内容正文:
第60讲 有机化合物的分类、命名及研究方法
复习目标
1.能辨识有机化合物的类别及分子中官能团,能根据有机物的命名规则对常见有机化合物命名。
2.知道研究有机化合物结构的一般方法和有机化合物分离、提纯的常用方法。
考点一 有机物的分类
必备知识
类别
官能团
通式
典型代表物
结构
名称
名称
结构简式
烃
(1)烷烃
-
-
CnH2n+2(n≥1)(链状烷烃)
甲烷
CH4
(2)烯烃
碳碳双键
CnH2n(n≥2)(单烯烃)
乙烯
CH2==CH2
(3)炔烃
-C≡C-
碳碳三键
CnH2n-2(n≥2)(单炔烃)
乙炔
CH≡CH
(4)芳香烃
-
-
CnH2n-6(n≥6) (苯及其同系物)
苯
烃的衍生物
(5)卤代烃
碳卤键
饱和一卤代烃:CnH2n+1X
溴乙烷
CH3CH2Br
(6)醇
—OH(与链烃基相连)
(醇)羟基
饱和一元醇:CnH2n+2O
乙醇
CH3CH2OH
(7)酚
—OH(与苯环直接相连)
(酚)羟基
-
苯酚
(8)醚
醚键
-
乙醚
C2H5OC2H5
(9)醛
醛基
饱和一元醛:CnH2nO
乙醛
CH3CHO
(10)酮
羰基
-
丙酮
CH3COCH3
(11)羧酸
羧基
饱和一元羧酸:CnH2nO2
乙酸
CH3COOH
(12)酯
酯基
饱和一元酯:CnH2nO2
乙酸乙酯
CH3COOC2H5
(13)胺
—NH2
氨基
-
甲胺
CH3NH2
(14)酰胺
酰胺基
-
乙酰胺
CH3CONH2
(15)氨基酸
—NH2、
氨基、羧基
-
甘氨酸
能力提升
1.“芬必得”具有解热镇痛作用及抗生素作用,其主要成分结构简式如下图所示,下列有关“芬必得”说法错误的是
A.该分子中杂化和杂化的碳原子个数比为 B.分子式为
C.属于芳香族化合物 D.分子中所有碳原子不可能处于同一平面内
2.下列叙述正确的是
A.和分子组成相差一个,因此是同系物关系
B.和均是芳香烃,既是芳香烃又是芳香族化合物
C.分子式为的有机物可能存在4个单键
D.分子式为的红外光谱图上发现有键和键的振动吸收,由此可以初步推测有机物结构简式一定
3.下列有关官能团和物质类别的关系说法不正确的是
A.有机物分子中含有,则该有机物不一定为烯烃类
B.的官能团为(羟基),属于醇类
C.和分子中都含有(醛基),则两者同属于醛类
D.可以看作的一个氢原子被一个溴原子取代后的产物,因此属于烃的衍生物
4.胡妥油是制作香料的原料之一,其合成过程如图所示:
下列说法中正确的是
A.A属于芳香族化合物 B.B的分子式为C11H19O3
C.C可以发生水解反应 D.D中含有2种官能团
5.下列叙述错误的是
A.有机物的系统命名为:4-甲基-2-戊炔
B.有机物中的含氧官能团名称为:羧基
C.有机物属于酚类
D.有机物与苯甲酸互为同分异构体
考点二 有机物的命名
必备知识
1.烷烃的命名
(1)习惯命名法
(2)系统命名法
[应用举例]
(1)新戊烷的系统命名为2,2-二甲基丙烷。
(2)的系统命名为2,5-二甲基-3-乙基己烷。
2.含官能团有机物的系统命名
注意 卤代烃中卤素原子作为取代基看待。酯是由对应的羧酸与醇(或酚)的名称组合,即某酸某酯。聚合物:在单体名称前面加“聚”。
[应用举例]
用系统命名法给下列有机物命名:
(1):4-甲基-1-戊炔。
(2):3-甲基-1-丁烯。
(3):2-甲基-1,2-丁二醇。
3.苯的同系物的命名
(1)习惯命名:用邻、间、对。
(2)系统命名法
将苯环上的6个碳原子编号,以某个取代基所在的碳原子的位置为1号,选取最小位次号给其他取代基编号。
[应用举例]
(1)
(2)系统命名:1,2,4-三甲苯。
点拨提示
1.有机物系统命名中常见的错误
(1)主链选取不当(不包含官能团,不是主链最长、支链最多)。
(2)编号错(官能团的位次不是最小,取代基位号之和不是最小)。
(3)支链主次不分(不是先简后繁)。
(4)“-”“,”忘记或用错。
2.弄清系统命名法中四种字的含义
(1)烯、炔、醛、酮、酸、酯……指官能团。
(2)二、三、四……指相同取代基或官能团的个数。
(3)1、2、3……指官能团或取代基的位置。
(4)甲、乙、丙、丁……指主链碳原子个数分别为1、2、3、4……。
能力提升
1.下列说法中正确的是
A.的名称为2-甲基-3-乙基丁烷
B.属于醛类
C.反-2-丁烯的分子结构模型(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键等):
D.加水后用分液的方法分离苯和硝基苯的混合物
2.下列有机物实际存在且命名正确的是
A.3-羟基乙苯 B.2,2-二甲基-3-戊炔
C.3-甲基-2-丁酸 D.2-甲基丙烯酰胺
3.以苯为原料可以制备间二氟苯,其转化关系如下。下列说法错误的是
A.甲的名称为1,3—二硝基苯
B.甲→乙为氧化反应
C.中B原子的杂化方式为
D.甲、乙、丙、丁中最有可能做离子导体的是丙
4.已知制备丁内酯的反应,一种机理如图所示(“*”表示此微粒吸附在催化剂表面)。下列说法错误的是
A.反应物的名称为1,二丁醇
B.步骤(a)中和氧原子间形成共价键
C.在上述合成丁内酯过程中起催化作用
D.生成丁内酯的反应为消去反应
5.下列关于有机物的结构或性质描述中正确的个数是
(1)向澄清的苯酚钠溶液中通入,溶液变浑浊,说明酸性:苯酚>碳酸
(2)乙炔()分子中所有原子在同一条直线上
(3)沸点:正丁醇>正丙醇>乙醇
(4)乙烯分子中的碳原子采取杂化
(5)分子式为的芳香烃,若苯环上的一溴代物只有一种(不考虑立体异构),该烃命名为对二甲苯
(6)只含有一种等效氢的,可命名为2,2-二甲基丙烷
(7)2,3-二甲基-2-丁烯分子中所有碳原子位于同一平面上
(8)进行一溴取代反应后,能生成五种沸点不同的有机产物
A.5个 B.6个 C.7个 D.8个
考点三 研究有机化合物的一般步骤
必备知识
1.有机物系统命名中常见的错误
