Question

20．9g有机物A完全燃烧，将生成的气体通过浓硫酸，浓硫酸增重9g．剩余气体再通过碱石灰，碱石灰增重17.6g．A蒸气对氢气的相对密度为45．A在酸性高锰酸钾溶液的作用下，最终变成B，核磁共振氢谱显示A中有3种类型氢原子的吸收峰，峰面积之比为2：2：1．
（1）求该有机物A的分子式；
（2）写出A的结构简式；
（3）写出A与B形成高分子化合物的反应方程式．

Answer 1

分析 A蒸气对氢气的相对密度为45，则相对分子质量为45×2=90，9g有机物的物质的量为$\frac{9g}{90g/mol}$=0.1moL，将生成的气体通过浓硫酸，浓硫酸增重9g．剩余气体再通过碱石灰，碱石灰增重17.6g，可知n（H₂O）=$\frac{9g}{18g/mol}$=0.5mol，n（CO₂）=$\frac{17.6g}{44g/mol}$=0.4mol，则有机物中N（C）=$\frac{0.4}{0.1}$=4，N（H）=$\frac{0.5}{0.1}$×2=10，结合相对分子质量计算O原子个数可确定分子式，结合核磁共振氢谱显示A中有3种类型氢原子的吸收峰，峰面积之比为3：1：1，可确定结构简式，并确定有机物的性质，以此解答该题．

解答 解：（1）A蒸气对氢气的相对密度为45，则相对分子质量为45×2=90，9g有机物的物质的量为$\frac{9g}{90g/mol}$=0.1moL，将生成的气体通过浓硫酸，浓硫酸增重9g．剩余气体再通过碱石灰，碱石灰增重17.6g，可知n（H₂O）=$\frac{9g}{18g/mol}$=0.5mol，n（CO₂）=$\frac{17.6g}{44g/mol}$=0.4mol，则有机物中N（C）=$\frac{0.4}{0.1}$=4，N（H）=$\frac{0.5}{0.1}$×2=10，则N（O）=$\frac{90-4×12-10}{16}$=2，则有机物分子式为C₄H₁₀O₂，
答：有机物A的分子式为C₄H₁₀O₂；
（2）A在酸性高锰酸钾溶液的作用下，最终变成B，核磁共振氢谱显示A中有3种类型氢原子的吸收峰，峰面积之比为3：2：1：1，则A应为HOCH₂CH₂CH₂CH₂OH，B为HOOCCH₂CH₂COOH，
答：A的结构简式为HOCH₂CH₂CH₂CH₂OH；
（3）A为HOCH₂CH₂CH₂CH₂OH，B为HOOCCH₂CH₂COOH，二者发生缩聚反应生成高分子化合物，化学方程式为nHOCH₂CH₂CH₂CH₂OH+nHOOCCH₂CH₂COOH→+（2n-1）H₂O，
答：与B生成高分子化合物的化学方程式为nHOCH₂CH₂CH₂CH₂OH+nHOOCCH₂CH₂COOH→+（2n-1）H₂O．

点评 本题考查有机物的推断，为高频考点，侧重考查学生的分析能力、计算能力，关键是计算确定A的分子式，熟练掌握官能团的性质与转化，理解结构和性质的关系，难度中等．