Question

10．为测定某有机化合物A的结构，进行如下实验：

（一）分子式的确定：
（1）将有机物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得：生成5.4g H₂O和8.8g CO₂，消耗氧气6.72L（标准状况下），则该物质的实验式是C₂H₆O．
（2）用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量，得到如图①所示质谱图，则其相对分子质量为46，该物质的分子式是C₂H₆O．
（3）根据价键理论，预测A的可能结构并写出结构简式CH₃CH₂OH、CH₃OCH₃．
（二）结构式的确定：
（4）核磁共振氢谱能对有机物分子3种不同位置的氢原子给出不同的峰值（信号），根据峰值（信号）可以确定分子中氢原子的种类和数目．例如：甲基氯甲基醚（Cl-CH₂-O-CH₃）有两种氢原子如图②．经测定，有机物A的核磁共振氢谱示意图如图③，则A的结构简式为CH₃CH₂OH．

Answer 1

分析 （一）（1）根据n=$\frac{m}{M}$计算水、二氧化碳物质的量，进而确定n（C）、n（H），根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算氧气物质的量，根据O原子守恒计算有机物中含有O原子物质的量，据此解答；
（2）根据质荷比可以确定相对分子质量，结合有机物分子中C、H、O原子数目之比确定分子式；
（3）结合A的分子式书写可能的结构简式；
（二）（4）有机物A的核磁共振氢谱中有3个吸收峰，说明有3种性质不同的H原子．

解答 解：（一）（1）5.4gH₂O的物质的量=$\frac{5.4g}{18g/mol}$=0.3mol，则n（H）=0.6mol，8.8gCO₂的物质的量=$\frac{8.8g}{44g/mol}$=0.2mol，则n（C）=0.2mol，
6.72LO₂的物质的量$\frac{6.72L}{22.4L/mol}$=0.3mol，
由O元素守恒可知有机物中含有n（O）=0.3mol+0.2mol×2-0.3mol×2=0.1mol，
则n（C）：n（H）：n（O）=2：6：1，
所以有机化合物的实验式为C₂H₆O；
故答案为：C₂H₆O；
（2）有机化合物的实验式为C₂H₆O，由质荷比可知相对分子质量为46，则分子式为C₂H₆O，
故答案为：46；C₂H₆O；
（3）有机物A的可能结构简式有：CH₃CH₂OH、CH₃OCH₃，
故答案为：CH₃CH₂OH、CH₃OCH₃；
（二）（4）有机物A的核磁共振氢谱中有3个吸收峰，说明有3种性质不同的H原子，故A的结构为：CH₃CH₂OH，故答案为：3；CH₃CH₂OH．

点评 本题考查有机物结构确定，题目难度中等，从守恒角度判断有机物最简式为解答该题的关键，注意理解质谱图、核磁共振氢谱、红外光谱在有机物结构确定中的作用．