(1)主链选取不当(不包含官能团,不是主链最长、支链最多)。
(2)编号错(官能团的位次不是最小,取代基位号之和不是最小)。
(3)支链主次不分(不是先简后繁)。
(4)“-”“,”忘记或用错。
2.弄清系统命名法中四种字的含义
(1)烯、炔、醛、酮、酸、酯……指官能团。
(2)二、三、四……指相同取代基或官能团的个数。
(3)1、2、3……指官能团或取代基的位置。
(4)甲、乙、丙、丁……指主链碳原子个数分别为1、2、3、4……。
1.研究有机化合物的基本步骤
2.有机物分子式的确定
(1)元素分析——李比希氧化产物吸收法
(2)相对分子质量的测定——质谱法
质荷比(分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷数的比值)最大值即为该有机物的相对分子质量,进而确定其分子式。
3.分子结构的鉴定
(1)化学方法:利用特征反应鉴定出官能团,再制备它的衍生物进一步确认。
(2)物理方法——波谱分析
①红外光谱
分子中化学键或官能团可吸收与其振动频率相同的红外线,不同化学键或官能团的吸收频率不同,在红外光谱图上将处于不同的位置,从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。
②核磁共振氢谱
③X射线衍射
能力提升
1.化合物Y是合成丹参醇的中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A.X的分子式为C8H10O
B.X分子中含手性碳原子
C.Y与以物质的量1∶1发生加成反应时可得2种产物
D.X、Y可用酸性溶液进行鉴别
2.实验室中按以下方案从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物:
下列说法错误的是
A.操作①需要过滤装置 B.操作②分液时水层溶液从下口放出
C.操作③是蒸发操作 D.操作④需要用到球形冷凝管
3.某学习小组研究某烃的含氧衍生物A的组成和结构,研究过程如下:
称取9gA在足量氧气中充分燃烧,并使产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰,发现两者分别增重5.4g和13.2g,对A进行波谱分析结果如图。
下列说法正确的是
A.由质谱图可知A的分子式为C3H6O2
B.结合红外光谱和核磁共振氢谱可知A的结构简式为CH2(OH)CH2COOH
C.若取A和C2H6O的混合物1mol进行燃烧实验,该混合物完全燃烧消耗氧气的物质的量取决于混合物中二组分的比例
D.B是A的位置异构体,则B在核磁共振氢谱中峰面积之比为2∶2∶1∶1
4.环戊酮是合成新型降压药物的中间体,实验室制备环戊酮()的反应原理如下:
已知:a.己二酸,熔点为,左右升华;
b.环戊酮沸点,着火点。
步骤如下:
I.将己二酸和适量置于蒸馏烧瓶中,维持温度,均匀加热20分钟;
Ⅱ.在馏出液中加入适量的浓溶液,振荡锥形瓶、分液除去水层;向有机层中加入,振荡分离出有机层;
Ⅲ.对Ⅱ所得有机层进行蒸馏,收集馏分,称量获得产品,计算产率。
对于上述实验,下列说法正确的是
A.步骤I中,为增强冷凝效果应选用球形冷凝管
B.步骤I中,为保证受热均匀应采取水浴加热的方式
C.步骤Ⅱ中,分液操作需要的玻璃仪器有:分液漏斗、烧杯、玻璃棒
D.步骤Ⅲ中,应收集范围内的馏分
5.某化学小组用如图装置检验乙酸钴[(CH3COO)2Co]在氮气气氛中的分解产物,经查阅资料知:
(Ⅰ)氮气不参与反应,乙酸钴分解产物有CO、CO2、C2H6及某种固态氧化物X;
(Ⅱ)PdCl2溶液易被CO还原为Pd;CuO可与烃类反应生成水与CO2。
下列说法正确的是
A.装置A、B用于检验CO和CO2,其中A盛放的是PdCl2浓溶液
B.通N2的作用是使分解产生的气体全部进入后续装置,可将N2换为空气
C.装置D~F用于检验C2H6的C、H元素,其中E装置中盛放的试剂与C相同
D.若最终分解n(X):n(CO):n(CO2):n(C2H6)=1:4:2:3,则X的化学式为Co3O4
真题测评
1.我国科学家在青蒿素研究方面为人类健康作出了巨大贡献。在青蒿素研究实验中,下列叙述错误的是
A.通过萃取法可获得含青蒿素的提取液
B.通过X射线衍射可测定青蒿素晶体结构
C.通过核磁共振谱可推测青蒿素相对分子质量
D.通过红外光谱可推测青蒿素分子中的官能团
2.提纯苯甲酸粗品(含少量和泥沙)的过程如下。其中,操作X为
A.加热蒸馏 B.加水稀释 C.冷却结晶 D.萃取分液
3.一种点击化学方法合成聚硫酸酯(W)的路线如下所示:
下列说法正确的是
A.双酚A是苯酚的同系物,可与甲醛发生聚合反应
B.催化聚合也可生成W
C.生成W的反应③为缩聚反应,同时生成
D.在碱性条件下,W比聚苯乙烯更难降解
4.苯并降冰片烯是一种重要的药物合成中间体,结构简式如图。关于该化合物,下列说法正确的是
A.是苯的同系物
B.分子中最多8个碳原子共平面
C.一氯代物有6种(不考虑立体异构)
D.分子中含有4个碳碳双键
5.下列说法正确的是
A. 的名称为3一甲基丁烷
B.CH3CH2CH2CH2CH3和 互为同素异形体
C. 和 为同一物质
D.CH3CH2OH和 具有相同的官能团,互为同系物
拓展精练
1.下列物质中与CH4互为同系物的是
A.C6H6 B.C2H4 C.C3H8 D.C2H2
2.下列说法正确的是
A.表示中子数为10的氧元素的一种核素
B.金刚石和石墨互为同素异形体,两者之间不能相互转化
C.CH3COOH和CH3COOCH3互为同系物
D.C6H14的同分异构体有4种,其熔点各不相同
3.下列说法正确的是
A.金刚石和石墨互为同素异形体,熔点和硬度都很高
B.氕、氘、氚是氢元素的三种核素,质子数都为1
C.乙醇和二甲醚(CH3-O-CH3)互为同系物
D.C4H10的一氯取代物只有一种
4.下列说法中不正确的是
A. 和 是同一种核素
