题目内容

有机物A由碳、氢、氧三种元素组成.现取3g A与 4.48L氧气(标准状况)在密闭容器中燃烧,燃烧后生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸气(假设反应物均没有剩余).将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰,浓硫酸增重3.6g,碱石灰增重4.4g.
(1)有机物A中C、H、O三种原子的物质的量之比.
(2)回答由此能否确定该有机物的分子式.为什么?
(3)在运用PMR谱确定该有机物结构时,在核磁共振谱上给出的峰有三个信号峰,其强度之比为6:1:1,该组信号峰对应物质的结构简式为
 
.
分析:(1)氧气的质量=
4.48L
22.4L/mol
×32g/mol=6.4g
,根据质量守恒确定一氧化碳的物质的量,再结合原子守恒确定C、H、O三种原子的物质的量之比;
(2)根据有机物中分子中C、H、O原子个数比确定该有机物中碳原子是否达到饱和状态来判断;
(3)核磁共振氢谱中有几个吸收峰就说明该有机物中含有几种类型的氢原子,吸收峰的强度之比等于碳原子个数之比,从而确定其结构简式.
解答:解:(1)氧气的质量=
4.48L
22.4L/mol
×32g/mol=6.4g
,浓硫酸吸收的是水,水的物质的量=
3.6g
18g/mol
=0.2mol

,碱石灰吸收的是二氧化碳,二氧化碳的物质的量=
4.4g
44g/mol
=0.1mol
,根据质量守恒知,一氧化碳的物质的量=
3g+6.4g-3.6g-4.4g
28g/mol
=0.05mol,
根据原子守恒得n(H)=2n(H2O)=0.4mol,n(C)=n(CO2)+n(CO)=(0.1+0.05)mol=0.15mol,
3 g A中,n(H)=0.4mol,n(C)=0.15mol,
n(O)=2n(CO2)+n(CO)+n(H2O)-2n(O2)=2×0.1 mol+0.05 mol+0.2 mol-2×0.2 mol
=0.05mol   
所以,n(C):n(H):n(O)=3:8:1,
答:有机物A中C、H、O三种原子的物质的量之比为n(C):n(H):n(O)=3:8:1;
(2)因为氢原子已使碳达饱和,所以能确定该有机物的分子式,A的分子式为C3H8O,答:有机物的分子式C3H8O;
(3)核磁共振氢谱中有几个吸收峰就说明该有机物中含有几种类型的氢原子,吸收峰的强度之比等于其原子个数之比,在核磁共振谱上给出的峰有三个信号峰,其强度之比为6:1:1,所以三种氢原子的个数之比是6:1:1,结合该有机物的分子式知,其结构简式为:CH3CH(OH)CH3,
故答案为:CH3CH(OH)CH3.
点评:本题考查有机物的确定,注意从质量守恒、原子守恒的角度计算,明确吸收峰个数与原子种类、吸收峰强度比与原子个数比的关系是解本题关键,难度中等.
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