Question

19．有機物A的蒸汽密度為6.7g•L^-1（已折算為標況），現取15g A完全氧化，產物依次通過濃硫酸和堿石灰，濃硫酸增重9g，堿石灰增重39.6g．用現代物理方法測定：
①核磁共振儀測出A的核磁共振氫譜有5組峰，其峰面積之比為1：2：2：2：3．
②利用紅外光譜儀可初步檢測有機化合物中的某些基團，現測得A分子中具有一個苯環結構，一個C-O-C結構和一個C=O結構，且A的苯環上只有一取代基．
③性質實驗證明，A能在稀硫酸作用下生成兩種有機物，且其中一種有酸性．
（1）通過計算求A的相對分子質量及分子式．
（2）根據譜圖信息寫出A的三種可能結構．

Answer 1

分析 （1）根據M=ρV_m計算有機物的摩爾質量，可以確定相對分子質量，濃硫酸增重9g為水的質量，堿石灰增重39.6g為生成二氧化碳，計算二氧化碳和水的物質的量，根據原子守恒計算A分子中C、H原子數目，再結合相對分子質量確定氧原子數目，進而確定分子式；
（2）A能在稀硫酸作用下生成兩種有機物，且其中一種有酸性，說明A含有酯基，再結合紅外光譜特征、核磁共振氫譜確定可能的結構簡式．

解答 解：（1）有機物A的蒸汽密度為6.7g•L^-1（已折算為標況），則其摩爾質量為22.4L/mol×6.7g/L=150g/mol，故A的相對分子質量為150；
15g A的物質的量為$\frac{15g}{150g/mol}$=0.1mol，把燃燒產物通過濃硫酸和堿石灰，濃硫酸增重9g，則生成水的物質的量是$\frac{9g}{18g/mol}$=0.5mol，堿石灰增重39.6g，則生成二氧化碳的物質的量是$\frac{39.6g}{44g/mol}$=0.9mol，故分子中N（C）=$\frac{0.9mol}{0.1mol}$=9、N（H）=$\frac{0.5mol×2}{0.1mol}$=10，則N（O）=$\frac{150-12×9-10}{16}$=2，A的分子式為C₉H₁₀O₂，
答：A的相對分子質量為150，分子式為C₉H₁₀O₂．
（2）A能在稀硫酸作用下生成兩種有機物，且其中一種有酸性，說明A含有酯基，A的核磁共振氫譜有5組峰，既含有5種類型的氫原子，其峰面積之比為1：2：2：2：3，既5種氫原子的個數之比是1：2：2：2：3，A分子中具有一個苯環結構，一個C-O-C結構和一個C=O結構，且A的苯環上只有一取代基，則A的結構簡式為：、、，
答：A可能的結構簡式為、、．

點評 本題考查有機物分子式與結構的確定、同分異構體書寫等，難度中等，掌握燃燒法利用原子守恒確定有機物的分子式，熟練掌握官能團的性質與轉化．