高二有机化学典型计算题答案.doc
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1、 天津学大教育信息咨询有限公司TIANJIN XUEDA EDUCATION INFORMATION CONSULTING CO.,LTD高二有机化学典型计算题1.取标准情况下CH4和过量的O2混合气体840mL点燃,将燃烧后的气体用碱石灰吸收,碱石灰增重0.600g,计算: (1)碱石灰吸收后所剩气体的体积(标准状况下)? (2)原混合气体中CH4跟O2的体积比.【分析】碱石灰增重0.600g,说明生成了水和二氧化碳的质量0.600克,根据甲烷CH4,生成的二氧化碳和水的物质的量之比是1:2,设二氧化碳的物质的量为x,则水为2x44x+18*2x=0.6 x=0.0075mol根据碳守恒,则
2、甲烷也是0.0075mol,即:168mLCH4+2O2=CO2+2H2O,消耗氧气为0.0075*2mol,即:336mL余氧气:840-168-336=336mL体积比:168:(840-168)=1:4(1)碱石灰吸收后所剩气体的体积(标准状况下)336mL (2)原混合气体中CH4跟O2的体积比. 1:42.室温时,20ml某气态烃与过量氧气混合,将完全燃烧后的产物通过浓硫酸,再恢复至室温,气体体积减少了50mL,将剩余气体再通过氢氧化钠溶液,体积又减少了40mL.求该气态烃的分子式。【分析】因为过量氧气,所以气态烃完全燃烧 设:气态烃:CnHm 本题关键点:50ml,并不是生成水的体
3、积完全燃烧后的产物通过浓硫酸,气体体积减少了50ml,并不是生成水的体积 ,而是前后体积的变化通过氢氧化钠溶液,体积又减少了40ml,所以燃烧生成二氧化碳40ml ,所以:CnHm + (n+m/4)O2 nCO2 + m/2 H2O v=反应前-反应后体积1-n- 1+(n+m/4)-(m/2+n)=1-m/420-40- 50列比例 1:20=n:40 解得 n=21:20=(1-m/4):50 解得 m=6求该气态烃的分子式C2H63.A是由C H或C H O元素组成的有机物,取0.01molA在1.456L(标准状况)氧气中燃烧,燃烧的产物通过足量浓硫酸,浓硫酸增重0.54g ,再在通
4、过浓硫酸后的气体中点燃Mg条(足量),生成总质量为5.16g的黑白两种物质,且黑色生成物与白色生成物的物质的量比为1:4,求A的分子式。【分析】浓硫酸增重0.54g ,是水的质量; 黑色生成物是C,质量为5.16*12/(12+160)=0.36g白色生成物是氧化镁,质量为5.16-0.36=4.8克氧化镁和水中的氧的质量=4.8*16/40+0.54*16/18=2.4g则有机物中含氧的质量=2.4-1.456*32/22.4=0.32C:H:O=0.36/12:0.54*2/18:0.32/16=3:6:2A的分子式为C3H6O2 4.有机物A是烃的含氧有机物,在同温同压下,A蒸气的质量是
5、同体积乙醇蒸气的2倍。1.38gA完全燃烧后,将燃烧产物通过碱石灰,碱石灰的质量增加3.06 g。若将燃烧后的产物通过浓硫酸,浓硫酸的质量增加1.08g。取4.6gA与足量的金属Na反应,在标准状况下生成1.68L氢气,A与Na2CO3溶液混合不反应,求A的结构简式。【分析】A蒸气的质量是同体积乙醇蒸气的2倍,则A的相对分子质量=46*2=92; 1.38gA完全燃烧后,生成水的质量=1.08克,生成CO2的质量=3.06-1.08=1.98克; 1.38gA中含氧的质量=1.38-1.08*2/18-1.98*12/44=0.72g C:H:O=1.98/44:1.08*2/18:0.72/
