某有机化合物A经李比希法测得其中含碳为70.59%、含氢为 5.88%,其余含有氧。现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子结构。
方法一:用质谱法分析得知A的相对分子质量为136。
方法二:核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有4个峰,其面积之比为1∶2∶2∶3。如下图A。
方法三:利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱如下图B。
(1)分子中共有 种化学环境不同的氢原子;
(2) A的分子式为 。
(3) 该物质属于哪一类有机物_____________;
(4)A的分子中只含一个甲基的依据是___________________(填序号)。
a. A的相对分子质量 b. A的分子式
c. A的核磁共振氢谱图 d. A分子的红外光谱图
(5)A的结构简式为 。
(6)A的芳香类同分异构体有多种,其中又同时符合下列条件:①能发生水解反应;②分子结构中含有一个甲基。则该类A的同分异构体共有_______种。
(1)支链只有一个乙基且相对分子质量最小的烷烃的结构简式为
(2)某炔烃经催化加氢后,得到2-甲基丁烷,该炔烃的名称是
(3)将某有机物16.8g在过量的氧气中充分燃烧后,将生成的气体依次通过浓硫酸和过量的过氧化钠,浓硫酸增重7.2g,过氧化钠增重22.4g。已知该有机物的相对分子质量为168.则该有机物的实验式为 ;等质量的该有机物分别与Na和NaOH反应,消耗的Na和NaOH的物质的量之比为2:3, 但它不与NaHCO3反应,且其苯环上的一氯代物只有两种,则它的结构简式为
某有机物A与氢气的相对密度是38,取有机物A 7.6g完全燃烧后,生成0.2molCO2和0.2molH2O。此有机物既可与金属钠反应,又可与氢氧化钠和碳酸钠反应。
下列有关A的说法中不正确的是( )
A.A的分子式为C2H4O3 |
B.A的结构简式为HO—CH2—COOH |
C.A分子中的官能团有两种 |
D.1 mol A与足量的单质Na反应时放出H2的物质的量为0.5mol |
苯甲酸甲酯是一种重要的工业原料,某化学小组采用如图装置
以苯甲酸、甲醇为原料制取苯甲酸甲酯。有关物质的物理性质见下表所示:
|
苯甲酸 |
甲醇 |
苯甲酸甲酯 |
熔点/℃ |
122.4 |
-97 |
-12.3 |
沸点/℃ |
249 |
64.3 |
199.6 |
密度/g.cm-3 |
1.2659 |
0.792 |
1.0888 |
水溶性 |
微溶 |
互溶 |
不溶 |
Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗产品
在圆底烧瓶中加入0.1mol苯甲酸和0.4mol 甲醇,再小心加入 3mL浓硫酸,混匀后,投入几粒沸石,小心加热使反应完全,得苯甲酸甲酯粗产品。
(1)甲装置的作用是: ;冷却水从 (填“a”或“b”)口进入。
(2)化学小组在实验中用过量的反应物甲醇,其理由是 。
Ⅱ.粗产品的精制
苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等,现拟用下列流程进行精制
(1)试剂1可以是 (填编号),作用是 。
A.稀硫酸 B.碳酸钠溶液 C.乙醇
(2)操作2中,收集产品时,控制的温度应在 ℃左右。
(3)实验制得的苯甲酸甲酯精品质量为10g,则苯甲酸的转化率为 (结果保留三位有效数字)。
(4)本实验制得的苯甲酸甲酯的产量低于理论产量,可能的原因是 (填编号)。
A.蒸馏时从100℃开始收集产品
B.甲醇用量多了
C.制备粗品时苯甲酸被蒸出
溴乙烷是一种重要的有机化工原料,其沸点为38.4℃。制备溴乙烷的一种方法是乙醇与氢溴酸反应,该反应的化学方程式是
实际通常是用溴化钠与一定浓度的硫酸和乙醇反应。某课外小组欲在实验室制备溴乙烷的装置如图,实验操怍步骤如下:
①检查装置的气密性;
②在圆底烧瓶中加入95%乙醇、80%硫酸,然后加入研细的溴化钠粉末和几粒碎瓷片;
③小心加热,使其充分反应。
请问答下列问题。
⑴装置A的作用是 。
⑵反应时若温度过高,则有SO2生成,同时观察到还有一种红棕色气体产生,该气体的分子式是
