高中化学定量研究的方法填空题

碳、氢、氧3种元素组成的有机物A，相对分子质量为102，含氢的质量分数为9.8%，分子中氢原子个数为氧的5倍。一定条件下，A与氢气反应生成B，B分子的结构可视为1个碳原子上连接2个甲基和另外2个结构相同的基团。且B的核磁共振氢谱显示有3组不同的峰。
（1）A的分子式是        。
（2）下列物质与A以任意比例混合，若总物质的量一定，充分燃烧消耗氧气的量相等且生成水的量也相等的是（填序号）        。
A．C₅H₁₂O₃          B．C₄H₁₀          C．C₆H₁₀O₄         D．C₅H₁₀O
（3）①B的结构简式是            。
②A不能发生的反应是（填序号）          。
A．取代反应        B．消去反应        C．酯化反应       D．还原反应
（4）与A互为同分异构体的羧酸有         种。
（5）A还有另一类酯类同分异构体，该异构体在酸性条件下水解，生成两种相对分子质量相同的化合物，其中一种的分子中有2个甲基，该异构体的结构简式是：           。

(7分) 某有机物A只含有C、H、O三种元素，常用作有机合成的中间体。现将8.4 g该有机物在14.56L（标况下）O₂经充分燃烧后将产生的热气体（无有机物）先通过足量的无水CaCl₂固体，发现该固体增重7.2g，然后再将该剩余气体通入足量的澄清石灰水，石灰水增重22.0g；质谱图表明其相对分子质量为84，红外光谱分析表明A分子中含有O—H键和位于分子端的C≡C键，核磁共振氢谱有三个峰，峰面积为6:1:1。（注：—OH接在不饱和碳上为不稳定结构）
（1）通过计算确定该有机物A的分子式为                 ，A的结构简式为                   。
（2）有机物B是A的同分异构体，1 mol B可与1mol Br₂加成。该有机物所有碳原子在同一个平面，没有顺反异构现象。请写出B的结构简式是                            。

（1）经元素分析后，发现某烃的含碳量为82.76%，氢的质量分数则为17.24%，且相对分子质量为58，该烃的分子式         。
（2）某种苯的同系物0.1mol在足量的氧气中完全燃烧，将产生的高温气体依次通过浓硫酸和氢氧化钠溶液，使浓硫酸增重7.2g，氢氧化钠溶液增重30.8g。推测它的分子式        和结构简式         。
（3）某含氧有机物，它的相对分子质量为46.O，碳的质量分数为52.2％，氢的质量分数为33.0％，NMR中只有一个信号，请写出其结构简式             。
（4）某有机化合物仅由碳、氢、氧三种元素组成 ，经测定其相对分子质量为90 。称取该有机物样品1.8 g ，在足量纯氧中完全燃烧 ，将产物先后通过浓硫酸和碱石灰 ，两者分别增重1.08 g和2.64 g 。该有机物的分子式         。

(12分)（1）为测定一种气态烃A的化学式，取标准状况下一定体积的A置于密闭容器中，再通入一定体积的O₂，用电火花引燃，定性实验表明产物是CO₂、CO和水蒸气。相关方案如下：(箭头表示气体流向，实验前系统内空气已排除)

试回答(不要求写计算过程)：
A的实验式(最简式)是___________，根据所学知识，气态烃A的分子式为___________。
（2）质子核磁共振(PMR)是研究有机物结构的有力手段之一，在所研究的化合物分子中，每一个结构中的等效氢原子的PMR谱中都给出了相应的峰(信号)，谱中峰的强度与结构中的等效氢原子数成正比。现有某有机物，化学式为C₆H₁₂。已知该物质可能存在多种结构，a、b、c是其中的三种，请根据下列要求填空：
①a与氢气加成生成2―甲基戊烷，则a的可能结构有___________种。
②b能使溴水和酸性高锰酸钾褪色，PMR谱中只有一个信号，则b的结构简式为：___     __，
其命名为：     
③c不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，不能与溴水加成褪色，可萃取溴水中的溴；PMR谱中也只有一个信号，则c的结构简式为：___________________________

(8分)填写下列空白：
（1）烃A与含氢量最高的烃B属于同系物。在光照下1体积A最多能与6体积氯气完全反应(同温同压)，则A的结构式是                      。
（2）烃C的相对分子质量是72，C的一溴代物种数是它的同分异构体中最多的，C的名称是         。
（3）芳香烃D分子中含56个电子，碳与氢元素质量比为12:1，其加聚反应的化学方程式为         。
（4）分子式为C₈H₁₀的芳香烃，其苯环上的一氯代物有             种。

(12分)为了测定某有机物A的结构，做如下实验：
①将2.3 g该有机物完全燃烧，生成0.1 mol CO₂和2.7 g水；
②用质谱仪测定其相对分子质量，得如图一所示的质谱图；
③用核磁共振仪处理该化合物，得到如图二所示图谱，图中三个峰的面积之比是1:2:3。
④用红外光谱仪处理该化合物，得到如图三所示图谱。

试回答下列问题：
（1）有机物A的相对分子质量是__________。
（2）有机物A的实验式是____________________。
（3）能否根据A的实验式确定A的分子式______(填“能”或“不能”)，若能，则A的分子式是__________(若不能，则此空不填)。
（4）写出有机物A的结构简式______________。

为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验：
(一)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5.4 g H₂O和8.8 g CO₂，消耗氧气6.72 L(标准状况下)，则该物质中各元素的原子个数比是________。
（2）用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图①所示质谱图，则其相对分子质量为__________，该物质的分子式是________。

