题目内容

20．有机物A由碳、氢、氧三种元素组成．为研究A的结构，进行了如下实验：称取A10.4g，升温使其气化，测得其密度是相同条件下H2的52倍．将此10.4gA在足量的氧气中燃烧，产物经过足量的浓硫酸后，浓硫酸的质量增加7.2g；再通过足量碱石灰，碱石灰质量增加17.6g．A分子间可发生酯化反应生成六元环酯B，B的核磁共振氢谱只有一组吸收峰．
（1）A的相对分子质量为104；其分子式为C4H8O3；
（2）B的结构简式．

分析 （1）相同条件下，气体的密度与摩尔质量成正比，据此确定A的摩尔质量及相对分子量；浓硫酸增重的为水的质量，碱石灰增重的质量为二氧化碳的质量，再根据n=$\frac{m}{M}$计算10.4gA、7.2g水和17.6g二氧化碳的物质的量，进而计算有机物中C原子、H原子的物质的量与二者质量之和，再计算O原子的质量与物质的量，结合相对分子质量计算确定分子式；
（2）有机物A可发生酯化反应生成六元环的酯B，A中含有1个羧基和1个羟基，B的核磁共振氢谱中只有一种峰，B中只有1种等效H，说明B具有对称结构，则A中所有侧链H都完全相同，据此确定A的结构简式和B的结构简式．

解答 解：（1）升温使A汽化后，测其密度是相同条件下H2的52倍，则A的摩尔质量为：2g/mol×52=104g/mol，故A的相对分子质量为104，
10.4g有机物A的物质的量为：$\frac{10.4g}{104g/mol}$=0.1mol，
浓硫酸增重的为水的质量，则0.1molA完全燃烧生成水的物质的量为：$\frac{7.2g}{18g/mol}$=0.4mol，A分子中含有H的数目为：$\frac{0.4mol×2}{0.1mol}$=8，
最终碱石灰增重的质量为二氧化碳的质量，则二氧化碳的物质的量为：$\frac{17.6g}{44g/mol}$=0.4mol，A分子中含有C原子的数目为：$\frac{0.4mol}{0.1mol}$=4，
A分子中含有O原子数为：$\frac{104-12×4-8}{16}$=3，
所以有机物A的分子式为：C4H8O3，
故答案为：104；C4H8O3；
（2）有机物A可发生酯化反应生成六元环的酯B，则A分子中含有1个-OH和1个-COOH；B的核磁共振氢谱中只有一种峰，则B中只有1种等效H原子，说明B具有对称结构，则A中所有侧链H的都完全等效，结合A的分子式C4H8O3可知，A中应该含有2个甲基，且两个甲基连接在同一个C上，则A的结构简式为：，B为两分子A通过酯化反应生成的，则B的结构简式为：，
故答案为：．

点评 本题考查了有机物分子式、结构简式的确定，题目难度中等，注意掌握质量守恒定律在确定有机物分子式中的应用，（2）为难点，需要明确常见有机物结构与性质．

练习册系列答案
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