辽宁省沈阳市东北育才学校2023-2024学年高二下学期4月月考化学试题(原卷版+解析版)
展开可能用到的相对原子质量:H-1;C-12;O-16;P-31;S-32;Cl-35.5;Fe-56;Cu-64;Zn-65;Ag-108
一、单选题:本大题共15小题,共45分。
1. 下列化学用语表达正确的是
A. 氧的基态原子的轨道表示式:
B. 甲烷分子和四氯化碳分子的空间填充模型均为:
C. 的名称:2-甲基丁酸
D. 分子中,碳原子与氧原子之间的共价键:键
【答案】A
【解析】
【详解】A.氧的基态原子电子排布式为1s22s22p4,轨道表示式:,故A正确;
B.甲烷分子和四氯化碳分子都是正四面体形,但原子半径:Cl>C>H,该模型不能表示四氯化碳分子的空间填充模型,故B错误;
C.中甲基在3号碳原子上,命名为:3-甲基丁酸,故C错误;
D.分子中C原子杂化方式为sp3杂化,O原子杂化方式也是sp3杂化,碳原子与氧原子之间的共价键:键,故D错误;
故选A。
2. 下列有机物的命名正确的是
A. :苯甲酸B. :1,3-二丁烯
C. :2-甲基-1-丙醇D. :2-溴戊烷
【答案】D
【解析】
【详解】A.该有机物是酯类,A错误;
B.该有机物二烯烃,故命名为:1,3-丁二烯,B错误;
C.该有机物醇,主链上有4个碳原子,故命名为:2-丁醇,C错误;
D. 该有机物是卤代烃,主链上有5个碳原子,故命名为:2-溴戊烷,D正确;
故本题选D。
3. 冠醚因形似“王冠”而被称为冠醚。如(1) 和(2)。下列关于冠醚的说法正确的是
A. 冠醚属于烃类B. (2)与葡萄糖互为同分异构体
C. (1)和(2)中均既含极性键又含非极性键D. (1)和(2)互为同系物
【答案】C
【解析】
【详解】A.冠醚中含有氧元素,属于烃的衍生物,A项错误;
B.(2)的化学式为C12H24O6,与葡萄糖的化学式(C6H12O6)不同,二者不互为同分异构体,B项错误;
C.(1)和(2)中均含有C一O极性键、C—H极性键和C一C非极性键,C项正确;
D.(1)和(2)在分子组成上不是相差若干个CH2原子团,二者不互为同系物,D项错误;
故选C。
4. 下列说法中正确的是
A. P4和CH4都是正四面体形分子,且键角都为109°28’
B. 乙烯分子中,碳原子的sp2杂化轨道形成σ键,未杂化的2p轨道形成π键
C. 键长H-F < H-Cl < H-Br < H-I,因此稳定性HF < HCl < HBr < HI
D. PH3分子中孤电子对与成键电子对的排斥作用比成键电子对之间的排斥作用弱
【答案】B
【解析】
【详解】A.P4和CH4都是正四面体形分子,甲烷的键角为109°28’,但P4的键角为60°,故A错误;
B.乙烯分子中含碳碳双键,碳原子的sp2杂化轨道形成σ键,未杂化的2p轨道形成π键,B正确;
C.键长H-F < H-Cl < H-Br < H-I,键长越长,键能越小,故稳定性HF>HCl>HBr>HI,C错误;
D.PH3的键角为96.3°,故PH3分子中孤电子对与成键电子对的排斥作用比成键电子对之间的排斥作用强,D错误;
答案选B。
5. NM—3是处于临床试验阶段的小分子抗癌药物,分子结构如图。下列说法正确的是
A. 该有机物的化学式为C12H12O6
B. 该有机物含有三种官能团
C. 该物质不属于芳香化合物
D. 该有机物可属于羧酸类
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A. 根据有机物结构简式可知该有机物的化学式为C12H10O6,A错误;
B. 该有机物含有4种官能团,分别是羧基、酯基、碳碳双键和酚羟基,B错误;
C. 分子中含有苯环,该物质属于芳香化合物,C错误;
D. 分子中含有羧基,该有机物可属于羧酸类,D正确。
