Question

17．某興趣小組為研究有機物A的結構與性質，進行了如下實驗：
步驟一：定性．定量分析
（1）取一定量的A在足量純O₂中充分燃燒，經測定，產物只有CO₂和H₂O，且兩者的物質的量之比為1：1，根據此信息得出A中不一定（填“一定”或“不一定”）含有氧元素
步驟二：測定相對分子質量M，確定分子式
（2）將A升溫使其汽化，測得其密度是相同條件下H₂密度的37倍；結合步驟一相關信息可得出A的分子式為C₃H₆O₂
步驟三：波譜分析
（3）紅外光譜圖顯示A有碳氧雙鍵的紅外吸收峰，同時核磁共振氫譜圖顯示A分子中有四種類型氫原子的吸收峰，且峰面積之比為3：1：1：1，則A的結構簡式為，A的一種同分異構體B，它能和Na₂CO₃溶液反應生成CO₂，則B的結構簡式為CH₃COOH；A的另一種同分異構體C，在酸性條件下水解得到D和E，且D和E的相對分子質量相同，寫出C發生此水解反應的化學方程式：．

Answer 1

分析 （1）沒有告訴有機物的質量，無法計算是否含有氧元素；
（2）測得其密度是相同條件下H₂密度的37倍，則該有機物的相對分子質量為：2×37=74，然后結合（1）中數據利用質量守恒定律通過討論確定A的分子式；
（3）根據A的分子式及題中限制條件形成其結構簡式；B能夠與碳酸鈉反應生成二氧化碳，則B分子中含有羧基，B為丙酸，形成丙酸的結構簡式；C能夠水解反應，則C為酯類，D和E的相對分子量相同，則二者為乙醇和甲酸，則C為甲酸乙酯，寫出甲酸乙酯水解的方程式．

解答 解：（1）由題意可知有機物燃燒后產物只有CO₂和H₂O，從生成物中含有碳、氫元素，依據質量守恒定律可知該物質中一定含有碳、氫元素，
因有機物的質量未知，則無法利用質量守恒來確定氧元素，
故答案為：不一定；
（2）A升溫使其汽化，測得其密度是相同條件下H₂密度的37倍，則該有機物的相對分子質量為：2×37=74，
該有機物燃燒CO₂和H₂O的物質的量之比為1：1，則該有機物分子中含有C、H原子數之比為1：2，滿足C_nH_2n，C、H總原子量為14n，由于74不是14n的整倍數，則A中一定含有氧元素，設含有x個氧原子，則：14n+16x=74，當x=1時，14n+16=74，n不是整數，當x=2時，14n+32=74，n=3，當x=3時，n=$\frac{13}{7}$，所以滿足條件只有：x=2、n=3，則A的分子式為：C₃H₆O₂，
故答案為：C₃H₆O₂；
（3）紅外光譜圖顯示A有碳氧雙鍵的紅外吸收峰，A分子中可能含有醛基、羧基或酯基；同時核磁共振氫譜圖顯示A分子中有四種類型氫原子的吸收峰，且峰面積之比為3：1：1：1，結合分子式C₃H₆O₂可知，A分子中應該含有1個甲基、1個羥基和1個醛基，則A的結構簡式為：；
A的一種同分異構體B，它能和Na₂CO₃溶液反應生成CO₂，則B分子中含有羧基，B的結構簡式為：CH₃COOH；
A的另一種同分異構體C，則A為酯，在酸性條件下水解得到D和E，且D和E的相對分子質量相同，則D和E為甲酸和乙醇，所以C發生此水解反應的化學方程式為：，
故答案為：；CH₃COOH；．

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，明確常見有機物結構與性質為解答關鍵，注意掌握同分異構體的概念及書寫原則，試題培養了學生達到分析能力及化學計算能力．