Question

13．有機(jī)物A由C、H、O元素組成，為研究A組成與結(jié)構(gòu)，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，稱(chēng)取A10.4g，升溫使其氣化，測(cè)氣密度是相同條件下H₂的52倍，將此10.4g，A在一定O₂中燃燒，產(chǎn)物經(jīng)過(guò)足量濃硫酸后，濃硫酸的質(zhì)量增加7.2g，在通過(guò)灼熱氧化銅充分反應(yīng)后，固體質(zhì)量減輕3.2g．最后氣體在通過(guò)堿石灰被完全吸收，堿石灰質(zhì)量增加17.6g，有機(jī)物A可發(fā)生酯化反應(yīng)生成六圓環(huán)的酯b，b的核磁共振氫譜中只有一種峰．
（1）有機(jī)物A的相對(duì)分子式質(zhì)量104．
（2）A的分子式C₄H₈O₃．
（3）A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式；b 的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式．

Answer 1

分析 （1）同溫同壓下，氣體的密度之比等于相對(duì)分子質(zhì)量之比，據(jù)此計(jì)算A的相對(duì)分子式質(zhì)量；
（2）濃硫酸增重的為水的質(zhì)量，堿石灰增重的質(zhì)量為二氧化碳的質(zhì)量，再根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算10.4gA、7.2g水和17.6g二氧化碳的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算有機(jī)物中C原子、H原子的物質(zhì)的量與二者質(zhì)量之和，再計(jì)算O原子的質(zhì)量與物質(zhì)的量，結(jié)合相對(duì)分子質(zhì)量計(jì)算確定分子式；
（3）有機(jī)物A可發(fā)生酯化反應(yīng)生成六元環(huán)的酯b，A中含有1個(gè)羧基和1個(gè)羥基，b的核磁共振氫譜中只有一種峰，b中只有1種等效H，說(shuō)明b具有對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，則A中所有側(cè)鏈H都完全相同，據(jù)此確定A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和b的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式．

解答 解：（1）該有機(jī)物蒸汽密度是相同條件下H₂的52倍，則有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量為：52×2=104，
故答案為：104；
（2）濃硫酸增重7.2g為生成的水的質(zhì)量，水的物質(zhì)的量為：$\frac{7.2g}{18g/mol}$=0.4mol，則10.4g有機(jī)物中含有0.8molH原子，
在通過(guò)灼熱氧化銅充分反應(yīng)后，固體質(zhì)量減輕3.2g，一氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳，最后氣體在通過(guò)堿石灰被完全吸收，堿石灰質(zhì)量增加17.6g，堿石灰增重的為二氧化碳的質(zhì)量，則二氧化碳的物質(zhì)的量為：$\frac{17.6g}{44g/mol}$=0.4mol，根據(jù)碳原子守恒，10.4g該有機(jī)物中含有0.4molC原子，
10.4g該有機(jī)物的物質(zhì)的量為：$\frac{10.4g}{104g/mol}$=0.1mol，有機(jī)物A分子中含有C、H原子數(shù)為：N（C）=$\frac{0.4mol}{0.1mol}$=4、N（H）=$\frac{0.8mol}{0.1mol}$=8，有機(jī)物A的相對(duì)分子質(zhì)量為104，則A中含有O原子數(shù)為：N（O）=$\frac{104-12×4-1×8}{16}$=3，
所以有機(jī)物A的分子式為：C₄H₈O₃，
故答案為：C₄H₈O₃；
（3）有機(jī)物A可發(fā)生酯化反應(yīng)生成六元環(huán)的酯b，則A分子中含有1個(gè)-OH和1個(gè)-COOH；b的核磁共振氫譜中只有一種峰，則b中只有1種等效H原子，說(shuō)明b具有對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，則A中所有側(cè)鏈H的都完全等效，結(jié)合A的分子式C₄H₈O₃可知，A中應(yīng)該含有2個(gè)甲基，且兩個(gè)甲基連接在同一個(gè)C上，則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：，b為兩分子A通過(guò)酯化反應(yīng)生成的，則b的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：，
故答案為：；．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有機(jī)物分子式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的確定，題目難度中等，注意掌握質(zhì)量守恒定律在確定有機(jī)物分子式中的應(yīng)用，（3）為難點(diǎn)，需要明確常見(jiàn)有機(jī)物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)．