的结构简式为_______。
17.3,5 二甲氧基苯酚是重要的有机合成中间体,可用于天然物质白柠檬素的合成。一种以间苯三酚为原料的合成反应如下:
+2CH3OH+2H2O
甲醇、乙醚和3,5 二甲氧基苯酚的部分物理性质如表所示:
物质 沸点/℃ 熔点/℃ 密度(20℃)/(g·cm-3) 溶解性
甲醇 64.7 0.7915 易溶于水
乙醚 34.6 0.7138 微溶于水
3,5 二甲氧基苯酚 40~43 易溶于甲醇、乙醚,微溶于水
(1)反应结束后,先分离出甲醇,再加入乙醚进行萃取。分离得到的有机层依次用饱和NaHCO3溶液、饱和食盐水、少量蒸馏水进行洗涤。用饱和NaHCO3溶液洗涤的目的是___________;用饱和食盐水洗涤的目的是____________。
(2)洗涤完成后,通过以下操作分离、提纯产物,正确的操作顺序是___________(填字母)。
a.蒸馏除去乙醚 b.重结晶 c.过滤除去干燥剂 d.加入无水CaCl2干燥
(3)固液分离常采用减压过滤。为了防止倒吸,减压过滤完成后应先___________,再___________。
四、有机推断题
18.为测定某有机化合物A的结构,进行如下实验:
第一步,分子式的确定。
(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧,实验测得:生成5.4 g H2O和8.8 g CO2,消耗氧气6.72 L(标准状况下),则该有机物的实验式是_______。
(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量,得到如图①所示质谱图,则其相对分子质量为_______,该物质的分子式是_______。
第二步,结构简式的确定。
(3)根据价键理论,预测A的可能结构并写出结构简式:_______。
(4)经测定,有机物A的核磁共振氢谱如图②所示,则A的结构简式为_______。
19.有机物A(C11H12O2)可调配果味香精。可用均含碳、氢、氧三种元素的有机物B和C为原料合成A。
(1)B蒸气的密度是同温同压下氢气密度的23倍,B分子中碳、氢原子个数比为1:3,有机物B的分子式为___。
(2)有机物C的分子式为C7H8O,C能与钠反应,不与氢氧化钠溶液反应,也不能使溴的四氯化碳溶液褪色,C的结构简式为__,C与苯酚是否互为同系物:__(填“是”或“否”)。
(3)已知两个醛分子间能发生如下反应:
+(R、R′表示氢原子或烃基)
用B和C为原料按如图路线合成A:
①上述合成过程中涉及的反应类型有___(填序号)。
a.取代反应b.加成反应c.消去反应d.氧化反应
②F的结构简式为___。
③写出G和B反应生成A的化学方程式:___。
(4)F的同分异构体有多种,写出既能发生银镜反应又能发生水解反应,且苯环上只有一个取代基的F的所有同分异构体的结构简式:__。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
参考答案:
1.C
【分析】有机化合物3.2 g在氧气中充分燃烧只生成CO2和H2O,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3.6 g,故,,盛有碱石灰的干燥管增重4.4 g,故二氧化碳的物质的量为。有机化合物中O元素的质量为:,,n(C):n(H):n(O)=0.1:0.4:0.1=1:4:1,该有机物的实验式为CH4O;
【详解】A.根据分析可知该有机物含有C、H、O三种元素,故A错误;
B.根据分析可知该有机化合物中碳原子数和氢原子数之比是1:4,故B错误;
C.该物质氢元素已经达到饱和,可以确定该有机物的分子式一定为CH4O,故C正确;
D.根据题目条件可求出该有机物的实验式,该有机物氢原子已经饱和可以确定有机物的分子式,故D错误;
故答案为C
2.C