B.红磷和白磷互为同素异形体
C.CH3COOCH2CH3和CH3CH2COOCH3是不同种物质
D.CH3CH2OH可看做是由乙基和羟基两种基团组成的
5.下列叙述正确的是
A.KBr的电子式:
B.聚乙炔的结构简式:
C.的空间结构:平面三角形
D.的名称:2-甲基-2-丁烯
6.下列化学用语或图示正确的是
A.的系统命名:2-甲基苯酚
B.分子的球棍模型:
C.激发态H原子的轨道表示式:
D.键形成的轨道重叠示意图:
7.下列表示不正确的是
A.中子数为10的氧原子:
B.的价层电子对互斥(VSEPR)模型:
C.用电子式表示的形成过程:
D.的名称:2-甲基-4-乙基戊烷
8.关于的说法正确的是
A.分子中有3种杂化轨道类型的碳原子
B.分子中共平面的原子数目最多为14
C.分子中的苯环由单双键交替组成
D.与Cl2发生取代反应生成两种产物
9.下列说法正确的是
A.18O2和16O2互为同位素
B.正己烷和2,2−二甲基丙烷互为同系物
C.C60和C70是具有相同质子数的不同核素
D.H2NCH2COOCH3和CH3CH2NO2是同分异构体
10.以金属钌作催化剂,经过以下步骤可直接转化为甲醇,有助于实现碳中和,转化原理如图所示。下列叙述不正确的是
A.也是该转化过程的催化剂
B.第1步转化过程涉及的反应类型是加成反应和复分解反应
C.第4步转化,参加反应的物质个数之比为
D.该转化过程的总反应式为:
11.草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体易溶于水,难溶于乙醇,110℃可完全失去结晶水,是制备某些铁触媒的主要原料。实验室通过下列步骤测定其组成:
步骤1:准确称取两份质量均为0.4910g的草酸合铁酸钾样品。
步骤2:一份在氛围下保持110℃加热至恒重,称得残留固体质量为0.4370g。
步骤3:另一份完全溶于水后,让其通过装有某阴离子交换树脂的交换柱,用蒸馏水冲洗交换柱,收集交换出的,以为指示剂,用的溶液滴定至终点,消耗溶液20.00mL。通过计算确定草酸合铁酸钾晶体的化学式为
A. B.
C. D.
12.一种气态烷烃和一种气态烯烃组成的混合物共10g,混合气体的密度是相同状况下H2密度的12.5倍.该混合气体通过装有溴水的试剂瓶时,试剂瓶的质量增加了8.4g,该混合气体可能是
A.乙烷和乙烯 B.乙烷和丙烯 C.甲烷和乙烯 D.甲烷和丙烯
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第60讲 有机化合物的分类、命名及研究方法
复习目标
1.能辨识有机化合物的类别及分子中官能团,能根据有机物的命名规则对常见有机化合物命名。
2.知道研究有机化合物结构的一般方法和有机化合物分离、提纯的常用方法。
考点一 有机物的分类
必备知识
类别
官能团
通式
典型代表物
结构
名称
名称
结构简式
烃
(1)烷烃
-
-
CnH2n+2(n≥1)(链状烷烃)
甲烷
CH4
(2)烯烃
碳碳双键
CnH2n(n≥2)(单烯烃)
乙烯
CH2==CH2
(3)炔烃
-C≡C-
碳碳三键
CnH2n-2(n≥2)(单炔烃)
乙炔
CH≡CH
(4)芳香烃
-
-
CnH2n-6(n≥6) (苯及其同系物)
苯
烃的衍生物
(5)卤代烃
碳卤键
饱和一卤代烃:CnH2n+1X
溴乙烷
CH3CH2Br
(6)醇
—OH(与链烃基相连)
(醇)羟基
饱和一元醇:CnH2n+2O
乙醇
CH3CH2OH
(7)酚
—OH(与苯环直接相连)
(酚)羟基
-
苯酚
(8)醚
醚键
-
乙醚
C2H5OC2H5
(9)醛
醛基
饱和一元醛:CnH2nO
乙醛
CH3CHO
(10)酮
羰基
-
丙酮
CH3COCH3
(11)羧酸
羧基
饱和一元羧酸:CnH2nO2
乙酸
CH3COOH
(12)酯
酯基
饱和一元酯:CnH2nO2
乙酸乙酯
CH3COOC2H5
(13)胺
—NH2
氨基
-
甲胺
CH3NH2
(14)酰胺
酰胺基
-
乙酰胺
CH3CONH2
(15)氨基酸
—NH2、
氨基、羧基
-
甘氨酸
能力提升
1.“芬必得”具有解热镇痛作用及抗生素作用,其主要成分结构简式如下图所示,下列有关“芬必得”说法错误的是
A.该分子中杂化和杂化的碳原子个数比为 B.分子式为
C.属于芳香族化合物 D.分子中所有碳原子不可能处于同一平面内
【答案】A
【分析】分析该有机物的结构简式可知,分子式为,含有官能团羧基,分子中含有苯环,属于芳香族化合物,据此回答。
【详解】A.苯环上的碳原子以及羧基上的碳原子采取杂化,其它碳原子采取杂化,故该分子中杂化和杂化的碳原子个数比为,故A错误;
B.有机物含有13个碳原子,分子式为,故B正确;
C.分子中含有苯环,属于芳香族化合物,故C正确;
D.含有6个饱和碳原子,且1个碳上就连有4个饱和碳原子,所以分子中所有碳原子不可能处于同一平面内,故D正确;
故选D。
2.下列叙述正确的是
A.和分子组成相差一个,因此是同系物关系
B.和均是芳香烃,既是芳香烃又是芳香族化合物
C.分子式为的有机物可能存在4个单键
D.分子式为的红外光谱图上发现有键和键的振动吸收,由此可以初步推测有机物结构简式一定
【答案】C
【详解】
A.中羟基直接与苯环相连,属于酚类,而 羟基与烷烃基相连,属于醇类,二者结构不同,一定不是同系物,A错误;
B.是苯,属于芳香烃,是环己烷,不属于芳香烃,中有N、O原子,不属于芳香烃,B错误;
C.分子式为的有机物可能含有一个环,即可能为环烷烃,如环丁烷,分子中含有4个单键,C正确;
D.分子式为的红外光谱图上发现有键和键的振动吸收,由于二甲醚CH3OCH3中也含有键和键的振动吸收,无法判断有机物是否为乙醇,D错误;
答案选C。
3.下列有关官能团和物质类别的关系说法不正确的是
A.有机物分子中含有,则该有机物不一定为烯烃类
B.的官能团为(羟基),属于醇类