6、16=3:8:3 (C3H8O3)n=92,n=1 A的分子式为C3H8O3 取4.6gA与足量的金属Na反应,在标准状况下生成1.68L氢气,A:H=4.6/92:1.68*2/22.4=1:3,即一个A分子中有三个氢可被钠置换,但A与Na2CO3溶液混合不反应,说明A还是醇,是三醇。 A是丙三醇。结构简式为CH2(OH)-CH(OH)-CH2OH5.由一种气态烷烃与一种气态烯烃组成的混合气体,它对氦气的相对密度为6,将1体积混合气与4体积氧气再混合,然后装入密闭容器中,用电火花点燃,使之充分燃烧,若反应前后温度均保持在120,测得容器内压强比反应前增加,则该混合气体可能由_组成,若增加4,
7、则由_气体组成。【分析】1)M(均)=24,所以烷烃是甲烷(烷烃和烯烃中唯一一个M24的烃)。因为是气体,所以烯烃是丙烯或丁烯。因为反应后体系的压强增加了,所以不可能是乙烯(当温度大于100度时,乙烯燃烧后体积不变),所以烯烃是丙烯或丁烯。 2)1.若是C3H6, C3H6+4.5O23CO2+3H2O 体积差0.5 要使压强增大4,则体积要增大4,则C3H6占8,CH4占12混:氧=1:4.所以混合气占20%,此时M均等于26.4,不符题意 2.若是C4H8, C4H8+6O24CO2+4H2O 体积差1 要使压强增大4,则体积要增大4,则C3H6占4,CH4占16,此时M均恰好等于24,符
8、合题意 6.某有机化合物A对氢气的相对密度为29,燃烧该有机物2.9g,生成3.36L二氧化碳气体。1.求该有机化合物的分子式。2.取0.58g该有机物与足量银氨溶液反应,析出金属2.16g。写出该化合物的结构简式。【分析】1.相对分子质量为229=58,2.9g就为0.05mol,生成3.36L二氧化碳,即0.15mol,所以含有0.15mol碳。则分子式中含3个碳,剩余相对分子质量58-312=22,不可能为22个氢,所以是1个氧和6个氢。分子式为C3H6O。2. 0.01mol生成0.02mol的银,则含有一个醛基。结合分子式可得此为:CH3-CH2-CHO7. 0.2mol有机物和0.
9、4mol O2在密闭容器中燃烧后的产物为CO2 CO和H2O(g)。产物经过浓硫酸后,浓硫酸的质量增加10.8g;再通过灼热CuO充分反应后,固体质量减轻了3.2g;最后气体再通过碱石灰被完全吸收,碱石灰的质量增加17.5g。(1)判断该有机物的化学式(2)若0.2mol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(3)若0.2mol该有机物恰好与4.6g金属钠完全反应,试确定该有机物的结构简式【分析】n(H2O)=10.8/18=0.6 (mol) n(CO)=3.2/16=0.2 (mol) n(CO2)=17.6/44-0.2=0.2 (mol)N(C)=(0.2+0.
10、2)/0.2=2 N(H)=0.6*2/0.2=6 N(O)=(0.6+0.2+0.2*2-0.4*2)/0.2=2所以分子式:C2H6O2 由上式可知:不饱和度=0,不可能出现不饱和键和官能团。1mol该化合物与2molNa反应,证明其中有两个羟基,故为乙二醇。HO-CH2CH2-OH 1mol该化合物和1molNa反应,证明其中有一个羟基和一个醚键。CH3-O-CH2OH这种题型,不要上来就做,应该分析题意。产物经过硫酸,什么被吸收了?(水,10.8g.,0.6mol,其中含有的氢原子物质的量为1.2mol,所以有机物分子中含有的氢原子个数为6)。然后再通过灼烧的氧化铜,固体质量减轻了3.
