3.2 有机化合物结构的测定同步练习(含解析)2023-2024学年高二下学期化学鲁科版(2019)选择性必修3

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名称 3.2 有机化合物结构的测定同步练习(含解析)2023-2024学年高二下学期化学鲁科版(2019)选择性必修3
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资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-12-19 20:47:47

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3.2 有机化合物结构的测定同步练习
一、单选题
1.下列说法中错误的是(  )
A.碳酸、KSCN、乙醇均是有机物
B.聚乙烯、聚氯乙烯都是由高分子化合物组成的物质,属于混合物
C.红外光谱仪、核磁共振仪、质谱仪都可用于有机化合物结构的分析
D.在所有的有机物中都含有碳元素,多数含有氢元素,其次还含有氧元素、氮元素、卤素、硫元素等
2.青蒿素的结构如图所示,在测定青蒿素结构的过程中充分利用了仪器分析法。下列有关说法错误的是(  )
A.现代化的元素分析仪可帮助我们得出青蒿素的分子式
B.质谱法可帮助我们分析青蒿素的相对分子质量和结构
C.红外光谱和核磁共振谱可帮助我们确定青蒿素分子中的酯基和甲基等结构片段
D.通过X射线晶体衍射我国科学家最终测定了青蒿素的分子结构
3.已知二甲醚和乙醇是同分异构体,下列鉴别方法中不可行的是(  )
A.利用金属钠 B.利用质谱法
C.利用红外光谱法 D.利用核磁共振氢谱
4.某种有机物完全燃烧只生成水和二氧化碳,对该有机物的组成元素判断正确的是(  )
A.只有C,H两元素
B.一定有C,H,O三元素
C.一定有C,H两元素
D.不能确定是否含有除C,H,O之外的其它元素
5.随着工业的高速发展,橡胶的产量和性能已不能满足工业生产的需要,近年来,人们合成了一种无机耐火橡胶,它的结构应是(  )
A. B.
C. D.
6.某有机物在氧气中充分燃烧,生成等物质的量的二氧化碳和水。则该有机物的组成必须满足的条件是(  )
A.分子中C,H,O的个数比为1:2:3
B.分子中C,H的个数比为1:2
C.该有机物的相对分子质量为14
D.该分子中肯定不含氧
7.1体积某气态烃和2体积氯化氢发生加成反应后,最多还能和6体积氯气发生取代反应.由此可以断定原气态烃是(气体体积均在相同条件下测定)(  )
A.乙炔 B.丙炔 C.丁炔 D.丁二烯
8.某混合气体由两种气态烃组成。2.24L该混合气体完全燃烧后,得到4.48L二氧化碳(气体已折算成标准状况)和3.6g水。则这两种气体可能是(  )
A.CH4和C3H8 B.CH4和C3H4 C.C2H4和C3H4 D.C2H4和C2H6
9.药物奥昔布宁是一种主要作用于副交感神经系统的药物,可用于治疗尿急、尿频、尿失禁,夜间遗尿等疾病。化合物M结构简式如图所示,是合成奥昔布宁的一种中间体,下列关于M的说法正确的是(  )
A.分子式为 B.1molM最多能与2molNaOH发生反应
C.核磁共振氢谱共有9个峰 D.分子中所有碳原子可能共面
10.鲨鱼是世界上唯一不患癌症的动物,科学研究表明,鲨鱼体内含有一种角鲨烯,具有抗癌性。实验测得角鲨烯分子是链状结构,分子中含有30个碳原子,且碳、氢元素质量比为6:1,下列说法中错误的是(  )
A.角鲨烯分子式为C30H60
B.角鲨烯可以使溴水或高锰酸钾溶液褪色
C.1mol角鲨烯最多可与1mol溴单质加成
D.角鲨烯与分子式C29H58的物质属于同系物
11.1mol某烷烃完全燃烧,需要8mol的氧气,这种烷烃的分子式是(  )