C.和分子中都含有(醛基),则两者同属于醛类
D.可以看作的一个氢原子被一个溴原子取代后的产物,因此属于烃的衍生物
【答案】C
【详解】A.烯烃类不仅要有双键,还需要是碳氢两种元素,例如CH2=CHCOOH就不属于烯烃类,故A正确;
B.名为乙二醇,属于醇类,故B正确;
C.为酯类,官能团为 (酯基),为羧酸, 官能团为(羧基),故C错误;
D.可以看作的一个氢原子被一个溴原子取代后的产物,为卤代烃,属于烃的衍生物,故D正确;
答案选C。
4.胡妥油是制作香料的原料之一,其合成过程如图所示:
下列说法中正确的是
A.A属于芳香族化合物 B.B的分子式为C11H19O3
C.C可以发生水解反应 D.D中含有2种官能团
【答案】C
【详解】A.A分子中不含有苯环,不属于芳香族化合物,A不正确;
B.B分子中含有11个C原子、3个O原子,不饱和度为3,则含H原子数为11×2+2-3×2=18,分子式为C11H18O3,B不正确;
C.C分子中含有酯基,可以发生水解反应,C正确;
D.D中只含有碳碳双键1种官能团,D不正确;
故选C。
5.下列叙述错误的是
A.有机物的系统命名为:4-甲基-2-戊炔
B.有机物中的含氧官能团名称为:羧基
C.有机物属于酚类
D.有机物与苯甲酸互为同分异构体
【答案】C
【详解】A.该有机物为炔烃,主链为5个C,从离碳碳三键最近的左侧开始编号,碳碳三键在2号位,4号位上有1个甲基,因此名称为4-甲基-2-戊炔,A正确;
B.该有机物中的官能团为羧基和亚氨基,其中含氧官能团为羧基,B正确;
C.该物质没有苯环,不属于酚,C错误;
D.该物质和苯甲酸()的分子式都是C7H6O2,分子式相同结构不同,属于同分异构体,D正确;
故选C。
考点二 有机物的命名
必备知识
1.烷烃的命名
(1)习惯命名法
(2)系统命名法
[应用举例]
(1)新戊烷的系统命名为2,2-二甲基丙烷。
(2)的系统命名为2,5-二甲基-3-乙基己烷。
2.含官能团有机物的系统命名
注意 卤代烃中卤素原子作为取代基看待。酯是由对应的羧酸与醇(或酚)的名称组合,即某酸某酯。聚合物:在单体名称前面加“聚”。
[应用举例]
用系统命名法给下列有机物命名:
(1):4-甲基-1-戊炔。
(2):3-甲基-1-丁烯。
(3):2-甲基-1,2-丁二醇。
3.苯的同系物的命名
(1)习惯命名:用邻、间、对。
(2)系统命名法
将苯环上的6个碳原子编号,以某个取代基所在的碳原子的位置为1号,选取最小位次号给其他取代基编号。
[应用举例]
(1)
(2)系统命名:1,2,4-三甲苯。
点拨提示
1.有机物系统命名中常见的错误
(1)主链选取不当(不包含官能团,不是主链最长、支链最多)。
(2)编号错(官能团的位次不是最小,取代基位号之和不是最小)。
(3)支链主次不分(不是先简后繁)。
(4)“-”“,”忘记或用错。
2.弄清系统命名法中四种字的含义
(1)烯、炔、醛、酮、酸、酯……指官能团。
(2)二、三、四……指相同取代基或官能团的个数。
(3)1、2、3……指官能团或取代基的位置。
(4)甲、乙、丙、丁……指主链碳原子个数分别为1、2、3、4……。
能力提升
1.下列说法中正确的是
A.的名称为2-甲基-3-乙基丁烷
B.属于醛类
C.反-2-丁烯的分子结构模型(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键等):
D.加水后用分液的方法分离苯和硝基苯的混合物
【答案】C
【详解】
A.的名称为2,3-二甲基戊烷,A错误;
B.含有的官能团为酯基,属于酯类,B错误;
C.反-2-丁烯的结构简式为CH3CH=CHCH3,其中碳碳双键上的两个氢位于碳碳双键的两侧,C正确;
D.苯与硝基苯均不溶于水,不能分液,D错误;
故选C。
2.下列有机物实际存在且命名正确的是
A.3-羟基乙苯 B.2,2-二甲基-3-戊炔
C.3-甲基-2-丁酸 D.2-甲基丙烯酰胺
【答案】D
【详解】A.3-羟基乙苯中存在苯酚结构,乙基为取代基,正确名称为:3-乙基苯酚,A项错误;
B.2,2-二甲基-3-戊炔中从靠近官能团处编号,正确名称为:3,3-二甲基-2-戊炔,B项错误;
C.名称为3-甲基-2-丁酸的有机物不存在,因为羧基应该在主链两端,C项错误;
D.2-甲基丙烯酰胺的结构式为:,有机物实际存在且命名正确,D项正确;
答案选D。
3.以苯为原料可以制备间二氟苯,其转化关系如下。下列说法错误的是
A.甲的名称为1,3—二硝基苯
B.甲→乙为氧化反应
C.中B原子的杂化方式为
D.甲、乙、丙、丁中最有可能做离子导体的是丙
【答案】B
【详解】A.根据官能团的优先顺序可知,硝基连接在苯环上为取代基,苯环作为母体,因此甲的名称为1,3—二硝基苯,故A正确;
B.观察甲、乙的结构简式可知,甲中硝基变为氨基,发生的是还原反应,故B错误;
C.中B原子的价层电子对数为,因此杂化方式为,故C正确;
D.做离子导体需要能够产生离子,观察结构可知,最有可能做离子导体的是丙,故D正确;
故答案选B。
4.已知制备丁内酯的反应,一种机理如图所示(“*”表示此微粒吸附在催化剂表面)。下列说法错误的是
A.反应物的名称为1,二丁醇
B.步骤(a)中和氧原子间形成共价键
C.在上述合成丁内酯过程中起催化作用
D.生成丁内酯的反应为消去反应
【答案】A
【详解】A.反应物的名称为1,4-丁二醇,A错误;
B.由图可知,步骤a中*H+和氧原子间形成氢氧共价键,故作用力是共价键,B正确;
C.H+在上述合成γ-丁内酯过程中参与了反应后又被生成,作用是催化作用,C正确;
D.反应为1,4-丁二醇脱去氢气分子,生成不饱和键的化合物,为消去反应,D正确;
故选A。
5.下列关于有机物的结构或性质描述中正确的个数是
(1)向澄清的苯酚钠溶液中通入,溶液变浑浊,说明酸性:苯酚>碳酸
(2)乙炔()分子中所有原子在同一条直线上
(3)沸点:正丁醇>正丙醇>乙醇
(4)乙烯分子中的碳原子采取杂化
