Question

原子核磁共振譜（PMR）是研究有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的重要方法之一．在所研究的化合物分子中，所處位置完全相同的氫原子（等性H原子）在核磁共振譜中出現(xiàn)同一種信號(hào)峰，譜中峰的強(qiáng)度與等性H原子的數(shù)目成正比．如 乙醛（CH₃CHO）在核磁共振譜中有2種信號(hào)峰，其強(qiáng)度之比為3：1．
（1）CH₃CH₂COOH在PMR譜中觀察到各種峰的強(qiáng)度之比為

3：2：1

．
（2）實(shí)踐中可以根據(jù)PMR譜中觀察到的氫原子給出的峰值情況，確定有機(jī)物的結(jié)構(gòu)．已知有機(jī)物W（C₃H₆O₃）能與NaHCO₃反應(yīng)，且峰值強(qiáng)度之比為3：1：1：1，請(qǐng)推斷有機(jī)物W中含有的官能團(tuán)是

羥基、羧基

（填名稱）；其對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

CH₃CH（OH）COOH

．
（3）已知有機(jī)物A與W無(wú)論以何種比例混合，只要質(zhì)量一定，完全燃燒后產(chǎn)生的水的質(zhì)量也一定．
①符合條件的相對(duì)分子質(zhì)量最小的有機(jī)物A是

HCHO

 （填寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式）．
②若A與乳酸（）的相對(duì)分子質(zhì)量相等，但不能與Na₂CO₃反應(yīng)放出CO₂，1mol A與足量的鈉反應(yīng)可產(chǎn)生22.4L H₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

HOCH₂CH（OH）CHO

、

CO（CH₂OH）₂

．

Answer 1

分析：（1）核磁共振氫譜中信號(hào)峰強(qiáng)度之比等于化學(xué)環(huán)境不同H原子數(shù)目之比；
（2）有機(jī)物W（C₃H₆O₃）能與NaHCO₃反應(yīng)，含有-COOH，峰值強(qiáng)度之比為3：1：1：1，則含有4種H原子，且H原子數(shù)目分別為3、1、1、1，則應(yīng)含有-OH、甲基，據(jù)此書寫；
（3）有機(jī)物A與W無(wú)論以何種比例混合，只要質(zhì)量一定，完全燃燒后產(chǎn)生的水的質(zhì)量也一定，則H元素的質(zhì)量發(fā)生相同，C₃H₆O₃的最簡(jiǎn)式為HCHO，
①最簡(jiǎn)式為相對(duì)分子質(zhì)量最小的有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式；
②若A與乳酸（）的相對(duì)分子質(zhì)量相等，則A與乳酸互為同分異構(gòu)體，A不能與Na₂CO₃反應(yīng)放出CO₂，則不含羧基-COOH，1mol A與足量的鈉反應(yīng)可產(chǎn)生22.4L H₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則含有羥基-OH，分子是羥基-OH數(shù)目為2，結(jié)合弱酸的結(jié)構(gòu)可知，中含有C=O雙鍵，A中還含有-CHO或，據(jù)此書寫解答．

解答：解：（1）CH₃CH₂COOH有3種化學(xué)環(huán)境不同的H原子，3種H原子數(shù)目分別為3、2、1，故在PMR譜中觀察到各種峰的強(qiáng)度之比為3：2：1，
故答案為：3：2：1；
（2）有機(jī)物W（C₃H₆O₃）能與NaHCO₃反應(yīng)，含有-COOH，峰值強(qiáng)度之比為3：1：1：1，則含有4種H原子，且H原子數(shù)目分別為3、1、1、1，則應(yīng)含有-OH、甲基，其結(jié)構(gòu)為CH₃CH（OH）COOH，
故答案為：羥基、羧基；CH₃CH（OH）COOH；
（3）有機(jī)物A與W無(wú)論以何種比例混合，只要質(zhì)量一定，完全燃燒后產(chǎn)生的水的質(zhì)量也一定，則H元素的質(zhì)量發(fā)生相同，C₃H₆O₃的最簡(jiǎn)式為HCHO，
①相對(duì)分子質(zhì)量最小的有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HCHO，故答案為：HCHO；
②若A與乳酸（）的相對(duì)分子質(zhì)量相等，則A與乳酸互為同分異構(gòu)體，A不能與Na₂CO₃反應(yīng)放出CO₂，則不含羧基-COOH，1mol A與足量的鈉反應(yīng)可產(chǎn)生22.4L H₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則含有羥基-OH，分子是羥基-OH數(shù)目為2，結(jié)合弱酸的結(jié)構(gòu)可知，中含有C=O雙鍵，A中還含有-CHO或，符合條件的A的結(jié)構(gòu)為：HOCH₂CH（OH）CHO、CO（CH₂OH）₂，
故答案為：HOCH₂CH（OH）CHO；CO（CH₂OH）₂．

點(diǎn)評(píng)：本題考查有機(jī)物結(jié)構(gòu)的確定、官能團(tuán)的性質(zhì)、核磁共振氫譜、同分異構(gòu)體書寫等，難度中等，掌握官能團(tuán)的性質(zhì)是關(guān)鍵．