A.C3H8 B.C4H10 C.C5H12 D.C6H14
12.某有机物在氧气中充分燃烧,生成水蒸气和CO2的物质的量之比为1∶1,由此可以得出的结论是(  )
A.该有机物分子中C,H,O原子个数比为1∶2∶3
B.分子中C,H原子个数比为1∶2
C.有机物中必定含有氧
D.有机物中一定不含氧
13.已知烯烃X与氢气反应的热化学方程式为X(g)十H2(g)=Y(g)△H<0,其中烃Y的键线式为“王”字,下列有关说法不正确的是(  )
A.烯烃X只有一种结构
B.烯烃X的摩尔质量为126g/mol
C.烃Y的一个氢原子被C4H9取代,所得产物有12种
D.降温可以使该反应在较短时间内得到更多产物
14.一定温度下,10.0mL 下列气态有机物在 50.0mL O2中充分燃烧后,将生成的气体混合物通过足量浓硫酸,剩余35.0mL 的气体混合物(反应前后压强相等),则该有机物可能是(  )
A.C3H8O B.C2H6O2 C.C4H10O2 D.C6H6
15.靛青是一种染料,利用元素分析仪分析其样品,发现它只含碳、氢、氧、氮四种元素,四种元素的质量分数分别如下:碳为73.3%、氢为3.8%、氮为10.7%、氧为12.2%.则靛青的最简式为(  )
A.C8H5NO B.C2H2NO C.C4H6NO D.C7H8NO
16.某烃的衍生物1.45g,跟足量银氨溶液反应后析出5.4g银,则该有机物的结构简式是(  )
A.CH3CHO B.CH3CH2CHO
C.CH2OH(CHOH)4CHO D.CH3CH2CH2OH
二、综合题
17.按要求回答问题。
(1)等物质的量的下列有机物完全燃烧,消耗O2最多的是   ;等质量的下列有机物完全燃烧,消耗O2最多的是   。(请填字母)
A.CH4 B.C2H6 C.C3H8 D.C5H12
(2)某烃类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84,红外光谱表明分子中含有碳碳双键,核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型的氢。则A的结构简式是   。
18.按要求回答下列问题:
(1)有机物 X 的分子式为C4H8O2,其红外光谱如图所示:
则该有机物可能的结构为________(填字母 )
A.CH3COOCH2CH3 B.CH3CH2COOCH3
C.HCOOCH2CH2CH3 D.(CH3)2CHCOOH
(2)有机物Y 的结构可能有 和 两种,要对其结构进行物理方法鉴定用   。有机物Y 若为 ,则红外光谱中应该有   个振动吸收;核磁共振氢谱中应有   个峰。
(3)有机物 z 的结构简式为 ,
①1mol Z 最多能消耗   mol NaOH。
②Z 的同分异构体中属于芳香酸的有   种,写出上述同分异构体结构中只含一个支链的结构简式   。
(4)有机物 E 的结构简式为 ,可用系统命名法将它命名为   。
19.已知烯烃与苯在一定条件下反应生成芳香烃.如:
+H2C═CH2
+2H2C═CH2
+2H2C═CH2
丙烯是三大合成材料的基本原料,可用于合成应用广泛的DAP树脂单体和双酚等有机物,具有重要的工业用途.
(1)写出丙烯在一定条件下发生聚合反应的化学方程式   .
(2)丙烯在乙酸作用下与O2反应生成有机物A,其蒸气密度是相同状况下甲烷密度的6.25倍,元素的质量分数为:碳60%、氧32%.A的分子式为   
(3)丙烯与苯在一定条件下反应可生成M、N等多种芳香烃.红外光谱、核磁共振是研究有机物结构的重要方法,根据下列数据,写出M、N的结构简式.
M:元素组成:C 89.99%、H 10.06%;1H核磁共振有5个信号.
N:元素组成:C 88.82%、H 11.18%;1H核磁共振有3个信号.
M:   . N:   .
