Question

【题目】由人体尿液分离出来的结晶化合物A，熔点为187～188℃。现对化合物A进行如下实验：

(1)A的蒸气密度为8.0 g/L (已折合成标准状况)。取17.90 g A完全燃烧，将生成的气体先通过浓硫酸，浓硫酸质量增加8.10 g，再将剩余气体通过碱石灰，气体质量减轻39.60 g；另取17.90 g A使其完全分解，可得到1.12 L (标准状况)氮气。则A的分子式为_________________。

(2)A和足量6 mol/L的盐酸混合加热可以完全水解，1 mol A水解可生成1 mol B和1 mol C。已知：A、B、C三种物质的分子中均含有一个羧基；B仅由碳、氢、氧三种元素组成，三种元素原子的物质的量之比为7∶6∶2；C的名称为甘氨酸。试写出A的结构简式：_____________，B的分子式：_________，C的一种同分异构体的结构简式：_______________。

Answer 1

【答案】C9H9NO3 C7H6O2 CH3CH2NO2

【解析】

(1)先根据M=ρ×Vm求出相对分子质量，然后结合相对分子质量，根据质量守恒求出0.1 mol A各原子的个数，最后求出A的分子式；

(2)B物质仅由C、H、O三种元素组成，其物质的量之比为7：6：2，则分子式为C7H6O2，应为，C的俗名为甘氨酸，为H2N-CH2COOH，则A为，以此解答该题。

(1)A的摩尔质量M(A)=8.0 g/L×22.4 L/mol=179.2 g/mol，由题给信息可知，17.90 g A的物质的量为n(A)=17.90 g÷179.2 g/mol=0.1 mol，完全燃烧17.90 g A生成的气体通过浓硫酸增重8.10 g，即水的质量是8.10 g，其物质的量是n(H2O)=8.10 g÷18 g/mol=0.45 mol；剩余气体通过碱石灰，气体质量减少39.60 g，即CO2的质量为39.60 g，其物质的量为n(CO2)=39.60 g÷44 g/mol=0.9 mol，0.1 mol A完全分解产生标准状况下的N2 1.12 L，则N2的物质的量n(N2)=1.12 L÷22.4 L/mol=0.05 mol，可见0.1 mol A可产生0.45 mol H2O、0.9 mol CO2、0.05 mol N2，则0.1 mol A中含O原子的物质的量为n(O)==0.3 mol，则1 mol A中含有9 mol C、9 mol H、1 mol N、3 mol O原子，故A的分子式为C9H9NO3；

(2) C9H9NO3+H2OB+C，且C的结构简式为H2N-CH2COOH，其相对分子质量为75，则根据质量守恒定律可知：B的相对分子质量为179+18-75=122，又因B的最简式为C7H6O2，C7H6O2的式量是122，所以B的分子式为C7H6O2，B为，由于B、C是A水解产生，则A结构简式为。C的结构简式为H2N-CH2COOH，C属于氨基酸，根据氨基酸与碳原子数相同的硝基化合物互为同分异构体，则C的同分异构体的结构简式为CH3CH2NO2。