高中化學研究有機化合物一般步驟的測試題和答案(2)
高中化學研究有機化合物一般步驟的測試題和答案
高中化學關于研究有機物的檢測題
1.已知某種有機物X有如下性質：①X不和碳酸氫鈉反應;②X的蒸氣對H2的相對密度為46.0;③取1.84 gX與過量的金屬鈉完全作用后，生成672 mL(標準狀況)氣體;④一定質量的X完全燃燒后，產生的氣體依次通過濃硫酸和堿石灰，使兩者的質量分別增加36.0 g和66.0 g，則X的結構簡式為___________________________。
解析：由②得M(X)=2×46.0=92，由①③知其為醇類， =0.02 mol，X和Na產生 =0.03 mol 氣體，則1 mol X產生1.5 mol H2，所以1個X中有3個—OH，由④知n(CO2)∶n(H2O)=3∶4，即X中n(C)∶n(H)=3∶8，由價鍵規(guī)律知其分子式為C3H8Ox，相對分子質量為92，則x=3，即分子式為C3H8O3，結構簡式為： 。
答案：CH2OH—CHOH—CH2OH
2.(2005湖北武漢模擬)下列有關同分異構體數目的敘述不正確的是( )
A.甲苯苯環(huán)上的一個氫原子被一個含3個碳原子的烷基取代，所得產物有6種
B.與 互為同分異構體的芳香族化合物有6種
C.含有5個碳原子的某飽和鏈烴，其一氯取代物有8種
D.菲的結構簡式為 ，它與硝酸反應，可生成5種一硝基取代物
解析：A中甲苯苯環(huán)上共有3種氫原子，含3個碳原子的烷基共有兩種(—CH2CH2CH3， )，故A對。B中符合題意的芳香族化合物有以下幾種：
B錯。C中5個碳原子的飽和鏈烴有以下幾種情況：CH3CH2CH2CH2CH3有3種一氯取代產物， 有4種一氯取代產物， 有1種一氯取代產物，共8種，C正確。D中菲的結構對稱，其硝基可被取代的位置如下圖：
答案：B
3.某有機物在氧氣中充分燃燒，生成的水蒸氣和CO2的物質的量之比為1∶1，由此可得出結論是( )
A.該有機物分子中C、H、O個數比為1∶2∶3
B.分子中碳氫原子個數比為2∶1
C.有機物中必定含氧
D.無法判斷有機物中是否含有氧元素
解析：由n(H2O)∶n(CO2)=1∶1，可推知n(C)∶n(H)=1∶2，要想判斷有機物中是否含氧，應知道m(xù)(H2O)、m(CO2)及有機物的質量。若m(有機物)=m(C)+m(H)，則不含氧元素;若m(有機物)>m(C)+m(H)，則含氧元素。
答案：D
4.有機化合物分子中，與4個不同的原子或基團相連的碳原子稱作“手性”碳原子。例如， 中a、b、e、f均不相同，C為“手性”碳原子。則分子式為C4H10O的有機化合物中，含有“手性”碳原子的結構為_______________________________________________________。
解析：根據手性碳原子的信息，要使C4H10O成為手性碳原子，其結構式為：
答案：
5.取3.40 g只含羥基，不含其他官能團的液態(tài)飽和多元醇，置于5.00 L氧氣中，經點燃，醇完全燃燒。反應后氣體體積減少0.56 L。將氣體經足量NaOH溶液吸收，體積又減少2.80 L(所有體積均在標準狀況下測定)。
(1)3.40 g醇中C、H、O物質的量分別為C_____________mol,H_____________mol, O_____________mol,該醇中C、H、O的原子數之比為_____________。
(2)由以上比值能否確定該醇的化學式?_____________________，其原因是____________________________________________________________________________。
(3)如果將該多元醇的任意一個羥基換成一個鹵原子，所得到的鹵代物都只有一種，試寫出該飽和多元醇的結構簡式：___________________________。
解析：本題主要考查了有關分子式和結構式確定的有關計算。(1)據題意，氣體經足量NaOH吸收，體積減少2.80 L，此體積即為CO2的體積，則3.40 g醇中C的物質的量為：n(C)=n(CO2)= =0.125 mol,生成CO2消耗O2的體積等于CO2的體積，也為2.80 L。又因為液態(tài)醇與5.00 L O2燃燒，體積減少0.56 L，故還有0.56 L O2用于生成水，但必須特別注意的是，生成的H2O中還有部分氧原子來自于醇，因此不能根據0.56 L O2來計算H2O的量。要根據反應前后質量不變來計算醇中H的物質的量。參加反應的V(O2)=0.56 L+2.80 L=3.36 L,m(O2)= ×32 g/mol=4.80 g,m(H2O)=3.40 g+4.80 g-0.125×44 g=2.70 g。3.40 g醇中n(H)=2× mol=0.300 mol,3.40 g醇中n(O)= =0.100 mol。
由n(C)∶n(H)∶n(O)=0.125 mol∶0.300 mol∶0.100 mol=5∶12∶4。故該醇最簡式為C5H12O4。
(2)因H已飽和，所以它本身就是分子式。
(3)由分子式C5H12O4知，該多元醇為四元醇，根據題目要還求其結構簡式為：C(CH2OH)4。
答案：(1)0.125 0.300 0.100 5∶12∶4 (2)可以 因為該實驗式中氫原子個數已飽和，所以實驗式即化學式 (3)C(CH2OH)4
6.已知 在水溶液中存在平衡： 與CH3CH2OH酯化時，不可能生成的是( )
C.H—18OH
D.H2O
解析：CH3COOH與CH3CH2OH酯化時，CH3COOH脫去—OH，而CH3CH2OH脫去—H，故 和CH3CH2OH反應生成 和H2O，而 ，故應選A。
