某有机化合物仅由碳、氢、氧三种元素组成,其相对分子质量小于150,若已知其中氧的质量分数为50%,则分子中碳原子的个数最多为( )
分析:
根据有机物相对分子质量及氧的质量分数为确定分子中氧原子数目,再计算碳原子、氢原子的相对原子质量之和,根据碳原子相对原子质量确定碳原子最大值.
解答:
解:相对分子质量小于150,氧的质量分数为可知,则分子中氧原子数目小于为$\frac {150×50%}{16}$=4.7,当有机物分子中含氧原子的数目为4时,有机物的相对分子质量最大,含碳原子个数也最多,
此时,有机化合物中碳、氢的相对原子质量之和的最大值为等于氧原子的相对原子质量之和为4×16=64,
设分子中含有x个C,y个H,则有12x+y=64,当y=4时,x=5,此时分子中碳原子的个数最多,
所以分子中碳原子的个数最多为5.
故选:B.
点评:
考查有机物分子式的确定,难度中等,确定有机物中氧原子的数目是具体关键.
相对分子质量为100的烃完全燃烧后,生成CO$_2$和H$_2$O的物质的量之比以及分子结构中有四个甲基的同分异构体的数目分别是( )
分析:
先根据相对分子质量为100的烃,其分子中C原子最大数目=$\frac {100}{12}$=8…4,由碳原子与H原子关系可知,7个C原子饱和最多需要16个H原子,故该烃7个C原子,分子式为C$_7$H$_1$6,结合原子守恒计算完全燃烧生成CO$_2$和H$_2$O的物质的量之比;该分子结构中有四个甲基,说明取代基有2个,可能是2个甲基或1个甲基和1个乙基,然后根据位置不同确定同分异构体;
解答:
解:相对分子质量为100的烃,其分子中C原子最大数目=$\frac {100}{12}$=8…4,由碳原子与H原子关系可知,7个C原子饱和最多需要16个H原子,故该烃7个C原子,分子式为C$_7$H$_1$6,由原子守恒可知,1mol该烃完全燃烧生成7molCO$_2$、8molH$_2$O,故燃烧后生成CO$_2$和H$_2$O的物质的量之比为7:8,
该分子结构中有四个甲基,取代基为2个甲基,说明主链有5个碳原子,有4种结构:,
取代基为1个甲基和1个乙基,说明主链有4个碳原子,乙基至少在3号位上,无此结构,故同分异构体的数目四4种,故选D.
点评:
本题考查烃的分子式确定、燃烧计算,同分异构体的确定,难度中等,确定分子式为关键,注意掌握利用商余法确定烃的分子式.
分子式为C$_2$H$_4$O$_2$的所有同分异构体在下列-种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同,则该仪器是( )
分析:
同分异构体结构不同,所含化学键和官能团不同,氢原子的位置不同,但是元素组成相同.
解答:
解:分子式为C$_2$H$_4$O$_2$的所有同分异构体中组成相同,由元素分析仪显示的信号(或数据)完全相同,质谱仪能用高能电子流等轰击样品分子,使该分子失去电子变为带正电荷的分子离子和碎片离子,同分异构体得到的碎片不同,故选C.
点评:
本题考查研究物质结构的基本方法和实验手段,把实验手段的原理与作用为解答的关键,侧重分析与推断能力的综合考查,题目难度中等.
如图是某有机物的质谱图,其相对分子质量为( )
分析:
根据质谱图中最右边的那个峰就是该物质的相对分子质量.
解答:
解:根据质谱图中最右边的那个峰就是该物质的相对分子质量,根据质谱图可知,该有机物的相对分子质量为74,
故选A.
点评:
本题考查了有机物分子式的确定,题目难度中等,明确质谱图的含义,能够根据质谱图判断物质的相对分子量.
某有机物样品的质谱图如图所示,则该有机物可能是( )
分析:
根据某有机物样品的质荷比的最大值为该物质的相对分子质量,然后根据相对分子质量来确定物质的分子式.
解答:
解:由有机物样品的质荷比图,可知该物质的相对分子质量为26,甲醇、甲烷、乙醇、乙炔的相对分子质量分别为32、16、46、26,则该有机物为乙炔,
故选D.
点评:
本题主要考查了有机物样品的质荷比图的运用,根据原理即可解答,比较简单.
某有机物样品的质荷比如图,则该有机物可能是( )
分析:
根据某有机物样品的质荷比的最大值为该物质的相对分子质量,然后根据相对分子质量来确定物质的分子式.
解答:
解:由有机物样品的质荷比图,可知该物质的相对分子质量为16,甲醇、丙烷、乙烯、甲烷的相对分子质量分别为32、42、28、16,则该有机物为甲烷,
故选D;
点评:
本题主要考查了有机物样品的质荷比图的运用,根据原理即可解答,比较简单.
某烃在标准状况下测得密度为3.75g/L,根据各类烃的通式可以推出该烃的化学式( )
分析:
根据烷烃的摩尔质量M=ρVm求出相对摩尔质量,利用摩尔质量和相对分子质量在数值上相等,求出相对分子质量,再根据烷烃的通式C_nH$_2$n+2计算出n,最后得出分子式.
