Question

4．有機物A由C、H、O三種元素組成．取6.2g A完全燃燒，將生成的產物經濃硫酸吸收后通過堿石灰．經稱量得知，濃硫酸增重5.4g，堿石灰增重8.8g．A的質譜、紅外光譜、核磁共振氫譜的譜圖如下：

回答以下問題：
（1）A的實驗式是CH₂O；
（2）A的相對分子質量為62，分子式為C₂H₆O₂，結構簡式HOCH₂CH₂OH；
（3）1mol A最多可以與2mol 的金屬鈉反應；
（4）寫出A發生催化氧化的化學方程式HOCH₂CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$OHCCHO+2H₂O．

Answer 1

分析 根據質譜圖可知，此有機物的相對分子質量為62．故6.2gA的物質的量為0.1mol，設其分子式為CxHyOz．
取6.2g A即0.1molA完全燃燒，將生成的產物經濃硫酸吸收后通過堿石灰．經稱量得知，濃硫酸增重5.4g為的水的質量，求出水的物質的量；堿石灰增重8.8g為二氧化碳的質量，求出二氧化碳的物質的量．
根據C、H原子守恒可解得xy值，然后根據由于此有機物的相對分子質量為62，解得z值，從而確定有機物的分子式．
（1）最簡式是各原子個數的最簡單的整數比；
（2）由質譜圖可得相對分子質量；結合核磁共振氫譜和紅外光譜可知有機物的結構；
（3）1mol此有機物含2mol羥基；
（4）乙二醇被催化氧化為乙二醛．

解答 解：根據質譜圖可知，此有機物的相對分子質量為62．故6.2gA的物質的量為0.1mol，設其分子式為CxHyOz．
取6.2g A即0.1molA完全燃燒，將生成的產物經濃硫酸吸收后通過堿石灰．經稱量得知，濃硫酸增重5.4g為的水的質量，故生成的水的物質的量n=$\frac{5.4g}{18g/mol}$=0.3mol，堿石灰增重8.8g為二氧化碳的質量，故生成的二氧化碳的物質的量n=$\frac{8.8g}{44g/mol}$=0.2mol．
根據H原子守恒可知：0.1y=0.6，解得x=6
根據燃燒過程中C原子守恒可知：0.1x=0.2，解得y=2．
由于此有機物的相對分子質量為62，故有：12×2+1×6+16z=62，解得z=2．
故此有機物的分子式為C₂H₆O₂．
（1）由于最簡式是各原子個數的最簡單的整數比，故此有機物的最簡式為CH₂O，故答案為：CH₂O；
（2）由質譜圖可知有機物的相對分子質量為62；此有機物的分子式為C₂H₆O₂；根據分子式可知，此符合醇或醚的通式，而根據核磁共振氫譜只有2組峰，紅外光譜顯示其結構中含有O-H鍵，故此有機物不是醚，而是醇，且必須是乙二醇，結構簡式為：HOCH₂CH₂OH，故答案為：62；C₂H₆O₂；HOCH₂CH₂OH；
（3）1mol此有機物含2mol羥基，和金屬鈉反應的化學方程式為：HOCH₂CH₂OH+2Na→NaOCH₂CH₂ONa+H₂↑，故1mol乙二醇最多能和2mol金屬鈉反應，故答案為：2；
（4）乙二醇被催化氧化為乙二醛，化學方程式為：HOCH₂CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$OHCCHO+2H₂O，故答案為：HOCH₂CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$OHCCHO+2H₂O；

點評 本題主要考查了有機物分子式、結構簡式的確定和化學方程式的書寫，難度不大，根據課本知識即可完成．