(5)分子式为的芳香烃,若苯环上的一溴代物只有一种(不考虑立体异构),该烃命名为对二甲苯
(6)只含有一种等效氢的,可命名为2,2-二甲基丙烷
(7)2,3-二甲基-2-丁烯分子中所有碳原子位于同一平面上
(8)进行一溴取代反应后,能生成五种沸点不同的有机产物
A.5个 B.6个 C.7个 D.8个
【答案】C
【详解】(1)向澄清的苯酚钠溶液中通入CO2,溶液变浑浊,说明生成了苯酚,根据强酸制弱酸的原理,酸性:碳酸>苯酚,错误;
(2)乙炔分子中H-C≡C-H的键角是180°,所有原子在同一条直线上,正确;
(3)相对分子质量越大,一般范德华力越大,沸点越高,相对分子质量:正丁醇>正丙醇>乙醇,所以沸点:正丁醇>正丙醇>乙醇,正确;
(4)乙烯分子中的碳原子均是双键,因此采取sp2杂化,键角是120°,正确;
(5)分子式为C8H10的芳香烃,不饱和度为4,说明只含有一个苯环,苯环上的一溴代物只有一种,即苯环上只有一种等效氢,结构完全对称,是对二甲苯 ,正确;
(6)只含有一种等效氢的,分子结构具有较强对称性,是新戊烷,系统命名法为2,2-二甲基丙烷,正确;
(7)2,3-二甲基-2-丁烯分子结构简式为,与碳碳双键直连的原子与之共平面,因此所有碳原子位于同一平面上,正确;
(8)(CH3)2CHCH2CH2CH3含有5种氢,因此一溴取代反应后,能生成五种沸点不同的有机产物,正确;
共有7个正确,故答案选C。
考点三 研究有机化合物的一般步骤
必备知识
1.有机物系统命名中常见的错误
(1)主链选取不当(不包含官能团,不是主链最长、支链最多)。
(2)编号错(官能团的位次不是最小,取代基位号之和不是最小)。
(3)支链主次不分(不是先简后繁)。
(4)“-”“,”忘记或用错。
2.弄清系统命名法中四种字的含义
(1)烯、炔、醛、酮、酸、酯……指官能团。
(2)二、三、四……指相同取代基或官能团的个数。
(3)1、2、3……指官能团或取代基的位置。
(4)甲、乙、丙、丁……指主链碳原子个数分别为1、2、3、4……。
1.研究有机化合物的基本步骤
2.有机物分子式的确定
(1)元素分析——李比希氧化产物吸收法
(2)相对分子质量的测定——质谱法
质荷比(分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷数的比值)最大值即为该有机物的相对分子质量,进而确定其分子式。
3.分子结构的鉴定
(1)化学方法:利用特征反应鉴定出官能团,再制备它的衍生物进一步确认。
(2)物理方法——波谱分析
①红外光谱
分子中化学键或官能团可吸收与其振动频率相同的红外线,不同化学键或官能团的吸收频率不同,在红外光谱图上将处于不同的位置,从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。
②核磁共振氢谱
③X射线衍射
能力提升
1.化合物Y是合成丹参醇的中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A.X的分子式为C8H10O
B.X分子中含手性碳原子
C.Y与以物质的量1∶1发生加成反应时可得2种产物
D.X、Y可用酸性溶液进行鉴别
【答案】A
【分析】
与反应生成,发生水解反应得到。
【详解】A.根据X的结构可知,X的分子式为C8H10O,A正确;
B.X分子中不含手性碳原子,手性碳原子连有四个不一样的基团,X不合要求,B错误;
C.Y与以物质的量1∶1发生1,2-加成反应时可得2种产物,发生1,4-加成反应时可得产物,故Y与以物质的量1∶1发生加成反应时可得3种产物,C错误;
D.X、Y均含有碳碳双键,均使酸性溶液褪色,不可以用酸性溶液进行鉴别,D错误;
故选A。
2.实验室中按以下方案从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物:
下列说法错误的是
A.操作①需要过滤装置 B.操作②分液时水层溶液从下口放出
C.操作③是蒸发操作 D.操作④需要用到球形冷凝管
【答案】D
【分析】由流程可知,从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物,由实验流程可知,操作①是分离固液混合物,其操作为过滤,操作②分离互不相溶的液体混合物,需进行分液,要用到分液漏斗;操作③是从溶液中得到固体,操作为蒸发,需要蒸发皿;操作④是从有机化合物中,利用沸点不同采取蒸馏得到甲苯,以此来解答。
【详解】A.由分析可知,操作①为过滤,需要过滤装置,A项正确;
B.由分析可知,操作②为分液,由于甲苯的密度小于水,故下层为水层,分液时水层溶液从下口放出,上层为有机层,应从上口倒出,B项正确;
C.由分析可知,操作③为蒸发操作,C项正确;
D.由分析可知,操作④为蒸馏,蒸馏时用直形冷凝管,冷凝回流时用球形冷凝管,D项错误;
答案选D。
3.某学习小组研究某烃的含氧衍生物A的组成和结构,研究过程如下:
称取9gA在足量氧气中充分燃烧,并使产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰,发现两者分别增重5.4g和13.2g,对A进行波谱分析结果如图。
下列说法正确的是
A.由质谱图可知A的分子式为C3H6O2
B.结合红外光谱和核磁共振氢谱可知A的结构简式为CH2(OH)CH2COOH
C.若取A和C2H6O的混合物1mol进行燃烧实验,该混合物完全燃烧消耗氧气的物质的量取决于混合物中二组分的比例
D.B是A的位置异构体,则B在核磁共振氢谱中峰面积之比为2∶2∶1∶1
【答案】D
【分析】9gA在足量氧气中充分燃烧,并使其产物依次缓缓通过足量的浓硫酸和碱石灰,发现两者分别增重5.4g和13.2g,说明完全燃烧生成水的质量为5.4g,二氧化碳的质量为13.2g,9gA完全燃烧生成水的物质的量是==0.3 mol,9.0gA完全燃烧生成二氧化碳的物质的量是==0.3mol,n(O)===0.3mol,所以A的实验式为CH2O,通过质谱法测得A相对分子质量为90,设分子式为(CH2O)n,则(12+2+16)n=90,n=3,故A的分子式为C3H6O3,以此来解析。
