专题02 依据条件推断烃的分子式（重难点讲义）化学沪科版选择性必修3

专题02 依据条件推断烃的分子式 1．掌握推断烃分子式的核心计算原理与方法。 2．能够精准辨析常见数据陷阱与隐含条件，并进行误差分析与结果验证。 3．基于数据与化学性质，设计并完成烃分子式的系统推断探究。 一、研究有机化合物的基本步骤 二、确定实验式——元素分析 1．实验式：有机化合物分子内各元素原子的 ，也称为 式。 2．元素分析 分类 定性分析 定量分析 含义 用化学方法鉴定有机物的 组成 将一定量的有机化合物 ，转化为简单的无机物，并通过测定无机物的 ，推算出有机化合物所含各元素的 ，然后计算该有机化合物分子内各元素原子的 ，确定其 举例 完全燃烧后，碳元素变成 ，氢元素变成 根据CO2的质量确定有机化合物中C元素的 ，根据H2O的质量确定有机化合物中 元素的质量分数 3．李比希定量分析的一般步骤 三、确定分子式——质谱法 1．原理 用 等轰击样品，使有机分子 电子，形成带 的分子离子和碎片离子等。这些离子因质量不同、电荷不同，在电场和磁场中的运动行为 。以 为横坐标，以各类离子的相对丰度为纵坐标记录测试结果，就得到有机化合物的 。 2．质荷比 指分子离子、碎片离子的相对质量与电荷数的比值。质谱图中，质荷比的 就表示了样品分子的 。例如，由如图可知，样品分子的相对分子质量为 。 3．确定分子式的方法 (1)常用方法 (2)商余法 用烃的相对分子质量除以 的相对原子质量12，所得商的 部分就是烃分子中所含 的最大值，余数则为所含 的最小值。 (3)化学方程式法 利用有机反应中反应物、生成物之间“量”的关系求分子式的方法。 在有机化学中，常利用有机物 的方程式对分子式进行求解。常用的化学方程式有： CxHy＋O2xCO2＋H2O CxHyOz＋O2xCO2＋H2O 四、确定分子结构 1．红外光谱 (1)作用：初步判断有机物分子中所含有的 。 (2)原理：有机化合物受到红外线照射时，能吸收与它的某些化学键或官能团的振动频率 的红外线，通过红外光谱仪的记录形成该有机化合物的红外光谱图。谱图中不同的化学键或官能团的 不同，因此分析有机化合物的红外光谱图，可获得分子中所含有的 或 的信息。如分子式为C2H6O的红外光谱： 该有机化合物分子中有3种不同的化学键，分别是 、 、 ，可推知该分子的结构 为 。 2．核磁共振氢谱 (1)作用：测定有机物分子中氢原子的 和它们的 。 (2)原理：氢原子核具有 ，如果用电磁波照射含氢元素的化合物，其中的氢核会吸收特定频率电磁波的能量而产生 现象，用核磁共振仪可以记录到有关信号。处于 环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率 ，相应的信号在谱图中出现的 也不同，具有不同的化学位移(用δ表示)，而且吸收峰的 与 成正比。 (3)关系 吸收峰组数＝化合物中氢原子 吸收峰面积比＝不同种类氢原子 (4)乙醇和二甲醚的核磁共振氢谱 乙醇 二甲醚 核磁共振氢谱 3．X射线衍射 (1)原理：X射线是一种波长很 (约10－10 m)的电磁波，它和晶体中的原子相互作用可以产生 图。经过计算可以从中获得分子结构的有关数据，包括 、 等分子结构信息。 (2)应用：将X射线衍射技术用于有机化合物(特别是复杂的生物大分子) 的测定，可以获得更为直接而详尽的结构信息。 五、探究与讨论 1：写出烷烃、烯烃/环烷烃、炔烃/二烯烃、苯及其同系物的燃烧通式。这些通式之间有什么关系？如何利用它们推断烃的类别？ 2：某烃完全燃烧后，生成的CO₂和H₂O的物质的量之比为2:1。写出该烃可能的结构简式和名称。若该烃的相对分子质量为78，确定其分子式。 3：在标准状况下，10mL某气态烃与50mL氧气混合，完全燃烧后，恢复到原温度，气体体积为35mL。求该烃的分子式。 4：在120℃、1.01×10⁵Pa时，将1L烯烃与4L氧气混合，完全燃烧后恢复到原条件，测得气体体积为5L。求该烯烃的分子式。 5：某烃中碳的质量分数为85.7%，在标准状况下其密度为2.5g/L。求该烃的分子式。 6：某气态烃在氧气中完全燃烧，生成的CO₂和H₂O的质量比为22:9。该烃对氢气的相对密度为21。求该烃的分子式。 7：某烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但不能与溴水反应。0.1mol该烃完全燃烧生成0.5mol CO₂和0.3mol H₂O。该烃对氢气的相对密度为30。求该烃的分子式，并写出其可能的结构简式。 8：某烃0.1mol与0.2mol HCl加成，生成的产物还能再与0.4mol Cl₂完全取代。求该烃的分子式。 9：通过以上探究，我们系统掌握了推断烃分子式的多种方法： 燃烧通式法：根据CO₂、H₂O的量或体积比。 差量法：利用反应前后气体体积差。 相对密度法：通过密度求相对分子质量。 元素质量分数法：结合相对分子质量。 化学性质法：根据特征反应推断。 平均值法：用于混合烃推断。 题型01结合不饱和度与定量燃烧数据的综合推断 【典例】回答下列问题： (1)完全燃烧0.1mol某烃，燃烧产物依次通过浓硫酸、浓碱液，实验结束后，称得浓硫酸增重9g，浓碱液增重17.6g，该烃可能的结构简式为___________。 (2)某链状烷烃的相对分子质量为114，该烷烃的分子式为___________。 (3)在常温常压下有、、和四种气态烃。取等物质的量的四种气态烃，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是___________(填分子式)。 (4)下列物质中，可以通过乙烯加成反应得到的是___________(填序号)。 A．        B．            C． (5)的名称是：___________ A．2，3，3-三甲基戊烷 B．3，3，4-三甲基戊烷 C．2，3-二甲基2乙基丁烷 D．2，3-二甲基-3-乙基丁烷 (6)下列各图均能表示甲烷的分子结构，其中更能反映其真实存在状况的是：___________ A．分子结构示意图 B．电子式 C．球棍模型 D．空间填充模型 【变式】按要求回答下列问题： (1)的名称为：______。 (2)下列物质的熔沸点由高到低的排序为______(填序号)。 ①2-甲基丁烷②2，3-二甲基丁烷③2，2-二甲基丙烷④戊烷⑤3-甲基戊烷 (3)写出丙烯一定条件下生成聚烯的化学方程式______。 (4)某烃在氧气中充分燃烧后，生成化合物B、C各，试回答： ①烃A的分子式为______。 ②若取一定量的烃A完全燃烧后，生成B、C各3mol，则有______g烃A参加了反应。 ③若烃A不能使溴水褪色，但在一定条件下，能与氯气发生取代反应，其一氯代物只有一种，则此烃A的结构简式为______。 ④若烃A能使溴水褪色，在催化剂作用下与H2加成，其加成产物经测定，分子中含有4个甲基，烃A可能有的结构简式______。 (5)桥环化合物是指化合物中的任意两个环共用两不直接相连的碳原子的环烃。某桥环烷烃的结构如图所示。写出该桥环烷烃的分子式为______，该烃的一氯取代物的同分异构体为______种，该烃的二氯代物______种。 题型02 用差量法进行推断 【典例】回答下列问题: (1)烷烃分子可看成由-CH3、-CH2-、和等结构组成的。如果某链状烷烃分子中同时存在这4种基团，所含碳原子数又最少，这种烃分子应含_______个碳原子，其结构简式可能为_______。 (2)请写出烷烃在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式：_______。 Ⅱ.有①甲烷、②乙烷、③丙烷、④丁烷4种烷烃，试回答下列各题(填序号)； (3)相同状况下，等体积的上述气态烃充分燃烧，消耗的量最多的_______。 (4)等质量的上述气态烃，在充分燃烧时，消耗的量最多的是_______。 (5)10 mL某气态烃在中充分燃烧，得到液态水，以及体积为35 mL的混合气体(所有气体体积均在同温、同压下测定)。该气态烃是_______。 【变式】碳、氢元素可形成种类繁多的烃类物质。 (1)如图表示某些烃分子的模型： ①c分子中的一个氢原子被C6H5-取代后的物质共直线的原子最多有_______个。 ②取等质量的上述三种烃充分燃烧，耗氧量最大的是_______(填分子式)。 ③25℃和101kPa时，取a、b和c组成的混合烃32mL，与过量氧气混合并完全燃烧，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，气体总体积缩小了56mL，则原混合烃中c的体积分数为_______。 (2)现有分子式是C11H16的烷基取代苯，它可以被氧化为的同分异构体共有_______种，并写出一种不能被氧化为的同分异构体的结构简式_______。 题型03 通过特征化学反应的定量关系推断 【典例】某烃能与完全加成，产物上的氢原子最多能被取代，则该烃可能为 A．丙烷 B．2-丁烯 C．1，3-丁二烯 D．丙炔 【变式】某烃完全燃烧后，能生成二氧化碳(标准状况下)，此烃在一定条件下能与氢气加成，最多能消耗两倍于其体积的氢气，则此烃的结构简式可能为 A． B． C． D． 题型04 平均值法在混合烃组成推断中的应用 【典例】两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后得到和的物质的量随混合烃的总物质的量的变化如图所示，则下列对混合烃的判断正确的是 ①可能有乙烯；②一定有甲烷；③一定有丙烷；④一定无乙烷；⑤可能有乙烷；⑥一定有丙炔 A．②⑤ B．⑤⑥ C．②④⑥ D．①②④ 【变式】下列说法正确的是 A．甲烷与在光照条件下发生取代反应，生成的、、、的物质的量之比为2：3：3：2，反应同时生成的的物质的量为 B．