答案选D。
6. 准确称取4.4 g某有机物样品X(只含C、H、O三种元素),将有机物X经充分燃烧后的产物依次通过浓硫酸和碱石灰,二者质量分别增加3.6 g和8.8 g。又知有机物X的质谱图和红外光谱图分别如图所示,则该有机物的结构简式可能为
A. CH3CH2CH2COOH
B. CH3COOCH2CH3
C. CH3COCH2CH3
D. CH3COOCH3
【答案】B
【解析】
【分析】有机物X经充分燃烧后的产物依次通过浓硫酸和碱石灰,二者质量分别增加3.6 g和8.8 g,浓硫酸吸收水,碱石灰吸收二氧化碳,则X中碳、氢元素的质量分别为8.8 g×=2.4 g、3.6 g×=0.4 g,则氧元素的质量为4.4 g-2.4 g-0.4 g=1.6 g,碳、氢、氧的物质的量之比为∶∶=2∶4∶1,故分子式为(C2H4O)n;由质谱图可知相对分子质量为88,则44n=88,n=2,分子式为C4H8O2;由红外光谱图可知,分子中含有不对称—CH3、C=O、C—O—C,则结构简式为CH3COOCH2CH3, 据此答题。
【详解】根据以上分析B项符合题意,故选B。
7. 实验室模拟从海水中提取溴,下列有关实验原理和装置能达到实验目的的是( )
A 用装置甲制取氯气
B. 用装置乙将Br-氧化
C. 用装置丙分离出溴的四氯化碳溶液
D. 用装置丁将水和乙醇分离
【答案】C
【解析】
【详解】A. 实验室用二氧化锰和浓盐酸制备氯气,需要酒精灯加热,A错误;
B. 通入的氯气需要进入溶液中,所以氯气应从长导管通入,B错误;
C. 水和四氯化碳不互溶,可以采用分液,且四氯化碳密度比水大,四氯化碳在下层,C正确;
D. 本实验为蒸馏实验,温度计水银球在蒸馏烧瓶的支管口处,且冷凝管的进水和出水的流向颠倒,D错误;
答案选C。
8. 下列有关晶体的说法中一定正确的是
①原子晶体中只存在非极性共价键;
②稀有气体形成的晶体属于原子晶体;
③SO2与S都属于分子晶体,且SO2的摩尔质量比S的摩尔质量大,所以SO2熔沸点高于S;
④MgCO3与CaCO3都是离子晶体,且Mg2+半径比Ca2+半径小,所以MgCO3的分解温度更高;
⑤分子晶体的堆积均为分子密堆积;
⑥金属晶体和离子晶体都能导电;
⑦离子晶体和金属晶体中均存在阳离子,但金属晶体中却不存在离子键;
⑧依据构成粒子的堆积方式可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体
A. ①③⑦B. 只有⑦C. ②④⑤⑦D. ⑤⑥⑧
【答案】B
【解析】
【详解】①二氧化硅是原子晶体,晶体中存在极性键,故错误;
②稀有气体单原子分子,可以形成分子晶体,故错误;
③二氧化硫常温下是气体,而硫是固体,所以SO2熔沸点低于S,故错误;
④Mg2+半径小于Ca2+半径,故MgO晶格能大于CaO晶格能,所以Mg2+比Ca2+更易与碳酸根离子中的氧离子结合,使碳酸根离子分解为CO2,所以碳酸钙比分解温度比碳酸镁的温度高,故错误;
⑤分子晶体的堆积一般为分子密堆积,但有氢键时,配位数改变,如由于氢键的作用,每个水分子周围只有四个紧邻的水分子,故错误;
⑥离子晶体固态时不导电,如氯化钠固体不导电,故错误;
⑦离子晶体由阴、阳离子通过离子键形成,金属晶体是金属离子与自由电子通过金属键形成,不存在离子键,故正确;
⑧依据构成微粒与微粒间的作用可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体,故错误;
故选B。
9. 化学反应的实质就是旧键的断裂和新键的形成。欲探讨发生化学反应时分子中化学键在何处断裂的问题,近代科技常用同位素示踪法。如有下列反应:
可以推知,下面的物质反应时断裂的化学键应是
A. ①③B. ①④C. ②D. ②③
【答案】A
【解析】