⑶反应结束后,得到的粗产品呈棕黄色。为了除去粗产品中的杂质,可选择下列试剂中的 _____________(填写上正确选项的字母)。
a.稀氢氧化钠溶液 b.乙醇 c.四氯化碳
该实验操作中所需的主要玻璃仪器是 (填仪器名称)。
⑷要进一步制得纯净的溴乙烷,可继续用蒸馏水洗涤,分液后,再加入无水CaCl2,然后进行的实验操作是 (填写正确选项的字母)。
a.分液 b.蒸馏 c.萃取
⑸为了检验溴乙烷中含有溴元素,不能直接向溴乙烷中滴加硝酸银溶液来检验,其原因是
通常采用的方法是取少量溴乙烷,然后 (按实验的操作顺序选填下列序号)。
①加热 ②加入AgNO3溶液 ③加入稀HNO3酸化 ④加入NaOH溶液
在有机物分子中,不同氢原子的核磁共振谱中给出的信号也不同,根据信号可以确定有机物分子中氢原子的种类和数目。例如二乙醚的结构简式为: CH3—CH2—O—CH2—CH3,其核磁共振谱中给出的信号有两个,如图①所示:
(1)下列物质中,其核磁共振氢谱中给出的信号只有一个的是 。(填序号)
A.CH3CH3 | B.CH3COOH | C. CH3OH | D. CH3OCH3 |
(2)化合物A和B的分子式都是C2H4Br2, A的核磁共振氢谱图如右图②所示,则A的结构简式为 ,请预测B的核磁共振氢谱上有 种信号。
(3)在常温下测得的某烃C8H10(不能与溴水反应)的核磁共振谱上,观察到两种类型的H 原子给出的信号,其强度之比为2:3,试确定该烃的结构简式为 ;该烃在光照下生成的一氯代物在核磁共振谱中可产生 种信号,强度比为 。
(4)在常温下测定相对分子质量为128的某链烃的核磁共振谱,观察到两种类型的H原子给出的信号,其强度之比为9:1,则该烃的结构简式为 ,其名称为 。
乙烯与乙烷混合气体共a mol,与b mol的氧气共存于一密闭容器中,点燃后充分反应,乙烯和乙烷全部消耗完,得到CO到CO2的混合气体和45g水。试求:
(1)当a=1时,乙烯和乙烷的物质的量之比n(C2H4):n(C2H6)= 。
(2)当a=1,且反应后CO和CO2混合气体的物质的量为反应前氧气的时,则b= ,得到的CO和CO2的物质的量之比n(CO):n(CO2)= 。
(3)a的取值范围是 。
实验室用乙醇和浓硫酸反应制备乙烯,化学方程式为:C2H5OHCH2=CH2↑+H2O,接着再用液溴与乙烯反应制备1,2-二溴乙烷。在制备过程中由于部分乙醇与浓硫酸发生氧化还原反应还会产生CO2、SO2 ,并进而与Br2反应生成HBr等酸性气体。某学习小组用上述三种为原料,组装下列仪器(短接口或橡皮管均己略去)来制备1,2-二溴乙烷
(1)如果气体流向从左到右,正确的连接顺序是:
B经A①插入A中,D接入②;A③接 接 接 接 接。
(2)温度计水银球的正确位置是 。
(3)装置D与分流漏斗相比,其主要优点是 。
(4)装置C的主要作用是 ,装置F的作用是 。
(5)在反应管E中进行的主要反应的化学方程式为 。
(6)装置E烧杯中的泠水和反应管内液溴上的水层作用均是 。若将装置F拆除,在E中的主要反应为 。
某烃类化合物A的质谱图表明其相对分子质量为84,红外光谱表明分子中含有碳碳双键,核磁共振氢谱表明分子中只有一种类型的氢。
(1)A的结构简式为:
(2)A中的碳原子是否都处于同一平面 (填“是”或“不是”);
(3)在下图中,D1、D2互为同分异构体,E1 、E2互为同分异构体。
反应②的化学方程式为:____________________
C的化学名称为:_________________
E2的结构简式是:_________________
④、⑥的反应类型依次是:_____________,_______________
有机物A常用于食品行业。已知9.0 g A在足量O2中充分燃烧,将生成的混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰,分别增重5.4 g和13.2 g,经检验剩余气体为O2。
(1)A分子的质谱图如下图所示,从图中可知其相对分子质量是 ,则A的分子式是____________;
(2)A能与NaHCO3溶液发生反应,A一定含有的官能团是 ;
(3)A分子的核磁共振氢谱有4个吸收峰,峰面积之比是1:1:1:3,则A的结构简式是________________________;
(4)请写出官能团与A相同的同分异构体的结构简式 。