（3）根据价键理论，预测A的可能结构并写出结构简式_______________________。
(二)结构式的确定：
（4）核磁共振氢谱能对有机物分子中不同化学环境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(ClCH₂OCH₃)有两种氢原子如图②。经测定，有机物A的核磁共振氢谱示意图如图③，则A的结构简式为__________。

氢气是清洁的能源，也是重要的化工原料。
（1）以H₂为原料制取氨气进而合成CO(NH₂)₂的反应如下：
N₂(g)＋3H₂(g)＝2NH₃(g)              △H＝―92.40 kJ·mol^－1
2NH₃(g)＋CO₂(g)＝NH₂CO₂NH₄(s)      △H＝―159.47 kJ·mol^－1
NH₂CO₂NH₄(s)＝CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(l)   △H＝＋72.49 kJ·mol^－1
则N₂(g)、H₂(g)与CO₂(g)反应生成CO(NH₂)₂(s)和H₂O(l)的热化学方程式为   。
（2）用丙烷和水为原料在电催化下制氢气，同时得到一种含有三元环的环氧化合物A，该反应的化学方程式为   。该反应也可生成A的同分异构体——另一种环氧化合物B，B的核磁共振氢谱为下图中的   （填“a”或“b”）。

（3）已知叠氮酸（HN₃）不稳定，同时也能与活泼金属反应，反应方程式为：
2HN₃＝3N₂↑＋H₂↑
2HN₃＋Zn＝Zn(N₃)₂＋H₂↑
2 mol HN₃与一定量Zn完全反应，在标准状况下生成67.2 L气体，其中N₂的物质的量为   。
（4）已知H₂S高温热分解制H₂的反应为：H₂S(g)H₂(g)＋1/2S₂(g) 在恒容密闭容器中，控制不同温度进行H₂S的分解实验：以H₂S的起始浓度均为c mol·L^－1测定H₂S的转化率，结果如右下图所示。图中a为H₂S的平衡转化率与温度关系曲线，b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H₂S的转化率。若985℃时，反应经t min达到平衡，此时H₂S的转化率为40%，则反应速率v(H₂)＝   （用含c、t的代数式表示）。请说明随温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因：   。

（5）用惰性电极电解煤浆液的方法制H₂的反应为：C(s)＋2H₂O(l)＝CO₂(g)＋2H₂(g)现将一定量的1 mol·L^－1 H₂SO₄溶液和适量煤粉充分混合，制成含碳量为0.02 g·mL^－1～0.12g·mL^－1的煤浆液，置于右图所示装置中进行电解（两电极均为惰性电极）。则A极的电极反应式为   。

某研究性学习小组做了以下实验：向溴水中加入足量乙醛溶液，观察到溴水褪色的现象。
[提出问题]
产生上述现象的原因是什么？
[提出猜想]
①溴水与乙醛发生取代反应。
②___________________________________________________。
③___________________________________________________。
[设计方案]
方案一：检验褪色后溶液的酸碱性。
方案二：测定反应前溴水中Br₂的物质的量和反应后Br^－离子的物质的量。
[实验探究]
取含0.005mol Br₂的溶液10mL，加入足量乙醛溶液使其褪色，再加入过量AgNO₃溶液，过滤、洗涤、干燥后称重固体质量为1.88g。
[解释与结论]
假设测得反应前溴水中Br₂的物质的量为a mol，
若测得反应后n(Br^－)＝0mol，则说明溴水与乙醛发生了____________反应。
若测得反应后n(Br^－)＝amol，则说明溴水与乙醛发生了____________反应。
若测得反应后n(Br^－)＝2amol，则说明溴水与乙醛发生了____________反应。
若已知CH₃COOAg易溶解于水，试通过计算判断溴水与乙醛发生反应的类型为___________。
理由是_________________________________________ _________________。
其反应方程式为_______________________________________________________。
[反思与评价]
方案一是否可行？__________。理由是_______________________________________。

（1）二甲苯苯环上的一溴代物有六种同分异构体，这些一溴代物与生成它的对应二甲苯的熔点分别为：

一溴代二甲苯	234℃	206℃	213.8℃	204℃	214.5℃	205
对应的二甲苯	-13℃	-54℃	-27℃	-54℃	-27℃	-54℃

熔点为234℃分子的结构简式为____________
（2）完全燃烧下列烃①丙烷（C₃H₈）、②丁烯（C₄H₈）、③乙烯（C₂H₄）、④己烷（C₆H₁₄），等物质的量的上述四种烃，耗氧量最小的为        （填写序号）；等质量时，则耗氧量最大的为        （填写序号）。
（3）0.2 mol某烃A在氧气中完全燃烧后，生成CO₂和H₂O各1.2 mol。试回答：
① 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，其一氯取代物只有一种，则烃A的结构简式为__________________。
② 若烃A能使溴水褪色，在催化剂作用下，与H₂加成反应后生成2,2-二甲基丁烷，则烃A的名称是________________。
（4）组成符合C_nH_2n－2的某种烃，分子结构中没有支链或侧链。它完全燃烧时所消耗O₂的体积是同状况下该烃蒸气体积的8.5倍，由此分析回答：
①若该烃为链状二烯烃，并且与等物质的量的Br₂加成后只能得到单一产物，则该烃的结构简式为______________________________________
②若该烃只能与等物质的量的Br₂发生加成反应，则其结构简式为______________(填任一种)。

用l－丁醇、溴化钠和过量较浓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。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。请根据实验步骤，回答下列问题：

⑴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。竖直冷凝管的作用是                                         ，写出该反应的化学方程式                                                  。
⑵理论上，上述反应的生成物还可能有：丁醚、1－丁烯、溴化氢、硫酸氢钠、水等。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          、         。
（3）相关有机物的数据如下：

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。
（4）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            。