题目内容

【题目】将含有C、H、O的有机物3.24 g,装入元素分析装置,通入足量的O2使它完全燃烧,将生成的气体依次通过氯化钙干燥管A和碱石灰干燥管B。测得A管质量增加了2.16g,B管增加了9.24g。经质谱法测得该有机物的相对分子质量为108。

(1)燃烧此化合物3.24g,须消耗O2的质量是多少______?

(2)求此化合物的分子式______。

(3)经红外光谱分析,该化合物分子中存在苯环和羟基,试写出其可能的结构简式______。

(4)进一步实验表明,该化合物的核磁共振氢谱存在四个峰,且峰面积之比为1:2:2:3,试确定该化合物的结构简式______。

【答案】 8.16g C7H8O

【解析】分析:(1)根据质量守恒计算消耗氧气的质量;

(2)计算二氧化碳、水、氧气的物质的量,根据原子守恒计算3.24g有机物中C、H、O原子物质的量,进而确定最简式,结合有机物的相对分子质量为108,进而确定分子式;

(3)根据该化合物的分子中有1个苯环和1个羟基,据此写出满足条件的有机物的结构简式;

(4)根据峰面积之比确定氢原子种类,进而书写其结构简式。

详解:(1)A管质量增加了2.16g为生成水的质量,B管增加了9.24g为生成二氧化碳的质量,根据质量守恒可知,消耗氧气的质量=2.16g+9.24g-3.24g=8.16g;

(2)2.16g水的物质的量为2.16g÷18g/mol=0.12mol,n(H)=0.24mol,9.24g二氧化碳的物质的量为9.24g÷44g/mol=0.21mol,n(C)=0.21mol,8.16g氧气的物质的量为8.16g÷32g/mol=0.255mol,3.24g有机物中n(O)=0.21mol×2+0.12mol-0.255mol×2=0.03mol,因此3.24g有机物中C、H、O原子物质的量之比为:0.21mol:0.24mol:0.03mol=7:8:1,故该有机物最简式为C7H8O,有机物的相对分子质量为108,而最简式C7H8O的式量为12×7+8+16=108,故其最简式即为分子式,即有机物分子式为:C7H8O;

(3)分子式为C7H8O的有机物,该化合物的分子中有1个苯环和1个羟基,所以满足条件的结构简式为;

(4)进一步实验表明,该化合物的核磁共振氢谱存在四个峰,且峰面积之比为1:2:2:3,说明含有1个甲基和1个羟基,且处于对位,该化合物的结构简式为。

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