某有机物ag与0.8mol O2在密闭容器中充分混合后点燃。待充分反应后,将产物中的H2O(g)和其它气态产物先缓慢通过足量澄清石灰水,产生40g白色沉淀,溶液质量减少0.8g。余下气体通过浓硫酸干燥后,再缓慢通过足量灼热CuO,固体由黑变红。将产生的气体又缓慢通过足量过氧化钠,充分反应后固体质量增加11.2g且只有氧气放出(假设每一步都充分反应或吸收)。请回答下列问题:
①通过计算确定该有机物化学式为 。
②若ag该有机物恰好与18.4g金属钠完全反应,试确定该有机物的结构简式 。
③若0.4mol该有机物恰好与9.2g金属钠完全反应,试确定该有机物的结构简式 。
(已知① 醚不与钠反应 ②一个碳原子上同时连2个或多个羟基是不稳定的)
如下a、b、c、d、e、f是六种有机物,其中a是烃类,其余是烃的衍生物,下列有关说法不正确的是
A.若a的相对分子质量是42,则d是丙醛 |
B.若d的相对分子质量是44,则a是乙炔 |
C.若a为苯乙烯(C6H5—CH=CH2),则f的分子式是C16H16O2 |
D.若a为单烯烃,则d与f的最简式一定相同 |
乌尔曼反应是偶联反应的一种,可以实现卤代苯与含氮杂环的反应。例如:
(1)化合物(Ⅰ)的分子式为 ;
(2)化合物Ⅳ是化合物Ⅱ的同系物,分子式为C8H9Br,Ⅳ为苯的对位二取代物,其核磁共振氢谱图共有4组峰,峰面积比为2:2:2:3,其结构简式为 (任写一种)。
(3)1mol化合物Ⅲ可以与 mol H2发生加成反应,产物结构简式为 。
(4)化合物Ⅳ的一种同分异构体Ⅴ的结构简式为,Ⅴ与氢氧化钠溶液醇溶液加热条件下反应的化学方程式为 。
(5)一定条件下,与也可以发生类似反应①的反应,参加反应的分子数之比为2:1,则生成的产物的结构简式为 。
(4分)核磁共振谱是测定有机物分子结构最有用的工具之一。瑞士科学家维特里希等三人即是利用核磁共振技术测定生物大分子的三维结构而获得2002年诺贝尔化学奖。在有机物分子中,不同位置的氢原子在质子核磁共振谱(PMR)中给出的峰值(信号)也不同,根据峰(信号)可以确定有机物分子中氢原子的种类和数目。例如:乙醛的结构式为,其PMR谱中有2个信号峰,其强度之比为3∶1。
(1)下列有机物分子中,在质子核磁共振谱中只给出一种峰(信号)的是________。
A.CH3—CH3 | B.CH3CHO |
C.CH3CH2OCH2CH3 | D.CH3COCH3 |
(2)化合物A和B的分子式都是C2H4Br2,A的PMR谱上只有1个峰,则A的结构简式为___________。B的PMR谱上有__________________个峰,强度比为________________。
用1-丁醇、溴化钠和较浓H2SO4混合物为原料,在实验室制备1-溴丁烷,并检验反应的部分副产物。(已知:NaCl+H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl↑)现设计如下装置,其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出。请回答下列问题:
(1)仪器A的名称是 。
(2)关闭a和b、接通竖直冷凝管的冷凝水,给A加热30分钟,制备1-溴丁烷。写出该反应的化学方程式 。
(3)理论上,上述反应的生成物还可能有:丁醚、1-丁烯、溴化氢等。熄灭A处酒精灯,在竖直冷凝管上方塞上塞子,打开a,利用余热继续反应直至冷却,通过B、C装置检验部分副产物。B、C中应盛放的试剂分别是 、 。
(4)在实验过程中,发现A中液体由无色逐渐变成黑色,该黑色物质与浓硫酸反应的化学方程式为 ,可在竖直冷凝管的上端连接一个内装吸收剂碱石灰的干燥管,以免污染空气。
(5)相关有机物的数据如下:
物质 |
熔点/0C |
沸点/0C |
1-丁醇 |
-89.5 |
117.3 |
1-溴丁烷 |
-112.4 |
101.6 |
丁醚 |
-95.3 |
142.4 |
1-丁烯 |
-185.3 |
-6.5 |
为了进一步精制1-溴丁烷,继续进行了如下实验:待烧瓶冷却后,拔去竖直的冷凝管,塞上带温度计的橡皮塞,关闭a,打开b,接通冷凝管的冷凝水,使冷水从 (填c或d)处流入,迅速升高温度至 ℃,收集所得馏分。
(6)若实验中所取1-丁醇、NaBr分别为7.4 g、13.0 g,蒸出的粗产物经洗涤、干燥后再次蒸馏得到9.6 g 1-溴丁烷,则1-溴丁烷的产率是 。