Question

某化学实验小组打算用燃烧法测定某氨基酸（CxHyNzOp）的分子组成．取m g 该氨基酸放在纯氧中充分燃烧，生成CO₂、H₂O和N₂，并维持产物为气体（图中箭头表示气体流向，各装置中所加药品均为足量）．

（1）实验装置中B、C中应放入的药品分别是

 

、

 

（填名称）．
（2）为了获得更准确的实验结果，开始时必须先通入一段时间氧气 要进行一项操作，这样做的目的是

 

．
（3）通过实验测定出该氨基酸中氮元素的质量分数为15.73%，已知其相对分子质量不超过100，则它的相对分子质量为

 

（取整数值），写出该氨基酸的分子式：

 

．再写出该氨基酸的同分异构体的结构简式：

 

．

Answer 1

考点：有关有机物分子式确定的计算

专题：烃及其衍生物的燃烧规律

分析：（1）（2）实验原理为：氨基酸燃烧生成N₂、CO₂和H₂O，H₂O（g）被B瓶中浓H₂SO₄吸收，CO₂被C管中碱石灰吸收，D管中Cu网可以吸收未反应的O₂．这样，进入E瓶的只有N₂，排入F量筒中水的体积就是生成的N₂的体积．测出生成的CO₂、H₂O（g）的质量及N₂的体积，确定分子中三种元素原子个数比，由此确定最简式．再结合氨基酸相对分子质量可求氨基酸的分子式，为防止影响实验结果，开始应排尽装置内的空气；
（3）该氨基酸中N原子最大数目=

100×15.73%

14

=1.1，故该氨基酸分子中含有1个N原子，则该氨基酸的相对分子质量=

14

15.73%

=89，由相对分子质量可知，该氨基酸只能含有1个-COOH，含有1个N原子，只能含有一个-NH₂，利用残余法确定去掉羧基、氨基后剩余基团相对分子质量，确定剩余基团组成，据此确定分子式，书写可能的结构．

解答： 解：实验原理为：氨基酸燃烧生成N₂、CO₂和H₂O，H₂O（g）被B瓶中浓H₂SO₄吸收，CO₂被C管中碱石灰吸收，D管中Cu网可以吸收未反应的O₂．这样，进入E瓶的只有N₂，排入F量筒中水的体积就是生成的N₂的体积．测出生成的CO₂、H₂O（g）的质量及N₂的体积，确定分子中三种元素原子个数比，由此确定最简式．再结合氨基酸相对分子质量可求氨基酸的分子式，为防止影响实验结果，开始应排尽装置内的空气；
（1）由上述实验原理可知，实验装置中B、C中应放入的药品分别是：浓硫酸、碱石灰，
故答案为：浓硫酸；碱石灰；
（2）开始装置中有空气，会影响氮气体积的测定，开始时必须先通入一段时间氧气的目的是：排尽装置内的空气，避免装置中的空气对实验结果产生影响，
故答案为：排尽装置内的空气，避免装置中的空气对实验结果产生影响；
（3）该氨基酸中N原子最大数目=

100×15.73%

14

=1.1，故该氨基酸分子中含有1个N原子，则该氨基酸的相对分子质量=

14

15.73%

=89，由相对分子质量可知，该氨基酸只能含有1个-COOH，含有1个N原子，只能含有一个-NH₂，故剩余基团相对分子质量=89-45-16=28，剩余基团组成为C₂H₄，故该氨基酸分子式为C₃H₇NO₂，可能的结构简式为：CH₃CH（NH₂）COOH、CH₂（NH₂）CH₂COOH，
故答案为：89；C₃H₇NO₂；CH₃CH（NH₂）COOH、CH₂（NH₂）CH₂COOH．

点评：本题考查燃烧法确定有机物分子组成，注意根据原子守恒法来解答，难度中等，关键在于理解实验原理，注意利用残余法确定有机物组成．