相同条件下，等物质的量的二甲醚和乙烯分别完全燃烧，耗氧量不同，生成二氧化碳的量相同 C．25℃和时，乙烷，乙炔和丙烯组成的混合烃与过量氧气混合并完全燃烧，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，气体总体积缩小了，原混合烃中乙炔的体积分数为25% D．120℃时某气态烃混合物在密闭容器中与足量的氧气混合，完全燃烧后恢复到原状态，测得燃烧前后容器内的压强保持不变，该混合烃可能是和 题型05 结合有机物理性质的推断 【典例】已知某气态烃A在标准状况下的密度是3.215g·L-1，取7.2gA在足量O2中充分燃烧，把燃烧后的产物全部通过浓H2SO4，浓H2SO4质量增加10.8g，再把剩余气体通过碱石灰，碱石灰质量增加22g，下列说法正确的是 A．该烃的摩尔质量为72 B．该烃的分子式为C5H12 C．该烃能与溴水在光照条件下发生取代反应 D．该烃化学性质稳定，不能发生氧化反应 【变式】常温下某烃分子相对氢气的密度为28，完全燃烧时产生的气体通入浓硫酸中，其增重18g,再通入足量澄清石灰水后产生沉淀100g.它可能的结构共有（需考虑顺反异构）（ ） A．3种 B．6种 C．5种 D．4种 题型06 利用现代物理方法数据进行推断 【典例】有机物X经元素分析仪测得含碳、氢、氧、氮4种元素，图1为红外光谱图，图2为质谱图，图3为核磁共振氢谱(峰面积比为1：1：2：2：3)，已知有机物X遇显紫色，下列关于有机物X的说法不正确的是 A．据图2信息，X的相对分子质量为151 B．X分子中苯环上的一氯代物有2种 C．1molX可与3molNaOH反应 D．质荷比为107的峰可能是： 【变式】23.2g有机物M充分燃烧后，生成7.20g水和35.20gCO2。M的质谱图(图1)、红外光谱图(图2)及核磁共振氢谱图(图3)如下。则下列说法不正确的是 A．M的最简式为CHO B．M能使溴水褪色 C．与M所含官能团的种类及数目均相同的同分异构体只有一种(不考虑立体异构) D．M能发生加成反应、氧化反应、消去反应 【巩固训练】 1．某烷烃和某单烯烃的混合气体4.48L(标准状况下)，使其充分燃烧，产生的气体完全通过无水氯化钙固体，氯化钙该固体增重9克，剩余气体通过碱石灰，碱石灰质量增加17.6克，另取该混合气体2.24L(标准状况下)，通过足量的溴水，溴水质量增加2.1克。该混合气体由哪两种烃组成 A．甲烷和丙烯 B．甲烷和丁烯 C．乙烷和乙烯 D．乙烷和丁烯 2．同温同压下，1体积某气态烃只能与1体积气体发生加成反应，生成氯代烷。此氯代烷可与 发生完全的取代反应，则该烃的结构简式为 A． B． C． D． 3．1mol某链状烃最多和2molHCl发生加成反应，生成1mol氯代烃，该氯代烃可以和8mol氯气发生完全取代反应，生成只含有碳、氯两种元素的氯代烃，则该链状烃可能是 A． B． C． D． 4．ag某烃完全燃烧生成3.08 g和1.44 g 。下列说法不正确的是 A．该烃属于烷烃，其分子式为 B．该烃的同分异构体中沸点最低的物质系统命名为：2，3，3-三甲基丁烷 C．该烃主链有5个碳原子的结构有5种 D．该烃的同分异构体中一氯代物有三种的结构有4种 5．一定条件下，1mol某烃恰好能与1molHCl发生加成反应，加成产物又可以与7mol的氯气发生完全取代，则该烃的结构简式为 A．CH2=CH2 B．CH3CH=CH2 C．CH3CH=CHCH3 D．CH2=CHCH=CH 6．下列说法正确的是 A．甲烷与在光照条件下发生取代反应，生成的、、、的物质的量之比为2：3：3：2，反应同时生成的的物质的量为 B．相同条件下，等物质的量的二甲醚和乙烯分别完全燃烧，耗氧量不同，生成二氧化碳的量相同 C．25℃和时，乙烷，乙炔和丙烯组成的混合烃与过量氧气混合并完全燃烧，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，气体总体积缩小了，原混合烃中乙炔的体积分数为25% D．120℃时某气态烃混合物在密闭容器中与足量的氧气混合，完全燃烧后恢复到原状态，测得燃烧前后容器内的压强保持不变，该混合烃可能是和 7．三种气态烃的混合物与足量的氧气混合，点燃爆炸后，恢复到原来的状态(常温常压)，气体体积共缩小，则三种烃可能是 A．、、 B．、、 C．、、 D．、、 8．某有机物在氧气中充分燃烧，生成的和的物质的量之比为，则下列说法中错误的是 A．该有机物可能为甲烷或甲醇 B．该有机物分子中C、H个数之比为 C．该有机物中可能含有C、H、O三种元素 D．若标准状况下两种气态烃组成的混合物完全燃烧生成的和，则混合烃中一定存在甲烷 9．回答下列问题： (1)一定量的乙醇和O2在密闭容器中燃烧后的产物为CO2、CO和H2O(g)。产物分别经过浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重10.8g，碱石灰增重13.2g。求乙醇和氧气物质的量分别是_______、_______。 (2)若将0.5mol乙醇与9.2g金属钠充分反应，则标况下生成气体的体积是_______。 (3)现有A、B、C三种烃均可由石油加工得到，其球棍模型如图所示。 ①在相同条件下，等体积的以上三种物质完全燃烧时消耗氧气最多的是_______(填对应字母，下同)； ②在120℃、1.01×105 Pa时，有两种气态烃和足量的氧气混合点燃，相同条件下测反应前后气体体积，没有发生变化，这两种气态烃是_______；(写分子式) ③写出B转化为C的化学方程式：_______。 10．某气态烃A和B按2：3（体积比）混合后，取0.1mol混合烃与一定量氧气混合燃烧，产物为CO、CO2和水蒸气，将燃烧产物依次通过足量的浓硫酸、灼热的CuO及碱石灰，最后碱石灰增重7.04g，求A和B可能的分子式。 【强化训练】 11．1mol某烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气179.2L(标准状况下)。它在光照的条件下与氯气反应能生成3种不同的一氯取代物。该烃的结构简式是（ ） A． B．CH3CH2CH2CH2CH3 C． D． 12．同温同压下，10 ml气态烃在50ml O2中充分燃烧，得到体积为35ml的混合气体和液态水，则该烃的分子式为 ①CH4 ②C2H6 ③C3H8 ④C3H6 A．①② B．②④ C．①③ D．②③ 13．下列说法正确的是( ) A．某有机物燃烧只生成和，且二者物质的量相等，则此有机物的组成为 B．—定压强下， 气态烃在足量的氧气中燃烧，将产生的气体通过浓硫酸后气体体积为，则生成的水蒸气的体积为 C．相同质量的烃，完全燃烧，消耗越多，烃中含氢量越高 D．某气态烃与足量恰好完全反应，如果反应前后气体体积不变(温度大于100℃)，则;若体积减小，则 14．两种气态烃的混合物共0.1 mol ，充分燃烧后得3.584 L(标准状况下)CO2和3.6 g水，下列说法正确的是( ) A．一定有甲烷 B．一定有乙烯 C．可能有乙烷 D．无法计算 15．质谱可广泛用于化合物的结构测定，如只含C、H、O三种元素的某化合物的质谱图如图所示。从碎片峰看，有m/z 77、51、39等峰，说明化合物有苯环；有m/z107峰，说明化合物有C2H5取代基；有m/z 118峰，说明化合物有醇羟基，则下列说法正确的是 A．该化合物的相对分子质量为107 B．该化合物的分子式为C9H10O C．该化合物中至少存在7种不同环境的氢原子 D．该化合物可能的结构简式为C6H5CH(OH)CH2CH3 16．使用现代分析仪器对有机化合物A的分子结构进行测定，相关结果如下： 下列有关说法正确的是 A．由质谱图可知该有机物的相对分子质量为65 B．由红外光谱可获得该有机物官能团为碳氧键 C．综合以上图像信息可知该有机物为乙醚 D．有机化合物A的同类别的同分异构体只有1种 17．确定较复杂的有机化合物结构，需要借助现代分析仪器，根据图谱进行分析确定。一组分析仪器的图片如图所示。下列有关说法正确的是 A．甲为核磁共振氢谱图，乙为质谱图 B．甲表明该有机化合物的相对分子质量为31 C．乙表明该有机化合物中含4种不同化学环境的H原子 D．丙表明该有机化合物中只含C－H、C－O、O－H三种化学键 18．150℃时，将1L混合烃与9L氧气混合，在密闭容器内充分燃烧，当恢复至150℃时，体积恒定时，容器内压强增大8%，则该混合烃的组成是（ ） A．甲烷与乙烷体积比1：4 B．甲烷与乙炔体积比1：4 C．乙烯与丁烯体积比1：4 D．乙烯与丁烷体积比1：4 19．计算。 (1)有机物A和在密闭容器中燃烧后的产物为、CO和，产物经过浓硫酸后，浓硫酸的质量增加5.4g；再通过灼热充分反应后，固体质量减轻1.6g；最后气体再通过碱石灰被完全吸收，碱石灰质量增加8.8g。 ①该有机物的分子式为：_______。 ②若该有机物能与金属钠反应，请写出符合条件的A的结构简式：_______。 (2)某苯的同系物分子式为，若苯环上的氢原子被卤原子取代，生成的一卤代物有一种同分异构体，则该苯的同系物的结构简式为_______。 (3)在25℃和时，乙烷、乙炔和丙烯组成的混合烃，与过量氧气混合并完全燃烧，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，气体总体积缩小了，原混合烃中乙炔的体积分数是____。 20．完成下列填空： (1)在常温、常压下，取下列4种气态烃各1mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是___________。取下列4种气态烃各1g，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是___________。 