Question

14．为了测定有机物A的组成和结构，称取A样品5.3g，使其完全燃烧，将生成物先后通过过量的无水CaCl₂和碱石灰，两者分别增重 4.5g 和 17.6g（设生成物完全被吸收）．现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子结构．

方法一：用质谱法分析得知A的相对分子质量为106．
方法二：核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有5个峰，其面积之比为l：2：2：2：3，如图1所示：
方法三：利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱如图2所示．
回答下列问题：
（1）A的分子式为C₈H₁₀．
（2）A的分子中含一个甲基的依据是bc．
a．A的相对分子质量   b．A的分子式
c．A的核磁共振氢谱图d．A分子的红外光谱图
（3）A的结构简式为．

Answer 1

分析 （1）氯化钙增重 4.5g为水的质量，其物质的量为$\frac{4.5g}{18g/mol}$=0.25mol，则碱石灰增重17.6g为生成二氧化碳的质量，其物质的量为$\frac{17.6g}{44g/mol}$=0.4mol，C、H元素总质量为0.4mol×12g/mol+0.25mol×2×1g/mol=5.3g，等于有机物的质量，有机物只含C、H两种元素，根据元素守恒确定有机物分子式；
（2）A的核磁共振氢谱有5个峰，说明分子中有5种H原子，其面积之比为对应的各种H原子个数之比，根据分子式可知分子中H原子总数，进而确定甲基数目．
（3）根据A分子的红外光谱，核磁共振氢谱确定确定A的结构简式．

解答 解：（1）氯化钙增重 4.5g为水的质量，其物质的量为$\frac{4.5g}{18g/mol}$=0.25mol，则碱石灰增重17.6g为生成二氧化碳的质量，其物质的量为$\frac{17.6g}{44g/mol}$=0.4mol，C、H元素总质量为0.4mol×12g/mol+0.25mol×2×1g/mol=5.3g，等于有机物的质量，5.3g有机物的物质的量为$\frac{5.3g}{106g/mol}$=0.05mol，故该有机物有机物分子中C原子数目为$\frac{0.4mol}{0.05mol}$=8、H原子数目为$\frac{106-12×8}{1}$=10，则有机物分子式为C₈H₁₀，
故答案为：C₈H₁₀；
（2）A的核磁共振氢谱有5个峰，说明分子中有5种H原子，其面积之比为对应的各种H原子个数之比，由分子式可知分子中H原子总数，进而确定甲基数目，所以需要知道A的分子式及A的核磁共振氢谱图，
故答案为：bc；
（3）由A分子的红外光谱知，含有C₆H₅C-基团、C-C结构，A的核磁共振氢谱有5个峰，其面积之比为l：2：2：2：3，则A的结构简式为：，故答案为：．

点评 本题考查有机物分子式与结构式的确定，题目难度中等，本题易错点为（3），根据谱图写出符合条件的结构简式．