【详解】A.由分析可知A的分子式为,A错误;
B.根据红外光谱只A中含有-OH和-COOH,由核磁共振氢谱可知,A中含有4种氢原子,其数目比为1:1:1:3,故A的结构简式为CH3CH(OH)COOH,B错误;
C.由分析可知A的分子式为,假设有机物的物质的量都为1mol,混合物中的两种有机物物质的量相同时,完全燃烧消耗的氧气的物质的量相等,无论以何种物质的量的比例混合,完全燃烧消耗氧气的量是否都为3mol,C错误;
D.B是A的位置异构体,则B为CH2(OH)CH2COOH,共有4种氢原子,个数比为2:2:1:1,即B在核磁共振氢谱中峰面积之比为2:2:1:1,D正确;
故选D。
4.环戊酮是合成新型降压药物的中间体,实验室制备环戊酮()的反应原理如下:
已知:a.己二酸,熔点为,左右升华;
b.环戊酮沸点,着火点。
步骤如下:
I.将己二酸和适量置于蒸馏烧瓶中,维持温度,均匀加热20分钟;
Ⅱ.在馏出液中加入适量的浓溶液,振荡锥形瓶、分液除去水层;向有机层中加入,振荡分离出有机层;
Ⅲ.对Ⅱ所得有机层进行蒸馏,收集馏分,称量获得产品,计算产率。
对于上述实验,下列说法正确的是
A.步骤I中,为增强冷凝效果应选用球形冷凝管
B.步骤I中,为保证受热均匀应采取水浴加热的方式
C.步骤Ⅱ中,分液操作需要的玻璃仪器有:分液漏斗、烧杯、玻璃棒
D.步骤Ⅲ中,应收集范围内的馏分
【答案】D
【详解】A.直形冷凝管一般是用于蒸馏,即在用蒸馏法分离物质时使用,而球形冷凝管一般用于反应装置,即在反应时考虑到反应物的蒸发流失而用球形冷凝管冷凝回流,使反应更彻底,步骤I中反应后蒸馏,为增强冷凝效果应选用直形冷凝管,A错误;
B.因为反应温度需要稳定维持在285~290℃,水浴温度低,酒精灯加热温度不稳定,因此要用熔融的KNO3+NaNO3盐浴,B错误;
C.步骤Ⅱ中,分液操作需要的玻璃仪器有:分液漏斗、烧杯,C错误;
D.因环戊酮沸点,步骤Ⅲ中,应收集范围内的馏分,D正确;
故选D。
5.某化学小组用如图装置检验乙酸钴[(CH3COO)2Co]在氮气气氛中的分解产物,经查阅资料知:
(Ⅰ)氮气不参与反应,乙酸钴分解产物有CO、CO2、C2H6及某种固态氧化物X;
(Ⅱ)PdCl2溶液易被CO还原为Pd;CuO可与烃类反应生成水与CO2。
下列说法正确的是
A.装置A、B用于检验CO和CO2,其中A盛放的是PdCl2浓溶液
B.通N2的作用是使分解产生的气体全部进入后续装置,可将N2换为空气
C.装置D~F用于检验C2H6的C、H元素,其中E装置中盛放的试剂与C相同
D.若最终分解n(X):n(CO):n(CO2):n(C2H6)=1:4:2:3,则X的化学式为Co3O4
【答案】D
【分析】由题给装置图可知,加热前通入氮气排尽装置中的空气防止空气中氧气干扰实验,加热乙酸钴,乙酸钴分解受热分解生成CO、CO2、C2H6及某种固态氧化物X,由于PdCl2溶液被CO还原为Pd的同时会生成二氧化碳,装置A中澄清石灰水用于二氧化碳的检验,装置B中PdCl2浓溶液用于一氧化碳检验及吸收,装置C中碱石灰用于吸收二氧化碳和水蒸气,防止干扰实验;装置D为烃类与氧化铜反应验证装置,装置E中无水硫酸铜用于验证反应生成的水,装置F中澄清石灰水用于检验反应生成的二氧化碳。
【详解】A.PdCl2溶液被CO还原为Pd的同时会生成二氧化碳,反应生成的二氧化碳会干扰二氧化碳检验,故A错误;
B.若将氮气换为空气,易燃的C2H6与空气中氧气在加热情况下可能会爆炸,影响实验进行,故B错误;
C.装置C中碱石灰用于除去水和二氧化碳,防止干扰烃类与氧化铜反应产物的验证,装置D中无水硫酸铜用于检验水,盛放的试剂不同,故C错误;
D.乙酸钴中C元素化合价为0价,Co元素化合价为+2价,乙酸钴中钴与碳的个数之比为1:4,最终分解n(X):n(CO):n(CO2):n(C2H6)=1:4:2:3,若碳的化合物中C原子个数为12,X中钴原子个数为=3,设X中钴元素化合价为a,由得失电子数目守恒可得:(a—2)×3+4×1+2×4=3×2×3,解得a=+,则X的化学式为Co3O4,故D正确;
故选D。
真题测评
1.我国科学家在青蒿素研究方面为人类健康作出了巨大贡献。在青蒿素研究实验中,下列叙述错误的是
A.通过萃取法可获得含青蒿素的提取液
B.通过X射线衍射可测定青蒿素晶体结构
C.通过核磁共振谱可推测青蒿素相对分子质量
D.通过红外光谱可推测青蒿素分子中的官能团
【答案】C
【详解】A.某些植物中含有青蒿素,可以通过用有机溶剂浸泡的方法将其中所含的青蒿素浸取出来,这种方法也叫萃取,固液分离后可以获得含青蒿素的提取液,A正确;
B.晶体中结构粒子的排列是有规律的,通过X射线衍射实验可以得到晶体的衍射图,通过分析晶体的衍射图可以判断晶体的结构特征,故X射线衍射可测定青蒿素晶体结构,B正确;
C.通过核磁共振谱可推测青蒿素分子中不同化学环境的氢原子的种数及其数目之比,但不能测定青蒿素的相对分子质量,要测定青蒿素相对分子质量应该用质谱法,C不正确;
D.红外光谱可推测有机物分子中含有的官能团和化学键,故通过红外光谱可推测青蒿素分子中的官能团,D正确;
综上所述,本题选C。
2.提纯苯甲酸粗品(含少量和泥沙)的过程如下。其中,操作X为
A.加热蒸馏 B.加水稀释 C.冷却结晶 D.萃取分液
【答案】C
【详解】苯甲酸粗品(含少量和泥沙)加水加热进行溶解,得到浊液,趁热过滤,除去泥沙,滤液中含有少量NaCl,由于苯甲酸的溶解度受温度影响大,而NaCl的溶解度受温度影响小,可通过冷却结晶的方式进行除杂,得到苯甲酸晶体,过滤后对晶体进行洗涤,得到苯甲酸,因此,操作X为冷却结晶,故C正确,
故选C。
3.一种点击化学方法合成聚硫酸酯(W)的路线如下所示:
