结构研究专题一选修

有机物结构组成的研究练习一化合物的分子式的确定：（1）最简式法确定各元素原子个数比，求出最简式根据有机物的M求出分子式补充：有机物相对分子质量的确定1.标态密度法：根据标准状况下气体的密度，求算该气体的相对分子质量：M＝22.4×ρ2.相对密度法：根据气体A相对于气体B的相对密度，求算该气体的相对分子质量：MA＝D×MB3.混合物的平均相对分子质量：＝4.物质的量分数法5.质谱法（2）直接计算法直接求算出1mol有机物中各元素原子的物质的量，即可确定分子式。（3）燃烧关系法（4）商余法只是适合烃类例题1燃烧某有机物A1.50g，生成1.12L（标准状况）CO2和0.05molH2O。该有机物的蒸气对空气的相对密度是1.04，求该有机物的分子式。（根据燃烧产物求）解：mol05.0molL4.22L12.1)CO(n1)C(n12,g6.0molg12mol05.0)C(m1mol1.0mol05.02)OH(n2)H(n2,g1.0molg1mol1.0)H(m1∴该有机物含氧：g8.0g1.0g6.0g5.1)O(m，mol05.0molg16g8.0)O(n1M(A)＝1.04×29＝30，mol05.0molg30g5.1)A(n1n(A):n(C):n(H):n(O)＝0.05mol:0.05mol:0.1mol:0.05mol＝1:1:2:1∴A的分子式为CH2O例题2．（2005·江苏理科综合·31·5分）有机物A由碳、氢、氧三种元素组成。现取3gA与4.48L氧气（标准状况）在密闭容器中燃烧，燃烧后生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸气（假设反应物没有剩余）。将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重3.6g，碱石灰增重4.4g。回答下列问题：（1）3gA中所含氢原子、碳原子的物质的量各是多少?（2）通过计算确定该有机物的分子式。[参考答案]（1）n(H)＝2n(H2O)＝0.4mol（1分）M总总nmn(C)＝n(CO2)＋n(CO)（2）3gA中，n(H)＝0.4mol，n(C)＝0.15mol，n(O)＝2n(CO2)＋n(CO)＋n(H2O)－2n(O2)＝2×0.1mol＋0.05mol＋0.2mol－2×0.2mol＝0.05mol（1分）所以，n(C)︰n(H)︰n(O)＝3︰8︰1A的分子式为C3H8O（2分）二有机物结构的研究1、有机物中的基团2、有机物中基团种类的确定——红外光谱法3、核磁共振谱图——确定有机物的结构4、用质谱法还可以测定有机物的相对分子质量例题１．0.60g某饱和一元醇A，与足量的金属钠反应,生成氢气112mL(标准状况)。求该一元醇的分子式。将该一元醇进行1H核磁共振分析，其1H－NMR谱图如下，写出A的结构式。解：设饱和一元醇A的分子式为CnH2n+1OH，则有：CnH2n+1OH+Na→CnH2n+1ONa+21H2↑(14n+18)g11200mL0.60g112mL得n＝3∴A的分子式为C3H7OH。从A的1H核磁共振谱图分析知其有四种氢，可知其结构为CH3CH2CH2OH。作业：1．某有机物链状分子中含n个,m个,a个,其余为羟基。则该有机物分子中羟基的个数为（）A．2n+3m-aB．n+m+aC．m+2-aD．m+2n+2-a2.某有机物CxHmOn完全燃烧时需要氧气的物质的量是该有机物的x倍，则其化学式中x、m、n的关系不可能的是（）A．m2x＋2B．m=2x＋2C．x︰m︰n＝1︰2︰1D．m︰n＝2︰13.某有机物的分子结构如下表示：CH3-C≡C-CH=CH—-—CH3，该分子中最多可CH2CHCH3以有多少个原子共平面（）A．18B．20C．22D．244.已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示，下列说法中错误的是()A．由红外光谱可知，该有机物中至少有三种不同的化学键B．由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子C．仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数D．若A的化学式为C2H6O，则其结构简式为CH3—O—CH35.图1和图2是A、B两种物质的核磁共振氢谱。已知A、B两种物质都是烃类，都含有6个氢原子。请根据图1和图2两种物质的核磁共振氢谱谱图选择出可能属于图1和图2的两种物质是（）A．A是C3H6；B是C6H6B．A是C2H6；B是C3H6C．A是C2H6；B是C6H6D．A是C3H6；B是C2H66．向的平衡体系中加入H218O，过一段时间后18O是（）A．只存在于乙酸分子中B．只存在于乙醇分子中C．乙酸和乙酸乙酯分子中D．乙醇、乙酸和乙酸乙酯分子中7.某有机物的蒸气密度是相同状况下甲烷密度的3．625倍。把1．16g该有机物在氧气中充分燃烧，将生成的气体混合物通过足量碱石灰，碱石灰增重3．72g，又知生成H2O和CO2的物质的量比为1：1，试求此有机物的分子式。红外光谱和核磁共振氢谱显示该分子中含有碳碳双键和羟基（结构不稳定），试确定它的结构简式。