A．CH4 B．C2H6 C．C3H8 D．C4H10 (2)完全燃烧0.1mol某烃，燃烧产物依次通过浓硫酸、浓碱液，实验结束后，称得浓硫酸增重9g，浓碱液增重17.6g，该烃的化学式____________，并写出其所有可能的结构简式___________。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 依据条件推断烃的分子式 1．掌握推断烃分子式的核心计算原理与方法。 2．能够精准辨析常见数据陷阱与隐含条件，并进行误差分析与结果验证。 3．基于数据与化学性质，设计并完成烃分子式的系统推断探究。 一、研究有机化合物的基本步骤 二、确定实验式——元素分析 1．实验式：有机化合物分子内各元素原子的 最简整数比 ，也称为 最简 式。 2．元素分析 分类 定性分析 定量分析 含义 用化学方法鉴定有机物的 元素 组成 将一定量的有机化合物 燃烧 ，转化为简单的无机物，并通过测定无机物的 质量 ，推算出有机化合物所含各元素的 质量分数 ，然后计算该有机化合物分子内各元素原子的 最简整数比 ，确定其 实验式 举例 完全燃烧后，碳元素变成 CO2 ，氢元素变成 H2O 根据CO2的质量确定有机化合物中C元素的 质量分数 ，根据H2O的质量确定有机化合物中 H 元素的质量分数 3．李比希定量分析的一般步骤 三、确定分子式——质谱法 1．原理 用 高能电子流 等轰击样品，使有机分子 失去 电子，形成带 正电荷 的分子离子和碎片离子等。这些离子因质量不同、电荷不同，在电场和磁场中的运动行为 不同 。以 质荷比 为横坐标，以各类离子的相对丰度为纵坐标记录测试结果，就得到有机化合物的 质谱图 。 2．质荷比 指分子离子、碎片离子的相对质量与电荷数的比值。质谱图中，质荷比的 最大值 就表示了样品分子的 相对分子质量 。例如，由如图可知，样品分子的相对分子质量为 46 。 3．确定分子式的方法 (1)常用方法 (2)商余法 用烃的相对分子质量除以 碳原子 的相对原子质量12，所得商的 整数 部分就是烃分子中所含 碳原子 的最大值，余数则为所含 氢原子 的最小值。 (3)化学方程式法 利用有机反应中反应物、生成物之间“量”的关系求分子式的方法。 在有机化学中，常利用有机物 燃烧 的方程式对分子式进行求解。常用的化学方程式有： CxHy＋O2xCO2＋H2O CxHyOz＋O2xCO2＋H2O 四、确定分子结构 1．红外光谱 (1)作用：初步判断有机物分子中所含有的 化学键或官能团 。 (2)原理：有机化合物受到红外线照射时，能吸收与它的某些化学键或官能团的振动频率 相同 的红外线，通过红外光谱仪的记录形成该有机化合物的红外光谱图。谱图中不同的化学键或官能团的 吸收频率 不同，因此分析有机化合物的红外光谱图，可获得分子中所含有的 化学键 或 官能团 的信息。如分子式为C2H6O的红外光谱： 该有机化合物分子中有3种不同的化学键，分别是 C—H 、 O—H 、 C—O ，可推知该分子的结构 为 C2H5OH 。 2．核磁共振氢谱 (1)作用：测定有机物分子中氢原子的 类型 和它们的 相对数目 。 (2)原理：氢原子核具有 磁性 ，如果用电磁波照射含氢元素的化合物，其中的氢核会吸收特定频率电磁波的能量而产生 核磁共振 现象，用核磁共振仪可以记录到有关信号。处于 不同化学 环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率 不同 ，相应的信号在谱图中出现的 位置 也不同，具有不同的化学位移(用δ表示)，而且吸收峰的 面积 与 氢原子数 成正比。 (3)关系 吸收峰组数＝化合物中氢原子 种类 吸收峰面积比＝不同种类氢原子 个数比 (4)乙醇和二甲醚的核磁共振氢谱 乙醇 二甲醚 核磁共振氢谱 3．X射线衍射 (1)原理：X射线是一种波长很 短 (约10－10 m)的电磁波，它和晶体中的原子相互作用可以产生 衍射 图。经过计算可以从中获得分子结构的有关数据，包括 键长 、 键角 等分子结构信息。 (2)应用：将X射线衍射技术用于有机化合物(特别是复杂的生物大分子) 晶体结构 的测定，可以获得更为直接而详尽的结构信息。 五、探究与讨论 1：写出烷烃、烯烃/环烷烃、炔烃/二烯烃、苯及其同系物的燃烧通式。这些通式之间有什么关系？如何利用它们推断烃的类别？ 【答案】 常见烃类的燃烧通式： 烷烃(CₙH₂ₙ₊₂)：CₙH₂ₙ₊₂ + (3n+1)/2 O₂ → nCO₂ + (n+1)H₂O。 烯烃/环烷烃(CₙH₂ₙ)：CₙH₂ₙ + 3n/2 O₂ → nCO₂ + nH₂O。 炔烃/二烯烃(CₙH₂ₙ₋₂)：CₙH₂ₙ₋₂ + (3n-1)/2 O₂ → nCO₂ + (n-1)H₂O。 苯及其同系物(CₙH₂ₙ₋₆，n≥6)：CₙH₂ₙ₋₆ + (3n-3)/2 O₂ → nCO₂ + (n-3)H₂O。 通式之间的关系： 对于相同碳原子数的烃：烷烃H最多，烯烃/环烷烃次之，炔烃/二烯烃更少，芳香烃最少，不饱和度(Ω)规律：烷烃Ω=0，烯烃/环烷烃Ω=1，炔烃/二烯烃Ω=2，苯Ω=4，同系列相邻成员相差CH₂基团。 推断方法： 根据燃烧产物CO₂和H₂O的物质的量比或体积比，可以推断烃中C、H原子数比，结合相对分子质量，可以确定具体分子式，再利用化学性质判断具体是哪一类烃。 2：某烃完全燃烧后，生成的CO₂和H₂O的物质的量之比为2:1。写出该烃可能的结构简式和名称。若该烃的相对分子质量为78，确定其分子式。 【答案】 逐步推理： 根据产物比推断C、H原子个数比：设烃的分子式为CₓHᵧ。 燃烧反应：CₓHᵧ + O₂ → xCO₂ + (y/2)H₂O，已知n(CO₂) : n(H₂O) = 2 : 1，即 x : (y/2) = 2 : 1，解得 x : y = 1 : 1，所以该烃的最简式为CH，实验式为CH。 根据相对分子质量确定分子式：最简式CH的式量 = 12 + 1 = 13，相对分子质量 = 78，n = 78 ÷ 13 = 6，所以分子式为C₆H₆。 推断可能结构：不饱和度Ω = (2×6+2-6)/2 = 4，Ω=4，且C₆H₆，最可能的结构是苯(C₆H₆)，其他可能：高度不饱和的链状烃，但C₆H₆的稳定结构是苯。 验证： 苯燃烧：C₆H₆ + 7.5O₂ → 6CO₂ + 3H₂O，n(CO₂) : n(H₂O) = 6 : 3 = 2 : 1，符合题意，分子式：C₆H₆结构简式：苯。 3：在标准状况下，10mL某气态烃与50mL氧气混合，完全燃烧后，恢复到原温度，气体体积为35mL。求该烃的分子式。 【答案】 方法一：差量法 设烃的分子式为CₓHᵧ，写出燃烧通式：CₓHᵧ + (x+y/4)O₂ → xCO₂ + (y/2)H₂O(气态)；注意条件：恢复到原温度，水为气态（温度>100℃）。 体积差量分析：反应前总体积：10 + 50 = 60 mL，反应后总体积：35 mL，体积变化：ΔV = 35 - 60 = -25 mL（减少），根据反应通式计算体积变化：反应前气体体积：1 + (x+y/4) 体积，反应后气体体积：x + y/2 体积（水为气态），体积变化：ΔV = [x + y/2] - [1 + (x+y/4)] = y/4 - 1，即每1体积烃燃烧，体积变化为(y/4 - 1) 列方程：10 mL烃燃烧，体积变化为-25 mL，所以 10 × (y/4 - 1) = -25，解得 y = 6，该烃为CₓH₆。 讨论x的可能值： 如果是烷烃CₓH₂ₓ₊₂，则2x+2=6，x=2 → C₂H₆（乙烷）。 如果是烯烃CₓH₂ₓ，则2x=6，x=3 → C₃H₆（丙烯）。 如果是炔烃CₓH₂ₓ₋₂，则2x-2=6，x=4 → C₄H₆（丁炔等）。 方法二：原子守恒法 设烃为CₓHᵧ，10 mL，反应后CO₂体积：10x mL，反应后H₂O(气)体积：10×(y/2) = 5y mL，反应后剩余O₂体积：50 - 10×(x+y/4) mL，反应后总体积：10x + 5y + [50 - 10×(x+y/4)] = 35，化简得：10x + 5y + 50 - 10x - 2.5y = 35，2.5y = -15，y = 6，该烃的分子式为C₂H₆或C₃H₆。 4：在120℃、1.01×10⁵Pa时，将1L烯烃与4L氧气混合，完全燃烧后恢复到原条件，测得气体体积为5L。求该烯烃的分子式。 【答案】 条件：120℃ > 100℃，水为气态，反应前后温度、压强相同，可用体积比直接计算，设烯烃为CₙH₂ₙ，燃烧通式：CₙH₂ₙ + 3n/2 O₂ → nCO₂ + nH₂O(气)，体积关系：反应前：1L烯烃 + 4L O₂ = 5L，反应后：nL CO₂ + nL H₂O + 剩余O₂，反应后总体积 = 5L，剩余O₂计算：1L烯烃完全燃烧需O₂：3n/2 L，剩余O₂：4 - 3n/2 L，反应后总体积：CO₂：n L，H₂O：n L，剩余O₂：(4 - 3n/2) L，总计：n + n + (4 - 3n/2) = 5，列方程：2n + 4 - 3n/2 = 5，4n/2 - 3n/2 = 5 - 4，n/2 = 1，n = 2，该烯烃为C₂H₄（乙烯）。 5：某烃中碳的质量分数为85.7%，在标准状况下其密度为2.5g/L。求该烃的分子式。 【答案】 逐步计算：求相对分子质量M：标准状况下密度ρ = 2.5 g/L，气体摩尔体积Vm = 22.4 L/mol，M = ρ × Vm = 2.5 × 22.4 = 56 g/mol。求C、H原子个数：碳的质量分数w(C) = 85.7%，氢的质量分数w(H) = 1 - 85.7% = 14.3%，分子中C原子数 = (56 × 85.7%) ÷ 12 = 48 ÷ 12 = 4，分子中H原子数 = (56 × 14.3%) ÷ 1 = 8 ÷ 1 = 8，该烃分子式为C₄H₈。