20.某研究性学习小组为了解有机物A的性质,对A的结构进行了如下实验。
实验一:通过质谱分析仪分析得知有机物A的相对分子质量为90。
实验二:用红外光谱分析发现有机物A中含有-COOH和 -OH。
实验三:取1.8g有机物A完全燃烧后,测得生成物为2.64gCO2和1.08gH2O。
实验四:经核磁共振检测发现有机物A的谱图中H原子峰值比为3:1:1:1。
(1)有机物A的结构简式为   。
(2)有机物A在一定条件下可以发生的反应有   。
a.消去反应 b.取代反应 c.聚合反应 d.加成反应 e.氧化反应
(3)有机物A在浓硫酸作用下可生成多种产物。其中一种产物B的分子式为C3H4O2,B能和溴发生加成反应,则B的结构简式为   。另一种产物C是一种六元环状酯,则C的结构简式为:   。
(4)写出A与足量的金属钠反应的化学方程式:   。
21.已知有机化合物X中各元素的质量分数分别为C:60%、H:13.3%、O:26.7%。
请填空:
(1)有机物X的实验式为   ,若0.1mol X在足量氧气中充分燃烧需消耗氧气10.08L(标准状况),则X的分子式为   ;
(2)实验表明:X能与金属钠反应产生H2,X分子的核磁共振氢谱中有4个吸收峰,且面积之比为3∶2∶2∶1,则X分子中含有的官能团的名称为   ,X的结构简式为   ;
(3)X有两种同分异构体Y和Z,其中Y能与金属钠反应产生H2,而Z不能,则Y、Z的结构简式分别为   、   。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】A.含有碳元素的化合物叫有机化合物,简称为有机物,但是碳的氧化物、碳酸、碳酸盐虽含有碳元素,但其性质与无机物类似,因此把它们看作无机物,所以碳酸、KSCN属于无机物,乙醇属于有机物,故A符合题意;
B.聚乙烯、聚氯乙烯都是由高分子化合物组成的物质,由于聚合物分子中的n值不同,所以属于混合物,故B不符合题意;
C.红外光谱仪用于测定有机物的官能团,核磁共振仪用于测定有机物分子中氢原子的种类和数目,质谱仪都可用于测定有机物的相对分子质量,所以三者都可用于有机化合物结构的分析,故C不符合题意;
D.在所有的有机物中都含有碳元素,多数含有氢元素,其次还含有氧元素、氮元素、卤素、硫元素等,故D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】本题主要考查有机化合物的概念。含有碳元素的化合物叫有机化合物,简称为有机物,但是注意题目中的碳酸、KSCN属于无机物,据此分析解答。
2.【答案】A
【解析】【解答】A.现代化的元素分析仪可帮助我们确定青蒿素中是否含有C、H、O等元素,A符合题意;
B.质谱法可帮助我们分析青蒿素的相对分子质量和结构;质谱仪把青蒿素打成很多小块,会有很多不同质荷比出现,其中最大的那个就是青蒿素的相对分子质量;而分析“小块”的质荷比可以推测出青蒿素的结构;B不符合题意;
C.红外光谱和核磁共振谱可帮助我们确定青蒿素分子中的酯基和甲基等结构片段,C不符合题意;
D.通过X射线晶体衍射,可以测定青蒿素分子的空间结构,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.元素分析仪顾名思义只能分析含有元素种类,无法确定分子式,可以再通过质谱分析确定分子量进一步确定分子式。
3.【答案】B
【解析】【解答】A.乙醇与Na反应生成气体,而二甲醚不能,现象不同,可鉴别,A不符合题意;
B.二者互为同分异构体,相对分子质量相同,质谱法可测定相对分子质量,则不能鉴别,B符合题意;
C.化学键不完全相同,利用红外光谱法可鉴别,C不符合题意;
D.甲醚中只有一种H,而乙醇中含3种H,则利用核磁共振氢谱可鉴别,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】质谱法是用于测定相对分子质量,而同分异构体的分子式相同,则其相对分子质量一定相同。
4.【答案】C
【解析】【解答】由题意可知有机物燃烧后产物只有CO2和H2O,从生成物中含有碳、氢元素,依据质量守恒定律可知该物质中一定含有碳、氢元素,氧元素不能确定,除C、H、O之外的其它元素一定不存在,
