Question

3．试根据题干信息回答下列问题．
（1）下面是一系列α-氨基酸：

该系列α-氨基酸中，碳元素的质量分数的最大值接近于85.7%
（2）由人尿分离出来的结晶化合物A，熔点为187～188℃．对化合物A做下列实验：
①测得A的蒸气密度为8．Og/L（已折合成标准状况）．取17.92gA完全燃烧，生成的气体通过浓硫酸，浓硫酸增重8.10g；剩余气体通过碱石灰，气体质量减少39.60g．另取17.92gA完全分解，可得标准状况下氮气1.12L．试通过计算确定A的分子式．
②又已知A和足量6 mol•L^-1的盐酸混合物加热可以完全水解，1molA水解成1molB和1molC．已知A，B，C三种物质的分子中均含有一个羧基；B物质仅由C，H，O三种元素组成，其物质的量之比为7：6：2，C的俗名为甘氨酸．写出A，B，C的结构简式：A，B，CCH₂（NH₂）COOH．

Answer 1

分析 （1）通式为（CH₂）_n（NH₂）COOH，利用数学求极限的方法计算，n无限大时，C元素的含量接近之间重复基团CH₂中碳元素的质量分数；
（2）①先根据M=ρ×Vm求出相对分子质量，然后结合相对分子质量，根据质量守恒求出0.1molA各原子的个数，最后求出A的分子式；
②B物质仅由C、H、O三种元素组成，其物质的量之比为7：6：2，则分子式为C₇H₆O₂，应为，C的俗名为甘氨酸，为CH₂（NH₂）COOH，则A为，以此解答该题．

解答 解：（1）观察式子，符合通式（CH₂）_n（NH₂）COOH，利用数学求极限的方法计算，n无限大时，C元素的含量接近之间重复基团CH₂中碳元素的质量分数，C元素的质量分数最大值为$\frac{12}{14}$×100%=85.7%，
故答案为：85.7%；
（2）①M_（A）=8.0g/L×22.4L/mol=179.2g/mol，则相对分子质量为179.2，
取17.92gA完全燃烧，生成的气体通过浓硫酸，浓硫酸增重8.10g，即水的质量为8.10g，物质的量为$\frac{8.10g}{18g/mol}$=0.45mol，
剩余气体通过碱石灰，气体质量减少39.60g，即二氧化碳的质量为39.60g，物质的量为$\frac{39.60g}{44g/mol}$=0.9mol，
另取17.92gA完全分解，可得标准状况下氮气1.12L，物质的量为$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，
所以0.1mol A可产生0.45mol H₂O，0.9mol CO₂和0.05mol N₂，即1mol A 中含9mol C、9mol H、1mol N，
设A的分子式为C₉H₉NO_X 则：9×12+9+14+16x=179.2，解得x=3，所以A的分子式是C₉H₉NO₃，
答：A的分子式是C₉H₉NO₃；
②B物质仅由C、H、O三种元素组成，其物质的量之比为7：6：2，则分子式为C₇H₆O₂，应为，C的俗名为甘氨酸，为CH₂（NH₂）COOH，则A为，
故答案为：；；CH₂（NH₂）COOH．

点评 本题考查有机物的推断，侧重于学生的分析、计算能力的考查，题目着重于考查有机物分子式的确定，题目难度较大，注意掌握判断有机物分子式的方法，本题中计算相对分子质量为本题的解答关键．