3.2有机化合物结构的测定 同步练习 (含答案) (3)

3.2有机化合物结构的测定
同步练习
1．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2∶1
C．有机物中必定含有氧
D．无法判断其中是否含氧
解析：由水蒸气和二氧化碳的物质的量比为1∶1，可推知n(H)∶n(C)＝2∶1，不能判断有机物中是否含氧。
答案：D
2．烃分子中若有双键、叁键或单键的环，氢原子数就少，分子就不饱和，亦即具有一定的“不饱和度”，其数值可表示为：不饱和度＝双键数＋环数＋叁键数×2，则有机物的不饱和度为(　　)
A．8　　　　　B．7　　　　　C．6　　　　　D．5
解析：上述有机物分子中含四个双键、一个叁键、两个环，因此其不饱和度为8。
答案：A
3．某有机物X是一抗癌药物中的一种有效成分，经测定该有机物只含C、H、O三种元素，其中碳元素质量分数为60%，氢元素质量分数为13.33%,0.2
mol该有机物的质量为12
g，则它的分子式为(　　)
A．CH4
B．C3H8O
C．C2H4O2
D．CH2O
解析：该有机物中碳原子、氢原子、氧原子的个数比为N(C)∶
N(H)∶
N(O)＝60%/12∶13.33%/1∶(1－60%－13.33%)/16＝3∶8∶1，故最简式为C3H8O。又根据相对分子质量＝12/0.2＝60，故分子式为C3H8O。
答案：B
4．分子式为C5H7Cl的有机物，其结构不可能是(　　)
A．只含一个双键的直链有机物
B．含两个双键的直链有机物
C．含有一个双键的环状有机物
D．含一个叁键的直链有机物
解析：C5H7Cl相当于分子式为C5H8，与相应的烷烃C5H12相比较，少了4个氢原子，每减少2个氢原子，增加一个碳碳双键，故有机物可能含2个双键，或1个叁键，或一个双键和一个碳环。
答案：A
5．某有机物A
3.0
g完全燃烧后生成3.6
g水和3.36
L
CO2(标准状况)，已知该有机物的蒸气对氢气的相对密度为30，求该有机物的分子式。
解析：(1)求有机物A的相对分子质量：Mr(A)＝30×2＝60。(2)求3.0
g有机物A中各元素的质量：m(C)＝×12
g/mol＝1.8
g，m(H)＝×2×1
g/mol＝0.4
g。因m(C)＋m(H)＝2.2
g<3.0
g，则有机物A中含有O元素，其质量为m(O)＝3.0
g－2.2
g＝0.8
g。(3)有机物A的实验式：n(C)∶n(H)∶n(O)＝∶∶＝3∶8∶1，则有机物A的实验式为C3H8O。(4)求有机物A的分子式：由Mr[(C3H8O)n]＝60，可得n＝1。故有机物A的分子式为C3H8O。最简式中氢原子已达饱和，故最简式即为分子式，即该有机物分子式为C3H8O。
答案：C3H8O
6．(1)具有支链的化合物A的分子式为C4H6O2，A可以使溴的四氯化碳溶液褪色。1
mol
A和1
mol
NaHCO3能完全反应，则A的结构简式是____________________。
写出与A具有相同官能团的A的所有同分异构体的结构简式________________________________________________________________________。
(2)化合物B含有C、H、O三种元素，相对分子质量为60，其中碳的质量分数为60%，氢的质量分数为13.3%。B在Cu的催化作用下被氧气氧化成C，C能发生银镜反应，则B的结构简式是____________________。
(3)D在NaOH的水溶液中加热反应，可生成A的钠盐和B，相应反应的化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
1．燃烧0.2
mol某有机物，得到0.4
mol
CO2和0.6
mol
H2O。由此可得出的结论是(　　)
A．该有机物含有2个碳原子和6个氢原子
B．该有机物中碳元素和氢元素的原子个数比为3∶1
C．该有机物中含有2个CO2和3个H2O
D．该有机物的1个分子里含有2个C原子和6个H原子，还可能含有O原子
解析：燃烧0.2
mol某有机物，得到0.4
mol
CO2和10.8
g即0.6
mol
H2O，根据元素守恒，则一个有机物分子中含有2个碳原子和6个氢原子，无法确定是否含有氧原子，故A错误；该有机物中碳元素和氢元素的原子个数比为1∶3，故B错误；该有机物燃烧生成了CO2和H2O，不能说成有机物中含有CO2和H2O，故C错误；该有机物可能含有氧原子，故D正确。
