Question

15．某有机化合物A广泛存在于多种水果中．
（1）经测定，A中仅含有C、H、O三种元素，67gA在空气中完全燃烧时可生成27g H₂O和88g CO₂．则A的实验式或最简式为C₄H₆O₅．
若要确定A的分子式，还需要知道A的相对分子质量，测定物质的相对分子质量可以采用质谱（填“质谱”或“红外光谱”）法．
经测定A的相对分子质量为134，则A的分子式为C₄H₆O₅．
（2）又知1molA与足量的NaHCO₃溶液充分反应可生成标准状况下的C0₂气44.8L，
l molA与足量的Na反应可生成1.5mol的H₂，则A分子中所含官能团的名称为羧基、羟基．
（3）若A分子中不存在甲基且有一个手性碳原子，则A的结构简式为．
该A在浓硫酸存在下加热，可以生成多种产物，请写出A发生消去反应后所得有机产物的结构简式HOOC-CH=CH-COOH．
（4）A的一种同分异构体B，与A所含官能团的种类和数目均相同，且能催化氧化成醛，则B的¹H核磁共振谱图中将会出现4组特征峰．

Answer 1

分析 （1）根据n=$\frac{m}{M}$计算出水、二氧化碳的物质的量，然后利用质量守恒定律确定67gA分子中含有的O的物质的量，从而可知A的实验式；红外光谱能够确定有机物的官能团，质谱法可确定A的相对分子质量；根据A的相对分子质量及最简式确定其分子式；
（2）1molA与足量的NaHCO₃溶液充分反应可生成标准状况下的C0₂气44.8L，二氧化碳的物质的量为2mol，则A分子中含有2mol羧基；l molA与足量的Na反应可生成1.5mol的H₂，而2mol羧基与钠反应生成1mol氢气，则A分子中还含有1mol羟基；
（3）根据存在手性碳原子的条件及A的分子式确定其结构简式；根据消去反应原理写出所得产物的结构简式；
（4）能催化氧化成醛，则B分子中羟基连接的C含有至少2个H，再结合A的结构简式判断B的结构简式，从而得出B的¹H核磁共振谱图中出现的吸收峰．

解答 解：（1）27g H₂O的物质的量为：$\frac{27g}{18g/mol}$=1.5mol，含有H原子的物质的量为3mol，
88g CO₂的物质的量为：$\frac{88g}{44g/mol}$=2mol，则67g该有机物中含有O元素的物质的量为：$\frac{67g-1g/mol×3-12g/mol×2}{16g/mol}$=2.5mol，
则A分子中C、H、O原子数之比为：2mol：3mol：2.5mol=4：6：5，A的实验式为C₄H₆O₅；
红外光谱用于测定有机物分子中含有的官能团，质谱法中的最大值为该物质的相对分子质量，可根据质谱法测定物质的相对分子质量；
A的相对分子质量为134，最简式C₄H₆O₅的式量为134，则A的分子式为C₄H₆O₅，
故答案为：C₄H₆O₅；质谱；C₄H₆O₅；
（2）1molA与足量的NaHCO₃溶液充分反应可生成标准状况下的C0₂气44.8L，二氧化碳的物质的量为2mol，则A分子中含有2mol羧基；l molA与足量的Na反应可生成1.5mol的H₂，2mol羧基与钠反应生成1mol氢气，则A分子中还含有1mol羟基，所以A分子中所含官能团的名称为：羧基和羟基，
故答案为：羟基、羧基；
（3）A的分子式为C₄H₆O₅，若A分子中不存在甲基且有一个手性碳原子，则A分子中有1个C连接了4个不同的原子或原子团，其中含有2个羧基、1个羟基，则A的结构简式为：；
发生消去反应后所得有机产物的结构简式为：HOOC-CH=CH-COOH，
故答案为：；HOOC-CH=CH-COOH；
（4）A的一种同分异构体B，与A所含官能团的种类和数目均相同，且能催化氧化成醛，说明羟基连接的C原子上至少含有2个H原子，则B的结构简式为：HOOC-CH（COOH）CH-CH₂OH，B分子中含有4种H原子，则其¹H核磁共振谱图中将会出现4种吸收峰，
故答案为：4．

点评 本题考查了有机物结构与性质，题目难度中等，明确常见有机物结构与性质为解答关键，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用能力．