Question

9．有機物A由碳、氫、氧三種元素組成．為研究A的組成與結構，進行了如下實驗：稱取A 10.4g，升溫使其汽化，測其密度是相同條件下H₂的52倍．將此10.4gA在一定量的氧氣中燃燒，產物經過足量的濃硫酸后，濃硫酸的質量增加7.2g；再通過灼熱CuO充分反應后，固體質量減輕 3.2 g；最后氣體再通過堿石灰被完全吸收，堿石灰質量增加17.6 g．有機物A可自身發生酯化反應生成六元環的酯B，B的核磁共振氫譜中只有一種峰
試通過計算填空：
（1）有機物A的相對分子質量為104
（2）有機物A的分子式C₄H₈O₃
（3）A的結構簡式B的結構簡式．

Answer 1

分析 （1）相同條件下，氣體的密度與摩爾質量成正比，據此確定A的摩爾質量及相對分子量；
（2）濃硫酸增重的為水的質量，堿石灰增重的質量為二氧化碳的質量，再根據n=$\frac{m}{M}$計算10.4gA、7.2g水和17.6g二氧化碳的物質的量，進而計算有機物中C原子、H原子的物質的量與二者質量之和，再計算O原子的質量與物質的量，結合相對分子質量計算確定分子式；
（3）有機物A可發生酯化反應生成六元環的酯B，A中含有1個羧基和1個羥基，B的核磁共振氫譜中只有一種峰，B中只有1種等效H，說明B具有對稱結構，則A中所有側鏈H都完全相同，據此確定A的結構簡式和b的結構簡式．

解答 解：（1）升溫使A汽化后，測其密度是相同條件下H₂的52倍，則A的摩爾質量為：2g/mol×52=104g/mol，故A的相對分子質量為104，
故答案為：104；
（2）10.4g有機物A的物質的量為：$\frac{10.4g}{104g/mol}$=0.1mol，
濃硫酸增重的為水的質量，則0.1molA完全燃燒生成水的物質的量為：$\frac{7.2g}{18g/mol}$=0.4mol，A分子中含有H的數目為：$\frac{0.4mol×2}{0.1mol}$=8，
最終堿石灰增重的質量為二氧化碳的質量，則二氧化碳的物質的量為：$\frac{17.6g}{44g/mol}$=0.4mol，A分子中含有C原子的數目為：$\frac{0.4mol}{0.1mol}$=4，
A分子中含有O原子數為：$\frac{104-12×4-8}{16}$=3，
所以有機物A的分子式為：C₄H₈O₃，
故答案為：C₄H₈O₃；
（3）有機物A可發生酯化反應生成六元環的酯B，則A分子中含有1個-OH和1個-COOH；B的核磁共振氫譜中只有一種峰，則B中只有1種等效H原子，說明B具有對稱結構，則A中所有側鏈H的都完全等效，結合A的分子式C₄H₈O₃可知，A中應該含有2個甲基，且兩個甲基連接在同一個C上，則A的結構簡式為：，B為兩分子A通過酯化反應生成的，則B的結構簡式為：，
故答案為：；．

點評 本題考查了有機物分子式、結構簡式的確定，題目難度中等，注意掌握質量守恒定律在確定有機物分子式中的應用，（3）為難點，需要明確常見有機物結構與性質．