【详解】根据已知的信息可知,发生断键的位置应该是和碳碳双键相连的化学键断键,而碳碳双键不变,据此可知,化合物中断键的位置应该是①③,故答案为A。
10. 1 L(标准状况下)某气态烃,完全燃烧生成的CO2和水蒸气在273 ℃、1.01×105 Pa下体积为y L,当冷却至标准状况时体积为x L。下列用x、y表示该烃的化学式正确的是
A. CxHy-2xB. CxHy-xC. CxH2y-2xD. CxHy
【答案】A
【解析】
【详解】根据PV=nRT可知:n=× ,由于压强P相同、R为定值,则气体的物质的量与成正比,即:相同物质的量的气体体积与温度成正比,标准状况下为273K、1.01×105 Pa,273℃,1.01×105 Pa为546K、1.01×105 Pa,两个气体的压强相同,温度273℃为标况下的2倍,则1L标况下该烃在273℃、1.01×105 Pa下体积为:1L×=2L,标况下xL气体在273℃、1.01×105 Pa下体积为:xL×=2xL,则相同条件下,2L该烃完全燃烧生成2xL二氧化碳、(y-2x)L水,相同条件下气体的体积与物质的量成正比,则该烃中含有C、H原子数为:N(C)==x、N(H)==y-2x,该烃的分子式为CxHy-2x,故选A。
点睛:本题考查了有机物分子式的确定,明确pV=nRT中T的单位为K,需要将温度℃转化成K,在相同条件下气体的体积之比等于物质的量之比,然后根据质量守恒确定该烃的分子式。
11. 杯芳烃是由对叔丁基苯酚()和甲醛()在一定条件下发生反应构成的大环化合物,根据所含酚的单元数将其命名为“杯[n]芳烃”。某种杯[n]芳烃的结构简式如图所示,下列有关说法正确的是
A. 该化合物属于烃,其名称是“杯[6]芳烃”
B. 该化合物的核磁共振氢谱图中共有6个吸收峰
C. 合成杯芳烃的反应过程中,会有碳原子的杂化类型发生变化
D. 该化合物由5个羟基构成杯底,羟基间的相互作用力为共价键
【答案】C
【解析】
【详解】A.该化合物含有C、H、O三种元素,不属于烃类物质,故A错误;
B.该分子中含有4种不同化学环境的氢,分别处于酚羟基、亚甲基、苯环、叔丁基中,故B错误;
C.甲醛中C原子为sp2杂化,在合成杯芳烃的反应过程中转化为sp3杂化,故C正确;
D.该化合物由5个羟基构成杯底,羟基间的相互作用力为氢键,故D错误;
故选:C。
12. 血红蛋白结合后的结构如图所示,与周围的6个原子均以配位键结合。也可与血红蛋白配位,它与血红蛋白结合的能力约为的230~270倍。二者与血红蛋白结合的反应可表示为:① ;② ,下列说法不正确的是
A. 形成配位键时提供空轨道
B. 电负性:,故中与配位的是O
C. 由题意可得结论:相同温度下,
D. 中毒患者进入高压氧舱治疗,平衡①、②移动的方向相反
【答案】B
【解析】
【详解】A.存在空轨道,形成配位键时提供空轨道,A正确;
B.电负性:,O在成键时不易给出孤电子对,故中与配位的是C,B错误;
C.也可与血红蛋白配位,它与血红蛋白结合的能力约为的230~270倍,可知反应②正向进行程度比①大,故相同温度下,,C正确;
D.中毒患者进入高压氧舱治疗,氧气浓度增大,反应①平衡正向移动,Hb浓度减小,反应②平衡逆向移动,二者平衡移动的方向相反,D正确;
故选B。
13. 已知在溶液中与或等可形成配位数为4的配离子。某同学通过实验研究铜盐溶液颜色的变化。下列说法不正确的是
A. 溶液②中形成了,中有键
B. 由④可知,与可能会结合产生黄色物质
C. 由②③④推测,溶液中存在:
D. 若取少量④中溶液进行稀释,溶液会变为蓝色
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.实验①②可知,无水CuSO4是白色的,加入水后CuSO4溶液呈蓝色,这说明②中溶液呈蓝色是Cu2+与水分子作用的结果;1ml中含有4ml水中的8mlσ键和4ml配位键,共12ml键,故A错误;