【分析】根据题给流程可知,对黄花青蒿进行干燥、研碎,可以增大黄花青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率;用乙醚对固体粉末进行浸取后,过滤,可得提取液和残渣;提取液经过蒸馏后可得青蒿素的粗品;向粗品中加入乙醇,浓缩、结晶、过滤可得精品,据此解答。
【详解】A.研碎时应该将黄花青蒿置于研钵中进行,选项A错误;
B.由上述分析可知,操作Ⅰ是将固体和液体分开,是过滤,选项B错误;
C.操作Ⅱ是将提取液中的乙醚分离出去,得到粗产品,蒸馏用到的主要玻璃仪器是蒸馏烧瓶、酒精灯、冷凝管、温度计、锥形瓶、牛角管,选项C正确;
D.操作Ⅲ是重结晶,具体为溶解、加热浓缩、冷却结晶、过滤,酒精灯加热温度较高,青蒿素热稳定性差,由粗品得精品时不能用酒精灯加热,选项D错误。
答案选C。
3.B
【详解】A.活泼金属钠、钾能与乙醇反应产生气体,而不与乙醚反应,可以鉴别,A不符合题意;
B.二者的相对分子质量相等,则利用质谱法不能鉴别,B符合题意;
C.二甲醚和乙醇分子中分别含有醚键和羟基,官能团不同,可用红外光谱法鉴别,C不符合题意;
D.二甲醚分子中只有一种H原子,乙醇分子中有三种H原子,可用核磁共振氢谱法鉴别,D不符合题意。
故选B。
4.D
【详解】A.由核磁共振氢谱图可知该有机物分子中有8种不同化学环境的氢原子,A错误;
B.由题给信息可看出,该物质中无苯环,不属于芳香族化合物,B错误;
C.由题给结构和球棍模型对照可知Et为,C错误;
D.该化合物只含有碳、氢、氧三种元素,一定条件下可完全燃烧生成和,D正确;
故选D。
5.B
【详解】A.粗甲苯加热溶解后为了防止苯甲酸晶体提前析出,滞留在过滤器中,需要在过滤前适当稀释,不能直接过滤,A错误;
B.漏斗适当预热可减小温差,B正确;
C.趁热过滤后,用冰盐水冷却滤液形成的结晶很小,比表面积大,吸附的杂质多,C错误;
D.重结晶过程中温度太低,杂质的溶解度也会降低,部分杂质也会析出,达不到提纯苯甲酸的目的,D错误;
故选B。
6.C
【详解】A.元素分析仪可对物质中的元素及含量进行定量分析,但无法确定有机化合物的空间结构,故A错误;
B.的核磁共振氢谱中有5组峰,峰面积之比为2:4:4:1:3,故B错误;
C.红外光谱可确定物质中的基团,乙醇和乙酸乙酯中的基团不同,则通过红外光谱分析可以区分乙醇和乙酸乙酯,故C正确;
D.质谱法可以测定有机物的相对分子质量,红外光谱法可以测定分子中的基团,属于测定有机物组成和结构的现代分析法,故D错误;
故答案选C。
7.B
【分析】粗溴苯中含有溴苯、苯、等。粗溴苯水洗后,液体分层,易溶于水进入水层,溴易溶于有机物,和苯、溴苯一起进入有机层,分液得水层①和有机层①,操作I为分液;再加入溶液除去,再次分液,操作II也为分液;水层②中主要含有等,有机层②中含有苯、溴苯等。第二次水洗除去有机层②中可能含有的少量,分液后得水层③和有机层③。加入无水氯化钙吸水,过滤,得有机层④,其中含有苯和溴苯,最后根据二者沸点不同,利用蒸馏实现分离。水层①中加入溶液后显红色,只能说明水层①中含有铁离子,但不能说明溴化铁已完全被除尽;
【详解】A. 操作I、II、III均为分液,用到的主要玻璃仪器是分液漏斗,选项A正确;
B. 水层①中加入溶液后显红色,只能说明水层①中含有铁离子,但不能说明溴化铁已完全被除尽,选项B错误;
C. 加入溶液的目的是除去有机层①中的单质溴,选项C正确;
D. 操作IV、操作V分别是过滤和蒸馏,选项D正确。
答案选B。
8.A
【详解】A.在苯甲酸重结晶实验中,待粗苯甲酸完全溶解后要趁热过滤,减少苯甲酸的损耗,故A错误;
B.提取NaCl和晶体常采用不同的结晶方式,是因为它们在水中的溶解度受温度影响变化程度不同,故B正确;
C.在苯甲酸重结晶实验中,水在加热过程中会蒸发,苯甲酸能溶于水,为减少过滤时苯甲酸的损失,防止过饱和提前析出结晶,加热溶解后还要加少量蒸馏水,故C正确;