下列说法正确的是
A.双酚A是苯酚的同系物,可与甲醛发生聚合反应
B.催化聚合也可生成W
C.生成W的反应③为缩聚反应,同时生成
D.在碱性条件下,W比聚苯乙烯更难降解
【答案】B
【详解】A.同系物之间的官能团的种类与数目均相同,双酚A有2个羟基,故其不是苯酚的同系物,A不正确;
B.题干中两种有机物之间通过缩聚反应生成W,根据题干中的反应机理可知, 也可以通过缩聚反应生成W,B正确;
C.生成W的反应③为缩聚反应,同时生成,C不正确;
D.W为聚硫酸酯,酯类物质在碱性条件下可以发生水解反应,因此,在碱性条件下,W比聚苯乙烯易降解,D不正确;
综上所述,本题选B。
4.苯并降冰片烯是一种重要的药物合成中间体,结构简式如图。关于该化合物,下列说法正确的是
A.是苯的同系物
B.分子中最多8个碳原子共平面
C.一氯代物有6种(不考虑立体异构)
D.分子中含有4个碳碳双键
【答案】B
【详解】A.苯的同系物必须是只含有1个苯环,侧链为烷烃基的同类芳香烃,由结构简式可知,苯并降冰片烯的侧链不是烷烃基,不属于苯的同系物,故A错误;
B.由结构简式可知,苯并降冰片烯分子中苯环上的6个碳原子和连在苯环上的2个碳原子共平面,共有8个碳原子,故B正确;
C.由结构简式可知,苯并降冰片烯分子的结构上下对称,分子中含有5类氢原子,则一氯代物有5种,故C错误;
D.苯环不是单双键交替的结构,由结构简式可知,苯并降冰片烯分子中只含有1个碳碳双键,故D错误;
故选B。
5.下列说法正确的是
A. 的名称为3一甲基丁烷
B.CH3CH2CH2CH2CH3和 互为同素异形体
C. 和 为同一物质
D.CH3CH2OH和 具有相同的官能团,互为同系物
【答案】C
【详解】A项,离取代基近的一端编号,命名应为2-甲基丁烷,故A项错误;
B项,选项中的物质分子式相同结构不同,无特殊官能团,互为同分异构体,故B项错误;
C项,甲烷分子呈现正四面体结构,四个位置完全等价,故C项正确;
D项,虽然二者具有相同的官能团,但官能团的个数不同,组成也不相差CH2,不互为同系物,故D项错误。
综上所述,本题正确答案为C。
【点睛】本题重点考查了“四同”的区分,同分异构体:分子式相同而结构不同的化合物,如CH3CH2CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH2CH3;同系物:结构相似,在分子式上相差一个或若干个CH2的一系列化合物,如CH3CH2OH和CH3OH;同素异形体:同种元素组成的不同单质,如石墨与金刚石;同位素:质子数相同而中子数不同的原子,如1H与2H。
拓展精练
1.下列物质中与CH4互为同系物的是
A.C6H6 B.C2H4 C.C3H8 D.C2H2
【答案】C
【详解】CH4属于烷烃,化学式不同的烷烃互为同系物。
A.C6H6为苯,结构与甲烷不相似,不属于同系物,故A错误;
B.C2H4为乙烯,含有碳碳双键,结构与甲烷不相似,不属于同系物,故B错误;
C.C3H8为丙烷,与甲烷属于同系物,故C正确;
D .C2H2为乙炔,含有碳碳三键,结构与甲烷不相似,不属于同系物,故D错误;
故选:C。
2.下列说法正确的是
A.表示中子数为10的氧元素的一种核素
B.金刚石和石墨互为同素异形体,两者之间不能相互转化
C.CH3COOH和CH3COOCH3互为同系物
D.C6H14的同分异构体有4种,其熔点各不相同
【答案】A
【详解】A. 表示中子数为18-8=10,质子数为8的氧元素的一种核素,故A正确;
B.金刚石和石墨都是碳元素的单质,互为同素异形体,两者之间可以相互转化,故B错误;
C.CH3COOH和CH3COOCH3的结构不相似,不互为同系物,故C错误;
D.C6H14的同分异构体有己烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、2,2-二甲基丁烷、2,3-二甲基丁烷,共5种,故D错误;
故选A。
3.下列说法正确的是
A.金刚石和石墨互为同素异形体,熔点和硬度都很高
B.氕、氘、氚是氢元素的三种核素,质子数都为1
C.乙醇和二甲醚(CH3-O-CH3)互为同系物
D.C4H10的一氯取代物只有一种
【答案】B
【详解】A.金刚石和石墨都是有碳元素组成的不同单质,互为同素异形体,石墨的硬度小,故A错误;
B.氕、氘、氚是质子数相同,中子数不同的同元素的不同原子,三者是氢元素的三种核素,质子数都是1,故B正确;
C.乙醇和二甲醚不属于一类物质,官能团不同,不是同系物,故C错误;
D.分子式为C4H10的烷烃为丁烷,丁烷存在正丁烷和异丁烷两种同分异构体,正丁烷CH3CH2CH2CH3有2氢原子,所以其一氯代物有2;异丁烷CH3CH(CH3)CH3有2氢原子,其一氯代物有2种,所以丁烷的一氯代物的同分异构体总共有4种,故D错误;
故选B。
4.下列说法中不正确的是
A. 和 是同一种核素
B.红磷和白磷互为同素异形体
C.CH3COOCH2CH3和CH3CH2COOCH3是不同种物质
D.CH3CH2OH可看做是由乙基和羟基两种基团组成的
【答案】A
【详解】A.126C和146C中子数不同,是碳原子的不同种核素,故A错误;
B.红磷与白磷都是磷元素形成的不同单质,互为同素异形体,故B正确;
C.CH3COOCH2CH3和CH3CH2COOCH3结构不同,是不同物质,故C正确;
D.CH3CH2OH可看成是由-C2H5和-OH两种基团组成的,故D正确;
答案选A。
5.下列叙述正确的是
A.KBr的电子式:
B.聚乙炔的结构简式:
C.的空间结构:平面三角形
D.的名称:2-甲基-2-丁烯
【答案】B
【详解】A.KBr的电子式为,A错误;
B.聚乙炔的结构为单双键交替结构,结构简式为,B正确;
C.中心原子的价层电子对数为4,孤电子对数为1,空间结构为三角锥形,C错误;
D.CH3CH2C(CH3)=CH2的系统命名为2-甲基-1-丁烯,D错误;
