题目内容

【题目】借助于李比希法、现代科学仪器及化学实验可以测定有机物的组成和结构。实验兴趣小组用如下图所示的装置测定某有机物X(含元素C、H、O中的两种或三种)的组成。实验测得样品X消耗的质量为1.50g,高氯酸镁质量增加0.90g,碱石棉质量增加2.20g。

(1)由实验数据分析计算可得X的实验式为_____。

(2)若红外光谱测得X中含有“C=O”和“C-O-C”的结构,质谱法测得X的相对分子质量是60,则X的名称为_______。

(3)若实验测得相同状况下,X蒸汽的密度是H2密度的45倍(已知相同状况下,气体的密度比等于摩尔质量之比),X能发生银镜反应,1mol X最多能与2mol Na发生反应。则X的结构简式为_____。

【答案】CH2O 甲酸甲酯 HOCH2CH(OH)CHO

【解析】

由实验数据分析计算X中C、H、O的物质的量,进而得出实验式;若红外光谱测得X中含有“C=O”和“C-O-C”的结构,质谱法测得X的相对分子质量是60,书写结构简式,再对有机物命名;根据相对密度计算X的相对分子质量,根据有机物的性质推断有机物含有的官能团,结合以上信息确定结构简式。

(1)由高氯酸镁质量增加0.90g,即水的质量为0.90g,则氢元素的物质的量为2×=0.1mol,碱石棉质量增加2.20g,即二氧化碳的质量为2.20g,则碳元素的物质的量为=0.05mol,则有机物中氧元素的物质的量为=0.05mol,则n(H):n(C):n(O)=0.1:0.05:0.05=2:1:1,可得X的实验式为CH2O;

(2)根据实验式为CH2O,即为X的最简式,设X中碳原子个数为x,则有机物的分子式为CxH2xOx,根据题意12x+2x+16x=60,解得x=2,则分子式为C2H4O2,红外光谱测得X中含有“C=O”和“C-O-C”的结构,则X的结构简式为HCOO CH3,则有机物名称为甲酸甲酯;

(3)X蒸汽的密度是H2密度的45倍,则X的相对分子质量为45×2=90,设X中碳原子个数为x,则有机物的分子式为CxH2xOx,根据题意12x+2x+16x=90,解得x=3,则分子式为C3H6O3,X能发生银镜反应,则有机物结构中含有醛基,1mol X最多能与2mol Na发生反应,则分子结构中含有两个羟基,则X的结构简式为HOCH2CH(OH)CHO。

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