D.96% 的工业酒精制取无水乙醇,可采用的方法是加生石灰,CaO与水反应后生成的氢氧化钙沸点高,再蒸馏即可得到无水乙醇,故D正确;
答案选A。
9.A
【详解】A.该分子结构不对称,含6种不同化学环境的H,核磁共振氢谱有6组峰,峰面积比为1:1:1:1:1:3,A正确;
B.该分子中含4种不同化学环境的H,核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比为1:1: 1: 3,B错误;
C.该分子中含4种不同化学环境的H,核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比为1:2:2:3,C错误;
D.苯中的六个氢原子是完全相同的,核磁共振氢谱有1组峰,D错误;
故选A。
10.D
【详解】A.1.8-二硝基萘可溶于质量分数大于98%的硫酸,蒸发不会使1.8-二硝基萘析出,故A错误;
B.因浓硫酸溶于水会放出大量的热而导致液体飞溅,应将滤液加入水中,故B错误;
C.加入Na2CO3溶液处理滤液会造成原料的损耗,不利于循环利用,故C错误;
D.将滤液缓缓加入水中过滤,防止硫酸溶于水会放出大量的热而导致液体飞溅,1.8-二硝基萘可溶于质量分数大于98%的硫酸,当对溶液进行稀释时,1.8-二硝基萘在稀酸溶液中析出,故D正确;
答案选D。
11.B
【详解】A的核磁共振氢谱只有一组峰,说明A分子中只有1种化学环境的氢原子,对照选项判断A为(即C2H6);同理B中有3种不同类型的氢原子,且个数比为1∶2∶3,故B为CH3CH=CH2(即C3H6);
故答案为B。
12.D
【详解】A.裂化汽油含不饱和烃,可与溴水发生加成反应,不能作萃取剂,四氯化碳等有机溶剂可萃取溴水中的溴,A错误;
B.镁和氯气反应是属于发光放热的反应,氯化镁制取镁需要电解才能进行,该反应吸热反应,B错误;
C.1-氯丙烷和2-氯丙烷中H的种类分别为3、2则核磁共振错误氢谱能鉴别1-氯丙烷和2-氯丙烷,C错误;
D.依据右图能量曲线可确定反应:CH2=CH2(g) +HBr(g)→CH3CH2Br (1)的ΔH=反应物的焓-生成物的焓= (E1+E3-E2-E4))kJ·mol-1,D正确;
故选D。
13.B
【详解】A.红外光谱、核磁共振氢谱是应用于有机结构分析的现代物理方法,A正确;
B.HCHO是甲醛,含有的官能团是醛基,B错误;
C.可以看作,其中含有酯基,C正确;
D.2,5 二甲基己烷的结构简式为(CH3)2CHCH2CH2CH(CH3)2,核磁共振氢谱中出现三个峰,D正确;
故答案为:B。
14.A
【详解】A.两种化合物中,前者存在苯环、碳碳单键、碳氢键,后者存在碳碳双键、碳碳单键、碳氢键,苯环和碳碳双键中含有π键和σ键,碳碳单键和碳氢键属于σ键;其中苯环和碳碳双键中的碳原子为杂化、甲基中的碳原子为杂化,故A正确;
B.芳香族化合物是指含有苯环的有机化合物,其中的结构中不含苯环结构,不属于芳香族化合物,故B错误;
C.的分子式为,的分子式为,故C错误;
D.核磁共振氢谱可以确定有机物的结构,也可以区分有机物,故D错误;
故选A。
15.AD
【详解】A.由核磁共振氢谱图可知有8种不同化学环境的氢原子,故A正确;
B.由键线式可看出,该物质中无苯环,不属于芳香族化合物,故B错误;
C.由键线式和球棍模型对照可知Et为—CH2CH3,故C错误;
D.该有机化合物分子中只含有碳、氢、氧三种元素,完全燃烧生成CO2和H2O,故D正确;
故答案为AD。
16.(1)排出装置中的空气
(2) 干燥O2 吸收有机物燃烧生成的水蒸气
(3) 吸收有机物燃烧生成的CO2 吸收空气中的H2O和CO2
(4)C4H8O2
(5)
【分析】A装置制备氧气,实验开始之前,先用A中产生的氧气将装置中的空气排出干净;B的目的是干燥氧气,氧气进入C装置中,有机物与氧气反应,CuO的作用是确保有机物充分氧化,最终生成CO2和H2O;D的作用是吸收有机物燃烧生成的水蒸气,E的作用是吸收有机物燃烧生成的CO2,F的作用是吸收空气中的H2O和CO2。