B.向③中溶液加入NaCl固体后,底部的NaCl固体表面变为黄色,说明Cu2+与Cl―可能会结合产生黄色物质,故B正确;
C.③中蓝色溶液加入足量NaCl固体后④溶液为黄色,说明CuCl2水溶液中存在平衡:,故C正确;
D.②中加少量NaCl溶液后③溶液为蓝色,③中蓝色溶液加入足量NaCl固体后④溶液为黄色,说明c(Cl—)不相同,CuCl2溶液的颜色不同,故D正确;
故选A。
14. 一种从照相底片中回收单质银的方法如下:
步骤1:用Na2S2O3溶液浸泡照相底片,未曝光的AgBr转化成Na3[Ag(S2O3)2]而溶解。
步骤2:在步骤1所得溶液中加稍过量Na2S溶液,充分反应后过滤出黑色沉淀。
步骤3:将黑色沉淀在空气中灼烧,回收单质银。
下列说法正确的是
A. 步骤1所得[Ag(S2O3)2]3-中Ag+提供孤电子对
B. 步骤2所得滤液中大量存在的离子:Na+、Ag+、S2O、S2-
C. 步骤3灼烧时可用足量NaOH溶液吸收尾气
D. Na2S晶胞(如图所示)中每个Na+周围距离最近的S2-有8个
【答案】C
【解析】
【详解】A.步骤1所得[Ag(S2O3)2]3-中Ag+提供空轨道,而配体提供孤电子对形成配位离子,A错误;
B.Ag+与S2-能形成Ag2S沉淀,Ag+与能形成络合物,故步骤2所得滤液中不可能大量存在的离子: Ag+与S2O、S2-,B错误;
C.步骤3灼烧时产生SO2等酸性气体,故可用足量NaOH溶液吸收尾气,C正确;
D.由Na2S晶胞图可知,一个Na2S晶胞中黑球个数为:个,白球为8个,结合化学式可知,黑球代表S2-,白球代表Na+,则每个Na+周围距离最近的S2-有4个,D错误;
故答案为:C。
15. 不对称催化羟醛缩合反应的循环机理如下图所示。下列说法不正确的是
A. 步骤①和②的有机产物可通过红外光谱鉴别
B. 步骤③和④的反应均涉及手性碳原子的生成
C. 步骤⑤的产物L脯氨酸是该反应的催化剂
D. 若用苯甲醛和 作为原料,也可完成上述羟醛缩合反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.①和②的有机产物分别为 、 ,两者含有不同的官能团,可通过红外光谱鉴别,A正确;
B.同一碳原子连接四个不同的原子或者原子团的碳原子为手性碳原子,步骤③和④的生成物均有手性碳原子的生成,B正确;
C.L脯氨酸在步骤①参与反应,在步骤⑤又生成,是该反应的催化剂,C正确;
D.苯甲醛和 均含有苯环,不含-氢,则不可完成上述羟醛缩合反应,D错误;
故选D。
二、主观题(共4题,55分)
16. 请按要求作答:
(1)请根据官能团的不同对下列有机物进行分类:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
Ⅰ.酚:________酮:________醛:________(填序号):
Ⅱ.④的官能团的名称为________、⑥的官能团的名称为________;
(2)的名称为:________;写出聚合生成高分子化合物的结构简式________;
(3)键线式表示的分子式为________;与其互为同分异构体且一氯代物有两种的烃的结构简式________;
(4)篮烷分子的结构如图所示:
①篮烷分子式为:________,其一氯代物有________种;
②若使1ml该烃的所有氢原子全部被氯原子取代,需要________ml氯气。
(5)某烷烃碳架结构如图所示:,若此烷烃为炔烃加氢制得,则此炔烃的结构简式为________,名称为________;
【答案】(1) ①. ③ ②. ② ③. ⑤ ④. 溴原子或碳溴键 ⑤. 羧基
(2) ①. 苯乙烯 ②.
