Question

15．某有機化合物A廣泛存在于多種水果中．
（1）經測定，A中僅含有C、H、O三種元素，67gA在空氣中完全燃燒時可生成27g H₂O和88g CO₂．則A的實驗式或最簡式為C₄H₆O₅．
若要確定A的分子式，還需要知道A的相對分子質量，測定物質的相對分子質量可以采用質譜（填“質譜”或“紅外光譜”）法．
經測定A的相對分子質量為134，則A的分子式為C₄H₆O₅．
（2）又知1molA與足量的NaHCO₃溶液充分反應可生成標準狀況下的C0₂氣44.8L，
l molA與足量的Na反應可生成1.5mol的H₂，則A分子中所含官能團的名稱為羧基、羥基．
（3）若A分子中不存在甲基且有一個手性碳原子，則A的結構簡式為．
該A在濃硫酸存在下加熱，可以生成多種產物，請寫出A發生消去反應后所得有機產物的結構簡式HOOC-CH=CH-COOH．
（4）A的一種同分異構體B，與A所含官能團的種類和數目均相同，且能催化氧化成醛，則B的¹H核磁共振譜圖中將會出現4組特征峰．

Answer 1

分析 （1）根據n=$\frac{m}{M}$計算出水、二氧化碳的物質的量，然后利用質量守恒定律確定67gA分子中含有的O的物質的量，從而可知A的實驗式；紅外光譜能夠確定有機物的官能團，質譜法可確定A的相對分子質量；根據A的相對分子質量及最簡式確定其分子式；
（2）1molA與足量的NaHCO₃溶液充分反應可生成標準狀況下的C0₂氣44.8L，二氧化碳的物質的量為2mol，則A分子中含有2mol羧基；l molA與足量的Na反應可生成1.5mol的H₂，而2mol羧基與鈉反應生成1mol氫氣，則A分子中還含有1mol羥基；
（3）根據存在手性碳原子的條件及A的分子式確定其結構簡式；根據消去反應原理寫出所得產物的結構簡式；
（4）能催化氧化成醛，則B分子中羥基連接的C含有至少2個H，再結合A的結構簡式判斷B的結構簡式，從而得出B的¹H核磁共振譜圖中出現的吸收峰．

解答 解：（1）27g H₂O的物質的量為：$\frac{27g}{18g/mol}$=1.5mol，含有H原子的物質的量為3mol，
88g CO₂的物質的量為：$\frac{88g}{44g/mol}$=2mol，則67g該有機物中含有O元素的物質的量為：$\frac{67g-1g/mol×3-12g/mol×2}{16g/mol}$=2.5mol，
則A分子中C、H、O原子數之比為：2mol：3mol：2.5mol=4：6：5，A的實驗式為C₄H₆O₅；
紅外光譜用于測定有機物分子中含有的官能團，質譜法中的最大值為該物質的相對分子質量，可根據質譜法測定物質的相對分子質量；
A的相對分子質量為134，最簡式C₄H₆O₅的式量為134，則A的分子式為C₄H₆O₅，
故答案為：C₄H₆O₅；質譜；C₄H₆O₅；
（2）1molA與足量的NaHCO₃溶液充分反應可生成標準狀況下的C0₂氣44.8L，二氧化碳的物質的量為2mol，則A分子中含有2mol羧基；l molA與足量的Na反應可生成1.5mol的H₂，2mol羧基與鈉反應生成1mol氫氣，則A分子中還含有1mol羥基，所以A分子中所含官能團的名稱為：羧基和羥基，
故答案為：羥基、羧基；
（3）A的分子式為C₄H₆O₅，若A分子中不存在甲基且有一個手性碳原子，則A分子中有1個C連接了4個不同的原子或原子團，其中含有2個羧基、1個羥基，則A的結構簡式為：；
發生消去反應后所得有機產物的結構簡式為：HOOC-CH=CH-COOH，
故答案為：；HOOC-CH=CH-COOH；
（4）A的一種同分異構體B，與A所含官能團的種類和數目均相同，且能催化氧化成醛，說明羥基連接的C原子上至少含有2個H原子，則B的結構簡式為：HOOC-CH（COOH）CH-CH₂OH，B分子中含有4種H原子，則其¹H核磁共振譜圖中將會出現4種吸收峰，
故答案為：4．

點評 本題考查了有機物結構與性質，題目難度中等，明確常見有機物結構與性質為解答關鍵，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應用能力．