不饱和度计算：Ω = (2×4+2-8)/2 = 1，可能为烯烃或环烷烃，该烃的分子式为C₄H₈。 6：某气态烃在氧气中完全燃烧，生成的CO₂和H₂O的质量比为22:9。该烃对氢气的相对密度为21。求该烃的分子式。 【答案】 方法一：质量比法 根据CO₂和H₂O的质量比求C、H原子个数比：设生成CO₂质量为22g，H₂O质量为9g，n(C) = n(CO₂) = 22/44 = 0.5 mol，n(H) = 2n(H₂O) = 2×(9/18) = 1 mol，n(C) : n(H) = 0.5 : 1 = 1 : 2，最简式：CH₂，式量=14，求相对分子质量：对H₂的相对密度为21，M(烃) = 21 × M(H₂) = 21 × 2 = 42，确定分子式：n = 42 ÷ 14 = 3，分子式为C₃H₆。不饱和度Ω = (2×3+2-6)/2 = 1，可能是烯烃（丙烯）或环烷烃（环丙烷）。 方法二：直接计算法 设烃为CₓHᵧ，燃烧：CₓHᵧ + O₂ → xCO₂ + (y/2)H₂O，质量比：m(CO₂) : m(H₂O) = 44x : 9y = 22 : 9，得 44x/9y = 22/9，化简：44x = 22y → 2x = y，所以y = 2x，相对分子质量：M = 12x + y = 12x + 2x = 14x，已知M = 21×2 = 42，14x = 42，x = 3，y = 2×3 = 6，分子式：C₃H₆。 7：某烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但不能与溴水反应。0.1mol该烃完全燃烧生成0.5mol CO₂和0.3mol H₂O。该烃对氢气的相对密度为30。求该烃的分子式，并写出其可能的结构简式。 【答案】 逐步推理：根据燃烧产物求C、H原子个数：0.1 mol烃 → 0.5 mol CO₂ → 分子中含5个C原子，0.1 mol烃 → 0.3 mol H₂O → 分子中含6个H原子（0.3×2÷0.1=6），所以分子式为C₅H₆，C₅H₆分子量 = 12×5+1×6 = 66，对H₂相对密度应为66÷2=33，但题目给30？，计算：66/2=33，但题给30，有矛盾，重新计算相对分子质量：对H₂相对密度为30，M = 30 × 2 = 60，但C₅H₆分子量=66，不符合，所以C₅H₆不是正确分子式 重新从燃烧数据计算：设烃为CₓHᵧ，0.1 mol → 0.5 mol CO₂ → x = 5，0.1 mol → 0.3 mol H₂O → y/2 = 3 → y = 6，分子式C₅H₆，分子量=66，但相对密度30对应分子量60，矛盾，矛盾分析：可能题目中相对密度数据是干扰项，或是印刷错误。 根据化学性质推断：能使酸性KMnO₄褪色，但不能与溴水反应，不能与溴水反应 → 无双键或三键（不发生加成），但能使KMnO₄褪色 → 可能是苯的同系物（侧链被氧化），C₅H₆的不饱和度Ω = (2×5+2-6)/2 = 3，不饱和度为3，不是典型苯环（Ω=4），可能含苯环+其他不饱和键？重新思考：常见此类题分子式为C₆H₆（苯），苯不能使KMnO₄褪色，苯的同系物如甲苯C₇H₈能使KMnO₄褪色，但甲苯分子式C₇H₈，不符合燃烧数据，假设相对密度30是正确数据：M=60，从燃烧数据得C:H=5:6，设分子式为(C₅H₆)ₙ，式量=66n=60 → n不是整数，所以燃烧数据与相对密度矛盾，常见高考题版本：去掉相对密度条件，用燃烧数据得C₅H₆。 8：某烃0.1mol与0.2mol HCl加成，生成的产物还能再与0.4mol Cl₂完全取代。求该烃的分子式。 【答案】 逐步推理：与HCl加成分析：0.1 mol烃 + 0.2 mol HCl → 说明1 mol烃能与2 mol HCl加成，能与HCl加成的是不饱和键，1 mol双键可与1 mol HCl加成，1 mol三键可与2 mol HCl加成，所以该烃可能含： a) 两个双键；b) 一个三键；c) 一个双键和一个三键等。 加成产物与Cl₂取代分析：加成产物还能与0.4 mol Cl₂完全取代，与Cl₂发生取代反应的是烷烃中的H，1 mol H原子可被1 mol Cl原子取代（但Cl₂是双原子，1 mol Cl₂取代2 mol H），实际上：1 mol -CH₃（3个H）完全氯代需1.5 mol Cl₂，设加成产物分子式为CₓHᵧCl₂（因为加了2 mol HCl），0.1 mol加成产物 + 0.4 mol Cl₂完全取代，说明0.1 mol产物中有0.8 mol H可被取代（因为1 mol Cl₂取代2 mol H），所以1 mol产物中有8 mol H可被取代，但产物中来自HCl的2个H不能被取代（已成Cl），所以原烃应有8个H，设原烃为CₓHᵧ：加成后为CₓHᵧCl₂，取代时，H原子数为y+2（来自HCl的2个H），但HCl的H以H-Cl形式加入，实际产物是CₓHᵧ⁺²Cl₂？ 重新思考：烃CₓHᵧ + 2HCl → CₓHᵧ⁺²Cl₂，产物CₓHᵧ⁺²Cl₂有(y+2)个H，这些H都能被Cl取代，1 mol产物需Cl₂量 = (y+2)/2 mol，已知0.1 mol产物需0.4 mol Cl₂，所以1 mol产物需4 mol Cl₂，即 (y+2)/2 = 4，y+2 = 8，y = 6，原烃为CₓH₆，且能加2 mol HCl，可能结构： a) 炔烃CₓH₂ₓ₋₂：2x-2=6 → x=4 → C₄H₆；b) 二烯烃CₓH₂ₓ₋₂：同上。 所以x=4，分子式为C₄H₆。 9：通过以上探究，我们系统掌握了推断烃分子式的多种方法： 燃烧通式法：根据CO₂、H₂O的量或体积比。 差量法：利用反应前后气体体积差。 相对密度法：通过密度求相对分子质量。 元素质量分数法：结合相对分子质量。 化学性质法：根据特征反应推断。 平均值法：用于混合烃推断。 题型01结合不饱和度与定量燃烧数据的综合推断 【典例】回答下列问题： (1)完全燃烧0.1mol某烃，燃烧产物依次通过浓硫酸、浓碱液，实验结束后，称得浓硫酸增重9g，浓碱液增重17.6g，该烃可能的结构简式为___________。 (2)某链状烷烃的相对分子质量为114，该烷烃的分子式为___________。 (3)在常温常压下有、、和四种气态烃。取等物质的量的四种气态烃，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是___________(填分子式)。 (4)下列物质中，可以通过乙烯加成反应得到的是___________(填序号)。 A．        B．            C． (5)的名称是：___________ A．2，3，3-三甲基戊烷 B．3，3，4-三甲基戊烷 C．2，3-二甲基2乙基丁烷 D．2，3-二甲基-3-乙基丁烷 (6)下列各图均能表示甲烷的分子结构，其中更能反映其真实存在状况的是：___________ A．分子结构示意图 B．电子式 C．球棍模型 D．空间填充模型 【答案】(1)CH3CH2CH2CH3或CH(CH3)3 (2) (3) (4)AC (5)A (6)D 【详解】（1）浓硫酸增重9g为水的质量，浓碱液增重17.6g为二氧化碳的质量，则n(H2O)= = 0.5mol，n(H)=1mol，则1mol烃中含有10mol H原子，17.6g二氧化碳的质量n(CO2)==0.4mol，n(C)=0.4mol，则1mol烃中含有4mol C原子，所以该烃的分子式为C4H10，可能的结构简式：CH3CH2CH2CH3 或CH(CH3)3； （2）烃的相对分子质量为114，则有=8…18，分子式为C8H18，为烷烃； （3）1 mol烃CxHy耗氧量为(x+)mol，由各烃分子式中C、H原子数目可知，相同物质的量各烃C4H10的耗氧量最大； （4）A．乙烯与氢气加成生成乙烷，即CH2=CH2+H2CH3CH3，A正确； B．乙烯与氯化氢发生加成生成一氯乙烷，即CH2=CH2+HClCH3CH2Cl，但是无法通过加成反应获得CH3CHCl2，B错误； C．乙烯与水加成生成乙醇，即CH2=CH2+H2OCH3CH2OH，C正确； 答案选AC。 （5）(CH3)2C(C2H5)CH(CH3)2的最长碳链含有5个C为戊烷，编号从距离甲基最近的右边开始，在2号C含有1个甲基，在3号C含有2个甲基，其名称为：2，3，3-三甲基戊烷；故选A。 （6）空间填充模型表示的是原子的相对大小及连接形式，所以甲烷的空间填充模型，更接近分子的真实结构，D正确；故选D。 【变式】按要求回答下列问题： (1)的名称为：______。 (2)下列物质的熔沸点由高到低的排序为______(填序号)。 ①2-甲基丁烷②2，3-二甲基丁烷③2，2-二甲基丙烷④戊烷⑤3-甲基戊烷 (3)写出丙烯一定条件下生成聚烯的化学方程式______。 (4)某烃在氧气中充分燃烧后，生成化合物B、C各，试回答： ①烃A的分子式为______。 ②若取一定量的烃A完全燃烧后，生成B、C各3mol，则有______g烃A参加了反应。 ③若烃A不能使溴水褪色，但在一定条件下，能与氯气发生取代反应，其一氯代物只有一种，则此烃A的结构简式为______。 ④若烃A能使溴水褪色，在催化剂作用下与H2加成，其加成产物经测定，分子中含有4个甲基，烃A可能有的结构简式______。 (5)桥环化合物是指化合物中的任意两个环共用两不直接相连的碳原子的环烃。某桥环烷烃的结构如图所示。写出该桥环烷烃的分子式为______，该烃的一氯取代物的同分异构体为______种，该烃的二氯代物______种。 