答案：A
7.通常，烷烴可以由相應的烯烴經催化加氫得到。有一種烷烴A，分子式是C9H20，它卻不能由任何C9H18的烯烴催化加氫得到;而另有A的三個同分異構體B、C、D，卻分別可由而且只能由1種相應的烯烴催化加氫得到。A及另外三種同分異構體的結構簡式分別是：_________________、_________________、_________________、_________________。
解析：A分子的碳鏈是 重復而成的，即 。A的三種同分異構體可由A推出：
答案：
8.軍事上的“地表偽裝”是使軍事保護的外觀色彩、紅外反射與環(huán)境吻合。BASF是在20世紀70年代開發(fā)的苝系新型紅外偽裝還原染料，該染料為橄欖色或黑色。其化學結構為：
請完成下列問題：
(1)染料BASF的分子式可表示為C2n+24HxN2O6，則x=_____________。
(2)1 mol該物質與Na反應產生氫氣的量及在催化劑作用下加成所需氫氣的量，其最大值(物質的量)分別為_____________、_____________。
(3)當n=3時，其中碳原子上的一氯取代物可能有_____________種。
解析：(1)由于所給結構左右對稱，故先查出右側的氫原子數為：上、下苯環(huán)各兩個，—OH上一個，n個—CH2—上2n個，共(2n+5)個，所以x=4n+10。
(2)1 mol該物質含2 mol羥基，產生1 mol H2;所給結構中含10個C==C，4個C==O催化加氫時消耗氫氣14 mol。
(3)當n=3時，可在下列編號處發(fā)生一氯取代反應生成5種產物。
OH
答案：(1)4n+10 (2)1 mol 14 mol (3)5
9.有0.2 mol某有機物和0.5 mol氫氣在一密閉容器中燃燒所得產物為二氧化碳、一氧化碳和水蒸氣。產物依次通過濃H2SO4時，濃H2SO4的質量增加了10.8 g;再通過灼熱的氧化銅時，氧化銅的重量減輕了3.2 g;又通過堿石灰時，堿石灰的質量增加了17.6 g，求有機物的分子式，并寫出其可能的結構簡式。
解析：燃燒產物通過濃H2SO4后，濃H2SO4增加的質量即為水的質量;有機物燃燒產物中含CO，說明O2不足;CuO質量減輕，是由于被CO還原失氧而減輕;CO2的總物質的量等于0.2 mol有機物中所含碳原子的物質的量。
(1)n(C)=n(CO2)= =0.4 mol
n(H)=2n(H2O)= ×2=1.2 mol
(2)0.2 mol有機物中含氧原子的物質的量：
由原子守恒解得：( ×2+ ×1)-(0.5×2)- =0.2 mol
(3)有機物的分子式：
1 mol有機物中含C、H、O的物質的量分別為：
C： =2 mol、H： =6 mol、O： =1 mol
因此，該有機物的分子式為：C2H6O。
(4)有機物可能的結構簡式：CH3CH2OH或CH3—O—CH3。
答案：有機物的分子式為C2H6O，可能的結構簡式為CH3—O—CH3。
10.實驗室用燃燒法測定某種氨基酸(CxHyOzNp)的分子組成，取m g該種氨基酸放在純氧中充分燃燒。生成CO2、H2O和N2?，F按下圖裝置進行實驗，請完成下列問題：
(1)實驗開始時，首先要通入一段時間的氧氣，其理由是__________________________。
(2)以上裝置中需要加熱的儀器有____________(填字母)，操作時應先點燃____________處的酒精燈。
(3)A裝置中發(fā)生反應的化學方程式為____________________________________________。
(4)裝置D的作用是____________________________________________________________。
(5)讀取N2的體積時，應注意①_____________________，②______________________。
(6)實驗中測得N2的體積為V mL(已折算成標準狀況)，為確定此氨基酸的分子式，還需要的有關數據有_____________。
A.生成CO2氣體的質量 B.生成水的質量
C.通入O2的體積 D.氨基酸的相對分子質量
解析：本題主要考查用燃燒法確定有機物分子組成的方法。在實驗中濃H2SO4的作用是吸水，濃H2SO4瓶增重的質量即為水的質量;堿石灰增重質量即為CO2質量;通過銅網完全吸收O2后，通過排水法測N2的體積，這樣便可求出氨基酸樣品的實驗式，再知道氨基酸的相對分子質量，便可求出其分子式。為保證實驗測定的準確性，需采取一系列措施，實驗前先通過純氧排盡空氣，以免影響N2體積的測定。
答案：(1)排出體系中的空氣(主要是N2) (2)A、D D(3)CxHyOzNp+[x+ - ]O2 xCO2+ H2O+ N2 (4)吸收未反應的O2，保證最終收集到的氣體是N2 (5)①調節(jié)使E中左右兩管液面相平 ②視線應與凹液面最低點相切 (6)ABD
走近高考
11.(2006上海高考，4)下列不符合當今化學研究方向的是( )
A.發(fā)現新物質 B.合成新材料
C.研究化學反應的微觀過程 D.研究化學反應中原子守恒關系
解析：當今化學研究的主要方向是發(fā)現新物質，合成新材料，開發(fā)新能源，揭示化學反應的微觀過程以及“綠色化學”等，化學反應中原子守恒關系是古代化學所研究的內容。
答案：D
12.(2005全國高考理綜Ⅱ，29)某有機化合物A的相對分子質量大于110，小于150。經分析得知，其中碳和氫的質量分數之和為52.24%，其余為氧。請回答：
(1)該化合物分子中含有幾個氧原子，為什么?