答案：D
2．X是一种烃，它不能使酸性KMnO4溶液褪色，0.5
mol
X完全燃烧时生成27
g水和67.2
L
CO2(标准状况)，则X是(　　)
A．环己烷
B．1,3 丁二烯
C．苯
D．甲苯
解析：X是一种烃，不能使酸性KMnO4溶液褪色，故可排除B、D两项，又因0.5
mol完全燃烧生成27
g
H2O(1.5
mol)，则该烃1
mol含有6
mol
H原子，故答案选C项。
答案：C
3．某有机物在空气中完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量比为5∶2，则能确定有机物中(　　)
A．碳和氢的物质的量比为5∶4
B．实验式为C5H4
C．化学式为C10H8
D．一定含有氧
解析：生成CO2和H2O的物质的量之比为5∶2，根据元素守恒，则该有机物分子中C、H原子个数比为5∶4，A项正确；由于无法确定是否含有氧元素，实验式和化学式均无法确定，故B、C、D三项均错误。
答案：A
4．下列说法不正确的是(　　)
A．有机分子中插入O原子对不饱和度没有影响
B．有机分子中去掉H原子对不饱和度没有影响
C．用CH原子团代替有机分子中的N原子对有机分子的不饱和度没有影响
D．烷烃和饱和一元醇的不饱和度都为0
解析：有机化合物分子不饱和度的计算方法：分子中的不饱和度＝n(C)＋1－，所以B项显然错误；烷烃中不饱和度＝n＋1－＝0，故D项正确；有机分子中若含有氧，则不予考虑。
答案：B
5．下列有机分子不饱和度最大的是(　　)
A．C17H35COOH
B．C99H200
C．C6H6
D．C3H5(ONO2)3
解析：根据不饱和度＝n(C)＋1－，氧原子数不用考虑，有氮原子时用氢原子总数减去氮原子数，有氯原子时氯原子数计入氢原子总数之中，则A的不饱和度为1，B的不饱和度为0，C的不饱和度为4，D的不饱和度为3。
答案：C
6．某一卤代烃经质谱仪测定其相对分子质量是H2的54.5倍，取10.9
g该卤代烃与NaOH溶液混合反应后，加入足量稀HNO3、AgNO3混合溶液，生成18.8
g浅黄色沉淀，则该卤代烃是(　　)
A．CH3I
B．
CH3CH2I
C．CH3CH2Br
解析：该卤代烃的相对分子质量为54.5×2＝109，与AgNO3生成浅黄色沉淀，则一定含有溴元素，又根据CnH2n＋1Br的相对分子质量为109，故n＝2，即为CH3CH2Br。
答案：C
7．在120℃时，两种气态烃混合气体2.0
L，完全燃烧后生成4.0
L水蒸气和3.0
L
CO2。则下列说法中正确的是(　　)
A．一定含有CH4，可能含有C2H4
B．一定含有C2H4，而不一定含有CH4
C．一定含有C2H4，可能含有C2H6
D．一定含有CH4和C3H4
解析：由题意可知混合烃的平均分子式为C1.5H4，根据平均值含义，烃中一定有CH4，则另一种烃的分子式必满足CxH2x，故A项符合。
答案：A
8．某有机化合物的分子式为C8H8，经研究表明该有机化合物不能发生加成反应，在常温下不易被酸性KMnO4溶液氧化，但在一定条件下却可与氯气发生取代反应，而且其一氯代物只有一种。下列对该有机化合物结构的推断中一定正确的是(　　)
A．该有机化合物中含有碳碳双键
B．该有机化合物属于芳香烃
C．该有机化合物分子具有平面环状结构
D．该有机化合物是具有三维空间立体结构的立方烷
解析：该有机化合物不能发生加成反应，在常温下不易被酸性KMnO4溶液氧化，肯定不是烯烃或芳香烃；一定条件下却可与氯气发生取代反应，而且其一氯代物只有一种，只能是立方烷。
答案：D
9．下列化合物分子，在核磁共振氢谱图中能给出三种信号峰的是(　　)
解析：有机物中含有几种不同类型的氢原子，在核磁共振氢谱上就能出现几种信号峰，现题给有机物在核磁共振氢谱中有三种信号峰，这表明有机物分子中含有3种不同类型的氢原子。
答案：B
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。已知角鲨烯分子中含有30个碳原子，其中有6个碳碳双键且不含环状结构，则其分子式为(　　)
A．C30H60
B．C30H56
C．C30H52
D．C30H50
解析：根据题意可知，角鲨烯分子不饱和度为6，故其分子中的氢原子数应该比C30H62少12个氢原子。
