根据产物的质量确定有机物的组成。下图所列装置是用燃烧法确定有机物分子式常用的装置。
回答下列问题:
(1)产生的氧气按从左到右流向,所选装置各导管的连接顺序是______。 (2)C装置中浓H2SO4的作用是____________。 (3)D装置中MnO2的作用是____________。 (4)燃烧管中CuO的作用是______________。
(5)若准确称取0.90 g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种),经充分燃烧后,A管质量增加1.32 g,B管质量增加0.54 g,则该有机物的最简式为____________。 (6)要确定该有机物的分子式,还要___________________________。
解析 该实验的目的是用燃烧法确定有机物的组成,观察实验装置就能明确实验原理:D是氧气发生装置,C是氧气干燥装置,E是氧气与样品充分反应装置,B是水蒸气吸收装置,A是CO2吸收装置。用守恒法求最简式:
n(C)=
1.32 g0.54 g
-1=0.03 mol,n(H)=-1×2=0.06 mol,n(O)=
44 g·mol18 g·mol
0.90-0.03×12-0.06×1g
=0.03 mol,故该有机物的最简式为CH2O。 -1
16 g·mol答案 (1)g、f、e、h、i、c(或d)、d(或c)、a(或b)、b(或a) (2)除去氧气中的水蒸气 (3)催化剂,加快产生氧气的速率
(4)确保有机物充分氧化,最终生成CO2和H2O (5)CH2O
(6)测出该有机物的相对分子质量
10.(2016·青岛二中阶段检测)有机物A只含有C、H、O三种元素,常用作有机合成的中间体。16.8 g该有机物经燃烧生成44.0 g CO2和14.4 g H2O;质谱图表明其相对分子质量为84,红外光谱分析表明A分子中含有O—H键和位于分子端的—C≡C—键,核磁共振氢谱上有三个峰,峰面积之比为6∶1∶1。
(1)A的分子式是____________________________________。 (2)下列物质中,一定条件下能与A发生反应的是________。
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A.H2
C.酸性KMnO4溶液
B.Na D.Br2
(3)A的结构简式是__________________________________________。
(4)有机物B是A的同分异构体,1 mol B可与1 mol Br2加成。该有机物中所有碳原子在同一个平面,没有顺反异构现象,则B的结构简式是_______。 解析 (1)设有机物A的分子式为CxHyOz,则由题意可得: 4x+y-2z点燃yCxHyOz+O2――→xCO2+H2O
4284 44x 9y 16.8 g 44.0 g 14.4 g 8444x9y==, 16.8 g44.0 g14.4 g解得:x=5,y=8。
因12x+y+16z=84,解得:z=1。有机物A的分子式为C5H8O。
(2)A分子中含有—C≡C—键,能与H2、Br2发生加成反应,能与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应;A中含有羟基,能与Na发生置换反应。
(3)根据A的核磁共振氢谱中有峰面积之比为6∶1∶1的三个峰,再结合A中含有O—H键和
位于分子端的—C≡C—键,便可确定其结构简式为。
(4)根据1 mol B可与1 mol Br2加成,可以推断B中含有1个键,再结合B没有
顺反异构体,可推出B的结构简式为
[注意:CH3CH2CH===CHCHO、CH3CH===CHCH2CHO或 CH3CH===C(CH3)CHO均有顺反异构体]。 答案 (1)C5H8O (2)ABCD
(3)
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(4)
11.根据要求填空:
(1)中官能团的名称是________。
(2)中含氧官能团的名称是________。
(3)HOCH2CH2NH2中含有的官能团名称是________。
(4)中所含官能团的名称是________。
(5)遇FeCl3溶液显紫色且苯环上有两个取代基的的同分异构体有________种。
(6)的同分异构体中,既能发生银镜反应,又能与FeCl3溶
液发生显色反应的共有________种,其中核磁共振氢谱为5组峰,且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的为___________(写结构简式)。
解析 (1)中官能团为羟基。(2)中含氧官能团是(酚)羟基、酯基。(3)中官能团为羟基和氨基。(4)中官能团为羰基和羧基。(5)除苯环外不饱和度为1,还有2个碳原子,1个氧原子,可知除酚—OH外另一取代基为—CH=CH2,苯环上有邻、间、对三种结构。(6)根据限定条件确定含有酚羟基和醛基两种官能团,步骤是先确定—OH和—CHO在苯环上的位置,再定最后一个饱和C原子的位置。
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答案 (1)羟基 (2)(酚)羟基、酯基 (3)羟基、氨基 (4)羰基、羧基 (5)3
(6)13
12.(2016·北京朝阳区期中)12.0 g某液态有机化合物A完全燃烧后,生成14.4 g H2O和26.4 g CO2。测得有机化合物A的蒸气对H2的相对密度是30,求:
(1)有机物A的分子式:______________________________________。
(2)用如图所示装置测定有机物A的分子结构,实验数据如下(实验数据均已换算为标准状况):a mL(密度为ρ g/cm)的有机物A与足量钠完全反应后,量筒液面读数为b mL,若1 mol A分子中有x mol氢原子能跟金属钠反应,则x的计算式为____________________(可以不化简)。
3
解析 (1)A的蒸气对H2的相对密度是30,则A的相对分子质量为60。12.0 g A的物质的量为0.2 mol,完全燃烧生成14.4 g H2O和26.4 g CO2,则n(CO2)=0.6 mol,n(H2O)=0.8 mol,因此12.0 g A中含有O原子的物质的量为
12.0 g-0.6 mol×12 g·mol-0.8 mol×2×1 g·mol
=0.2 mol,A及C、H、O原子的-1
16 g·mol物质的量之比为0.2 mol∶0.6 mol∶1.6 mol∶0.2 mol=1∶3∶8∶1,结合A的相对分子质量,故A的分子式为C3H8O。
-1
-1
aρ gaρ3
(2)a mL(密度为ρ g/cm)的有机物A的物质的量为 mol,量筒液面读数为-1=
60 g·mol60b mL,即生成氢气的体积为b mL,则
C3H8O+xNa―→C3H(8-x)ONax+H2↑
21 mol mol
2
xxaρ60
mol
b×10-3
22.4
mol
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