解：M(有机物)＝3.625×16＝58，mol02.0molg58g16.1)(n1有机物18g·mol－1×n+44g·mol－1×n＝3.72g，n＝n(CO2)＝n(H2O)＝0.06molmol06.0)CO(n1)C(n2，g72.0molg12mol06.0)C(m1mol12.0mol06.02)OH(n2)H(n2,g12.0molg1mol12.0)H(m1∴该有机物含氧：g32.0g12.0g72.0g16.1)O(m，mol02.0molg16g32.0)O(n1n(有机物):n(C):n(H):n(O)＝0.02mol:0.06mol:0.12mol:0.02mol＝1:3:6:1∴有机物的分子式为C3H6O，依题意，其结构简式为CH2＝CH－CH2OH8．室温时某气态烃10mL与过量氧气混合，点燃爆炸后恢复至室温，气体体积比点燃前减少了25mL。再把这些气体通过苛性钠溶液，气体体积又减少了30mL。试确定该烃的分子式。9．某烃含氢元素的质量分数为17.2%，求此烃的实验式。又测得该烃的相对分子质量是58，求该烃的分子式。解1：5:21%2.17:12%2.171)(:)(HnCn，∴该烃的实验式为C2H5。设该烃的分子式为(C2H5)n，(2×12+1×5)·n＝58，解得n＝2∴该烃的分子式即为C4H10。解2：412%)2.171(58)C(N，101%2.1758)H(N∴该烃的分子式即为C4H10。解3：10:4:11%2.17:12%2.171:581)H(n:)C(n:)(n烃∴该烃的分子式即为C4H1010、某气态烃在标准状况下150ml的质量是0.5223g，经测定，该烃含碳92.0％，含氢7.7%，试求它的分子式。11、某烃A含C83%，确定该烃A的分子式。12、已知某烃的分子量为114，则该烃的分子式为，若其一卤代物只有一种，则该烃的结构简式为。名称为。13、巳知某烃的分子式为128，则该烃的分子式可能为或。14、某有机物4.5g，完全燃烧后生成3.36LCO2(标况)和2.7gH2O，该有机物的蒸气对H2的相对密度为30，求该有机物的分子式。⑵有机物的燃烧规律例1、120℃时，1体积某烃和3体积O2混合，完全燃烧后，恢复到原温度和压强，体积不变，该烃分子式不可能是（）A、CH4B、C2H4C、C2H2D、C3H4例2、10mL某气态烃，在50mLO2中充分燃烧，得液态水和体积为35mL的气体(气体是在同温同压下测定)则该气态烃不可能是（）A、CH4B、C2H6C、C4H6D、C3H6例3、一定条件下，某气态烃与O2的混合气体共7L，充分燃烧后，将混合气体通过浓硫酸，气体减少至4L，(体积为相同条件下测定)则该烃不可能是（）A、CH4B、C2H4C、C3H8D、C4H6例4、等物质的量的下列有机物燃烧时，消耗氧气的量最多的是()A、C2H6B、C3H4C、C2H6OD、C4H6例5、质量相等的下列烃完全燃烧时，消耗氧气最多的是()A、C5H8B、C3H6C、C4H6D、C7H8⑶有关混合物的平均值讨论与计算例1、0.1mol由两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后，得0.16molCO2和3.6g水，则混合气体中（）A、一定有甲烷B、一定是CH4和C2H4C、一定没有乙烷D、一定有乙炔。例2、两种气态烃，以一定比例混合，在105℃时,1L该混和烃与9LO2混合,充分燃烧后，恢复到原状态,所得气体体积是11L，下列各组混合烃中不符合条件的是()A、C4H10、C3H6B、C4H8、C3H8C、C4H10、C2H4D、CH4、C3H8例3、两种气态烃以任意比混合，在105℃时，1L该混和烃与9LO2混合，充分燃烧后，恢复到原状态,所得气体体积是10L，下列各组混合烃中不符合条件的是()A、CH4、C2H4B、CH4、C3H6C、C3H4、C2H4D、C2H2、C3H6例4、燃烧下列混合气体，所产生的CO2的量一定小于燃烧相同质量的丙烯所产生的CO2的量的是（）A、C2H6、C3H6B、C2H2、C2H4C、C2H4、C3H6D、C4H8、C4H6例5、一种由气态烷烃和一种气态烯烃组成的混合物共10g，混合气体是相同状态下H2的密度的12.5倍，该混合气体通过溴水时，溴水质量增重8.4g，该混合气体可能是()A、CH4、C2H4B、C3H8、C2H4C、C2H6、C3H6D、CH4、C3H6例6、由两种气态烃组成的混合气体20ml，跟过量氧气混合后，完全燃烧。当燃烧产物通过浓H2SO4后休息减少30ml，再将气体通过碱石灰又减少40ml，(每步实验中气体都能充分吸收，气体体积在相同条件下测得)则这两种烃为（）A、CH4、C2H4B、C2H2、C2H4C、C2H2、C2H6D、CH4、C2H6例7、下列各组化合物中，不论二者以何种比例混合，只要总质量一定，则完全燃烧时，消耗的O2和生成的水的质量不变的是（）A、C2H2、C6H6B、C2H6、C3H6C、C2H4、C3H4D、C2H4、C3H6例8、下列各组化合物中，不论二者以何种比例混合，只要总的物质的量一定，则完全燃烧时，消耗的O2不变的是（）A、C2H2、C6H6B、C2H4、C2H6OC、C5H10、C6H6D、C2H4、C3H6例9、完全燃烧标准状态下的某气态烷烃和气态烯烃的混合物2.24L，生成CO26g，H2O4.05g，混合物的组成为。例10、在120℃、101kPa的条件下，将1L某气态炔烃与某气态烯烃的混合气体与14LO2(过量)，点燃充分反应后所得的气体在相同条件下为15L，通过计算确定混合气体中炔烃和烯烃的分子式及它们的体积比