11、2g,为什么会减轻,是因为一氧化碳将它还原带走了其中的氧元素(3.2g,0.2mol,所以生成的二氧化碳的量为0.2mol,即有机物燃烧后生成的一氧化碳的量为0.2mol)。最后气体通入碱石灰中,碱石灰增重17.5g,是因为碱石灰吸收了二氧化碳(17.5g,0.4mol。其中由一氧化碳转化生成的一氧化碳量为0.2mol,由有机物燃烧生成的量为0.2mol),综合分析可知由0.2mol有机物和0.4mol O2反应生成0.6molH2O,0.2mol CO2,0.2molCO,所以有机物分子的化学式为C2H6O2 (2)0.2mol该有机物恰好与9.2g金属钠完全反应,说明一分子的有机物与两分子
12、的钠反应,应该是乙二醇。HOCH2CH2OH(命名为乙二醇)(3)若0.2mol该有机物恰好与4.6g金属钠完全反应,说明一分子的有机物与一分子的钠反应,仅含有一个羟基,所以只能是CH3OCH2OH(命名为甲氧基甲醇)8.取有机物3g,在足量氧气中充分燃烧,讲燃烧后的气体通过足量的浓硫酸,浓硫酸质量增加1.8g,将剩余气体通过足量澄清石灰水,得到10g沉淀。1.求该有机物的最简式2.取一定量该有机物,加热蒸发,测得该有机物的蒸汽密度是相同条件下氢气的15倍,试推测该有机物的分子式和结构简式【分析】(1)通过足量的浓硫酸后,浓硫酸的质量增加1.8g,说明3g该有机物燃烧后生成1.8g水,即3g该
13、有机物中含0.2molH将剩余气体通过足量澄清石灰水,得到10g沉淀。说明生成10g碳酸钙则3g该有机中含C的物质的量为:10/1000.1mol0.2molH是0.2g,0.1molC是1.2g由质量守恒可知,3g该有机物中含O的质量为:30.21.21.6(g)O的物质的量为:1.6/320.05(mol)C:H:O0.1:0.2:0.052:4:1故该有机物的最简式为C2H4O(2)该有机物的蒸汽密度是相同条件下氢气的15倍,则该有机物的摩尔质量为:15230(g/mol)2n124n1n1630n 9.某混合气体由烷烃、烯烃、炔烃中的两种气体组成。将1升混合气体在氧气中完全燃烧生成3升
14、二氧化碳和3.7升水蒸气(同状态下测得)。试判断混合气体的成分并求两类烃的体积比。【分析】由3升二氧化碳和3.7升水蒸气可得气体平均分子式为 C3H7.4 假如为丙烯和丙烷,则碳原子全为3,氢原子为6和8,十字交叉,(7.4-6)=1.4,(8-7.4)=0.6,所以丙烯:丙烷=0.6:1.4=3:7。 同样,可以是丙炔和丙烷,3:17。 如果碳不全为三,则无论如何混合,不能保证碳和氢的平均分别为3和7.4。10.常温下,一种气体烷烃A和一种气态烯烃B组成的混合气体,已知B分子中所含C原子数大于A分子中所含C原子数。(1)将2L此混合气体充分燃烧,在相同条件下得到7L水蒸气,试推断A、B所有可
15、能的组成及体积比。(2)取2L混合气体与9.5L氧气恰好完全燃烧,通过计算确定A、B的分子式。【分析】(1)设混合气体的平均化学式为CxHy,依题意可知y=7,则A、B中的氢原子个数介于7的两边,再依题意B中的碳数大于A的,且都为气体,碳数少于等于4,所以如果B的H大于7则为C4H8,A为CH4 /C2H6比值分别是C4H8:CH4=3:1,C4H8:C2H6=1:1,如果B的H小于7则为C2H4、C3H6,A为C3H8/C4H10,但是由于B的碳数小于A的,排除。(2)CxHy+(x+y/4)O2CO2+y/2H2O 1 x+(y/4) 2L 2x+(y/2)对于A而言y=2x+2则有2x+