【答案】(1)3，6-二甲基-3-庚烯 (2)⑤②④①③ (3)nCH2=CHCH3 (4) C6H12 42 、或 (5) 3 10 【详解】（1）的最长碳链为7个C，从官能团所在的最长碳链进行编号，名称为：3，6-二甲基-3-庚烯。 （2）烃含有的C原子数目越多，相对分子质量越大，熔沸点越高，同分异构体分子中，烃含有的支链越多，分子间的作用力越小，熔沸点越小，则熔沸点由高到低的排序为⑤②④①③。 （3）丙烯一定条件下生成聚丙烯的化学方程式为nCH2=CHCH3。 （4）①烃分子中仅含有C、H两种元素，令烃A的分子式为CxHy，0.2mol烃A在氧气的充分燃烧后生成化合物分别为CO2、H2O各1.2mol，根据原子守恒计算出x=6，y=12，即A的分子式为C6H12； ②烃A燃烧的化学方程式为C6H12+9O26CO2+6H2O，一定质量的C6H12完全燃烧，生成3mol CO2和3mol H2O，则消耗0.5mol C6H12，0.5mol C6H12的质量为0.5mol×84g/mol=42g； ③烃A的分子式为C6H12，不能使溴水褪色，说明有机物中不含碳碳双键，但在一定条件下，能与氯气发生取代反应，其一氯代物只有一种，应为环己烷，结构简式为； ④若烃A能使溴水褪色，在催化剂作用下与H2加成，其加成产物经测定，分子中含有4个甲基，生成物为、，说明分子中含有1个C=C键，相邻两个碳原子都含有H原子为C=C双键位置，故A的结构简式为：、或。 （5）由图示可知，该桥环化合物中含有7个C原子和12个H原子，则其分子式为；该物质含有3种化学环境的H，则其一氯代物有3种同分异构；根据“定一移一”的原则，得的二氯代物的取代位置有1,2；1,3；1,4；1,7；2,2；2,3；2,5；2,6；2,7；7,7，共10种。 题型02 用差量法进行推断 【典例】回答下列问题: (1)烷烃分子可看成由-CH3、-CH2-、和等结构组成的。如果某链状烷烃分子中同时存在这4种基团，所含碳原子数又最少，这种烃分子应含_______个碳原子，其结构简式可能为_______。 (2)请写出烷烃在足量的氧气中充分燃烧的化学方程式：_______。 Ⅱ.有①甲烷、②乙烷、③丙烷、④丁烷4种烷烃，试回答下列各题(填序号)； (3)相同状况下，等体积的上述气态烃充分燃烧，消耗的量最多的_______。 (4)等质量的上述气态烃，在充分燃烧时，消耗的量最多的是_______。 (5)10 mL某气态烃在中充分燃烧，得到液态水，以及体积为35 mL的混合气体(所有气体体积均在同温、同压下测定)。该气态烃是_______。 【答案】(1) 8 、、 (2)CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O (3)④ (4)① (5)② 【详解】（1）设甲基的个数是x，由烷烃的通式知2(x+3)+2=2+1+3x，x=5，所以最少应含有的碳原子数是8，该烷烃的结构简式有3种，分别为、、； （2）烷烃CnH2n+2燃烧的化学方程式为CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O； （3）相同状况下，等体积(即物质的量相同)的气态烷烃完全燃烧时，消耗O2的量的多少取决于(3n+1)/2的值的大小，(3n+1)/2的值越大，耗氧量越多，故丁烷完全燃烧时消耗O2的量最多； （4）等质量的烷烃完全燃烧时，耗O2量的多少取决于(2n+2)/n 的值的大小，(2n+2)/n 的值越大，耗氧量越多，故甲烷完全燃烧时耗O2量最多； （5）设烷烃通式为CxHy，燃烧通式为CxHy + （x+）O2xCO2 + H2O；①甲烷、②乙烷、③丙烷、④丁烷4种烷烃，完全燃烧的（x+）值分别为2、3.5、5、6.5，10 mL该烃完全燃烧需要的氧气的体积分别为20 mL 、35 mL、50 mL、65 mL，所以只有丁烷不能完全燃烧，若完全燃烧，则混合气体是CO2、O2，则： 1：（）=10:25，y=6，四种烷烃中只有乙烷符合题意，故选②； 若不完全燃烧，10 mL丁烷生成CO需要氧气为45mL，小于50 mL，所以混合气体是CO2、CO，设烃为CxHy，根据C原子守恒，有10x=35，计算得出x=3.5，碳原子数目为整数，不成立。因此，本题正确答案是：乙烷.。故选②。 【变式】碳、氢元素可形成种类繁多的烃类物质。 (1)如图表示某些烃分子的模型： ①c分子中的一个氢原子被C6H5-取代后的物质共直线的原子最多有_______个。 ②取等质量的上述三种烃充分燃烧，耗氧量最大的是_______(填分子式)。 ③25℃和101kPa时，取a、b和c组成的混合烃32mL，与过量氧气混合并完全燃烧，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，气体总体积缩小了56mL，则原混合烃中c的体积分数为_______。 (2)现有分子式是C11H16的烷基取代苯，它可以被氧化为的同分异构体共有_______种，并写出一种不能被氧化为的同分异构体的结构简式_______。 【答案】(1) 6 CH4 50% (2) 7 【详解】（1）①乙炔分子四原子共直线，苯分子中存在对顶角两个碳原子和两个氢原子共四原子共直线，所以乙炔分子中的一个氢原子被C6H5—取代后的物质共直线的原子最多有6个； ②等质量的烃含氢质量分数越大，耗氧量越大，所以等质量的甲烷、乙烯和乙炔充分燃烧，耗氧量最大的是CH4； ③25℃和101kPa时，根据烃CxHy燃烧通式， ，解得y=3，因为CH4和C2H4都含有4个碳原子，C2H2含有2个碳原子，设C2H2所占的体积分数为x，则CH4和C2H4占(1-x)，所以4（1-x）+2x=3，解得x=0.5，即原混合烃中c的体积分数为50%； 因此，本题正确答案为：6；CH4；50%； （2）分子式为的烷基一取代苯，R基为，其结构可能为、、、、、、、，共8种。其中不能被氧化为苯甲酸的有一种，即，可以被氧化为苯甲酸的同分异构体共7种。 题型03 通过特征化学反应的定量关系推断 【典例】某烃能与完全加成，产物上的氢原子最多能被取代，则该烃可能为 A．丙烷 B．2-丁烯 C．1，3-丁二烯 D．丙炔 【答案】C 【分析】某烃能与完全加成，说明含有2个碳碳双键或者1个碳碳三键，产物上的氢原子最多能被取代，说明产物上含有8个氢原子，据此作答。 【详解】A．丙烷不可以加成，故A错误； B．2-丁烯只含有一个碳碳双键，故B错误； C．1，3-丁二烯含有2个碳碳双键，且加成后含有8个氢原子，故C正确； D．丙炔1个碳碳三键，加成后含有6个氢原子，故D错误； 答案选C。 【变式】某烃完全燃烧后，能生成二氧化碳(标准状况下)，此烃在一定条件下能与氢气加成，最多能消耗两倍于其体积的氢气，则此烃的结构简式可能为 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】分子中碳原子数为，故A、D错误；又因为该烃能与发生加成反应，说明分子中有两个碳碳双键，C正确，故答案为C。 题型04 平均值法在混合烃组成推断中的应用 【典例】两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后得到和的物质的量随混合烃的总物质的量的变化如图所示，则下列对混合烃的判断正确的是 ①可能有乙烯；②一定有甲烷；③一定有丙烷；④一定无乙烷；⑤可能有乙烷；⑥一定有丙炔 A．②⑤ B．⑤⑥ C．②④⑥ D．①②④ 【答案】C 【详解】由题给图示可知n(烃)∶n(CO2)∶n(H2O)=1∶1.6∶2，所以n(烃)∶n(C)∶n(H)=1∶1.6∶4，所给混合气体的平均组成为C1.6H4，则一定含有CH4，另一种烃应为CxH4，即一定没有乙烷、丙烷或乙炔； 答案选Ｃ。 【变式】下列说法正确的是 A．甲烷与在光照条件下发生取代反应，生成的、、、的物质的量之比为2：3：3：2，反应同时生成的的物质的量为 B．相同条件下，等物质的量的二甲醚和乙烯分别完全燃烧，耗氧量不同，生成二氧化碳的量相同 C．25℃和时，乙烷，乙炔和丙烯组成的混合烃与过量氧气混合并完全燃烧，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，气体总体积缩小了，原混合烃中乙炔的体积分数为25% D．120℃时某气态烃混合物在密闭容器中与足量的氧气混合，完全燃烧后恢复到原状态，测得燃烧前后容器内的压强保持不变，该混合烃可能是和 【答案】C 【详解】A．四种有机取代物的物质的量之比为n(CH3Cl):n(CH2Cl2):n(CHCl3):n(CCl4)=2:3:3:2，则四种取代物的物质的量分别为:n(CH3Cl)=0.2mol，n(CH2Cl2)=0.3mol，n(CHCl3)=0.3mol，n(CCl4)=0.2mol，发生取代反应时，一半的Cl进入HCl，消耗氯气的物质的量为0.2mol+2×0.3mol+3×0.3mol+4×0.2mol=2.5mol，A错误； B．1mol二甲醚消耗3mol氧气，生成2mol二氧化碳，1molC2H4消耗3mol氧气，生成2mol二氧化碳，则相同条件下，等物质的量的二甲醚和乙烯分别完全燃烧，耗氧量不同，生成二氧化碳的量相同，B错误； C．三种物质在氧气中燃烧的化学方程式为C2H6+O2=2CO2+3H2O，C2H2+O2=2CO2+H2O，C3H6+O2=3CO2+3H2O。其中在除去水蒸气后，C2H6和C3H6反应后体积减小的量相同，将两者看成同一种物质，设C2H6和C3H6一共xmL，C2H2为ymL，则x+y=32，2.5x+1.5y=72，解得x=24，y=8，则乙炔的体积分数为8mL÷32mL=25%，C正确； D．根据有机物的燃烧通式可知CnHm＋(n＋)O2＝nCO2＋H2O，如果要使燃烧前后容器内的压强保持不变，则应该满足1+n+＝n+，解得m＝4，D错误； 故选C。 