Question

18．某有机化合物A经李比希法测得其中含碳为70.59%，含氢为 5.88%，其余含有氧．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的质谱图如下：

方法二：核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有4个峰，其面积之比为1：2：2：3，如图A．
方法三：利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱，如图B．

（1）A的分子式为C₈H₈O₂．
（2）该物质属于哪一类有机物酯类．
（3）A的分子中只含一个甲基的依据是bc（填序号）．
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
（4）A的结构简式为．
（5）A的芳香类同分异构体有多种，其中又同时符合下列条件：①属于酯类；②分子结构中含有一个甲基．则该芳香类A的同分异构体共有4种．

Answer 1

分析 A分子中C、H、O原子数目之比为：N（C）：N（H）：N（O）=$\frac{70.59%}{12}$：$\frac{5.88%}{1}$：$\frac{1-70.59%-5.88%}{16}$=4：4：1，则A的实验式为C₄H₄O，
（1）根据质谱法知A的相对分子质量为136，设A的分子式为（C₄H₄O）_n，又M_r（A）=68n=136，得到n即可确定A的分子式；
（2）由图B知，A含有苯环，占6个C原子，还含有C=O、C-O-C、C-C、C-H，其中C=O、C-O-C可组合为，据此确定该物质类型；
（3）由分子式及核磁共振氢谱图确定甲基个数；
（4）根据以上分析确定A的结构简式；
（5）A的芳香类同分异构体符合下列条件：①属于酯类，说明含有酯基；②分子结构中含有一个甲基．

解答 解：A分子中C、H、O原子数目之比为：N（C）：N（H）：N（O）=$\frac{70.59%}{12}$：$\frac{5.88%}{1}$：$\frac{1-70.59%-5.88%}{16}$=4：4：1，则A的实验式为C₄H₄O，
（1）根据质谱法知A的相对分子质量为136，设A的分子式为（C₄H₄O）_n，又M_r（A）=68n=136，得到n=2，则可确定A的分子式为C₈H₈O₂，
故答案为：C₈H₈O₂；
（2）由图B知，A含有苯环，占6个C原子，还含有C=O、C-O-C、C-C、C-H，其中C=O、C-O-C可组合为，所以该物质为酯类，
故答案为：酯类；
（3）结合上述（2）的解析，再结合图A，有4种氢原子，且其比例为1：1：1：3，又由于-CH₃上氢原子数为3，所以只能有一个-CH₃，所以A的分子中只含一个甲基的依据为bc，故答案为：bc；
（4）根据以上分析可知，A的结构简式为：，
故答案为：；
（5）A的芳香类同分异构体符合下列条件：①属于酯类，说明含有酯基；②分子结构中含有一个甲基，
含有的取代基为-CH₃和HCOO-，有邻间对三种结构，如果只有一个取代基，则为，所以符合条件的同分异构体有4种，故答案为：4．

点评 有机物分子式的确定，为高频考点，明确质谱法、核磁共振氢谱、红外光谱与物质相对分子质量、氢原子种类及个数、官能团的关系是解本题关键，难点是同分异构体种类判断．