Question

[化学──选修有机化学基础]
“凯氏定氮法”是通过测试含氮量（氮元素的质量分数）来估算奶品中蛋白质含量的一种方法．为了提高氮的检出量，不法分子将化工原料三聚氰胺添加进婴幼儿奶粉中，三聚氰胺
是白色无味的结晶粉末，微溶于水．长期食用添加了三聚氰胺的奶粉，可能会造成婴幼儿泌尿系统结石，严重的还会导致死亡，严重影响了婴幼儿的健康．
（1）三聚氰胺的结构经核磁共振氢谱测定只有一种氢峰，其结构简式如，关于它的下列说法正确的是

 

（填字母）．
A．三聚氰胺是一种环状烯烃 B．属于高分子化合物
C．分子式为C₃H₆N₆D．三聚氰胺的含氮量高于蛋白质的含氮量
（2）三聚氰胺遇强酸或强碱发生一系列水解反应，氨基逐步被羟基取代，最终得到三聚氰酸（结构式如）．三聚氰酸可看成是三分子氰酸通过加成反应得到的环状分子，则氰酸的结构式是

 

．
（3）异氰酸是氰酸的同分异构体，二者同为链状结构，且分子中除氢原子外，其他原子均满足最外层的8电子结构，则异氰酸的电子式是

 

．异氰酸可用于消除汽车尾气中的氮氧化物，以NO₂转化为例，已知1mol异氰酸与NO₂完全反应时，失去电子的物质的量为3mol，则异氰酸与NO₂反应的化学方程式是

 

．
（4）为测定某牛奶样品中蛋白质的含量进行如下实验：
①称取2.50g样品，用浓硫酸使氮转化为铵盐；
②加入足量浓的强碱液充分反应将氨蒸出；
③用过量硼酸吸收所得的氨2NH₃+4H₂BO₃=（NH₄）₂B₄O₂+5H₂O；
④加入指示剂并用标准的盐酸滴定（NH₄）₂B₄O₂+2HC1+5H₂O=2NH₄C1+4H₃BO₃，消耗盐酸1.00mL；
⑤另取2.14g纯的NH₄C1，重复②-④的操作步骤，最终耗去标准盐酸50.00mL．
步骤②涉及的离子方程式是

 

；此牛奶中蛋白质的质量分数是（已知奶品中的蛋白质平均含氮量16%）

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,有机物的结构和性质

专题：实验探究和数据处理题,有机化学基础

分析：（1）依据结构简式和组成结构分析选项；
（2）三聚氰酸可看成是三分子氰酸通过加成反应得到的环状分子，分析结构可知是碳氮三键间相互加成形成分析；
（3）氰酸是氰酸的同分异构体，二者同为链状结构，且分子中除氢原子外，其他原子均满足最外层的8电子结构分析写出电子式；异氰酸和二氧化氮反应生成氮气，二氧化碳和水，依据原子守恒配平写出；
（4）加入足量浓的强碱液充分反应将氨蒸出发生的反应是铵根离子和氢氧根离子反应生成氨气的反应，依据化学方程式结合消耗盐酸分析计算；

解答： 解：（1）A．依据结构简式可知组成元素为碳、氢、氧、氮，不符合烯烃概念，烯烃组成元素为碳元素和氢元素，三聚氰胺不是一种环状烯烃，故A错误；
B．由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物属于高分子化合物，三聚氰酸不符合，故B错误；
C．依据结构简式分析计算，三聚氰酸分子式为C₃H₆N₆，故C正确；
D．根据化合物中元素的质量分数=

相对原子质量×原子数

相对分子质量

×100%=，三聚氰胺中氮元素的质量分数为

14×6

12×3+1×6+14×6

×100%≈66.7%，蛋白质含氮量平均为16%，三聚氰胺的含氮量高于蛋白质的含氮量，故D正确；
故答案为：CD；
（2）三聚氰酸可看成是三分子氰酸通过加成反应得到的环状分子，分析结构可知是碳氮三键间相互加成形成，氰酸的结构式是H-O-C≡N；
故答案为：H-O-C≡N；
（3）异氰酸是氰酸的同分异构体，二者同为链状结构，且分子中除氢原子外，其他原子均满足最外层的8电子结构，则异氰酸的电子式为：；1mol异氰酸与NO₂完全反应时，失去电子的物质的量为3mol，依据电子守恒结合原子守恒得到异氰酸与NO₂反应的化学方程式：8HNCO+6NO₂=7N₂+8CO₂+4H₂O；
故答案为：，8HNCO+6NO₂=7N₂+8CO₂+4H₂O；
（4）加入足量浓的强碱液充分反应将氨蒸出发生的反应是铵根离子和氢氧根离子反应生成氨气的反应，离子方程式为：NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O；依据化学方程式和滴定实验数据分析，2.14g纯的NH₄C1物质的量=×

2.14g

53.5g/mol

=0.04mol，（NH₄）₂B₄O₂+2HC1+5H₂O=2NH₄C1+4H₃BO₃，NH₄C1～N～HCl，消耗盐酸50ml含氮元素为0.04mol，则消耗1ml盐酸时计算得到含氮元素物质的量0.0008mol，已知奶品中的蛋白质平均含氮量16%，含此牛奶中蛋白质的质量分数=

0.0008mol×14g/mol 16%

2.5g

×100%=2.8%；
故答案为：NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O，2.8%；

点评：本题考查了物质组成的实验探究实验方案设计，有机化合物结构和组成的判断，定量分析计算和滴定实验的过程分析应用，题目难度中等．