题型05 结合有机物理性质的推断 【典例】已知某气态烃A在标准状况下的密度是3.215g·L-1，取7.2gA在足量O2中充分燃烧，把燃烧后的产物全部通过浓H2SO4，浓H2SO4质量增加10.8g，再把剩余气体通过碱石灰，碱石灰质量增加22g，下列说法正确的是 A．该烃的摩尔质量为72 B．该烃的分子式为C5H12 C．该烃能与溴水在光照条件下发生取代反应 D．该烃化学性质稳定，不能发生氧化反应 【答案】B 【分析】烃燃烧生成二氧化碳和水，把燃烧后的产物全部通过浓H2SO4，浓H2SO4质量增加10.8g，说明生成水的质量是10.8g，再把剩余气体通过碱石灰，碱石灰质量增加22g，说明生成二氧化碳的质量是22g。 【详解】A．摩尔质量的单位是g/mol，该烃的摩尔质量为3.215g·L-1×22.4L/mol=72g/mol，故A错误； B．该烃的相对分子质量是72，7.2gA的物质的量是0.1mol，燃烧生成水的物质的量是，生成二氧化碳的物质的量是，说明0.1molA中含有0.5mol碳原子、1.2mol氢原子，分子式为C5H12，故B正确； C．C5H12是烷烃，烷烃与溴水不反应，故C错误； D．C5H12是烷烃，烷烃燃烧生成二氧化碳和水，燃烧属于氧化反应，故D错误； 选B。 【变式】常温下某烃分子相对氢气的密度为28，完全燃烧时产生的气体通入浓硫酸中，其增重18g,再通入足量澄清石灰水后产生沉淀100g.它可能的结构共有（需考虑顺反异构）（ ） A．3种 B．6种 C．5种 D．4种 【答案】B 【详解】常温下某烃分子相对氢气的密度为28，则该烃分子相对分子质量56；完全燃烧时产生的气体通入浓硫酸中，其增重18g，说明生成水的质量是18g，水的物质的量是1mol，再通入足量澄清石灰水后产生沉淀100g，生成碳酸钙沉淀的质量是1mol，燃烧生成二氧化碳的物质的量是1mol；可知烃分子中n(C):n(H)=1:2；所以该烃的分子式是C4H8，可能的结构有、、、 、、，共6种，选B。 题型06 利用现代物理方法数据进行推断 【典例】有机物X经元素分析仪测得含碳、氢、氧、氮4种元素，图1为红外光谱图，图2为质谱图，图3为核磁共振氢谱(峰面积比为1：1：2：2：3)，已知有机物X遇显紫色，下列关于有机物X的说法不正确的是 A．据图2信息，X的相对分子质量为151 B．X分子中苯环上的一氯代物有2种 C．1molX可与3molNaOH反应 D．质荷比为107的峰可能是： 【答案】C 【分析】 有机物X含碳、氢、氧、氮4种元素。红外光谱图（图1）：显示有O-H（可能是酚羟基等）、C=O、C-N（含氮官能团相关）、苯环（特征吸收峰）等官能团的特征吸收。由图2可知，该有机物相对分子质量为151，由图3核磁共振氢谱(峰面积比为1:1:2:2:3)可知，该有机物分子中有五种等效氢原子，个数比为1:1:2:2:3，含有，X遇显紫色，说明含有酚羟基。推知该有机物结构简式为或。 【详解】A．质谱图中最大质荷比就是相对分子质量，由图2可知，X的相对分子质量为151，A正确； B．有机物X遇显紫色，说明含酚羟基。结合红外光谱和核磁共振氢谱（峰面积比1:1:2:2:3），可推出其结构，苯环上氢环境有2种，所以苯环上一氯代物有2种，B正确； C．1mol X与反应时，酚羟基消耗1mol，酰胺键水解消耗1mol，共2mol，不是3mol，C错误； D． 的式量为107，质荷比为107的峰可能是：，D正确； 综上，答案是C。 【变式】23.2g有机物M充分燃烧后，生成7.20g水和35.20gCO2。M的质谱图(图1)、红外光谱图(图2)及核磁共振氢谱图(图3)如下。则下列说法不正确的是 A．M的最简式为CHO B．M能使溴水褪色 C．与M所含官能团的种类及数目均相同的同分异构体只有一种(不考虑立体异构) D．M能发生加成反应、氧化反应、消去反应 【答案】D 【分析】 23.20g有机物充分燃烧后，生成水7.20g，生成二氧化碳35.20g，水中氢元素质量m(H)= 7.20g=0.80，二氧化碳中的m(C)= 35.20g=9.60g，m(H)10.40g，所以有机物中还有氧元素质量，m(O)= 23.20gg，23.20g有机物含有的n(H)==0.8mol，n(C) =，n(O)==0.8，n(C)：n(H)：n(O)=1：1：1，所以有机物M的最简式为CHO。根据质谱图，可知有机物M的分子量为116，其最简式为CHO，所以M的化学式可写成(CHO)n，其分子量为116，可求出n=4，所以有机物M的化学式为C4H4O4；通过M的红外光谱图可知其结构中存在的基团有-OH、-C=C-、、-CO-,另通过核磁共振氢谱，可知其有两种环境的氢原子，且氢原子个数比为1：1，于是可推测M的结构简式为HOOC-CH=CH-COOH。 【详解】A．根据分析可知，M的最简式为CHO，故A正确； B．M的结构简式为HOOC-CH=CH-COOH，含有碳碳双键，能使溴水褪色，故B正确； C．与M所含官能团的种类及数目均相同的同分异构体还有CH2=C(COOH)2，故C正确； D．M中含有碳碳双键，故能发生加成反应和氧化反应，但是不能发生消去反应，故D错误； 故选D。 【巩固训练】 1．某烷烃和某单烯烃的混合气体4.48L(标准状况下)，使其充分燃烧，产生的气体完全通过无水氯化钙固体，氯化钙该固体增重9克，剩余气体通过碱石灰，碱石灰质量增加17.6克，另取该混合气体2.24L(标准状况下)，通过足量的溴水，溴水质量增加2.1克。该混合气体由哪两种烃组成 A．甲烷和丙烯 B．甲烷和丁烯 C．乙烷和乙烯 D．乙烷和丁烯 【答案】A 【分析】烷烃、单烯烃完全燃烧生成气体有CO2和水蒸气，无水氯化钙水蒸气，即氯化钙增加质量为水蒸气质量，碱石灰吸收二氧化碳，即碱石灰增加质量为二氧化碳质量，烷烃不与溴水反应，单烯烃与溴水发生加成反应，溴水增加质量为单烯烃质量，据此分析： 【详解】标准状况下，4.48L混合气体总物质的量为，无水氯化钙吸收水蒸气，即氯化钙增加质量为水蒸气质量，水的物质的量为，碱石灰吸收二氧化碳，即碱石灰增加质量为二氧化碳质量，二氧化碳物质的量，则n(H)=2×0.5mol=1mol、n(C)=0.4mol，混合气体中平均碳原子个数为，平均H原子个数为，平均分子式为C2H5，标准状况下，2.24L混合气体物质的量为0.1mol，混合气体中质量为0.1mol×29g/mol=2.9g，溴水增加质量为2.1g，则单烯烃质量为2.1g，若混合气体中含有甲烷，甲烷质量为(2.9-2.1)g =0.8g，即甲烷物质的量为，单烯烃物质的量为(0.1-0.05)mol=0.05mol，单烯烃摩尔质量为，单烯烃为C3H6，即混合气体的组成为甲烷和丙烯，若混合气体中含有乙烷，乙烷质量为(2.9-2.1)g =0.8g，物质的量为，单烯烃物质的量为(0.1-0.027)mol=0.073mol，单烯烃摩尔质量为，无此单烯烃； 故答案为A。 2．同温同压下，1体积某气态烃只能与1体积气体发生加成反应，生成氯代烷。此氯代烷可与 发生完全的取代反应，则该烃的结构简式为 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】1体积某气态烃只能与1体积气体发生加成反应，说明该物质含有一个碳碳双键，生成氯代烷，此氯代烷可与 发生完全的取代反应，说明此氯代烷含有5个H原子，符合条件的是，故选B。 3．1mol某链状烃最多和2molHCl发生加成反应，生成1mol氯代烃，该氯代烃可以和8mol氯气发生完全取代反应，生成只含有碳、氯两种元素的氯代烃，则该链状烃可能是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】1mol某链烃最多能与2molHCl发生加成反应，生成1mol二氯代烷，则该有机物含有2个碳碳双键或一个碳碳三键；1mol该氯代烃最多能与8mol的Cl2发生取代反应，生成只含碳、氯的氯代烷，则该氯代烷中含有8个H原子，原有机物分子中含有6个H原子，综上分析可知符合题意要求，故答案为：C。 4．ag某烃完全燃烧生成3.08 g和1.44 g 。下列说法不正确的是 A．该烃属于烷烃，其分子式为 B．该烃的同分异构体中沸点最低的物质系统命名为：2，3，3-三甲基丁烷 C．该烃主链有5个碳原子的结构有5种 D．该烃的同分异构体中一氯代物有三种的结构有4种 【答案】B 【分析】完全燃烧ag 某脂肪烃，生成3.08g CO2和1.44gH2O，二氧化碳的物质的量是=0.07mol，水的物质的量是= 0.08mol，所以该脂肪烃的最简式为C7H16，此时C原子已经饱和，属于烷烃，其分子式为，以此解答。 【详解】A．由分析可知，该烃属于烷烃，其分子式为，A正确； B．该脂肪烃的同分异构体中，支链越多，沸点越低，的同分异构体中支链最多的为，系统命名为：2，2，3-三甲基丁烷，B错误； C．该脂肪烃主链有5个碳原子的结构有5种： 、、、、，C正确； D．该脂肪烃的同分异构体中核磁共振氢谱有三组峰的有4种：、、、，D正确； 故选B。 5．一定条件下，1mol某烃恰好能与1molHCl发生加成反应，加成产物又可以与7mol的氯气发生完全取代，则该烃的结构简式为 A．CH2=CH2 B．CH3CH=CH2 C．CH3CH=CHCH3 D．CH2=CHCH=CH 【答案】B 【详解】一定条件下，1mol某烃恰好能与1molHCl发生加成反应，1mol分子中含有1mol碳碳双键，加成产物又可以与7mol的氯气发生完全取代，1mol加成产物中含有7molH原子，原物质中含有6molH原子，故选B。 6．下列说法正确的是 A．甲烷与在光照条件下发生取代反应，生成的、、、的物质的量之比为2：3：3：2，反应同时生成的的物质的量为 B．相同条件下，等物质的量的二甲醚和乙烯分别完全燃烧，耗氧量不同，生成二氧化碳的量相同 C．