Question

19．有机物A的蒸汽密度为6.7g•L^-1（已折算为标况），现取15g A完全氧化，产物依次通过浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重9g，碱石灰增重39.6g．用现代物理方法测定：
①核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有5组峰，其峰面积之比为1：2：2：2：3．
②利用红外光谱仪可初步检测有机化合物中的某些基团，现测得A分子中具有一个苯环结构，一个C-O-C结构和一个C=O结构，且A的苯环上只有一取代基．
③性质实验证明，A能在稀硫酸作用下生成两种有机物，且其中一种有酸性．
（1）通过计算求A的相对分子质量及分子式．
（2）根据谱图信息写出A的三种可能结构．

Answer 1

分析 （1）根据M=ρV_m计算有机物的摩尔质量，可以确定相对分子质量，浓硫酸增重9g为水的质量，碱石灰增重39.6g为生成二氧化碳，计算二氧化碳和水的物质的量，根据原子守恒计算A分子中C、H原子数目，再结合相对分子质量确定氧原子数目，进而确定分子式；
（2）A能在稀硫酸作用下生成两种有机物，且其中一种有酸性，说明A含有酯基，再结合红外光谱特征、核磁共振氢谱确定可能的结构简式．

解答 解：（1）有机物A的蒸汽密度为6.7g•L^-1（已折算为标况），则其摩尔质量为22.4L/mol×6.7g/L=150g/mol，故A的相对分子质量为150；
15g A的物质的量为$\frac{15g}{150g/mol}$=0.1mol，把燃烧产物通过浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重9g，则生成水的物质的量是$\frac{9g}{18g/mol}$=0.5mol，碱石灰增重39.6g，则生成二氧化碳的物质的量是$\frac{39.6g}{44g/mol}$=0.9mol，故分子中N（C）=$\frac{0.9mol}{0.1mol}$=9、N（H）=$\frac{0.5mol×2}{0.1mol}$=10，则N（O）=$\frac{150-12×9-10}{16}$=2，A的分子式为C₉H₁₀O₂，
答：A的相对分子质量为150，分子式为C₉H₁₀O₂．
（2）A能在稀硫酸作用下生成两种有机物，且其中一种有酸性，说明A含有酯基，A的核磁共振氢谱有5组峰，既含有5种类型的氢原子，其峰面积之比为1：2：2：2：3，既5种氢原子的个数之比是1：2：2：2：3，A分子中具有一个苯环结构，一个C-O-C结构和一个C=O结构，且A的苯环上只有一取代基，则A的结构简式为：、、，
答：A可能的结构简式为、、．

点评 本题考查有机物分子式与结构的确定、同分异构体书写等，难度中等，掌握燃烧法利用原子守恒确定有机物的分子式，熟练掌握官能团的性质与转化．