题目内容

【题目】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5.4 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)质谱仪测定有机化合物的相对分子质量为46,则该物质的分子式是__________。

(3)根据价键理论,预测A的可能结构并写出结构简式_____________________。

[结构式的确定]

(4)经测定,有机物A的核磁共振氢谱如图所示,则A的结构简式为_____________。

[性质实验]

(5)A在Cu作用下可被氧化生成B,其化学方程式为___________________________。

(6)A可通过粮食在一定条件下制得,由粮食制得的A在一定温度下密闭储存,因为发生一系列的化学变化而变得更醇香。请写出最后一步反应的化学方程式:________________________________________________________________。

【答案】 N(C)∶N(H)∶N(O)=2∶6∶1 C2H6O CH3CH2OH、CH3OCH3 CH3CH2OH 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O

【解析】(1)据题意有:n(H2O)=0.3 mol,则有n(H)=0.6 mol;n(CO2)=0.2 mol,则有n(C)=0.2 mol。据氧原子守恒有n(O)=n(H2O)+2n(CO2)-2n(O2)=0.3 mol+2×0.2 mol-2×=0.1 mol,则该物质各元素原子个数比N(C):N(H):N(O)=n(C):n(H):n(O)=2:6:1;(2)据(1)可知该有机物的实验式为C2H6O,假设该有机物的分子式为(C2H6O)m,由质谱图知其相对分子质量为46,则46m=46,即m=1,故其分子式为C2H6O;(3)由A的分子式为C2H6O可知A为饱和化合物,可推测其结构为CH3CH2OH或CH3OCH3;(4)分析A的核磁共振氢谱图可知:A有三种不同类型的H原子,CH3OCH3只有一种类型的H原子,故A的结构简式为CH3CH2OH;(5)乙醇在Cu作用下可被氧化生成乙醛,其化学方程式为:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;(6)由粮食制得的乙醇密闭保存时部分会氧化产生CH3COOH,乙醇与乙酸发生酯化反应生成了具有香味的乙酸乙酯,其酯化反应的方程式为:CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O。

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【题目】以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工。

(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1。

①该反应在常温下_______(填“能”或“不能”)自发进行。

②一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是____(填字母,下同)。

a.容器中的压强不变

b.1 mol H—H键断裂的同时,断裂2 mol H—O键

c.c(CO)=c(H2)

d.密闭容器的容积不再改变

(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:

实验组

温度/℃

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡所需时间/min

H2O

CO

H2

CO

1

650

2

4

1.6

2.4

6

2

900

1

2

0.4

1.6

3

3

900

a

b

c

d

t

①实验1中从反应开始至平衡以CO2表示的平均反应速率为v(CO2)=________(取小数点后两位,下同)。

②该反应的正反应为________(填“吸”或“放”)热反应,实验2条件下平衡常数K=________。

(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,达到平衡后下列措施中能使c(CH3OH)增大的是________。

a.升高温度

b.充入He(g),使体系压强增大

c.将H2O(g)从体系中分离出来

d.再充入1 mol CO2和3 mol H2

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