25℃和时，乙烷，乙炔和丙烯组成的混合烃与过量氧气混合并完全燃烧，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，气体总体积缩小了，原混合烃中乙炔的体积分数为25% D．120℃时某气态烃混合物在密闭容器中与足量的氧气混合，完全燃烧后恢复到原状态，测得燃烧前后容器内的压强保持不变，该混合烃可能是和 【答案】C 【详解】A．四种有机取代物的物质的量之比为n(CH3Cl):n(CH2Cl2):n(CHCl3):n(CCl4)=2:3:3:2，则四种取代物的物质的量分别为:n(CH3Cl)=0.2mol，n(CH2Cl2)=0.3mol，n(CHCl3)=0.3mol，n(CCl4)=0.2mol，发生取代反应时，一半的Cl进入HCl，消耗氯气的物质的量为0.2mol+2×0.3mol+3×0.3mol+4×0.2mol=2.5mol，A错误； B．1mol二甲醚消耗3mol氧气，生成2mol二氧化碳，1molC2H4消耗3mol氧气，生成2mol二氧化碳，则相同条件下，等物质的量的二甲醚和乙烯分别完全燃烧，耗氧量不同，生成二氧化碳的量相同，B错误； C．三种物质在氧气中燃烧的化学方程式为C2H6+O2=2CO2+3H2O，C2H2+O2=2CO2+H2O，C3H6+O2=3CO2+3H2O。其中在除去水蒸气后，C2H6和C3H6反应后体积减小的量相同，将两者看成同一种物质，设C2H6和C3H6一共xmL，C2H2为ymL，则x+y=32，2.5x+1.5y=72，解得x=24，y=8，则乙炔的体积分数为8mL÷32mL=25%，C正确； D．根据有机物的燃烧通式可知CnHm＋(n＋)O2＝nCO2＋H2O，如果要使燃烧前后容器内的压强保持不变，则应该满足1+n+＝n+，解得m＝4，D错误； 故选C。 7．三种气态烃的混合物与足量的氧气混合，点燃爆炸后，恢复到原来的状态(常温常压)，气体体积共缩小，则三种烃可能是 A．、、 B．、、 C．、、 D．、、 【答案】A 【分析】首先设烃的平均分子式为，烃燃烧的化学方程式，常温常压下为液态，体积变化由气体体积变化决定。反应前气体体积为，反应后气体体积为x，则体积变化。已知amL烃混合物燃烧后体积缩小2amL，即1体积烃燃烧体积缩小2体积，所以，解得y = 4。 【详解】A．(y = 4)、(y = 6)、(y = 2)，可以通过混合使平均y = 4； B．(y = 6)、(y = 6)、(y = 6)，平均； C．(y = 4)、(y = 6)、(y = 8)，平均； D．(y = 4)、(y = 4)、(y = 6)，平均； 综上，答案是A。 8．某有机物在氧气中充分燃烧，生成的和的物质的量之比为，则下列说法中错误的是 A．该有机物可能为甲烷或甲醇 B．该有机物分子中C、H个数之比为 C．该有机物中可能含有C、H、O三种元素 D．若标准状况下两种气态烃组成的混合物完全燃烧生成的和，则混合烃中一定存在甲烷 【答案】B 【详解】A．有机物在氧气中充分燃烧，生成的和的物质的量之比为，即有机物中，该有机物可能是甲烷或甲醇，A正确； B．有机物在氧气中充分燃烧，生成的和的物质的量之比为，则该有机物中和的物质的量之比为，B错误； C．有机物在氧气中充分燃烧生成的中的和中的来自有机物，但有机物也有可能含元素，C正确； D．两种气态烃的混合物的物质的量为，完全燃烧生成的物质的量为，生成水的物质的量为，根据质量守恒，混合烃的平均原子数为，混合烃的平均原子数为，则混合烃的平均分子式为，碳原子数小于1.6的烃只有甲烷，所以混合烃中一定有甲烷，D正确； 故答案为：B。 9．回答下列问题： (1)一定量的乙醇和O2在密闭容器中燃烧后的产物为CO2、CO和H2O(g)。产物分别经过浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重10.8g，碱石灰增重13.2g。求乙醇和氧气物质的量分别是_______、_______。 (2)若将0.5mol乙醇与9.2g金属钠充分反应，则标况下生成气体的体积是_______。 (3)现有A、B、C三种烃均可由石油加工得到，其球棍模型如图所示。 ①在相同条件下，等体积的以上三种物质完全燃烧时消耗氧气最多的是_______(填对应字母，下同)； ②在120℃、1.01×105 Pa时，有两种气态烃和足量的氧气混合点燃，相同条件下测反应前后气体体积，没有发生变化，这两种气态烃是_______；(写分子式) ③写出B转化为C的化学方程式：_______。 【答案】(1) 0.2mol 0.55mol (2)4.48L (3) C CH4、C2H4 CH2=CH2+H2CH3CH3 【详解】（1）浓硫酸吸收反应生成的水，水的质量为10.8g，物质的量为0.6mol，由氢原子守恒可知C2H5OH~3H2O，乙醇的物质的量为0.2mol，碳原子的物质的量为0.2mol×2=0.4mol，碱石灰吸收反应生成的二氧化碳，二氧化碳的质量为13.2g，物质的量为0.3mol，由碳原子守恒可知 CO的物质的量为0.4mol-0.3mol=0.1mol，由氧原子守恒可得氧气的物质的量为（0.6mol+0.1mol+0.3mol×2-0.2mol）÷2=0.55mol； 故答案为：0.2mol；0.55mol。 （2）9.2g金属钠的物质的量为0.4mol，与0.5mol乙醇反应时，乙醇过量，Na反应完全，故生成氢气的物质的量为0.2mol，标况下生成氢气的体积是0.2mol×22.4L/mol=4.48L； 故答案为：4.48L。 （3）在三种烃的球棍模型中，白球表示氢原子，黑球表示碳原子，则A的分子式为CH4，B的结构简式为CH2=CH2，分子式为C2H4，C的结构简式为CH3CH3，分子式为C2H6，在相同条件下，三种物质体积相等，则物质的量相等，可假设物质的量都为1mol，则A、B、C完全燃烧时消耗氧气的物质的量分别为2mol、3mol、3.5mol，所以耗氧最多的是C；设烃的分子式为CxHy，燃烧反应的化学方程式为CxHy+(x+)O2→xCO2+H₂O(g)，因为燃烧前后体积不变，所以1+x+=x+，y=4，CH4、C2H4分子中都含有4个氢原子，所以相同条件下反应前后气体体积没有发生变化的两种气态烃是CH4、C2H4；B转化为C的化学方程式为：CH2=CH2+H2CH3CH3； 故答案为：C；CH4、C2H4；CH2=CH2+H2CH3CH3。 10．某气态烃A和B按2：3（体积比）混合后，取0.1mol混合烃与一定量氧气混合燃烧，产物为CO、CO2和水蒸气，将燃烧产物依次通过足量的浓硫酸、灼热的CuO及碱石灰，最后碱石灰增重7.04g，求A和B可能的分子式。 【答案】A的分子式为CH4，B的分子式可能为C2H6或C2H4或C2H2 【详解】碱石灰吸收的CO2包括燃烧生成的CO2及CO还原CuO转化生成的CO2，由碳原子个数守恒可知，0.1mol混合烃中碳原子的物质的量为=0.16mol，则混合烃中碳原子的个数为1.6，由平均法可知，混合烃中一定含甲烷，设A为甲烷，另一烃分子中含x个碳原子，由烃A和B的体积比为2：3可得1×+x×=1.6，解得x=2，碳原子个数为2的烃可能是C2H6或C2H4或C2H2，则烃B为C2H6或C2H4或C2H2，故答案为：A的分子式为CH4，B的分子式可能为C2H6或C2H4或C2H2。 【强化训练】 11．1mol某烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气179.2L(标准状况下)。它在光照的条件下与氯气反应能生成3种不同的一氯取代物。该烃的结构简式是（ ） A． B．CH3CH2CH2CH2CH3 C． D． 【答案】B 【分析】根据烃燃烧的通式和题干中1mol烃燃烧时的耗氧量，可以确定烃的化学式，烃中含有几种类型的等效氢原子，其一氯代物就有几种，据此分析。 【详解】该烃在光照的条件下与氯气反应能生成3种不同的一氯取代物，则该烃有3种等效氢原子，又1mol该烃燃烧需氧气179.2L(标准状况)，即， A. 有3种等效氢原子，但是A的分子式是C6H14，1molC6H14的耗氧量为6+=9.5mol，故A不符合； B. 有3种等效氢原子，B的分子式是C5H12，1mol C5H12的耗氧量为5+=8mol，故B符合； C. 有4种等效氢原子，故C不符合； D. 有2种等效氢原子，故D不符合； 故选B。 12．同温同压下，10 ml气态烃在50ml O2中充分燃烧，得到体积为35ml的混合气体和液态水，则该烃的分子式为 ①CH4 ②C2H6 ③C3H8 ④C3H6 A．①② B．②④ C．①③ D．②③ 【答案】B 【详解】试题分析：CxHy+(x+y/4)O2=xCO2+y/2H2O 1 x+y/4 x 10 (x+y/4)×10 10x 50-(x+y/4)×10+10x=35 y=6，所以选B。 考点：有机物的燃烧反应的计算。 13．下列说法正确的是( ) A．某有机物燃烧只生成和，且二者物质的量相等，则此有机物的组成为 B．—定压强下， 气态烃在足量的氧气中燃烧，将产生的气体通过浓硫酸后气体体积为，则生成的水蒸气的体积为 C．相同质量的烃，完全燃烧，消耗越多，烃中含氢量越高 D．某气态烃与足量恰好完全反应，如果反应前后气体体积不变(温度大于100℃)，则;若体积减小，则 【答案】C 【详解】A．烯烃及烃的某些含氧衍生物燃烧只生成CO2和H2O，且二者的物质的量相等，则某有机物燃烧只生成CO2和H2O，且二者的物质的量相等，则此有机物的组成为CnH2n或CnH2nO、CnH2nO2，故A错误； B．若水为气态，通过浓硫酸后气体体积为V2L，减少的体积为水蒸气的反应，且反应前无氧气的体积，不能计算，故B错误； C．