Question

15．有机物与人们的衣、食、住、行及健康等有非常密切的关系，认知和研究有机物具有十分重要的作用．
（1）有机物A是构成营养素的基础物质（含C、O、H、N等元素），A的球棍模型如图所示，图中“棍”代表单键或双键或三键，不同颜色的球代表不同元素的原子．回答下列问题：
A的分子式是C₂H₅O₂N，含氧官能团的名称是羧基；
（2）将含有C、H、O的有机物3.24g装入元素分析装置，通入足量的O₂使之完全燃烧，将生成的气体依次通过CaCl₂管（A）和碱石灰（B），测得A管质量增加了2.16g，B管增加了9.24g，已知该有机物的相对分子质量为108．
该有机物的分子式为C₇H₈O，该有机物1分子中有1个苯环，试写出它的同分异构体的结构简式中的任意一种（任写一种）．

Answer 1

分析 （1）根据原子成键特点知，蓝色球表示N原子、绿色球表示C原子、白色球表示H原子、红色球表示O原子，所以该分子结构简式为NH₂CH₂COOH，根据结构简式确定分子式及官能团；
（2）该有机物完全燃烧后生成二氧化碳和水，氯化钙吸收的是水蒸气，然后碱石灰吸收的是二氧化碳，根据A管质量知，m（H₂O）=2.16g，则n（H）=$\frac{2.16g}{18g/mol}$×2=0.24mol，B管质量中m（CO₂）=9.24g，n（C）=$\frac{9.24g}{44g/mol}$×1=0.21mol，n（O）=$\frac{3.24g-0.24mol×1g/mol-0.21mol×12g/mol}{16g/mol}$=0.03mol，
有机物的物质的量=$\frac{3.24g}{108g/mol}$=0.03mol，所以该有机物中C、H、O原子个数分别为$\frac{0.21mol}{0.03mol}$=7、$\frac{0.24mol}{0.03mol}$=8、$\frac{0.03mol}{0.03mol}$=1，该分子式为C₇H₈O；
该分子不饱和度=$\frac{7×2+2-8}{2}$=4，苯环的不饱和度是4，所以该分子中除了含有苯环外不含有双键、三键，因为含有一个O原子，所以存在的官能团可能是-OH或-O-．

解答 解：（1）根据原子成键特点知，蓝色球表示N原子、绿色球表示C原子、白色球表示H原子、红色球表示O原子，所以该分子结构简式为NH₂CH₂COOH，根据结构简式确定分子式为C₂H₅O₂N，含氧官能团名称为羧基，
故答案为：C₂H₅O₂N；羧基；
（2）该有机物完全燃烧后生成二氧化碳和水，氯化钙吸收的是水蒸气，然后碱石灰吸收的是二氧化碳，根据A管质量知，m（H₂O）=2.16g，则n（H）=$\frac{2.16g}{18g/mol}$×2=0.24mol，B管质量中m（CO₂）=9.24g，n（C）=$\frac{9.24g}{44g/mol}$×1=0.21mol，n（O）=$\frac{3.24g-0.24mol×1g/mol-0.21mol×12g/mol}{16g/mol}$=0.03mol，
有机物的物质的量=$\frac{3.24g}{108g/mol}$=0.03mol，所以该有机物中C、H、O原子个数分别为$\frac{0.21mol}{0.03mol}$=7、$\frac{0.24mol}{0.03mol}$=8、$\frac{0.03mol}{0.03mol}$=1，该分子式为C₇H₈O；
该分子不饱和度=$\frac{7×2+2-8}{2}$=4，苯环的不饱和度是4，所以该分子中除了含有苯环外不含有双键、三键，因为含有一个O原子，所以存在的官能团可能是-OH或-O-，则其同分异构体为（任写一种），
故答案为：C₇H₈O；（任写一种）．

点评 本题考查有机物分子式确定、同分异构体结构简式书写等知识点，侧重考查学生分析判断、计算能力，难点是同分异构体的书写，注意书写同分异构体时按一定顺序，防止重写或漏写，题目难度中等．