题目内容

将含有C、H、O三种元素的有机物3.24g装入元素分析装置，通入足量的O2使其完全燃烧，将生成的气体依次通过无水氯化钙干燥管A和碱石灰干燥管B，测得A管质量增加了2.16g，B管质量增加了9.24g．已知该有机物的相对分子质量为108，试计算：
（1）计算该有机物3.24g消耗氧气的质量是多少？
（2）已知该有机物的分子中存在一个苯环，苯环上只有一个支链，且支链中有一个甲基．试写出该有机物的结构简式．
考点：有关有机物分子式确定的计算
专题：烃及其衍生物的燃烧规律
分析：（1）A管质量增加了2.16g为生成水的质量，B管增加了9.24g为生成二氧化碳的质量，根据质量守恒计算消耗氧气的质量；
（2）根据n=
m
M
计算二氧化碳、水、氧气的物质的量，根据原子守恒计算3.24g有机物中C、H、O原子物质的量，进而确定最简式，结合有机物的相对分子质量为108，进而确定分子式，结合有机物分子中存在1个苯环，苯环上只有一个支链，且支链中有一个甲基，确定其可能的结构简式．
解答： 解：（1）A管质量增加了2.16g为生成水的质量，B管增加了9.24g为生成二氧化碳的质量，根据质量守恒可知，消耗氧气的质量=2.16g+9.24g-3.24g=8.16g，
答：消耗氧气的质量是8.16g；
（2）2.16g水的物质的量=
2.16g
18g/mol
=0.12mol，n（H）=0.24mol，
9.24g二氧化碳的物质的量=
9.24g
44g/mol
=0.21mol，n（C）=0.21mol，
8.16g氧气的物质的量=
8.16g
32g/mol
=0.255mol，
3.24g有机物中n（O）=0.21mol×2+0.12mol-0.255mol×2=0.03mol，
4.88有机物中C、H、O原子物质的量之比=0.21mol：0.24mol：0.03mol=7：8：1，
故该有机物最简式为C7H8O，有机物的相对分子质量为108，而最简式C7H8O的式量=12×7+8+16=108，故最简式即为分子式，即有机物分子式为C7H8O，如果该有机物的分子中存在一个苯环，苯环上只有一个支链，且支链中有一个甲基，则该有机物结构简式为，
答：该有机物的结构简式为．
点评：本题考查有机物分子式确定、限制条件同分异构体的书写，题目难度中等，注意根据有机物燃烧产物的质量关系确定有机物的最简式为解答该题的关键．
练习册系列答案
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下列化学用语使用正确的是（　　）
A、氟化镁的电子式
B、用电子式表示硫化氢的形成过程
C、HClO的结构式  H-O-Cl
D、Cl-离子的结构示意图
X是中学化学中的常见物质，X既能与稀硫酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应．
（1）若X为氧化物，X的化学式为
 
．
（2）若X为单质，X用于焊接钢轨时，发生反应的化学方程式为
 
．
（3）若X与稀硫酸反应生成无色无味的气体A，与浓氢氧化钠溶液加热反应生成气体B．等物质的量的A和B在水溶液中反应又生成X．常温下X与足量稀氢氧化钠溶液反应的离子方程式为
 
．
常温（25℃）常压下，有以等物质的量混合的A、B、C三种气态烷烃的混合物2L，完全燃烧时消耗氧气11L（相同状况下）．若在压强不变的条件下，将原混合气体2L降温至5℃，则体积减小到原来的93.3%．
（1）已知分子中碳原子数n≥5的烷烃在5℃时为液态，试推断原混合气体中是否含有n≥5的烷烃．
（2）试通过计算和推理判断原混合物的组成，写出A、B、C三种烷烃的结构简式．
在高温、高压下CO具有极高的化学活性，能与多种单质或化合物反应．
（1）若在恒温恒容的容器内进行反应C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g），则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有
 
．（填字母）
A．容器内的压强保持不变             B．容器中H2浓度与CO浓度相等
C．容器中混合气体的密度保持不变      D．CO的生成速率与H2的生成速率相等
（2）在一容积为2L的密闭容器内加入2mol的CO和6mol的H2，在一定条件下发生如下反应：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）；反应达到平衡时，CO的转化率大于70%，则 CH3OH的物质的量浓度可能为
 
．
A．0.9mol/L     B．1.0mol/L       C．1.5mol/L      D.0.5mol/L
若经过3分钟，CH3OH达到了以上浓度，则v（CO）=
 
，该反应的化学平衡常数表达式为：K=
 
．
（3）一定条件下，CO与H2可合成甲烷，反应方程式为：CO（g）+3H2（g）?CH4（g）+H2O（g）
①一定条件下，该反应能够自发进行的原因是
 
．
②已知部分键能数据如下：
化学健C≡OH-HC-HH-O
键能（kJ/mol）abcd
则该反应的△H=
 
（用含a、b、c、d的式子表示）．
（4）利用NH3和CH4等气体除去烟气中的氮氧化物．已知：CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H1=a kJ?mol-1； 欲计算反应CH4（g）+4NO（g）═CO2（g）+2H2O（l）+2N2（g）的焓变△H2 则还需要查询某反应的焓变△H3，当反应中各物质的化学计量数之比为最简整数比时，△H3=b kJ?mol-1，该反应的热化学方程式是
 
