Question

10．有機(jī)物A由碳、氫、氧三種元素組成，可由葡萄糖發(fā)酵得到，也可從酸牛奶中提取，純凈的A為無色粘稠液體，易溶于水．為研究A的組成與結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：（提示：請(qǐng)注意氫譜中峰的高度比）

（1）稱取A 9.0g，升溫使其汽化，測(cè)其密度是相同條件下H2的45倍．	（1）有機(jī)物A的相對(duì)分子質(zhì)量為：90．
（2）將此9.0gA在足量純O2充分燃燒，并使 其產(chǎn)物依次通過足量無水硫酸銅粉末、足量石灰水，發(fā)現(xiàn)硫酸銅粉末增重5.4g，石灰水中有30.0g白色沉淀生成．	（2）9.0g有機(jī)物A完全燃燒時(shí)，經(jīng)計(jì)算： 生成CO2共為0.3mol， 生成的H2O0.3mol． 有機(jī)物A的分子式C3H6O3．
（3）經(jīng)紅外光譜測(cè)定，證實(shí)其中含有O-H鍵，-COOH基團(tuán)，C-H鍵；經(jīng)核磁共振氫譜的測(cè)定，其核磁共振氫譜圖 如：	（3）A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 ．
（4）如果經(jīng)紅外光譜測(cè)定，A的一種同分異構(gòu)體中，存在O-H鍵， 還含有醛基，C-O鍵， 核磁共振氫譜的測(cè)定， 其核磁共振氫譜圖如右：	（4）A的這種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為： CH2（OH）CH（OH）CHO．
（5）如果經(jīng)紅外光譜測(cè)定，A的一種同分異構(gòu)體中，存在O-H鍵，還含有C=O，C-O鍵， 核磁共振氫譜的測(cè)定， 其核磁共振氫譜圖如：	（5）A的這種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為： ．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)密度與相對(duì)分子質(zhì)量成正比計(jì)算；
（2）硫酸銅增重的質(zhì)量為水的質(zhì)量，白色沉淀為碳酸鈣，碳酸鈣的物質(zhì)的量=二氧化碳的物質(zhì)的量，分別根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算出水和二氧化碳的物質(zhì)的量，再結(jié)合A的相對(duì)分子質(zhì)量及質(zhì)量守恒定律確定其分子式；
（3）根據(jù)A的分子式、經(jīng)紅外光譜測(cè)定結(jié)果及核磁共振氫譜中等效H的情況確定其含有的官能團(tuán)及結(jié)構(gòu)，然后寫出其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式；
（4）根據(jù)紅外光譜判斷有機(jī)物含有的官能團(tuán)，再結(jié)合其核磁共振氫譜判斷其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式；
（5）先根據(jù)紅外光譜判斷有機(jī)物含有的官能團(tuán)，再根據(jù)其核磁共振氫譜判斷其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式．

解答 解：（1）同溫同壓下：密度比=相對(duì)分子質(zhì)量之比，A的密度是相同條件下H₂的45倍，故A的相對(duì)分子質(zhì)量為45×2=90，故答案為：90；
（2）硫酸銅粉末增重的5.4g為水的質(zhì)量，水的物質(zhì)的量為：$\frac{5.4g}{18g/mol}$=0.3mol，故n（H）=0.3×2=0.6mol，m（H）=0.6×1=0.6g，
石灰水中有30.0g白色沉淀為碳酸鈣，則碳酸鈣的物質(zhì)的量為：$\frac{30g}{100g/mol}$=0.3mol，根據(jù)C原子守恒，則二氧化碳的物質(zhì)的量為0.3mol，m（C）=0.3×12=3.6g，故9.0gA中O的質(zhì)量為：9.0-0.6-3.6=4.8g，則n（O）=$\frac{4.8g}{16g/mol}$=0.3mol，
故A分子中N（C）：N（H）：N（H）=0.3：0.6：0.3=1：2：1，A的最簡(jiǎn)式為CH₂O，
由于A的相對(duì)分子質(zhì)量為90，設(shè)A的分子式為（CH₂O）n，則30n=90，解得：n=3，
故A的分子式為：C₃H₆O₃，
故答案為：0.3；0.3；C₃H₆O₃；
（3）經(jīng)紅外光譜測(cè)定，證實(shí)其中含有O-H鍵，-COOH基團(tuán)，C-H鍵，說明該有機(jī)物分子中含有官能團(tuán)為羧基和羥基，根據(jù)核磁共振氫譜圖看出有機(jī)物中有4個(gè)峰值，則含4種類型的等效氫原子，且氫原子的個(gè)數(shù)比是3：1：1：1，則該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：，
故答案為：；
（4）如果經(jīng)紅外光譜測(cè)定，A的一種同分異構(gòu)體中存在O-H鍵，還含有醛基、C-O鍵，結(jié)合其分子式C₃H₆O₃可知，A的不飽和度為2，則該有機(jī)物分子中應(yīng)該含有1個(gè)醛基、2個(gè)羥基；其核磁共振氫譜中H原子又5種，且H原子數(shù)之比為：2：1：1：1：1，則該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：CH₂（OH）CH（OH）CHO，
故答案為：CH₂（OH）CH（OH）CHO；
（5）如果經(jīng)紅外光譜測(cè)定，A的一種同分異構(gòu)體中存在O-H鍵，還含有C=O，C-O鍵，說明該有機(jī)物分子中含有酯基或含有1個(gè)羰基、2個(gè)羥基；根據(jù)其核磁共振氫譜可知，其分子中含有2種H原子，原子數(shù)之比為：2：1，則該有機(jī)物分子中只能含有1個(gè)羰基、2個(gè)羥基，其結(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，明確核磁共振氫譜的含義為解答關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)的能力．