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4.为测定某有机化合物A的结构,进行如下实验.
[分子式的确定]
(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧,实验测得:生成5.4g H2O和8.8g CO2,消耗氧气6.72L(标准状况下),则该物质中各元素的原子个数比是2:6:1.
(2)质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量为46,则该物质的分子式是C2H6O.
(3)根据价键理论,预测A的可能结构并写出其结构简式CH3CH2OH、CH3OCH3
[结构式的确定]
(4)1H核磁共振谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(信号),根据峰值(信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目.例如:甲基氯甲基醚(Cl-CH2-O-CH3)有两种氢原子(如图1).经测定,有机物A的1H核磁共振谱示意图如图2所示,则A的结构简式为CH3CH2OH.

[性质实验]
(5)A在一定条件下脱水可生成B,B可合成塑料C,请写出B转化为C的化学方程式:nCH2=CH2$\stackrel{催化剂}{→}$
(6)体育比赛中当运动员肌肉扭伤时,队医随即用氯乙烷(沸点为12.27℃)对受伤部位进行局部冷冻麻醉.请用B选择合适的方法制备氯乙烷,要求原子利用率为100%,请写出制备反应的化学方程式:CH2=CH2+HCl$→_{△}^{催化剂}$CH3CH2Cl.

分析 (1)根据元素守恒可判断有机化合物中一定含有C和H两种元素,根据生成8.8g的二氧化碳中C元素质量即为化合物中所含C元素质量、生成5.4g 的水中H元素质量即为化合物中所含H元素质量,对氧元素的确定要根据二氧化碳和水中的氧元素质量之和与氧气中氧元素的质量来分析,若前者大,则有机化合物有氧元素,两者相等,则有机化合物没有有氧元素,然后求出各自的物质的量,计算该物质中各元素的原子个数比;
(2)根据有机物的最简式和相对分子质量求出分子式;
(3)根据分子式结合同分异构现象写出结构简式;
(4)根据分子式结合氢原子种类写出结构简式;
(5)乙醇在浓硫酸加热的条件下反应可以得到乙烯,乙烯通过加聚反应生成聚乙烯;
(6)加成反应的原子利用率是100%,依稀可以和HX发生加成反应;

解答 解:(1)n(CO2)=$\frac{8.8g}{44g/mol}$=0.2 mol,
n(H2O)=$\frac{5.4g}{18g/mol}$=0.3 mol,反应中消耗O2的物质的量n(O2)=$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3 mol,
则有机物中氧原子物质的量 n(O)=0.2 mol×2+0.3 mol×1-0.3 mol×2=0.1 mol,
所以该物质中C、H、O原子的个数比为0.2 mol:(0.3 mol×2):0.1 mol=2:6:1.
故答案为:2:6:1;
(2)因其相对分子质量为46,该物质中C、H、O原子的个数比为2:6:1,则其分子式为C2H6O,
故答案为:C2H6O;
(3)据A的分子式为C2H6O,A为饱和化合物,有机物A的结构为:CH3CH2OH或CH3OCH3
故答案为:CH3CH2OH、CH3OCH3
(4)根据图2可知,A分子内有3种氢原子,所以其结构简式为CH3CH2OH,
故答案为:CH3CH2OH;
(5)乙醇在一定条件下脱水可生成乙烯,乙烯可合成包装塑料聚乙烯,反应的化学方程式为:nCH2=CH2$\stackrel{催化剂}{→}$
故答案为:nCH2=CH2$\stackrel{催化剂}{→}$
(6)B为乙烯,原子利用率为100%,则可用乙烯与HCl反应制备氯乙烷,反应的化学方程式为:CH2=CH2+HCl$→_{△}^{催化剂}$CH3CH2Cl,
故答案为:CH2=CH2+HCl$→_{△}^{催化剂}$CH3CH2Cl.

