Question

有一天然蛋白质水解得到的氨基酸X，已知其相对分子质量为181，欲测定其分子组成，某同学设计了下图所示装置（加热和夹持装置均已略去）．取1.81g该种氨基酸放在纯氧中充分燃烧，生成CO₂、H₂O和N₂．回答下列问题：
（1）装置D的作用是

 

．
（2）读取N₂所排水的体积时，要注意

 

．
（3）实验中测得反应前后B装置增重0.99g，C装置增重3.96g，E中收集到气体112mL．
①写出氨基酸X的分子式

 

．
②已知X能与FeCl₃溶液发生显色反应，且苯环上的一氯代物只有两种，写出X的结构简式

 

．
③在一定条件下两分子X可反应形成含三个六元环的化合物Y，写出X→Y的化学方程式

 

．
（4）满足所有下列条件的X的同分异构体的结构简式

 

．
①苯环上含三个间位取代基，且有一个为氨基（与苯环直接相连）
②能与FeCl₃溶液发生显色反应
③属于酯类，且可与新制Cu（OH）₂反应产生砖红色沉淀．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：

分析：（1）根据利用铜网吸收未反应的O₂进行分析；
（2）根据读数时必须保证压强相同进行分析；
（3）①根据碱石灰质量增加量来确定CO₂的质量，求出C的质量和物质的量，根据浓硫酸质量增加来确定水的质量，求出H的质量和物质的量，根据氮气的体积求出氮的质量和物质的量，根据质量守恒，求出氧的质量和物质的量，以此该求出有机物X的分子式；
②天然蛋白质水解得到的氨基酸X，则X为α-氨基酸，再结合题中限制条件写出X的结构简式；
③X分子中含有氨基和羧基，两个X分子之间能够发生成肽反应生成含三个六元环的化合物，据此写出反应的化学方程式；
（4）根据题中限制条件可知，该有机物分子中含有氨基、酚羟基和甲酸酯的结构，结合X的结构简式写出该有机物的结构简式．

解答： 解：（1）根据以上分析可知，铜网的作用是吸收未反应的O₂，保证最终收集到的气体是反应生成的N₂，
故答案为：吸收过量（或未反应）的O₂，防止其干扰N₂体积测定；
（2）读数时必须保证压强相同，所以注意事项为：①量筒中的液面应与广口瓶中的液面相持平；②视线应与刻度线和凹液面最低点相切，
故答案为：调节F，使得E和F中液面持平；
（3）①因碱石灰质量增加量为CO₂的质量，CO₂的质量为3.96g，其物质的量为：

3.96g

44g/mol

=0.09mol，n（C）=0.09mol，m（C）=0.09mol×12g/mol=1.08g，
因浓硫酸质量增加量为水的质量，H₂O的质量为0.99g，其物质的量为：

0.99g

18g/mol

=0.055mol，n（H）=0.11mol，m（H）=0.11g，
因氮气的体积为N₂为112mL，其物质的量为：

0.112L

22.4L/mol

=0.005mol，n（N）=0.01mol，m（N）=0.14g，
因m（C）+m（H）+m（N）=1.33g，所以m（O）=1.81g-1.19g=0.48g，n（O）=

0.48g

16g/mol

=0.03mol，
X的物质的量为：

1.81g

181g/mol

=0.01mol，即：0.01molX中含有C0.09molC，0.11molH，0.01molN，0.03molO，所以该有机物X的分子式为：C₉H₁₁O₃N，
故答案为：C₉H₁₁O₃N；
②已知X能与FeCl₃溶液发生显色反应，说明X分子中含有酚羟基，其苯环上的一氯代物只有两种，说明苯环上有两个取代基，且取代基处于苯环的对位C上；由于天然蛋白质水解得到的氨基酸X，则X为α-氨基酸，则X的结构简式为：，
故答案为：；
③X分子中含有氨基和羧基，在一定条件下两分子X可发生反应形成含三个六元环的化合物Y，该反应的化学方程式为：，
故答案为：；
（4）X的结构简式为：，①苯环上含三个间位取代基，且有一个为氨基（与苯环直接相连）；②能与FeCl₃溶液发生显色反应，该有机物分子中含有酚羟基；③属于酯类，其分子中含有酯基，且可与新制Cu（OH）₂反应产生砖红色沉淀，该酯为甲酸酯，满足条件的有机物的结构简式为：、，
故答案为：、．

点评：本题考查了探究物质组成、有机物分子式、结构简式的确定，题目难度中等，明确探究原理为解答关键，注意掌握常见有机物结构与性质，明确同分异构体的概念及书写原则，试题培养了学生灵活应用基础知识的能力．