有机化学典型计算题【强烈推荐】.doc
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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2x
44x+18*2x==0.6x=0.0075mol
根据碳守恒,则甲烷也是0.0075mol,即:
168mL
CH4+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:
4
2.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/2H2OΔv=反应前-反应后体积
1------------------------------n--------------------------1+(n+m/4)-(m/2+n)=1-m/4
20----------------------------40-------------------------------50
列比例1:
20=n:
40解得n=2
1:
20=(1-m/4):
50解得m=6
求该气态烃的分子式C2H6
3.A是由CH或CHO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=0.32
C:
H:
O=0.36/12:
0.54*2/18:
0.32/16=3:
6:
2
A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3.06g。
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:
0.72/16=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)-CH2OH
5.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%,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M<24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+4.5O2——3CO2+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+6O2——4CO2+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2×29=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58-3×12=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-CHO
7.0.2mol有机物和0.4molO2在密闭容器中燃烧后的产物为CO2CO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+0.2)/0.2=2N(H)=0.6*2/0.2=6N(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3.2g,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0.4molO2反应生成0.6molH2O,0.2molCO2,0.2molCO,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:
10/100=0.1mol
0.2molH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:
3-0.2-1.2=1.6(g)
O的物质的量为:
1.6/32=0.05(mol)
C:
H:
O=0.1:
0.2:
0.05=2:
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:
15×2=30(g/mol)
2n×12+4n×1+n×16=30
n=
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)O2→CO2+y/2H2O
1x+(y/4)
2L2x+(y/2)
对于A而言y=2x+2则有2x+y/2=3x+1<9.5或>9.5分别得出x<3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+1<9.5,或x<3,可选CH4C2H6,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C
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