Question

3．为了测定某有机物A的结构，做如下实验：
①将2.3g该有机物完全燃烧，生成0.1mol CO₂和2.7g水；
②用质谱仪测定其相对分子质量，得如图一所示的质谱图；
③用核磁共振仪处理该化合物，得到如图二所示图谱，图中三个峰的面积之比是1：2：3．试回答下列问题：

（1）有机物A的相对分子质量是46．
（2）有机物A的实验式是C₂H₆O．
（3）A的分子式是C₂H₆O．
（4）A的结构简式为CH₃CH₂OH．
（5）与A互为同分异构体的B为CH₃OCH₃；如何鉴别A与B分别取少量两物质于试管中，加入适量金属钠，产生气泡的为CH₃CH₂OH，不产生气泡的为CH₃OCH₃．

Answer 1

分析 （1）在A的质谱图中，最大质荷比为46，据此可确定其相对分子质量；
（2）将2.3g该有机物完全燃烧，生成0.1mol CO₂和2.7g水，根据质量守恒定律确定其最简式；
（3）A的相对分子质量为46，根据（2）的实验式确定其分子式；
（4）由A的核磁共振氢谱知A中有3种氢原子，个数比为1：2：3，据此确定A的结构简式；
（5）A为CH₃CH₂OH，与A互为同分异构体的为甲醚；甲醚不与钠反应，而乙醇反应，据此可鉴别A、B．

解答 解：（1）在A的质谱图中，最大质荷比为46，所以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0.1mol CO₂和2.7g水，根据蒸馏水可知：n（C）=n（CO₂）=0.1mol，m（C）=0.1 mol×12 g•mol^-1=1.2 g，
n（H）=$\frac{2.7g}{18g/mol}$×2=0.3 mol，m（H）=0.3 mol×1 g•mol^-1=0.3 g，该有机物分子中含有C、H元素的总质量为：1.2g+0.3g=1.5g，说明其分子中一定含有氧元素，含有氧元素质量为：m（O）=2.3 g-1.2 g-0.3 g=0.8 g，则n（O）=$\frac{0.8g}{16g/mol}$=0.05 mol，
所以n（C）：n（H）：n（O）=0.1 mol：0.3 mol：0.05 mol=2：6：1，A的实验式是C₂H₆O，
故答案为：C₂H₆O；
（3）该有机物的实验式C₂H₆O，其相对分子质量是46，故其实验式即为分子式，
故答案为：C₂H₆O；
（4）由A的核磁共振氢谱知A中有3种氢原子，个数比为1：2：3，所以A的结构简式为：CH₃CH₂OH，
故答案为：CH₃CH₂OH；
（5）A为CH₃CH₂OH，与A互为同分异构体的为甲醚，其结构简式为：CH₃OCH₃；
甲醚不与钠反应，而乙醇反应，则鉴别乙醇和甲醚的方法为：分别取少量两物质于试管中，加入适量金属钠，产生气泡的为CH₃CH₂OH，不产生气泡的为CH₃OCH₃，
故答案为：CH₃OCH₃；分别取少量两物质于试管中，加入适量金属钠，产生气泡的为CH₃CH₂OH，不产生气泡的为CH₃OCH₃．

点评 本题考查了分子式、结构简式确定的计算，题目难度不大，明确常见有机物组成、结构与性质为解答关键，注意掌握守恒思想在确定有机物分子式中的应用，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力．