点评 本题考查了有机物的分子式、结构简式确定的计算,题目难度中等,注意掌握确定有机物分子式、结构简式的方法,明确质谱仪中的质荷比、核磁共振氢谱中峰的含义为解答本题的关键.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

14.有一镁铝合金共21g,把其加入到1L 5mol/L的盐酸中,共收集到标准状况下的气体22.4L.
(1)该合金中镁铝的质量分别为12g、9g.
(2)反应中共消耗5mol/L的盐酸400mL.
(3)向反应后的溶液中逐滴加入5mol/L的NaOH溶液,若要使沉淀恰好达到最大值,需要加入NaOH1L.
(4)再加入NaOH溶液至足量,最后剩余的沉淀是氢氧化镁,其质量是29 g.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

15.化学和环境保护、食品营养、材料应用等密切相关.
(1)防治环境污染,营造安全的生态环境已成为全人类的共识.
①天然水中杂质较多,常需加入明矾、氯化铁等作混凝剂进行处理,混凝剂溶于水后生成的胶体可以吸附水中的悬浮颗粒.请以明矾为例,用离子方程式表示该净水原理Al3++3H2O?Al(OH)3+3H+
②垃圾处理要遵循无害化、减量化和资源化的原则.
③在汽车尾气系统中装置催化转化器,由于含铅化合物会使催化剂中毒,所以装有催化转化器的汽车必须使用无铅汽油.
(2)保证食品、药品安全,保持营养均衡,是人体健康的基础.
①人体需要的营养素主要有糖类、油脂、蛋白质、无机盐、维生素和水.在氢、氮、铁、氯、钙这几种元素中,属于人体生命活动必需的微量元素是铁.
②抗酸药物的种类很多,其有效成分一般都是碳酸氢钠、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化铝和氢氧化镁等化学物质.某品牌抗酸药的主要成分有糖衣、碳酸镁、淀粉.
写出该抗酸药发挥功效时的离子方程式:MgCO3+2H+═Mg2++CO2↑+H2O.
③如果不注意控制酸性食物的摄入,就会导致血液偏酸,甚至形成“多酸症”,引起人体缺钙、血液黏度增大等.
④阿司匹林是一种人工合成药物,结构简式如右图,常温下与NaOH反应可以得到可溶性钠盐,有比阿司匹林更好的疗效.
请写出此反应的方程式:
(3)丰富多彩的材料为人类的生存和发展创造了完美的物质条件.
石英玻璃的主要成分为多酸.有机玻璃受热时会软化,易于加工成型.有机玻璃是一种塑料(选填“橡胶”或“纤维”或“塑料”).有些塑料只是在制造过程中受热时能变软,可以塑制成一定的形状,但加工成型后就不会受热熔化,具有热固型.橡胶是制造轮胎的重要原料,天然橡胶通过硫化处理,使它的分子转化为网状体型结构,从而增大橡胶的强度.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

12.天津港“8.12”瑞海公司危险品仓库特大火灾爆炸事故,其二次爆炸威力巨大.据推测可能是由于某物质遇水燃烧而引发的连锁反应.下列常见危险品中最有可能具有这种性质的是(  )
A.KN03B.NH4NO3C.CaC2D.P4(白磷)

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

19.(1)下列物质中,能导电的是①④,属于电解质的是③⑥(填序号).
①Cu、②液氨、③氯化钠晶体、④硫酸溶液、⑤干冰、⑥BaSO4、⑦金刚石.
(2)将等物质的量的①Na、②Na2O、③Na2O2、④NaOH投入相同质量的水中,所得溶液浓度由大到小的顺序为②=③>①>④.如果将等物质的量换成等质量则①>②>③>④.(填序号)
(3)用氯化铝溶液与氢氧化钠溶液反应时,当Al3+离子的物质的量与OH-离子的物质的量之比(以下均填物质的量之比)为4:3或4:15时Al(OH)3沉淀量为最多沉淀量的$\frac{1}{4}$.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

9.用图所示装置进行相应的实验,能达到实验目的或得出相应结论的是(  )
 实验结论或目的
A浓盐酸KMnO4  石蕊试液氯气的水溶液有酸性、漂白性
B稀硫酸Na2S AgNO3与AgCl的浊液Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)
 
C硝酸Na2CO3溶液 Na2SiO3溶液比较硝酸、碳酸、硅酸酸性强弱
D溴水FeBr3、苯AgNO3溶液苯和溴水能发生取代反应
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

16.把12.6g的镁铝合金的粉末放入过量盐酸中,得到13.44L气体(标况下).试计算:
(1)该合金中铝的质量分数
(2)该合金中镁和铝的物质的量之比.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

13.下列离子组能大量共存的是(  )
A.H+、K-、CIO-、Fe2+B.OH-、Na+、Mg2+、Br-
C.Cu2+、H+、CI-、NO3-D.Na+、SiO32-、Ca2+、CI-

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.下列能达到实验目的是(  )
A.
分离水和CCl4
B.   干燥Cl2C.
 转移溶液
D.
 蒸发食盐水

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