故答案为:C。
【分析】有机物完全燃烧生成二氧化碳和水,一定含有碳和氢,可能含有氧。
5.【答案】C
【解析】【解答】A、B、D均为有机高分子材料。
【分析】无机耐火橡胶属于无机物,通常指不含碳元素的化合物。C选项符合题意;A、B、D都含有碳链,属于有机物。
6.【答案】B
【解析】【解答】A.根据质量守恒定律可以判断在有机物中含有碳原子和氢原子,但是不能判断出该有机物中是否含有氧元素,所以也就无法求算该有机物中碳、氢、氧三种原子的个数比,A不符合题意;
B.根据题意可以知生成的水和二氧化碳的物质的量比为1:1,即生成的水和二氧化碳的分子个数相等,而一个水分子中含有2个氢原子,一个二氧化碳分子中含有一个碳原子,即该有机物中碳原子和氢原子的个数比为1:2,B符合题意;
C.根据题意只能确定该有机物中碳原子和氢原子的个数比,不能判断出该有机物中是否含有氧元素,就不能确定有机物的分子式以及分子量的大小,C不符合题意;
D.根据质量守恒定律可以判断在有机物中含有碳原子和氢原子,但是不能判断出该有机物中是否含有氧元素,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】生成等物质的量的二氧化碳和水,则n(CO2)=n(H2O),根据质量守恒定律可知,有机物中碳原子数和氢原子数的比值为1:2;据此结合选项分析。
7.【答案】B
【解析】【解答】解:1体积某气态烃和与2体积氯气发生加成反应,说明分子中含2个双键或1个C≡C.生成了1体积该卤代烷能和6体积氯气发生取代反应,说明1个卤代烷中含有6个H原子,加成时1个烃分子已引入2个H原子形成卤代烷,所以该气体烃分子中含有4个H原子,
由选项可知,都是链烃,故该气态烃分子中C原子数目为 =3,故ACD错误,B正确,
故选B.
【分析】由选项可知,都是链烃,1体积某气态烃和与2体积氯气发生加成反应,说明分子中含2个双键或1个C≡C.生成了1体积该卤代烷能和6体积氯气发生取代反应,说明1个卤代烷中含有6个H原子,加成时1个烃分子已引入2个H原子形成卤代烷,所以该气体烃分子中含有4个H原子,以此来解答.
8.【答案】B
【解析】【解答】2.24L该混合气体的物质的量=2.24L÷22.4L/mol=0.1mol,完全燃烧得到4.48L二氧化碳和3.6g水,生成二氧化碳的物质的量=4.48L÷22.4L/mol=0.2mol,水的物质的量=3.6g÷18g/mol =0.2mol,则混合气体平均分子式为C2H4。
A.CH4和C3H8混合,平均H原子数目介于4~8之间,不可能为4,A不符合题意;
B.CH4和C3H4按照1:1混合,平均分子式为C2H4,B符合题意;
C.C2H4和C3H4混合,平均C原子数目介于2~3之间,不可能为2,C不符合题意;
D.C2H4和C2H6混合,以任意比混合,平均C原子数目都是2,平均H原子数目介于4~6之间,不可能为4,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】本题考查有机物分子式的确定,混合物的计算等知识。关键是利用平均分子组成判断烃的组成,常用的方法有平均碳法、平均氢法、平均碳氢分子式法、平均式量法。注意结合原子守恒和选项判断。
9.【答案】C
【解析】【解答】A.分子中含有C、H、O原子个数依次是15、20、3,分子式为C15H20O3,故A不符合题意;
B.M含有酯基能与NaOH发生水解反应,羟基不反应,则1molM最多能与1molNaOH发生反应,故B不符合题意;
C.该分子有9种氢原子,核磁共振氢谱共有9个峰,故C符合题意;
D.连接醇羟基的碳原子具有甲烷结构特点,甲烷为四面体结构,所以该分子中所有碳原子一定不共平面,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】首先弄清楚该有机物中含有些官能团,官能团决定有机物的性质,给有机物中含有羟基、酯基和苯环结构,可以发生消去、加成、取代、氧化等反应,在判断共面问题使,以苯环平面为基础,看那些原子在该平面内。