烃中H元素的质量分数越大，消耗氧气越多，则相同质量的烃，完全燃烧时，含氢元素质量分数越高的烃，消耗O2量越多，故C正确； D． ，温度大于100℃，水为气态，则，可知y=4，若体积减小，则y＜4，故D错误； 故答案为C。 14．两种气态烃的混合物共0.1 mol ，充分燃烧后得3.584 L(标准状况下)CO2和3.6 g水，下列说法正确的是( ) A．一定有甲烷 B．一定有乙烯 C．可能有乙烷 D．无法计算 【答案】A 【分析】n(CO2)==0.16mol，n(H2O)==0.2mol，则混合物的平均化学式为C1.6H4，因是混合物，则肯定含有C原子数小于1.6的烃，因甲烷中含有4个氢原子，则另一种烃也含有4个氢原子，以此解答该题。 【详解】两种气态烃的混合物共0.1mol，充分燃烧后得3.58L(标准状况下)CO2和3.6g水，则：n(CO2)==0.16mol，n(H2O)==0.2mol，则混合物的平均化学式为C1.6H4，因是混合物，则肯定含有C原子数小于1.6的烃，即一定含有甲烷；因甲烷中含有4个氢原子，则另一种烃也含有4个氢原子，乙烷中H原子数目大于4，不可能含有，可能含有乙烯、丙炔等，故答案为A。 15．质谱可广泛用于化合物的结构测定，如只含C、H、O三种元素的某化合物的质谱图如图所示。从碎片峰看，有m/z 77、51、39等峰，说明化合物有苯环；有m/z107峰，说明化合物有C2H5取代基；有m/z 118峰，说明化合物有醇羟基，则下列说法正确的是 A．该化合物的相对分子质量为107 B．该化合物的分子式为C9H10O C．该化合物中至少存在7种不同环境的氢原子 D．该化合物可能的结构简式为C6H5CH(OH)CH2CH3 【答案】D 【详解】A．质谱图中质荷比最大的吸收峰对应数值才是其相对分子质量，根据题干图示可知，该化合物的相对分子质量为136，A错误； B．分子式为C9H10O的化合物的相对分子质量为134，B错误； C．该化合物可能为苯环上的一取代物，还可能为苯环上的二取代物，如，故最少存在6种不同环境的氢原子，C错误； D．C6H5CH(OH)CH2CH3的相对分子质量为136，且符合题干图示的碎片的质荷比，故该化合物可能的结构简式为C6H5CH(OH)CH2CH3，D正确； 故答案为：D。 16．使用现代分析仪器对有机化合物A的分子结构进行测定，相关结果如下： 下列有关说法正确的是 A．由质谱图可知该有机物的相对分子质量为65 B．由红外光谱可获得该有机物官能团为碳氧键 C．综合以上图像信息可知该有机物为乙醚 D．有机化合物A的同类别的同分异构体只有1种 【答案】C 【详解】A．质谱图中显示的相对分子质量的直线，并不是相对丰度最大的线，而是质荷比最大的线，由图可知该有机物的相对分子质量大约为74，A不正确； B．由红外光谱可获得该有机物分子中含有C-H键、C-O键，则其官能团为醚键，B不正确； C．该有机物为醚，依据相对分子质量，由商余法可确定分子式为C4H10O，该有机物的核磁共振氢谱有2种峰，则表明分子中含有2种氢原子，综合以上图像信息可知，该有机物为乙醚，C正确； D．有机化合物A的同类别的同分异构体可能为甲正丙醚、甲异丙醚共2种(不包括自身在内)，D不正确； 故选C。 17．确定较复杂的有机化合物结构，需要借助现代分析仪器，根据图谱进行分析确定。一组分析仪器的图片如图所示。下列有关说法正确的是 A．甲为核磁共振氢谱图，乙为质谱图 B．甲表明该有机化合物的相对分子质量为31 C．乙表明该有机化合物中含4种不同化学环境的H原子 D．丙表明该有机化合物中只含C－H、C－O、O－H三种化学键 【答案】C 【详解】A．乙为核磁共振氢谱图，甲为质谱图，A错误； B．由图，甲表明该有机化合物的相对分子质量为74，B错误； C．乙表明该有机化合物中含4种不同化学环境的H原子，C正确； D．丙表明该有机化合物中含C－H、C－O、O－H三种化学键，应该还含有碳碳键，D错误； 故选C。 18．150℃时，将1L混合烃与9L氧气混合，在密闭容器内充分燃烧，当恢复至150℃时，体积恒定时，容器内压强增大8%，则该混合烃的组成是（ ） A．甲烷与乙烷体积比1：4 B．甲烷与乙炔体积比1：4 C．乙烯与丁烯体积比1：4 D．乙烯与丁烷体积比1：4 【答案】C 【分析】烃在氧气中充分燃烧的方程式为：CxHy+(x+)O2→xCO2+H2O，由方程式可知，温度在150℃时，当y=4时，反应为等体积反应，当y<4时，反应为体积缩小的反应，当y>4时，反应为体积增大的反应，四个选项中甲烷、丙炔、乙烯均含有4个氢原子，因此分析乙烷、乙炔、丁烷和丁烯的反应情况，反应后容器内压强增大8%，那么也就是体积增大了（1L+9L）×8%=0.8L，据此进行分析判断。 【详解】A. 设乙烷的体积为0.8L，那么 可知体积增大了0.4L，不符合题意，A项错误； B. 乙炔在氧气中完全燃烧，方程式为：2C2H2+5O2→4CO2+2H2O，反应为体积缩小的反应，不符合题意，B项错误； C. 设丁烯的体积为0.8L，那么 可知体积增大了0.8L，符合题意，C项正确； D. 设丁烷的体积为0.8L，那么 可知体积增大了1.2L，不符合题意，D项错误； 答案选C。 19．计算。 (1)有机物A和在密闭容器中燃烧后的产物为、CO和，产物经过浓硫酸后，浓硫酸的质量增加5.4g；再通过灼热充分反应后，固体质量减轻1.6g；最后气体再通过碱石灰被完全吸收，碱石灰质量增加8.8g。 ①该有机物的分子式为：_______。 ②若该有机物能与金属钠反应，请写出符合条件的A的结构简式：_______。 (2)某苯的同系物分子式为，若苯环上的氢原子被卤原子取代，生成的一卤代物有一种同分异构体，则该苯的同系物的结构简式为_______。 (3)在25℃和时，乙烷、乙炔和丙烯组成的混合烃，与过量氧气混合并完全燃烧，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强，气体总体积缩小了，原混合烃中乙炔的体积分数是____。 【答案】(1) C2H6O2 HOCH2CH2OH、CH3OCH2OH (2) (3)25% 【解析】(1) ①0.1mol有机物A和0.2mol O2燃烧后的产物CO2、CO和H2O(g)；燃烧产物经过浓硫酸后，浓硫酸的质量增加5.4g，说明H2O(g)的质量为5.4g，其物质的量为0.3mol，即0.1mol有机物A含有0.6mol H；燃烧产物再通过灼热的CuO，CO转化为CO2，固体质量减轻1.6g，根据反应方程式CO+CuOCu+CO2可知，CO的物质的量为0.1mol；最后气体再通过碱石灰被完全吸收，碱石灰质量增加8.8g，说明最终吸收CO2的质量为8.8g，其物质的量为0.2mol，则燃烧产物中CO2的物质的量为0.1mol，0.1mol有机物A含有0.2mol C；0.1mol有机物A中所含O的物质的量为0.3mol+0.1mol+2´0.1mol+-2´0.2mol=0.2mol；综上所述，0.1mol有机物A含有0.6mol H、0.2mol C、0.2mol O，故有机物A的分子式为C2H6O2； ②若该有机物能与金属钠反应，说明该有机物含有羟基，符合条件的A的结构简式为HOCH2CH2OH、CH3OCH2OH。 (2) 某苯的同系物分子式为C8H10，苯环上的氢原子被卤原子取代，生成的一卤代物有一种同分异构体，该苯的同系物为对二甲苯，其结构简式为。 (3) 由乙烷（C2H6）、乙炔（C2H2）和丙烯（C3H6）燃烧的方程式可以知道，除去水蒸气，恢复到原来的温度和压强， 则C2H6和C3H6反应后体积缩小的量是相同的，故可将两者看成是一种物质即可，设C2H6和C3H6一共为x mL，C2H2为y mL，则有，解得y=8，原混合烃中乙炔的体积分数为=25%。 20．完成下列填空： (1)在常温、常压下，取下列4种气态烃各1mol，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是___________。取下列4种气态烃各1g，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是___________。 A．CH4 B．C2H6 C．C3H8 D．C4H10 (2)完全燃烧0.1mol某烃，燃烧产物依次通过浓硫酸、浓碱液，实验结束后，称得浓硫酸增重9g，浓碱液增重17.6g，该烃的化学式____________，并写出其所有可能的结构简式___________。 【答案】(1) D A (2) C4H10 CH3CH2CH2CH3或CH(CH3)3 【详解】（1）A．CH4的x+ =2，即1molCH4消耗氧气2mol，A项不符合题意； B．C2H6的x+ =2+1.5=3.5，即1molC2H6消耗氧气3.5mol，B项不符合题意； C．C3H8的x+ =3+2=5，即1molC3H8消耗氧气5mol，C项不符合题意； D．C4H10的x+ =4+2.5=6.5，即1molC4H10消耗氧气6.5mol，所以相同物质的量耗氧量C4H10＞C3H8＞C2H6＞CH4，D项符合题意； 故选D。 烃分子中含氢量越高，消耗氧气越多，则消耗氧气最多的是甲烷，答案选A。 （2）浓硫酸增重9g，为水的质量，浓碱液增重17.6g为二氧化碳的质量，则n(H2O)=9.0g÷18g/mol=0.5mol，n(H)=1mol，则1mol烃中含有10molH原子；n(CO2)=17.6g÷44g/mol=0.4mol，n(C)=0.4mol，则1mol烃中含有4molC原子，所以该烃的分子式为C4H10，可能的结构有CH3CH2CH2CH3或CH(CH3)3。答案为CH3CH2CH2CH3或CH(CH3)3。 / 学科网（北京）股份有限公司 $