Question

4．有机物A由C、H、O三种元素组成．取6.2g A完全燃烧，将生成的产物经浓硫酸吸收后通过碱石灰．经称量得知，浓硫酸增重5.4g，碱石灰增重8.8g．A的质谱、红外光谱、核磁共振氢谱的谱图如下：

回答以下问题：
（1）A的实验式是CH₂O；
（2）A的相对分子质量为62，分子式为C₂H₆O₂，结构简式HOCH₂CH₂OH；
（3）1mol A最多可以与2mol 的金属钠反应；
（4）写出A发生催化氧化的化学方程式HOCH₂CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$OHCCHO+2H₂O．

Answer 1

分析 根据质谱图可知，此有机物的相对分子质量为62．故6.2gA的物质的量为0.1mol，设其分子式为CxHyOz．
取6.2g A即0.1molA完全燃烧，将生成的产物经浓硫酸吸收后通过碱石灰．经称量得知，浓硫酸增重5.4g为的水的质量，求出水的物质的量；碱石灰增重8.8g为二氧化碳的质量，求出二氧化碳的物质的量．
根据C、H原子守恒可解得xy值，然后根据由于此有机物的相对分子质量为62，解得z值，从而确定有机物的分子式．
（1）最简式是各原子个数的最简单的整数比；
（2）由质谱图可得相对分子质量；结合核磁共振氢谱和红外光谱可知有机物的结构；
（3）1mol此有机物含2mol羟基；
（4）乙二醇被催化氧化为乙二醛．

解答 解：根据质谱图可知，此有机物的相对分子质量为62．故6.2gA的物质的量为0.1mol，设其分子式为CxHyOz．
取6.2g A即0.1molA完全燃烧，将生成的产物经浓硫酸吸收后通过碱石灰．经称量得知，浓硫酸增重5.4g为的水的质量，故生成的水的物质的量n=$\frac{5.4g}{18g/mol}$=0.3mol，碱石灰增重8.8g为二氧化碳的质量，故生成的二氧化碳的物质的量n=$\frac{8.8g}{44g/mol}$=0.2mol．
根据H原子守恒可知：0.1y=0.6，解得x=6
根据燃烧过程中C原子守恒可知：0.1x=0.2，解得y=2．
由于此有机物的相对分子质量为62，故有：12×2+1×6+16z=62，解得z=2．
故此有机物的分子式为C₂H₆O₂．
（1）由于最简式是各原子个数的最简单的整数比，故此有机物的最简式为CH₂O，故答案为：CH₂O；
（2）由质谱图可知有机物的相对分子质量为62；此有机物的分子式为C₂H₆O₂；根据分子式可知，此符合醇或醚的通式，而根据核磁共振氢谱只有2组峰，红外光谱显示其结构中含有O-H键，故此有机物不是醚，而是醇，且必须是乙二醇，结构简式为：HOCH₂CH₂OH，故答案为：62；C₂H₆O₂；HOCH₂CH₂OH；
（3）1mol此有机物含2mol羟基，和金属钠反应的化学方程式为：HOCH₂CH₂OH+2Na→NaOCH₂CH₂ONa+H₂↑，故1mol乙二醇最多能和2mol金属钠反应，故答案为：2；
（4）乙二醇被催化氧化为乙二醛，化学方程式为：HOCH₂CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$OHCCHO+2H₂O，故答案为：HOCH₂CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$OHCCHO+2H₂O；

点评 本题主要考查了有机物分子式、结构简式的确定和化学方程式的书写，难度不大，根据课本知识即可完成．