Question

4．为了测定某有机物A的结构，进行如下实验：①将2.3g该有机物完全燃烧，生成0.1molCO₂和2.7g水；②相同条件下，气态A的密度为H₂密度的23倍；③用核磁共振仪处理该化合物，得如图所示图谱，图中三个峰的面积之比为1：2：3．

（1）有机物A的相对分子质量是46；
（2）A的分子式是C₂H₆O．
（3）写出有机物A的结构简式：CH₃CH₂OH．
（4）写出有机物A的同分异构体的结构简式：CH₃OCH₃．

Answer 1

分析 （1）相同条件下气体的密度与相对分子量成正比，据此计算出A的相对分子质量；
（2）根据n=$\frac{m}{M}$计算生成的水的物质的量，计算碳元素、氢元素的质量，根据质量守恒判断有机物A是否含有氧元素，若含有氧元素，计算氧元素质量、氧原子物质的量，根据原子守恒确定有机物A中C、H、O原子个数比值确定最简式；根据有机物的最简式中H原子说明是否饱和C原子的四价结构判断；
（3）由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有3中化学环境不同的H原子，三种H原子数目之比为1：2：3，结合有机物的分子式确定其可能的结构；
（4）乙醇的同分异构体为乙醚，写出乙醚的结构简式．

解答 解：（1）相同条件下，气态A的密度为H₂密度的23倍，有机物A的相对分子质量为：23×2=46，故答案为：46；
（2）2.3g有机物燃烧生成0.1molCO₂，2.7g水，
则n（C）=n（ CO₂）=0.1mol，m（C）=0.1mol×12g/mol=1.2g，
n（H₂O）=$\frac{2.7g}{18g/mol}$=0.15mol，n（H）=0.3mol，m（H）=0.3mol×1g/mol=0.3g，
则m（C）+m（H）=1.2g+0.3g=1.5g＜2.3g，故有机物含有O元素，且m（O）=2.3g-1.5g=0.8g，故n（O）=$\frac{0.8g}{16g/mol}$=0.05mol，
n（C）：n（H）：n（O）=0.1mol：0.3mol：0.05mol=2：6：1，即该有机物最简式为C₂H₆O，该有机物的最简式为C₂H₆O，H原子已经饱和C原子的四价结构，最简式即为分子式，则该有机物的分子式为：C₂H₆O，
故答案为：C₂H₆O；
（3）由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有3中化学环境不同的H原子，三种H原子数目之比为1：2：3，有机物A的分子式为C₂H₆O，故该有机物结构式为CH₃CH₂OH，
故答案为：CH₃CH₂OH；
（4）乙醇的同分异构体乙醚，其结构简式为CH₃OCH₃，故答案为：CH₃OCH₃．

点评 本题考查有机物分子式与结构确定等，题目难度中等，注意掌握燃烧法、原子守恒确定有机物的分子式的方法，试题侧重对基础知识与学生综合能力考查，注意对有机谱图的简单认识．