故选B。
6.下列化学用语或图示正确的是
A.的系统命名:2-甲基苯酚
B.分子的球棍模型:
C.激发态H原子的轨道表示式:
D.键形成的轨道重叠示意图:
【答案】A
【详解】
A.含有的官能团为羟基,甲基与羟基相邻,系统命名为:2-甲基苯酚,故A正确;
B.臭氧中心O原子的价层电子对数为:,属于sp2杂化,有1个孤电子对,臭氧为V形分子,球棍模型为:,故B错误;
C.K能层只有1个能级1s,不存在1p能级,故C错误;
D.p-pπ键形成的轨道重叠示意图为:,故D错误;
故选A。
7.下列表示不正确的是
A.中子数为10的氧原子:
B.的价层电子对互斥(VSEPR)模型:
C.用电子式表示的形成过程:
D.的名称:2-甲基-4-乙基戊烷
【答案】D
【详解】A.质子数为8,质量数为18,根据质量数=质子数+中子数,可算得中子数为10,A说法正确;
B.中心原子S价层电子对数:,其价层电子对互斥(VSEPR)模型为平面三角形,B说法正确;
C.为离子化合物,其电子式表示形成过程:,C说法正确;
D.有机物主链上有6个碳原子,第2、4号碳原子上连有甲基,命名为:2,4-二甲基己烷,D说法错误;
答案选D。
【点睛】
8.关于的说法正确的是
A.分子中有3种杂化轨道类型的碳原子
B.分子中共平面的原子数目最多为14
C.分子中的苯环由单双键交替组成
D.与Cl2发生取代反应生成两种产物
【答案】A
【详解】A.—CH3的碳原子有4个σ键,无孤对电子,是sp3杂化,苯环上的碳原子有3个σ键,无孤对电子,是sp2杂化,—C≡CH的碳原子有2个σ键,无孤对电子,是sp杂化,因此分子中有3种杂化轨道类型的碳原子,故A正确;
B.根据苯中12个原子共平面,乙炔中四个原子共直线,甲烷中三个原子共平面,因此分子中共平面的原子数目最多为15个(甲基中碳原子和其中一个氢原子与其他原子共面),故B错误;
C.分子中的苯环中碳碳键是介于碳碳单键和双键之间独特的键,故C错误;
D.与Cl2发生取代反应,取代甲基上的氢有一种产物,取代苯环上的氢有四种产物,因此取代反应生成五种产物,故D错误。
综上所述,答案为A。
9.下列说法正确的是
A.18O2和16O2互为同位素
B.正己烷和2,2−二甲基丙烷互为同系物
C.C60和C70是具有相同质子数的不同核素
D.H2NCH2COOCH3和CH3CH2NO2是同分异构体
【答案】B
【详解】A. 18O2和16O2是指相对分子质量不同的分子,而同位素指具有相同质子数,但中子数不同的元素互称同位素,A项错误;
B. 正己烷的分子式C6H14,2,2−二甲基丙烷即新戊烷分子式是C5H12,两者同属于烷烃,且分子式差一个CH2,属于同系物,B项正确;
C.核素表示具有一定的质子数和中子数的原子,C60和C70是由一定数目的碳原子形成的分子,显然,C项错误;
D. H2NCH2COOCH3和CH3CH2NO2是分子式分别为C3H7O2N和C2H5O2N,分子式不同,显然不是同分异构体,D项错误。
故答案选B。
10.以金属钌作催化剂,经过以下步骤可直接转化为甲醇,有助于实现碳中和,转化原理如图所示。下列叙述不正确的是
A.也是该转化过程的催化剂
B.第1步转化过程涉及的反应类型是加成反应和复分解反应
C.第4步转化,参加反应的物质个数之比为
D.该转化过程的总反应式为:
【答案】C
【详解】A.在反应过程中参加反应,在最后又反应产生,A正确;
B.第1步转化过程先加成生成羧基,羧基和氨基发生中和反应,B正确;
C.第4步转化是聚合物与氢气发生反应,故参加反应的物质个数之比为1∶2n,C错误;
D.二氧化碳和氢气为反应物,甲醇和水为生成物,所以化学反应方程式为:,D正确;
故选C。
11.草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体易溶于水,难溶于乙醇,110℃可完全失去结晶水,是制备某些铁触媒的主要原料。实验室通过下列步骤测定其组成:
步骤1:准确称取两份质量均为0.4910g的草酸合铁酸钾样品。
步骤2:一份在氛围下保持110℃加热至恒重,称得残留固体质量为0.4370g。
步骤3:另一份完全溶于水后,让其通过装有某阴离子交换树脂的交换柱,用蒸馏水冲洗交换柱,收集交换出的,以为指示剂,用的溶液滴定至终点,消耗溶液20.00mL。通过计算确定草酸合铁酸钾晶体的化学式为
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】n(H2O)==,n(Cl-)=n(Ag+)=0.1500mol/L20.00L=;根据离子交换柱中,可得样品中,n(K+)=n(Cl-)=,,110℃残留固体是晶体失去结晶水后的产物即K+和的总质量,为;中根据电荷守恒关系可得:a+3=2b,得a=3,b=3;n=,n(K+): n: n(H2O)=3:1:3,则样品的化学式为;答案选A。
12.一种气态烷烃和一种气态烯烃组成的混合物共10g,混合气体的密度是相同状况下H2密度的12.5倍.该混合气体通过装有溴水的试剂瓶时,试剂瓶的质量增加了8.4g,该混合气体可能是
A.乙烷和乙烯 B.乙烷和丙烯 C.甲烷和乙烯 D.甲烷和丙烯
【答案】C
【详解】混合气体的密度是相同状况下H2密度的12.5倍,则有机物的平均摩尔质量25g/mol,烯烃中乙烯的相对分子质量最小为28,故混合气体中一定有甲烷。混合气体的总的物质的量为=0.4mol.该混合气通过Br2水时,Br2水增重8.4g为烯烃的质量,所以甲烷的质量为1.6g,物质的量为甲烷的物质的量为=0.1mol,故烯烃的物质的量为0.4mol﹣0.1mol=0.3mol,所以M(烯烃)==28g/mol,令烯烃的组成为CnH2n,则14n=28,所以n=2,故为乙烯,所以混合物为甲烷、乙烯,
故选C。
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