解答:
解:该烃的摩尔质量M=3.75g/L×22.4L/mol=84g/mol,即相对分子质量为84,烃的通式C_nH_m,所以12n+m=84,m、n均为正整数,且m≥n,讨论得n=6,m=12,分子式为C$_6$H$_1$2.
故选:D.
点评:
本题主要考查烷烃分子式的确定,难度中等,要求学生掌握同温同压下气体的摩尔质量与密度关系.
在某一温度下,某碳氢化合物的蒸气对氢气的相对密度为53.则该化合物的分子式为( )
分析:
根据相对氢气密度计算碳氢化合物的相对分子质量,设碳氢化合物组成为C_xH_y,利用商余法确定分子式.
解答:
解:该碳氢化合物的相对分子质量为53×2=106,
设碳氢化合物组成为C_xH_y,则C原子最大数目x=$\frac {106}{12}$=8…10,
故分子式为C$_8$H$_1$0,
故选A.
点评:
本题考查有机物分子式确定,比较基础,注意理解商余法确定有机物分子式.
(多选)某种生物碱,属芳香族化合物,其分子式为C_aH_bNO$_4$,其中N的质量分数为0.0462.据此初步判断式中的a值可能是( )
分析:
先根据分子中N原子的个数、N元素的质量分数,计算出生物碱的相对分子质量,根据商余法确定C原子、H原子个数,利用碳氢饱和确定其分子式;
解答:
解:生物碱的相对分子质量为$\frac {14}{0.0462}$=303,碳和氢的相对原子质量之和,303-14-64=225,所以$\frac {225}{12}$=18…9;
碳原子的可能为16、17个和18个,不能少于17个,因为饱和度,所以生物碱可能分子式为C$_1$7H$_2$1NO$_4$和C$_1$8H_9N,由于生物碱为芳香族化合物,至少含有1个苯环,若分子式为C$_1$7H$_2$1NO$_4$和C$_1$8H_9NO$_4$都符合;
故选:CD;
点评:
本题主要考查有机物分子式的确定,难度较大,关键在于清楚利用相对分子质量、不饱和度确定分子式.
某有机化合物的相对分子质量为90,取一定质量的该物质完全燃烧生成二氧化碳与水的物质的量相等,无其它物质生成.下列说法正确的是( )
分析:
某有机物在氧气中充分燃烧,生成等物质的量的水和二氧化碳,能说明该有机物中含有C、H原子个数之比为1:2,据此进行解答.
解答:
解:某有机物在氧气中充分燃烧,生成等物质的量的水和二氧化碳,能说明该有机物中含有C、H原子个数之比为1:2,90不是14的整数倍,故含有氧元素.
该化合物分子式为C$_3$H$_6$O$_3$;结构可能为:;;;CH$_2$(OH)CH(OH)CHO.
故选A.
点评:
本题考查有机物组成的判断,侧重质量守恒定律的运用,比较基础,注意利用最简式不一定能确定有机物的组成,若最简式中H原子能饱和C原子,则最简式为其分子式.
某有机物含有C、H、O三种元素,其中氧的质量分数25%,相对分子质量小于150,一个分子中最多含C原子个数( )
分析:
根据有机物相对分子质量及氧的质量分数为确定分子中氧原子数目,再计算相对分子质量,设出分子式,根据相对分子质量确定碳原子最大值.
解答:
解:相对分子质量小于150,氧的质量分数为可知,则分子中氧原子数目小于为$\frac {150×25%}{16}$=2.34,当有机物分子中含氧原子的数目为2时,有机物的相对分子质量最大,含碳原子个数也最多,有机物的相对分子质量为:$\frac {16×2}{25%}$=128,
设分子中含有x个C,y个H,则有12x+y+32=128,当y=12时,x=7,此时分子中碳原子的个数最多,
所以分子中碳原子的个数最多为7.
故选:D.
点评:
本题考查有机物分子式的确定,难度中等,确定有机物中氧原子的数目是解题关键.
某有机化合物仅由碳、氢、氧三种元素组成,其相对分子质量大于100小于150,若分子中氧的质量分数为40%,则含C原子个数为( )
分析:
根据有机物相对分子质量及氧的质量分数为确定分子中氧原子数目,再计算碳原子、氢原子的相对原子质量之和,根据碳原子相对原子质量确定碳原子最大值,碳原子数目最大时分子中碳元素的质量分数的最大.
解答:
解:相对分子质量小于150,由氧的质量分数为可知,则分子中氧原子数目小于为$\frac {150×40%}{16}$=3.75,当有机物分子中含氧原子的数目为3时,有机物的相对分子质量最大,据此得出该有机物的相对分子质量为:$\frac {3×16}{40%}$=120,设分子中含有x个C,y个H,则有12x+y=120-3×16=72,当y=10时,x=5,若x=6,则y=0,不符合题意,所以分子中碳原子的个数最多为5,故选:B.
点评:
本题主要考查有机物分子式的确定,难度中等,确定有机物中氧原子的数目及碳原子数目是具体关键.