Question

嗎啡和海洛因都是嚴格查禁的毒品。
(1)嗎啡中含碳 0.7158(質量分數，下同)、氫 0.0667、氮 0.0491，其余為氧。已知其相對分子質量不超過 300，試求：
①嗎啡的相對分子質量；②嗎啡的分子式。
(2)已知海洛因是嗎啡的二乙酸酯，試求：
①海洛因的相對分子質量；②海洛因的分子式。

Answer 1

(1)①285；②C₁₇H₁₉NO₃。 (2)①369；②C₂₁H₂₃NO₅

(1)由嗎啡中各元素的含量和相對分子質量，可以斷定嗎啡分子中所含 N 原子數最少，設嗎啡分子中含有 1 個 N 原子，則：
M_r(嗎啡)=14.0/0.0491=285＜300
符合題意；若嗎啡分子中含有 2 個 N 原子，則：
M_r(嗎啡)=28.0/0.0491=570＞300
不符合題意。嗎啡分子中含有 2 個以上的 N 原子更不可能，可見嗎啡分子中只含有一個 N 原子，且嗎啡的相對分子質量為 285。
嗎啡分子中所含 C、H、O 原子個數分別為：
N(C)=285×0.7158÷12.0=17.0
N(H)=285×0.0667÷1.00=19.0
N(O)=285(1.0000－0.7158－0.0667－0.0491)÷16.0=3.00
嗎啡的分子式為：C₁₇H₁₉NO₃。
(2)生成二乙酸酯的反應可表示為：
R(OH)₂＋2HOOCCH₃R(OOCCH₃)₂＋2H₂O
顯然，海洛因分子比嗎啡分子多了 2 個 C₂H₂O 基團，則海洛因的分子式為：
C₁₇H₁₉NO₃＋2C₂H₂O====C₂₁H₂₃NO₅
海洛因的相對分子質量為：
M_r(海洛因)=12×21＋1×23＋14×1＋16×5=369。