Question

12．僅含碳、氫、氧的有機物M，經(jīng)質(zhì)譜儀測得相對分子質(zhì)量介于120與150之間，經(jīng)實驗測得氧元素的質(zhì)量分數(shù)為48.48%，碳、氫元素的質(zhì)量之比為15：2．經(jīng)某儀器X測得M分子中只含-COOH．
回答下列問題：
（1）M的分子式為C₅H₈O₄．
（2）儀器X的名稱是紅外光譜儀；M的結構有4種，其中，在核磁共振氫譜上只有2個峰的結構簡式為．

Answer 1

分析 經(jīng)某儀器X測得M分子中只含-COOH，
假設M分子中含有一個羧基，則M的相對分子質(zhì)量為$\frac{16×2}{48.48%}$≈66，不符合題意，
假設M分子中含有兩個羧基，則M的相對分子質(zhì)量為$\frac{16×4}{48.48%}$≈132，介于120與150之間，符合題意；
碳、氫元素的質(zhì)量分數(shù)之和為1-48.48%=51.52%，
則M分子含有H原子數(shù)為$\frac{132×51.52%×\frac{2}{15+2}}{1}$=8，M分子含有C原子數(shù)為$\frac{132×51.52%×\frac{15}{15+2}}{12}$=5，據(jù)此分析．

解答 解：經(jīng)某儀器X測得M分子中只含-COOH，
假設M分子中含有一個羧基，則M的相對分子質(zhì)量為$\frac{16×2}{48.48%}$≈66，不符合題意，
假設M分子中含有兩個羧基，則M的相對分子質(zhì)量為$\frac{16×4}{48.48%}$≈132，介于120與150之間，符合題意；
碳、氫元素的質(zhì)量分數(shù)之和為1-48.48%=51.52%，
則M分子含有H原子數(shù)為$\frac{132×51.52%×\frac{2}{15+2}}{1}$=8，M分子含有C原子數(shù)為$\frac{132×51.52%×\frac{15}{15+2}}{12}$=5，
（1）由分析可知，M的分子式為C₅H₈O₄，故答案為：C₅H₈O₄；
（2）經(jīng)某儀器X測得M分子中只含-COOH，紅外光譜儀用于測定分子的結構，測定分子中的官能團，所以X為紅外光譜儀；
C₅H₈O₄中含有2個-COOH，可以看作2個-COOH取代丙烷形成的物質(zhì)，一個-COOH取代端位碳原子上H原子，另一個-COOH有3種位置，-COOH處于取代中間碳原子上H原子，另一個-COOH有1種位置，共有4種，在核磁共振氫譜上只有2個峰的結構簡式為：；
故答案為：紅外光譜儀；4；．

點評 本題考查有機物的推斷，需要學生對于題目中信息充分進行利用，注意結合有機物的結構進行判斷，題目難度中等，側重于考查學生的分析能力和計算能力．