题目内容

探究题:为了测定某有机物A的结构,做了如下实验:
(1)将2.3g该有机物完全燃烧,生成0.1molCO2和2.7gH2O;
(2)用质谱仪测定其相对分子质量,得如图一所示的质谱图;
(3)用核磁共振仪测定该有机物,得到如图二所示的图谱,图中三个峰面积之比是1:2:3.试回答下列问题:

(1)有机物A的相对分子质量是
 
.
(2)有机物A的分子式
 
.
(3)写出有机物A可能的结构简式:
 
.
考点:有关有机物分子式确定的计算
专题:有机物分子组成通式的应用规律
分析:(1)根据质合比可知,该有机物A的相对分子量为46;
(2)根据2.3g该有机物充分燃烧生成的二氧化碳、水的量判断有机物A中的碳元素、氢元素的物质的量、质量,再判断是否含有氧元素,计算出C、H、O元素的物质的量之比,最后确定A的分子式;
(3)结合核磁共振氢谱判断该有机物分子的结构简式.
解答: 解:(1)在A的质谱图中,最大质荷比为46,所以其相对分子质量也是46,
故答案为:46;
(2)2.3 g该有机物中,n(C)=n(CO2)=0.1 mol,含有的碳原子的质量为m(C)=0.1 mol×12 g?mol-1=1.2 g,
氢原子的物质的量为:n(H)=
2.7g
18g/mol
×2=0.3 mol,氢原子的质量为m(H)=0.3 mol×1 g?mol-1=0.3 g,
该有机物中m(O)=2.3 g-1.2 g-0.3 g=0.8 g,氧元素的物质的量为n(O)=
0.8g
16g/mol
=0.05 mol,
则n(C):n(H):n(O)=0.1 mol:0.3 mol:0.05 mol=2:6:1,所以A的实验式是:C2H6O,
因为实验式是C2H6O的有机物中,氢原子数已经达到饱和,所以其实验式即为分子式,
故答案为:C2H6O;
(3)A有如下两种可能的结构:CH3OCH3或CH3CH2OH;若为前者,则在核磁共振氢谱中应只有1个峰;若为后者,则在核磁共振氢谱中应有3个峰,而且3个峰的面积之比是1:2:3,显然CH3CH2OH符合题意,所以A为乙醇,
故答案为:CH3CH2OH.
点评:本题考查了有机物分子式、结构简式的计算方法,题目难度中等,注意根据质量守恒确定有机物分子式的方法,明确质量比、核磁共振氢谱的含义是解题关键.
练习册系列答案
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转化的甲醇的物质的量
催化剂的物质的量
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(1)已知25℃时,甲醇和DMC的标准燃烧热分别为△H1和△H2,则上述反应在25℃时的焓变△H3=
 
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(2)根据反应温度对TON的影响图(图1)判断该反应的焓变△H
 
0(填“>”、“=”或“<”),理由是
 
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(3)根据反应时间对TON的影响图(图2仓位),已知溶液总体积10mL,反应起始时甲醇0.25mol,催化剂0.6×10-5 mol,计算该温度下,4~7h内DMC的平均反应速率:
 
;计算10h时,甲醇的转化率:
 
.
(4)根据该研究小组的实验及催化剂用量对TON的影响图(图3),判断下列说法正确的是
 
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a.由甲醇和CO2直接合成DMC,可以利用价廉易得的甲醇把影响环境的温室气体CO2转化为资源,在资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义
b.在反应体系中添加合适的脱水剂,将提高该反应的TON
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d.当催化剂用量高于1.2×10-5mol时,随着催化剂用量的增加,DMC的产率反而急剧下降.

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