Question

納豆是一種減肥食品，從其中分離出一種由C、H、O三種元素組成的有機物A，為確定其結構現進行如下各實驗：
①12.0gA在一定條件下完全分解，生成6.72L（標準狀況下）一氧化碳和3.6g水；
②中和0.24g物質A消耗0.2mol/L的NaOH溶液20.00mL；
③0.1mol物質A完全轉化為酯，需要乙醇9.2g，0.1molA能與足量鈉反應放出3.36L（標準狀況下）氫氣．
試確定：（請寫出計算過程，無計算過程不得分）
（1）A的摩爾質量為

 

；                
（2）A的化學式為

 

；
（3）A的結構簡式為

 

．

Answer 1

考點：有關有機物分子式確定的計算

專題：

分析：（1）12.0gA的物質的量，在一定條件下完全分解，生成6.72L（標準狀況下）一氧化碳和3.6g水，計算CO、H₂O的物質的量，根據氧原子守恒確定氧原子的物質的量，據此確定有機物A的最簡式；0.1mol物質A完全轉化為酯，需要乙醇0.2mol，則A分子中含有2個-COOH；0.1molA能與足量鈉反應放出3.36L（標準狀況下）氫氣，氫氣的物質的量為0.15mol，0.1molA提供0.3molH原子，所以有機物中還含有1個-OH，A物質的核磁共振氫譜共有3個峰，則A分子中含有3種H原子，羧基與羥基至少含有2種H原子，則剩余基團最多含有1種H原子，結合有機物A的最簡式確定其分子式，根據相對分子質量確定其摩爾質量；
（2）根據（1）的計算確定其化學式；
（3）根據（1）分析可知A分子中含有2個-COOH、1個-OH，A的分子式，結合A的物質的核磁共振氫譜共有3個峰，則A分子中含有3種H原子，寫出A的結構簡式．

解答： 解：（1）12.0gA在一定條件下完全分解，生成6.72LL（標準狀況下）一氧化碳，CO的物質的量為：

6.72L

22.4L/mol

=0.3mol，生成3.6g水，水的物質的量為：

3.6g

18g/mol

=0.2mol，
根據元素守恒可知12.0gA含有：0.3molC、0.4molH，則O原子的物質的量為：

12.0g-12g/mol×0.3mol-1g/mol×0.4mol

16g/mol

=0.5mol，
故A分子中N（C）：N（H）：N（O）=0.3mol：0.4mol：0.5mol=3：4：5，
故有機物A的最簡式為：C₃H₄O₅；
0.1mol物質A完全轉化為酯，需要乙醇：

9.2g

46g/mol

=0.2mol，則A分子中含有2個-COOH；
0.1molA能與足量鈉反應放出3.36L（標準狀況下）氫氣，氫氣的物質的量為：

3.36L

22.4L/mol

=0.15mol，則0.1molA提供0.3molH原子，所以有機物中還含有1個-OH；
A物質的核磁共振氫譜共有3個峰，則A分子中含有3種H原子，羧基與羥基至少含有2種H原子，則剩余基團最多含有1種H原子，有機物A的最簡式為C₃H₄O₅，則A的最簡式即為其分子式，
所以該有機物的摩爾質量為120g/mol，
故答案為：120g/mol；
（2）根據（1）可知，該有機物的最簡式即為其分子式，則其化學式為：C₃H₄O₅，
故答案為：C₃H₄O₅；
（3）根據（1）分析可知A分子中含有2個-COOH、1個-OH，A的分子式為C₃H₄O₅，A的物質的核磁共振氫譜共有3個峰，則A分子中含有3種H原子，則2個羧基、與羥基都連在碳原子碳原子上，
故有機物A的結構簡式為：HOOC-CH（OH）-COOH，
故答案為：HOOC-CH（OH）-COOH．

點評：本題考查有機物的推斷、有機物的性質等，題目難度中等，根據性質推斷有機物的官能團與數目結合核磁共振氫譜確定有機物的分子式是解題的關鍵，試題側重考查學生的分析、理解能力及化學計算能力．