(3) ①. C6H14 ②.
(4) ①. C10H12 ②. 4 ③. 12
(5) ①. ②. 3,4-二甲基-1-戊炔
【解析】
【小问1详解】
I、酚是芳香烃中苯环上的氢原子被羟基取代而成的化合物,如上述有机化合物③属于醇;酮中羰基(也叫酮基)碳原子连接的是两个碳原子,因此上述有机化合物②为酮;含-CHO的有机物,属于醛,上述有机化合物⑤为醛;Ⅱ.④的官能团的名称为溴原子或碳溴键;⑥的官能团的名称为羧基,故答案为:③;②;⑤;溴原子或碳溴键;羧基;
【小问2详解】
的名称为苯乙烯;发生加聚反应,聚合生成高分子化合物的结构简式;
【小问3详解】
键线式表示的分子式为C6H14;与其互为同分异构体且一氯代物有两种的烃,则分子中含有2种H原子,则对应的结构简式为;
【小问4详解】
①由篮烷的结构可知,分子中含有10个C原子、12个H原子,分子式为C10H12;结构对称,含有4种不同的H原子,其一氯代物有4种;分子中含有12个H,则若使1ml该烃的所有氢原子全部被氯原子取代,需要12ml氯气;
【小问5详解】
若碳架为的烷烃由为炔烃加氢制得,在该碳架上碳架碳碳三键,只有一种方式,所以此炔烃的结构简式为:,名称为3,4-二甲基-1-戊炔.。
17. 铝及铝的化合物是当前用途十分广泛的、最经济适用的材料之一。回答下列问题:
(1)基态Al原子的核外电子排布式________;Al3+的最高能级电子云轮廓形状为________;铝的第一电离能低于镁的原因是________。
(2)氧炔焰的温度可以达到3200℃左右,用于焊接金属铝、不锈钢、铜等金属。乙炔中心C原子的轨道杂化类型为________。铝的熔点660℃、沸点2327℃,高于镁的熔点648℃、沸点1107℃,原因是________。
(3)冰晶石(Na3AlF6)是炼铝的助熔剂,由两种微粒构成,冰晶石的晶胞结构如下图所示,“●”位于大立方体的顶点和面心,“○”位于大立方体的12条棱的中点和8个小立方体的体心以及大立方体的体心,那么大立方体的●所代表的微粒是________(填微粒符号)。
(4)Al单质的晶体中原子的堆积方式、晶胞特征、原子之间相互位置关系的平面图如下所示:
金属铝原子的堆积方式为________,配位数为________。若已知Al的原子半径为rnm,NA代表阿伏加德罗常数,Al的相对原子质量为M,则Al晶体的密度为________g/cm3(用字母表示)。
【答案】(1) ①. 1s22s22p63s23p1 ②. 哑铃形 ③. 镁原子价电子为3s2全满稳定状态,电离能较大
(2) ①. sp ②. 铝离子半径小于镁离子,且铝离子电荷数更多,形成的金属键键能更大
(3)
(4) ①. 面心立方 ②. 12 ③.
