Question

18．有機物A可由葡萄糖發酵得到，也可從酸牛奶中提取，純凈的A為無色粘稠液體，易溶于水．為研究A的組成與結構，進行實驗如表所示：

實驗步驟	解釋或實驗結論
（1）稱取A9.0g，升溫使其變化，測其密度是相同條件下H2的45倍	（1）A的相對分子質量為90
（2）將此9.0gA在足量純O2中充分燃燒，并使其產物依次緩緩通過濃硫酸、堿石灰，發現兩者分別增重5.4g和13.2g	（2）A的分子式為C3H6O3
（3）另取A9.0g，跟足量的NaHCO3粉末反應，生成2.24LCO2（標準狀況），若與足量金屬鈉反應則生成2.24LH2（標準狀況）	（3）用結構簡式表示A中含有的官能團羧基、羥基
（4）A的核磁共振氫譜如圖：	（4）綜上所述，A的結構簡式為
（5）已知兩分子A在一定條件下可生成六元環狀酯，寫出該反應的化學方程式：2$→_{△}^{濃硫酸}$+2H2O．

Answer 1

分析 （1）相同條件下，氣體的相對分子質量之比等于密度之比；
（2）濃硫酸可以吸收水，堿石灰可以吸收二氧化碳，根據元素守恒來確定有機物的分子式；
（3）羧基可以和碳酸氫鈉發生化學反應生成二氧化碳，-OH、-COOH和金屬鈉發生化學反應生成氫氣，根據生成氣體物質的量判斷含有的官能團；
（4）核磁共振氫譜圖中有幾個峰值則含有幾種類型的等效氫原子，峰面積之比等于氫原子的數目之比，結合A的分子式、含有的官能團確定A的結構簡式；
（5）根據A的結構簡式書寫．

解答 解：（1）有機物質的密度是相同條件下H₂的45倍，所以有機物質的相對分子質量=45×2=90，
故答案為：90；
（2）9.0gA的物質的量=$\frac{9g}{90g/mol}$=0.1mol，濃硫酸增重5.4g，則生成水的質量是5.4g，生成n（H₂O）=$\frac{5.4g}{18g/mol}$=0.3mol，所含有n（H）=0.6mol，堿石灰增重13.2g，生成m（CO₂）是13.2g，n（CO₂）=$\frac{13.2g}{44g/mol}$=0.3mol，所以n（C）=0.3mol，n（A）：n（C）：n（H）=0.1mol：0.3mol：0.6mol=1：3：6，則有機物中碳個數是3，氫個數是6，根據相對分子質量是90，所以氧原子個數=$\frac{90-12×3-6}{16}$=3，即分子式為：C₃H₆O₃，
故答案為：C₃H₆O₃；
（3）9.0gA的物質的量為0.1mol，A和碳酸氫鈉反應說明A中含有羧基，生成2.24LCO₂（標準狀況），n（CO₂）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，所以含有一個羧基；
醇羥基和羧基都可以和金屬鈉發生反應生成氫氣，與足量金屬鈉反應則生成2.24LH₂（標準狀況），
n（H₂）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，羧基或羥基與鈉反應生成氫氣時，羧基或羥基的物質的量與氫氣的物質的量之比為2：1，A與鈉反應時，A的物質的量與氫氣的物質的量之比是1：1，則說明A中除了含有一個羧基外還含有一個羥基，
故答案為：羧基、羥基；
（4）根據核磁共振氫譜圖看出有機物中有4個峰值，則含4種類型的等效氫原子，且氫原子的個數比是3：1：1：1，所以結構簡式為：，
故答案為：；
（5）在一定條件下反應生成含六元環化合物的化學方程式為：2$→_{△}^{濃硫酸}$+2H₂O，
故答案為：2$→_{△}^{濃硫酸}$+2H₂O．

點評 本題是一道關于有機物的結構和性質知識的綜合推斷題，考查學生對知識的整合能力，難度中等，注意根據A和碳酸氫鈉、鈉反應時生成氣體體積判斷含有的官能團．