【详解】(1)实验开始时,先打开分液漏斗活塞,一段时间后再加热反应管C,目的是:排出装置中的空气;
(2)根据分析,装置B和装置D中浓硫酸的作用分别是干燥O2和吸收有机物燃烧生成的水蒸气;
(3)根据分析,装置E和装置F中碱石灰的作用分别是吸收有机物燃烧生成的CO2和吸收空气中的H2O和CO2;
(4)由质谱图可知G的相对分子质量为88。装置D质量增加1.8g,说明生成水的质量为1.8g,氢元素的物质的量为:,质量为0.2g;U形管E质量增加4.4g,即增加的CO2的质量为4.4g,则C元素的物质的量为:,C元素的质量为1.2g, 样品G只含C、H、O三种元素,根据质量守恒,氧元素质量为:(2.2-0.2-1.2)g=0.8g,物质的量为0.05mol,有机物G的最简式为:C2H4O,由于G的相对分子质量为88,故有机物G的分子式为:C4H8O2;
(5)已知有机物G中含有羧基,其核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为1:1:6,故该分子中甲基上有3个氢原子,羧基上一个氢原子,另一个氢原子在烷基C上,综上所述,G的结构简式为:。
17.(1) 除去HCl 除去少量NaHCO3且减少产物损失
(2)dcab
(3) 拆去连接抽气泵和抽滤瓶的橡皮管 关闭抽气泵
【解析】(1)
反应物甲醇中含有HCl,用饱和NaHCO3溶液洗涤可以除去HCl杂质;用饱和食盐水洗涤可以除去上述操作中过量的,故填除去HCl、除去少量NaHCO3且减少产物损失;
(2)
先加较多的干燥剂,除去混合体系中的水;过滤,除去干燥剂;然后通过蒸馏除去有机溶剂乙醚;最后通过重结晶纯化产品,故填dcab;
(3)
利用抽滤瓶和布氏漏斗进行减压过滤时,抽气泵的作用是使抽滤瓶内压强变小,从而使布氏漏斗中固体与液体快速分离,因此结束操作时,为防止出现倒吸现象,必须先撤掉抽滤瓶支管上的橡皮管,再关闭抽气泵,故填拆去连接抽气泵和抽滤瓶的橡皮管、关闭抽气泵。
18.(1)C2H6O
(2) 46 C2H6O
(3)CH3CH2OH或CH3OCH3
(4)CH3CH2OH
【解析】(1)
由原子个数守恒,有机物A中碳、氢、氧三种原子的物质的量分别为=0.2 mol、×2=0.6 mol、×2+—×2=0.1 mol,则有机物A中各元素的原子个数比N(C)∶N(H)∶N(O)=n(C)∶n(H)∶n(O)=2∶6∶1,实验式为C2H6O,故答案为:C2H6O;
(2)
由质谱图可知,有机物的最大质荷比为46,则相对分子质量为46,设该有机物的分子式为(C2H6O)m,由46m=46可得m=1,则分子式为C2H6O,故答案为:C2H6O;
(3)
由分子式和价键理论可知,有机物A可能为饱和一元醇或醚,结构简式可能为CH3CH2OH或CH3OCH3,故答案为:CH3CH2OH或CH3OCH3;
(4)
由A的核磁共振氢谱图可知,A有三种不同化学环境的氢原子,CH3OCH3只有一种化学环境的氢原子,则A的结构简式为,故答案为:CH3CH2OH。
19. C2H6O 否 a、b、c、d +CH3CH2OH+H2O 、
【详解】(1)根据题意可知,B的相对分子质量为46,B分子中碳、氢原子个数比为,故B的分子式为,故答案为;
(2)根据题给有机物C的信息可知,C中不含碳碳双键和碳碳三键,含苯环和醇羟基,不含酚羟基,所以C为苯甲醇,苯甲醇与苯酚不互为同系物,故答案为,否;
(3)由B的分子式、C的结构简式及转化关系可知,B为乙醇,D为乙醛,E为苯甲醛,F为,H为,G为,A为,该合成过程中涉及氧化、加成、消去、取代反应,故答案为a、b、c、d,,+CH3CH2OH+H2O;
(4)F的分子式为,符合条件的F的同分异构体有,故答案为。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页