(2)該化合物的相對分子質量是________________________________。
(3)該化合物的化學式(分子式)是___________________________。
(4)該化合物分子中最多含_____________個 官能團。
解析：A中w(O)=1-52.24%=47.76%。若Mr(A)=150，其中O原子個數為 =4.477 5;若Mr(A)=110,其中O原子個數為 =3.283 5。實際O原子個數介于3.283 5和4.477 5之間，即N(O)=4，則Mr(A)= =134。其中Ar(C)+Ar(H)=134-16×4=70，可確定分子式為C5H10O4，C5H10O4與5個C原子的飽和衍生物(C5H12On)比較可知，分子中最多含2個
答案：4個氧原子，因110
13.(經典回放)充分燃燒某液態(tài)芳香烴X，并收集產生的全部水，恢復到室溫時，得到水的質量跟原芳香烴X的質量相等。則X的分子式是(相對原子質量：H：1，C：12，O：16)( )
A.C10H16 B.C11H14 C.C12H18 D.C13H20
解析：烴燃燒后，其中的H全部轉入水中，故水中氧元素的質量等于烴中碳的質量。芳香烴中： 。
答案：C
14.(2006安徽合肥二模)嗎啡和海洛因都是嚴格查禁的毒品，嗎啡分子中C、H、N的質量分數依次為71.58%、6.67%、4.91%，其余為氧。
(1)寫出嗎啡的化學式：_________________________________，并計算其相對分子質量(已知嗎啡的相對分子質量不超過300)：_____________。
(2)已知海洛因是嗎啡的二乙酸酯，則海洛因的相對分子質量為_____________，化學式為___________________________。
解析：假設嗎啡分子中只有一個氮原子： =285，由于嗎啡的相對分子質量不大于300，如果其分子中含有2個氮原子，其相對分子質量必大于300，故可知其相對分子質量為285。分子中C、H、O的原子數：n(C)=285× =17，n(H)=285× =19, n(O)=285× =3。所以可知嗎啡的化學式為C17H19NO3。因海洛因是嗎啡的二乙酸酯，則考慮酯化反應過程，形成乙酸酯時：R—OH+CH3COOH CH3COOR+H2O，則每1分子CH3COOH參加酯化，所生成的酯
(60) 18
比原來的醇相對分子質量增加60-18=42，海洛因是嗎啡的二乙酸酯，則海洛因的相對分子質量比嗎啡增加42×2=84，所以海洛因的相對分子質量為285+84=369。組成上則增加了2(C2H4O2—H2O)=C4H4O2，則海洛因的化學式為C21H23NO5。
答案：(1)C17H19NO3 285 (2)369 C21H23NO5
15.(2006福建福州一模 )A是一種含碳、氫、氧三種元素的有機化合物。已知：A中碳的質量分數為44.1%，氫的質量分數為8.82%;A只含一種官能團，且每個碳原子上最多只連一個官能團;A能與乙酸發(fā)生酯化反應，但不能在兩個相鄰碳原子上發(fā)生消去反應。請?zhí)羁眨?/p>
(1)A的分子式是___________________________，其結構簡式是_______________________。
(2)寫出所有滿足下列3個條件的A的同分異構體的結構簡式：①屬直鏈化合物;②與A具有相同的官能團;③每個碳原子上最多只連一個官能團。這些同分異構體的結構簡式是______________________________________________________________________________________________________________。
解析：A中N(C)∶N(H)∶N(O)= =5∶12∶4，A的最簡式為C5H12O4，氫原子已達飽和，故A分子式為C5H12O4，A與乙酸能反應且只含一種官能團，A為飽和四元醇，A分子中存在一個季碳原子。
答案：(1)C5H12O4
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