． 据此计算出△H2=
 
kJ?mol-1 （用含a、b的式子表示）．
（5）工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，反应方程式为：CH3OH（g）+CO（g）?HCOOCH3（g）
△H=-29.1kJ?mol-1．科研人员对该反应进行了研究．部分研究结果如下：

①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率“看，工业制取甲酸甲酯应选择的压强范围是
 
．
②实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是
 
．
臭氧可用于净化空气、饮用水的消毒、处理工业废物和作氧化剂．
（1）臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应．如：
6Ag（s）+O3（g）═3Ag2O（s）△H=-235.8kJ/mol．
已知2Ag2O（s）═4Ag（s）+O2（g）△H=+62.2kJ/mol，
则常温下反应：2O3（g）═3O2（g）的△H=
 
．
（2）科学家首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧．臭氧在阳极周围的水中产生，电极反应式为3H2O-6e-=O3↑+6H+，阴极附近溶解在水中的氧气生成过氧化氢，其电极反应式为
 
．
（3）O3在碱性条件下可将Na2SO4氧化成Na2S2O8并生成氧气．写出该反应的化学方程式：
 

（4）所得的Na2S2O8溶液可降解有机污染物4-CP．原因是Na2S2O8溶液在一定条件下可产生强氧化性自由基（SO4-?）．通过测定4-CP降解率可判断Na2S2O8溶液产生SO4-?的量．某研究小组设计实验探究了溶液酸碱性、Fe2+的浓度对产生SO4-?的影响．
①溶液酸碱性的影响：其他条件相同，将4-CP加入到不同pH的Na2S2O8溶液中，结果如图a所示．由此可知：溶液酸性增强，
 
（填“有利于”或“不利于”）Na2S2O8产生SO4-?．

②Fe2+浓度的影响：相同条件下，将不同浓度的FeSO4溶液分别加入c（4-CP）=1.56×10-4mol?L-1、c（Na2S2O8）=3.12×10-3 mol?L-1的混合溶液中．反应240min后测得实验结果如图b所示．已知 S2O82-+Fe2+═SO4-?+SO42-+Fe3+．则由图示可知下列说法正确的是：
 
（填序号）
A．反应开始一段时间内4-CP降解率随Fe2+浓度的增大而增大，原因是Fe2+能使Na2S2O8产生更多的SO4ˉ?．
B．Fe2+是4-CP降解反应的催化剂
C．当c（Fe2+）过大时，4-CP降解率反而下降，原因可能是Fe2+会与SO4-?发生反应，消耗部分SO4-?．
D．4-CP降解率反而下降，原因可能是生成的Fe3+水解使溶液的酸性增强，不利于4-CP的降解．
③当c（Fe2+）=3.2×10ˉ3mol?L-1时，4-CP降解的平均反应速率的计算表达式为
 
．
某化学兴趣小组利用由Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2组成的混合物，模拟工业上提取铜的工艺，设计如图所示的简单操作流程：

提示：Cu+在酸性条件下不稳定，易生成金属Cu和Cu2+．
（1）若固体B的成分为混合物，则其成分的化学式为
 
．此时，滤液A中铁元素的存在形式为
 
（填写离子符号）．
（2）金属E与固体F发生反应的化学方程式为：
 
．
（3）检验粗铜中含有金属E单质的试剂是
 
，反应的离子方程式为
 
．
（4）用电解法将上述粗铜进行精炼时，下列叙述正确的是
 
．
A．电解时以精铜作阴极
B．电解时阴极发生氧化反应
C．粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu-2e-=Cu2+
D．电解后，电解液中Cu2+浓度减小．
（1）已知葡萄糖完全燃烧生成1g液态水时放出的热量为26.0kJ，则葡萄糖完全燃烧的热化学方程式是
 
．
（2）已知2.00g C2H2气体完全燃烧生成液态水和CO2，放出99.6kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：
 
．
（3）在火箭推进器中装有强还原剂肼 （N2H4）和强氧化剂H2O2，当它们混合时产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热，已知0.4mol液态肼与足量H2O2反应生成氮气和水蒸气，放出256.65kJ的热量．
①写出热化学方程式：
 
．
②已知H2O（g）═H2O（l）△H=-44kJ?mol-1，则16g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时，放出的热量是
 
．
氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料．
合成氨反应的热化方程式如下：
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H=-92.4kJ/mol
（1）当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N2、H2和NH3的量），反应速率与时间的关系如图所示．
图中t1时引起平衡移动的条件可能是
 
，
其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是
 
，若t0-t1，t1-t3，t3-t5这三段平衡常数分别用K1，K2，K3表示，那么K1，K2，K3的大小关系是
 

（2）若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，平衡
 
移动（填“向左”、“向右”或“不”）；使用催化剂反应的△H
 
（填“增大”、“减小”或“不改变”）．
（3）温度为T℃时，将2a mol H2和 a mol N2放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50%．则反应的平衡常数为
 
．

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