⊙考法1 有机物的分离、提纯 1.已知:
环己醇 环己烯 环己烯的精制 (1)环己烯粗品中含有环己醇、少量酸性杂质等。加入饱和食盐水,振荡、静置、分层,环己烯在________层(填“上”或“下”),分液后用________(填入编号)洗涤。
a.KMnO4溶液 b.稀硫酸 c.Na2CO3(2)再将环己烯按如图装置蒸馏,蒸馏时要加入生的是__________________。
(3)收集产品时,控制的温度应在________左右。 解析:(1)环己烯不溶于饱和氯化钠溶液,且密度
比水小,溶液 石灰,目
密度/(g·cm-3) 熔点/(℃) 沸点/(℃) 0.96 25 161 溶解性 能溶于水 0.81 -103 83 难溶于水 振荡、静置、分层后,环己烯在上层。分液后环己烯粗品中含有少量的酸性杂质和环己醇,KMnO4溶液可以氧化环己烯,稀硫酸无法除去酸性杂质,由乙酸乙酯的制备中用饱和Na2CO3溶液提纯产物,可以类推分液后用Na2CO3溶液洗涤环己烯粗品。(2)蒸馏时加入生石灰的目的是吸收剩余少量的水。(3)环己烯的沸点为83 ℃,故蒸馏时控制的温度为83 ℃左右。
答案:(1)上 c (2)吸收剩余少量的水 (3)83 ℃ ⊙考法2 有机物分子式和结构式的确定 2.为了测定某有机物A的结构,做如下实验:
①将2.3 g该有机物完全燃烧,生成0.1 mol CO2和 2.7 g 水;
②用质谱仪测定其相对分子质量,得如图1所示的质谱图;
③用核磁共振仪处理该化合物,得到如图2所示图谱,图中三个峰的面积之比是1∶2∶3。
图1 图2
试回答下列问题:
(1)有机物A的相对分子质量是________。 (2)有机物A的实验式是________。
(3)能否根据A的实验式确定A的分子式________(填“能”或“不能”),若能,则A的分子式是________(若不能,则此空不填)。
(4)写出有机物A可能的结构简式____________________________。
解析:(1)在A的质谱图中,最大质荷比为46,所以其相对分子质量是46。(2)在2.3 g该有机物中,n(C)=0.1 mol,m(C)=1.2 g,n(H)=
2.7 g
-×2=0.3 mol,m(H)
18 g·mol1=0.3 g,m(O)=2.3 g-1.2 g-0.3 g=0.8 g,n(O)=0.05 mol。所以n(C)∶n(H)∶n(O)=0.1 mol∶0.3 mol∶0.05 mol=2∶6∶1,A的实验式是C2H6O。(3)A的实验式C2H6O中,碳原子已饱和,所以其实验式即为分子式。(4)A有如下两种可能的结构:CH3OCH3或CH3CH2OH;若为前者,则在核磁共振氢谱中应只有一个峰;若为后者,则在核磁共振氢谱中应有三个峰,而且三个峰的面积之比是1∶2∶3。显然后者符合题意,所以A为CH3CH2OH。
答案:(1)46 (2)C2H6O (3)能 C2H6O (4)CH3CH2OH
3.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)A的结构简式是_______________________________________________。
解析:(1)n(有机物)=n(C)=
16.8 g
=0.2 mol,
84 g·mol-1
44.0 g14.4 g=1 mol,n(H)=×2=1.6 mol,
44 g·mol-118 g·mol-1?16.8-1×12-1.6×1? g
=0.2 mol。
16 g·mol-1n(O)=
又因为其相对分子质量为84,故A的分子式为C5H8O。
(2)分子中含—OH、—C≡CH,且含三种氢原子的个数比为6∶1∶1, 故结构简式为HOCCH3CH3CCH。 答案:(1)C5H8O (2)CHOCCHCH3CH3
[思维建模] 有机物分子式、结构式的确定流程
课堂反馈 真题体验 1.(2018·全国卷Ⅰ,T11)环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物,螺[2.2]
戊烷()是最简单的一种。下列关于该化合物的说法错误的是( )
A.与环戊烯互为同分异构体 B.二氯代物超过两种 C.所有碳原子均处同一平面
D.生成1 mol C5H12至少需要2 mol H2
C [螺[2.2]戊烷的分子式为C5H8,环戊烯的分子式为C5H8,二者分子式相同,结构
不
同
,
互
为
同
分
异
构
体
,
A
项
正
确
;
如
都是螺[2.2]戊
烷的二氯代物,B项正确;螺[2.2]戊烷中每个碳原子形成4个单键,而每个碳原子与4个原子构成四面体形,所以连接两个环的碳原子至少和直接相连的两个碳原子不共平面,C项错误;该有机物含2个三元环,在一定条件下具有类似烯烃的性质,且与氢气发生加成反应的转化率不大于1,则由1 mol C5H8生成1 mol C5H12至少需要2 mol H2,D项正确。]
2.(2016·全国卷Ⅱ,T10)分子式为C4H8Cl2的有机物共有(不含立体异构)( ) A.7种 C.9种
B.8种 D.10种
C [有机物C4H8Cl2的碳骨架有两种结构:C—C—C—C,
。
(1)碳骨架为C—C—C—C的同分异构体有
、
(2)碳骨架为的同分异构体有
则C4H8Cl2的同分异构体共有9种。]
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