10.【答案】D
【解析】【解答】A.分子中含有30个碳原子,且碳、氢元素质量比为6:1,设氢原子个数为x,则 ,解得x=60,则分子式为C30H60,故A不符合题意;
B.角鲨烯分子是链状结构,分子中含有30个碳原子,如果是饱和的分子式应为C30H62,也就是说角鲨烯含有碳碳双键,可以使溴水或高锰酸钾溶液褪色,故B不符合题意;
C.角鲨烯分子是链状结构,分子中含有30个碳原子,如果是饱和的分子式应为C30H62,也就是说一个角鲨烯含有一个碳碳双键,1mol角鲨烯最多可与1mol溴单质加成,故C不符合题意;
D.角鲨烯是链状烯烃而分子式C29H58的物质不一定是链状,可能是环状,所以二者不一定是同系物,故D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.根据碳原子数和碳氢元素的质量比确定氢原子数,从而得出分子式;
B.角鲨烯中含有碳碳双键,可使溴水或酸性KMnO4溶液褪色;
C.根据分子式确定其所含碳碳双键的个数,从而确定1mol角鲨烯能与多少mol溴单质反应;
D.二者的结构不一定相似,不一定为同系物;
11.【答案】C
【解析】【解答】解:设烷烃的化学式为CnH2n+2,
CnH2n+2+ O2→nCO2+(n+1)H2O
1
1mol 8mol
则有: =8,解得n=5,故烷烃化学式为:C5H12,
故选C.
【分析】设烷烃的化学式为CnH2n+2,燃烧方程式为:CnH2n+2+ O2→nCO2+(n+1)H2O,根据方程式中烃与氧气的定量关系计算.
12.【答案】B
【解析】【解答】因生成CO2和H2O的物质的量比为1∶1,则n(C)∶n(H)=1∶(1×2)=1∶2。但无法判断有机物分子中是否含有氧元素,所以只有选项B是正确的。
故答案为:B
【分析】测定有机物中元素的组成常用燃烧法。燃烧产生的H2O和CO2中,碳、氢元素来自于有机物;而氧元素可能来自于有机物,也可能完全由氧气提供。因此对于有机物是否含有氧元素,应结合具体参与反应的物质的质量进行分析。
13.【答案】D
【解析】【解答】根据键线式结构可确定Y是烷烃,其化学式为C9H20,结构简式为(CH3)2CH—C(CH3)2—CH(CH3)2,则X单烯烃,化学式为C9H18。
A、由Y的“王”字结构,可推知X只有一种结构,即CH2=C(CH3)—C(CH3)2—CH(CH3)2,故A不符合题意;
B、M(X)=M(C9H18)=126g/mol,则B不符合题意;
C、Y的结构中只有三种不同环境的氢原子,而—C4H9有四种结构[—CH2—CH2 —CH2—CH3、—CH(CH3)—CH2—CH3、—CH2—CH(CH3)—CH3、—C(CH3)3],所以Y的一个氢原子被—C4H9取代,所得产物共有12种,则C不符合题意;
D、这是一个放热反应,降温可提高反应物的转化率,但是降温也会使反应速率减小,所以在较短时间内得不到更多的产物,所以D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据键线式来写有机物的分子式,原则是拐点和端点表示碳原子,其余原子,H不必标出,其他原子必须单独指明.如果没有其他指明,则碳将由H来填充,达到4条键;
14.【答案】A
【解析】【解答】设有机物的分子式为CxHyOz,充分燃烧后,将生成的气体混合物通过足量浓硫酸,生成的水被吸收,剩余35.0mL 的气体混合物为二氧化碳和过量的氧气,
CxHyOz+ (x+ - )O2 xCO2+ H2O 气体体积减小△V
1 x+ - 1+ -
10mL 50mL 10mL+50mL-35mL=25mL
则:10mL:25mL=1:(1+ - ), ≤
解得:y=6+2z,x≤3.5
则该气态有机物的分子式可能为C3H8O,
故答案为:A。
【分析】根据有机物与氧气发生的燃烧的通式,可以得出C、H、O三种元素的物质的量之比。
15.【答案】A
【解析】【解答】解:有该物质中各原子个数比=N(C):N(H):N(N):N(O)= : : : =6.11:3.8:0.76:0.76=8:5:1:1,
实验式为C8H5NO,
故选A.
