题目内容

15.有机物A为无色粘稠液体,易溶于水.为研究A的组成与结构,进行了如下实验:
实 验 步 骤解 释 或 实 验 结 论
(1)称取A 9.0g,升温使其汽化,测其密度是相同条件下H2的45倍.试通过计算填空:
(1)A的相对分子质量为:90.
(2)将此9.0gA在足量纯O2充分燃烧,并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰,发现两者分别增重5.4g和13.2g.
(2)A的分子式为:C3H6O3.
(3)另取A 9.0g,跟足量的NaHCO3粉末反应,生成2.24LCO2(标准状况),若与足量金属钠反应则生成2.24LH2(标准状况).(3)用结构简式表示A中含有的官能团:
-COOH、-OH.
(4)A的核磁共振氢谱如下图:



(4)A中含有4种氢原子.

(5)综上所述,A的结构简式.

分析 (1)相同条件下,气体的相对分子质量之比等于密度之比;
(2)浓硫酸增重2.7g为燃烧生成的水,碱石灰增重6.6g为生成二氧化碳,计算二者物质的量,根据元素守恒来确定有机物的分子式;
(3)羧基可以和碳酸氢钠发生化学反应生成二氧化碳,-OH、-COOH和金属钠发生化学反应生成氢气,根据生成气体物质的量判断含有的官能团;
(4)核磁共振氢谱图中有几个峰值则含有几种类型的等效氢原子;
(5)峰面积之比等于氢原子的数目之比,结合A的分子式、含有的官能团确定A的结构简式.

解答 解:(1)有机物质的密度是相同条件下H2的45倍,所以有机物质的相对分子质量=45×2=90,
故答案为:90;
(2)浓硫酸增重5.4g,则生成水的质量是5.4g,生成水的物质的量是$\frac{5.4g}{18g/mol}$=0.3mol,所含有氢原子的物质的量是0.6mol,碱石灰增重13.2g,所以生成二氧化碳的质量是13.2g,所以生成二氧化碳的物质的量是$\frac{13.2g}{44g/mol}$=0.3mol,所以碳原子的物质的量是0.3mol,所以有机物中碳个数是3,氢个数是6,根据相对分子质量是90,所以氧原子个数是3,即分子式为:C3H6O3,
故答案为:C3H6O3;
(3)9.0gA的物质的量=$\frac{9.0g}{90g/mol}$=0.1mol,A和碳酸氢钠反应说明A中含有羧基,生成2.24LCO2(标准状况),n(CO2)=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol,所以含有一个羧基;
醇羟基和羧基都可以和金属钠发生反应生成氢气,与足量金属钠反应则生成2.24LH2(标准状况),
n(H2)=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol,羧基或羟基与钠反应生成氢气时,羧基或羟基的物质的量与氢气的物质的量之比为2:1,A与钠反应时,A的物质的量与氢气的物质的量之比是1:1,则说明A中除了含有一个羧基外还含有一个羟基,
故答案为:-OH、-COOH;
(4)根据核磁共振氢谱图看出有机物中有4个峰值,则含4种类型的等效氢原子,
故答案为:4;
(5)根据核磁共振氢谱图看出有机物中有4个峰值,则含4种类型的等效氢原子,且氢原子的个数比是1:1:1:3,所以结构简式为:,
故答案为:.

点评 本题是一道关于有机物的结构和性质知识的综合推断题,考查学生对知识的整合能力,难度中等,注意根据A和碳酸氢钠、钠反应时生成气体体积判断含有的官能团.

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