答案：D
11．A是一种邻位二取代苯，相对分子质量180，有酸性，A水解生成B和C两种酸性化合物。B相对分子质量60，C能溶于NaHCO3溶液，并能使FeCl3溶液显色(酸性大小：羧酸>碳酸>酚>水)。试写出A、B、C的结构简式：
A______________，B______________，C________________________________________________________________________。
解析：有机物间在相互衍变时，除组成和性质上的衍变外，还包含有量的变化，而且量的变化往往是问题的突破口。本题就是定性和定量相结合而进行有机推断的一个典例。
12．化学式为C8H10O的化合物A具有如下性质：
①A＋Na―→慢慢产生气泡；
②A＋RCOOH有香味的产物；
③A苯甲酸；
④其催化脱氢产物不能发生银镜反应；
⑤脱水反应的产物，经聚合反应可制得一种塑料制品(它是目前造成“白色污染”的主要来源之一)。
试回答：
(1)根据上述信息，对该化合物的结构可作出的判断是________(多选扣分)。
a．苯环上直接连有羟基
b．肯定有醇羟基
c．苯环侧链末端有甲基
d．肯定是芳香烃
(2)化合物A的结构简式________________________________________________________________________。
(3)A和金属钠反应的化学方程式________________________________________________________________________。
解析：由①②可推知，A中含有醇羟基，而不是酚羟基，因为电离程度酚>水>醇，又因A催化脱氢产物不能发生银镜反应，则肯定不存在—CH2—OH，所以A的结构简式为
13．由C、H、O三种元素组成的有机物A，相对分子质量为104。将0.1
mol
A充分燃烧后，将产物依次通入足量浓硫酸和氢氧化钠溶液，浓硫酸增重7.2
g，氢氧化钠溶液增重17.6
g。回答下列问题：
(1)有机物A的分子式是________。
(2)A能与钠反应，也能与碳酸氢钠反应。A中一定含有的官能团的名称是________。
(3)A与浓硫酸共热可生成一种由五个原子构成的环状化合物B。写出化学方程式：________________________________________________________________________。
(4)A与浓硫酸共热还可以生成一种能使Br2的四氯化碳溶液褪色的化合物C。写出A生成C的化学方程式：________________，反应类型是________。利用C可以合成高分子化合物D，D的结构简式是________________________________________________________________________。
(5)A的同分异构体E，经测定分子结构中含有一个—CH3，两个，能与银氨溶液反应产生银镜现象。写出E与[Ag(NH3)2]OH溶液反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
14．1999年科学家合成了一种新的化合物，用现代物理方法测得该有机化合物的相对分子质量为64，其中含碳93.8%，含氢6.2%。该分子中有三种化学环境不同的氢原子和四种化学环境不同的碳原子，分子中只存在C—H、C—C、C
C、C
C四种化学键。
1 该物质的分子式为　　　　。
2 推测写出该物质可能的结构简式________________________________________________________________________。
解析：(1)由题意知A中含氢为2×7.2/18＝0.8
mol，质量为0.8
g，含碳为17.6/44＝0.4
mol，质量为4.8
g，A的质量为104×0.1＝10.4
g，所以A中含氧为10.4－0.8－4.8＝4.8
g，即4.8/16＝0.3
mol，所以A中C、H、O原子个数分别为0.4/0.1＝4,0.8/0.1＝8,0.3/0.1＝3，A的化学式为C4H8O3。
(2)A能与钠或碳酸氢钠反应，说明A中一定有羧基。
(3)A能形成五元环状化合物(即环状酯)，说明A还含有羟基，且连接在一端，故结构为HOCH2CH2CH2COOH。