Question

11．为测定某有机物A的结构，设计了如下实验：①将2.3g该有机物完全燃烧，生成了0.1mol CO₂和2.7g H₂O；②用质谱仪实验得质谱图如图1；③用核磁共振仪处理该化合物得核磁共振氢谱图如图2，图中三个峰的面积比为1：2：3．试回答下列问题：

（1）有机物A的相对分子质量为46．     
（2）有机物A的实验式为C₂H₆O．
（3）根据A的实验式能（填“能”或“不能”）确定A的分子式．若能则A的分子式为C₂H₆O，结构简式为CH₃CH₂OH．（若不能此二空不必回答）

Answer 1

分析 （1）根据质荷比可知，有机物A的相对分子质量为46；
（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，根据质量守恒来判断有机物中是否含有氧元素，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中C、H、O原子个数比值确定实验式；
（3）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；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．

解答 解：（1）根据质荷比可知，有机物A的相对分子质量为46；
故答案为：46；
（2）将2.3g该有机物完全燃烧，生成了0.1mol CO₂和2.7g H₂O，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，即该有机物实验式为：C₂H₆O；
故答案为：C₂H₆O；
（3）该有机物的实验式为：C₂H₆O，H原子已经饱和C原子的四价结构，最简式即为分子式；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，有机物的分子式为：C₂H₆O，结构式为：CH₃CH₂OH；
故答案为：能；C₂H₆O；CH₃CH₂OH．

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，注意对质谱图的简单认识．