Question

20．有機(jī)物A由碳、氫、氧三種元素組成．為研究A的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：稱取A10.4g，升溫使其氣化，測(cè)得其密度是相同條件下H₂的52倍．將此10.4gA在足量的氧氣中燃燒，產(chǎn)物經(jīng)過(guò)足量的濃硫酸后，濃硫酸的質(zhì)量增加7.2g；再通過(guò)足量堿石灰，堿石灰質(zhì)量增加17.6g．A分子間可發(fā)生酯化反應(yīng)生成六元環(huán)酯B，B的核磁共振氫譜只有一組吸收峰．
（1）A的相對(duì)分子質(zhì)量為104；其分子式為C₄H₈O₃；
（2）B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式．

Answer 1

分析 （1）相同條件下，氣體的密度與摩爾質(zhì)量成正比，據(jù)此確定A的摩爾質(zhì)量及相對(duì)分子量；濃硫酸增重的為水的質(zhì)量，堿石灰增重的質(zhì)量為二氧化碳的質(zhì)量，再根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算10.4gA、7.2g水和17.6g二氧化碳的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算有機(jī)物中C原子、H原子的物質(zhì)的量與二者質(zhì)量之和，再計(jì)算O原子的質(zhì)量與物質(zhì)的量，結(jié)合相對(duì)分子質(zhì)量計(jì)算確定分子式；
（2）有機(jī)物A可發(fā)生酯化反應(yīng)生成六元環(huán)的酯B，A中含有1個(gè)羧基和1個(gè)羥基，B的核磁共振氫譜中只有一種峰，B中只有1種等效H，說(shuō)明B具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)，則A中所有側(cè)鏈H都完全相同，據(jù)此確定A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式．

解答 解：（1）升溫使A汽化后，測(cè)其密度是相同條件下H₂的52倍，則A的摩爾質(zhì)量為：2g/mol×52=104g/mol，故A的相對(duì)分子質(zhì)量為104，
10.4g有機(jī)物A的物質(zhì)的量為：$\frac{10.4g}{104g/mol}$=0.1mol，
濃硫酸增重的為水的質(zhì)量，則0.1molA完全燃燒生成水的物質(zhì)的量為：$\frac{7.2g}{18g/mol}$=0.4mol，A分子中含有H的數(shù)目為：$\frac{0.4mol×2}{0.1mol}$=8，
最終堿石灰增重的質(zhì)量為二氧化碳的質(zhì)量，則二氧化碳的物質(zhì)的量為：$\frac{17.6g}{44g/mol}$=0.4mol，A分子中含有C原子的數(shù)目為：$\frac{0.4mol}{0.1mol}$=4，
A分子中含有O原子數(shù)為：$\frac{104-12×4-8}{16}$=3，
所以有機(jī)物A的分子式為：C₄H₈O₃，
故答案為：104；C₄H₈O₃；
（2）有機(jī)物A可發(fā)生酯化反應(yīng)生成六元環(huán)的酯B，則A分子中含有1個(gè)-OH和1個(gè)-COOH；B的核磁共振氫譜中只有一種峰，則B中只有1種等效H原子，說(shuō)明B具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)，則A中所有側(cè)鏈H的都完全等效，結(jié)合A的分子式C₄H₈O₃可知，A中應(yīng)該含有2個(gè)甲基，且兩個(gè)甲基連接在同一個(gè)C上，則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：，B為兩分子A通過(guò)酯化反應(yīng)生成的，則B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：，
故答案為：．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有機(jī)物分子式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的確定，題目難度中等，注意掌握質(zhì)量守恒定律在確定有機(jī)物分子式中的應(yīng)用，（2）為難點(diǎn)，需要明確常見(jiàn)有機(jī)物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)．