【分析】根据质量分数计算出原子个数比,即可写出实验式.
16.【答案】B
【解析】【解答】解:5.4g银的物质的量为0.05mol,银氨反应中,n(醛):n(银)=1:2,醛的物质的量为0.025mol,所以醛的摩尔质量为 =58g/mol,相对分子质量58,而CH3CHO、CH3CH2CHO、CH2OH(CHOH)4CHO的相对分子质量为44、58、180,CH3CH2CH2OH是醇,不能发生银氨反应,
故选:B;
【分析】根据银氨反应中,n(醛):n(银)=1:2,求出醛的物质的量,然后求出相对分子质量即可解答;
17.【答案】(1)D;A
(2)
【解析】【解答】(1)等物质的量的烃(CxHy)完全燃烧耗O2的多少取决于(x+ )的大小,
A. CH4,(x+ )=1+1=2;
B. C2H6,(x+ )=2+1.5=3.5;
C. C3H8,(x+ )=3+2=5;
D. C5H12,(x+ )=5+3=8;
故答案为:D;
等质量的烃(CxHy)完全燃烧耗O2的多少取决于烃中氢元素的质量分数,氢元素的质量分数越高耗氧越多,为了方便分析,将化学式写成CH ,则 越大,耗氧越多,
A. CH4,( )=4;
B. C2H6,( )=3;
C. C3H8,( )= =2.67;
D. C5H12,( )=2.4;
故答案为:A;
故答案为:D ;A;(2)核磁共振谱表明分子中只有一种类型的氢,说明结构对称,红外光谱表明分子中含有碳碳双键,则A应为烯烃,A的质谱图表明其相对分子质量为84,可确定分子中的碳原子数为6,其结构简式应为 。
故答案为: 。
【分析】本题(2)考查了核磁共振谱、质谱图和红外光谱在分析判断分子结构上的应用,利用现代仪器进行物质结构的分析,其中核磁共振谱表明分子中只有一种类型的氢,说明结构对称是解答本题的关键。
18.【答案】(1)A;B
(2)红外光谱法;5;2
(3)2;4;
(4)2-甲基-1-丙醇
【解析】【解答】(1)从图中可以看出,有机物X含有酯基,和两个化学环境不同的甲基,故填AB;
(2) 中含有羧基, 中含有酯基,官能团不同,可用红外光谱区分;若有机物Y为 ,其中有甲基、碳碳键、碳氧键、碳氧双键、氢氧键共5振动吸;其结构中含有两种不同化学环境的H,核磁共振氢谱有两组峰,故填红外光谱、5、2;
(3)①Z为乙酸苯酚酯,1mol该酯在酸性条件下水解生成1mol酚和1mol酸,故1molZ最多能消耗2molNaOH,故填2;
②属于芳香酸,则结构中含有苯环和羧基,其结构有 、 、 、 ,共4种,其中只有一个支链的是 ,故填4、 ;
(4)根据有机物的命名规则,该有机物为醇类,含羟基的主链有3个碳原子,2号位有个甲基,其名称为2-甲基-1-丙醇,故填2-甲基-1-丙醇。
【分析】(1)根据红外光谱找出官能团和成键的类型
(2)结构的鉴别其实就是对官能团和氢原子的种类进行鉴别采用红外光谱
(3)①根据结构式确定官能团以及个数确定可以发生的反应②根据条件写出同分异构体
(4)定主链和官能团,再定支链
19.【答案】(1)
(2)C5H8O2
(3);
【解析】【解答】解:(1)丙烯中含有双键能发生聚合反应,反应方程式为: ,故答案为: ;(2)元素的质量分数为:碳60%、氧32%,则原子个数之比:C:O:H= =5:2:8,有机物A蒸气密度是相同状况下甲烷密度的6.25倍,可以计算其相对分子质量为:16×6.25=100,分子式为:C5H8O2,故答案为:C5H8O2;(3)丙烯与苯在一定条件下反应得到加成产物,元素组成:C:89.94%、H:10.06%,则原子个数之比:C:H= : =3:4,该物质是苯和丙烯加成的产物,所以分子式为C9H12,
1H核磁共振有5个信号,结构简式为: ,元素组成:C:88.82%、H:11.18%,则原子个数之比:C:H= =2:3,该物质是苯,分子丙烯加成的产物,分子式为:C12H18;1H核磁共振有3个信号,结构简式为 ,
故答案为: ; .