【解析】
【小问1详解】
铝为13号元素,基态Al原子的核外电子排布式1s22s22p63s23p1;铝原子失去3个电子形成铝离子,Al3+的最高能级电子云轮廓形状为哑铃形;同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,但是镁原子价电子为3s2全满稳定状态,电离能较大,故Al的第一电离能比Mg小;
【小问2详解】
乙炔为CH≡CH,为直线形分子,中心C原子的轨道杂化类型为sp。铝离子半径小于镁离子,且铝离子电荷数更多,形成的金属键键能更大,导致铝的熔沸点高于镁;
【小问3详解】
Na3AlF6是由Na+和构成的,根据“均摊法”,晶胞中含个●、个○,则大立方体的●所代表的微粒是;
【小问4详解】
由图可知,金属铝原子的堆积方式为面心立方堆积,以底面面心原子为例,在同层、上下层各有4个原子,故配位数为12。若已知Al的原子半径为rnm,则晶胞的边长为,根据“均摊法”,晶胞中含个Al,则晶体密度为。
18. X、Y、Z、W、Q五种元素的原子序数依次增大且分别位于周期表的二、三、四周期,X和Y的原子序数相差1,基态Y原子中有3个未成对电子:基态Z2-与基态W+的电子层结构相同,W为前四周期电负性最小的元素;Q位于周期表的第12列。
请回答下列问题:
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用___________形象化描述。
(2)基态X 原子的价层电子排布图为____________。基态W原子中有___________对自旋方向相反的电子。
(3)基态Y原子和基态Z原子的第一电离能:Y___________(填“>”或“<")Z。
(4)Fe3+常用X、Y、Z、W组成的一种化合物检验。与该化合物中的阴离子互为等电子体的—种分子为__________(填分子式)。
(5)Y的最高价含氧酸分子中,中心原子的杂化轨道类型为__________;其酸根离子的空间构型为______。
(6)相同压强下,Y的最简单氢化物的熔点低于W的氢化物的熔点,原因为_______________。
(7)Z与Q形成的一种晶体的晶胞如图所示,Z的配位数为_____________。若晶体密度为ρg·cm-1,阿伏伽德罗常数的值为NA,则晶胞参数为____________nm(用含ρ、NA的代数式表示)。
【答案】 ①. 电子云 ②. ③. 9 ④. > ⑤. CO:(或CS2或N2O) ⑥. sp2 ⑦. 平面三角形 ⑧. NH3为分子晶体,KH为离子晶体,破坏氢键所需能量低于破坏离子键所需能量 ⑨. 4 ⑩. ×107
【解析】
【详解】X和Y的原子序数相差1,基态Y原子中有3个未成对电子,价电子排布式应为2s23p3,Y为N元素,X为碳元素:基态Z2-与基态W+的电子层结构相同,W为前四周期电负性最小的元素,即为前四周期最活泼的金属元素,W为K,Z为S元素;Q应为第四周期元素,位于周期表的第12列,则Q为30号元素Zn;
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用电子云形象化描述,离核近的区域电子云密度较大,离核远的区域电子云密度较小;
(2)碳的核电荷数为6,基态碳 原子的价层电子排布图为 ;基态K原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1,共有9对自旋方向相反的电子;
(3)同一周期元素中,元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素;同一主族元素,元素电离能随着原子序数增大而减小,所以这几种元素第一电离能大小顺序是N>S;
(4)Fe3+常用KSCN溶液来检验。根据等电子原理,与SCN-互为等电子体的—种分子为CO2、CS2或N2O ;
(5)NO3-中价层电子对个数=3+(5+1-3×2)=3,且不含孤电子对,所以该分子为平面三角形,中心原子采用sp2杂化;
(6)NH3为分子晶体,而KH为离子晶体,则NH3的熔点低于KH;
(7)根据硫化锌晶胞结构图可知,每个锌原子周围有4个硒原子,每个硫原子周围也有4个锌原子,所以硫原子的配位数为4,该晶胞中含有硫原子数为8×+6×=4,含有锌原子数为4,根据ρ==,所以V=,则晶胞的边长为cm=×107pm。