16、y/2=3x+19.5或9.5分别得出x3或3依题中要求B的C多于A的且均为气体,所以只能2x+y/2=3x+19.5,或x3,可选CH4 C2H6,此时对于B只能选择C4H8,因为只有2LC4H8完全燃烧需要的氧气9.5,故A为CH4或 C2H6,B为C4H8。有机化学是化学学科的一个重要分支,它涉及到我们日常生活中的方方面面,对发展国民经济和提高人民生活水平具有重要意义,于是学好有机化学就显得非常重要,很有必要熟练掌握有机化学计算的常用解题技巧。现把它们归纳如下:一、比例法 利用燃烧产物CO2和H2O的体积比(相同状况下)可确定碳、氢最简整数比;利用有机物蒸气、CO2和水蒸气体积比(相同状
17、况下)可确定一个分子中含碳、氢原子的个数。若有机物为烃,利用前者只能写出最简式,利用后者可写出分子式。例1某烃完全燃烧时,消耗的氧气与生成的CO2体积比为43,该烃能使酸性高锰酸钾溶液退色,不能使溴水退色,则该烃的分子式可能为( )。 AC3H4 BC7H8 CC9H12 DC8H10【分析】烃燃烧产物为CO2和H2O,两者所含氧之和应与消耗的氧气一致,若消耗O24mol,则有CO23mol,水中含氧原子:8mol6mol2mol即生成2molH2O,故CHnCO22nH2O34。因为不知烃的式量,由此比例只能写出最简式C3H4,符合该最简式的选项有A和C,又由烃的性质排除A。例2在标准状况下
18、测得体积为5.6L的某气态烃与足量氧气完全燃烧后生成16.8LCO2和18g水,则该烃可能是( )。 A乙烷 B丙烷 C丁炔 D丁烯【分析】 n烃nCO2nH2O5.6L22.4lmol16.8L22.4lmol18g18gmol 134 推知CH38,所以该烃分子式为C3H8,选项B正确。二、差量法 解题时由反应方程式求出一个差量,由题目已知条件求出另一个差量,然后与方程式中任一项列比例求解,运用此法,解完后应将答案代入检验。例3常温常压下,20mL某气态烃与同温同压下的过量氧气70mL混合,点燃爆炸后,恢复到原来状况,其体积为50mL,求此烃可能有的分子式。【分析】此题已知反应前后气体体积
19、,可用差量法求解。因题中未告诉烃的种类,故求出答案后,要用烃的各种通式讨论并检验。 设烃的分子式为CxHy,则CxHy(xy4)O2 =xCO2(y2)H2O(液) V1 1y420mL 90mL50mL20(1y4)40 y4 若烃为烷烃,则y2x24,x1,即CH4; 若烃为烯烃,则y2x4,x2,即C2H4; 若烃为炔烃,则y2x24,x3,即C3H4。 检验:20mLCH4或C2H4分别充分燃烧需O2体积均小于70mL符合题意,而20mLC3H4充分燃烧需O2体积大于70mL,与题意不符,应舍去。 所以,此气态烃的分子式可能是CH4或C2H4。三、十字交叉法 若已知两种物质混合,且有一
20、个平均值,求两物质的比例或一种物质的质量分数或体积分数,均可用十字交叉法求解。这种解法的关键是确定求出的是什么比。例4乙烷和乙烯的混合气体3L完全燃烧需相同状况下的O210L,求乙烷和乙烯的体积比。【分析】用十字交叉法解题时,应求出3L纯乙烷或乙烯的耗氧量,再应用平均耗氧量求乙烷和乙烯的体积比。3L乙烷燃烧需O210.5L,3L乙烯燃烧需O29L,则: 即:乙烷和乙烯体积比为21。四、平均值法 常见的给出平均值的量有原子量、式量、密度、溶质的质量分数、物质的量浓度、反应热等。所谓平均值法就是已知混合物某个量的一个平均值,要用到平均值确定物质的组成、名称或种类等。该方法的原理是:若两个未知量的平
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