【分析】(1)有机物中含有双键能发生聚合反应;(2)根据有机物A蒸气密度是相同状况下甲烷密度的6.25倍,可以计算其相对分子质量,根据元素的质量分数可以计算原子个数比,得到最简式;(3)根据元素的质量分数结合丙烯与苯在一定条件下的加成反应可以确定分子式,核磁共振有几个信号就有几种类型的氢原子,据此书写结构简式.
20.【答案】(1)
(2)abce
(3)CH2=CHCOOH2;
(4)
【解析】【解答】(1)由上述分析可知,A的结构简式为。
(2)a、羟基的邻碳上含有氢原子,可发生消去反应,a符合题意;
b、含有羧基、羟基,可发生酯化反应,属于取代反应,b符合题意;
c、同时含有羟基和羧基,可发生缩聚反应,属于聚合反应,c符合题意;
d、该分子结构中不含有碳碳双键或醛基、羰基,因此不可发生加成反应,d不符合题意;
e、与羟基直接相连的碳原子上含有氢原子,可发生催化氧化反应,e符合题意;
综上,符合题意的有abce。
(3)B的分子式为C3H4O2,且能发生加成反应,因此B中含有碳碳双键,则B的结构简式为CH2=CHCOOH。反应生成的六元环状酯,是由2分子A发生酯化反应生成的,因此C的结构简式为。
(4)有机物A中能与金属Na反应的官能团为-OH和-COOH,因此反应的化学方程式为。
【分析】1.8g有机物A中所含碳元素的质量为,所含氢元素的质量为,所以所含氧元素的质量为1.8g-0.72g-0.12g=0.96g。因此其所含原子的物质的量、、。1.8g有机物A的物质的量,因此A的分子式为C3H6O2。由于分子结构中含有-COOH、-OH,且核磁共振氢谱显示H原子的峰值比为3:1:1:1,因此A的结构简式为CH3CH(OH)COOH。据此结合题干设问分析作答。
21.【答案】(1)C3H8O;C3H8O
(2)羟基;CH3CH2CH2OH
(3)CH3CHOHCH3;CH3OCH2CH3
【解析】【解答】(1)分子中碳、氢、氧原子的个数之比为 ∶ ∶ =3∶8∶1,所以该有机物的实验式为C3H8O;
设X的化学式为(C3H8O)x,0.1molX在空气中充分燃烧需消耗标况下氧气10.08L,则0.1mol×(3+ - )x×22.4L/mol=10.08L,解得:x=1,则X分子式为C3H8O,故答案为:C3H8O;C3H8O;
(2)X能与金属钠反应产生H2,说明结构中含有羟基,分子的核磁共振氢谱中有4个吸收峰,且面积之比为3∶2∶2∶1,即有4种氢原子,个数之比为3∶2∶2∶1,则结构简式为CH3CH2CH2OH,故答案为:羟基、CH3CH2CH2OH;
(3)CH3CH2CH2OH的同分异构体有2-丙醇(CH3CHOHCH3)和甲乙醚(CH3OCH2CH3),2-丙醇能与金属钠反应产生H2,甲乙醚不能与金属钠反应产生H2,则Y为2-丙醇,Z为甲乙醚,故答案为:CH3CHOHCH3;CH3OCH2CH3。
【分析】根据相对原子质量及元素的质量分数来计算X中原子的个数之比,得到实验式,再根据燃烧的耗氧量确定分子式;根据X能与金属钠反应产生H2,判断含有的官能团,根据核磁共振氢谱中峰的面积与氢原子数成正比确定结构简式,据此分析解答。