点睛:根据价层电子对互斥理论判断杂化类型:中心原子电子对计算公式:价电子对数n=(中心原子的价电子数+配位原子的价电子数×m±电荷数)。注意:①当上述公式中电荷数为正值时取“-”,电荷数为负值时取“+”;②当配位原子为氧原子或硫原子时,成键电子数为零;根据n值判断杂化类型:一般有如下规律:当n=2,sp杂化;n=3,sp2杂化;n=4,sp3杂化。
19. 通常将一定量的有机化合物充分燃烧转化为简单的无机化合物,根据产物的质量确定有机化合物的组成。下列是用燃烧法确定有机化合物分子式的常用装置。
(1)使产生的O2按从左到右的方向流动,则所选装置中各导管的正确连接顺序是________。
(2)C装置中浓硫酸的作用是________。
(3)燃烧管中CuO的作用是________。
(4)若有机物A中仅含有C、H、O三种元素,准确称取67gA,充分燃烧后,A管质量增加88g,B管质量增加27g,则该有机化合物的实验式为________。若要确定A的分子式,还需要知道A的相对分子质量,测定物质的相对分子质量可以采用________(填“质谱”或“红外光谱”)法。
(5)经测定A的相对分子质量为134,又知1mlA与足量的NaHCO3溶液充分反应可生成标准状况下的CO2气44.8L,1mlA与足量的Na反应可生成1.5ml的H2,则A分子中所含官能团的名称为________。
(6)若A无支链,分子中不存在甲基且有一个手性碳原子,则A的结构简式为________。
(7)A的一种同分异构体B,与A所含官能团的种类和数目均相同,且能催化氧化成醛,则B的核磁共振谱图中将会出现________组特征峰。
【答案】(1)g→f→e→h→i→c(或d)→d(或c)→a(或b)→b(或a)
(2)干燥氧气 (3)确保有机物中的碳元素全部转化为CO2
(4) ①. C4H6O5 ②. 质谱
(5)羧基、羟基 (6)
(7)4
【解析】
【分析】实验原理是:测定一定质量的有机物完全燃烧时生成CO2和H2O的质量,来确定是否含氧及C、H、O的个数比,求出最简式。因此生成O2后必须除杂(主要是除H2O),A用来吸收二氧化碳,测定生成二氧化碳的质量,B用来吸收水,测定生成水的质量,C用于干燥通入E中的氧气、D用来制取反应所需的氧气、E是在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品;根据一氧化碳能与氧化铜反应,可被氧化成二氧化碳的性质可知CuO的作用是把有机物不完全燃烧产生的CO转化为CO2;结合相对分子质量确定有机物分子式。
【小问1详解】
由实验原理可知,使产生的O2按从左到右的方向流动,则所选装置中各导管的正确连接顺序是:g→f→e→h→i→c(或d)→d(或c)→a(或b)→b(或a),故答案为:g→f→e→h→i→c(或d)→d(或c)→a(或b)→b(或a);
【小问2详解】
C管中浓硫酸的作用是:干燥氧气,防止影响水蒸气质量测定,故答案为:干燥氧气;
【小问3详解】
燃烧管中CuO的作用是:确保有机物中的碳元素全部转化为CO2,故答案为:确保有机物中的碳元素全部转化为CO2;
【小问4详解】
A管质量增加88g为生成二氧化碳的质量,n(C)=n(CO2)==2ml,m(C)=2ml×12g/ml=24g,B管质量增加27g为生成水的质量,H的物质的量为=3ml,m(H)=3ml×1g/ml=3g, 有机物A中仅含有C、H、O三种元素,m(O)=67g-24g-3g=40g,则n(O)==2.5ml,则n(C):n(H):n(O)=2ml:3ml:2.5ml=4:6:5,故有机物的实验式为C4H6O5,由质谱法可测定该有机物相对分子质量;
【小问5详解】
有机物的实验式为C4H6O5,经测定A的相对分子质量为134,则A的分子式为C4H6O5,又知1mlA与足量的NaHCO3溶液充分反应可生成标准状况下的CO2气44.8L即0.2ml,说明A含有2个羧基,1mlA与足量的Na反应可生成1.5ml的H2,则A含有2个羧基和1个羟基,则A分子中所含官能团的名称为羧基、羟基;
【小问6详解】
A的分子式为C4H6O5,A含有2个羧基和1个羟基,若A无支链,分子中不存在甲基且有一个手性碳原子,即连接四种不同基团,则A的结构简式为;
【小问7详解】
A的分子式为C4H6O5,A的一种同分异构体B,与A所含官能团的种类和数目均相同,且能催化氧化成醛则含有-CH2OH,结构简式为,则B的核磁共振谱图中将会出现4组特征峰。
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