Question

2．研究有機物一般經(jīng)過以下幾個基本步驟：分離、提純→確定實驗式→確定分子式→確定結(jié)構(gòu)式．有機物A可由葡萄糖發(fā)酵得到，也可從酸牛奶中提�。�純凈的A為無色粘稠液體，易溶于水．為研究A的組成與結(jié)構(gòu)，進行了如下實驗：

實 驗 步 驟	解 釋 或 實 驗 結(jié) 論
（1）稱取A 9.0g，升溫使其汽化，測其密度是相同條件下H2的45倍．	試通過計算填空： （1）A的相對分子質(zhì)量為90．
（2）將此9.0gA在足量純O2充分燃燒，并使其產(chǎn)物依次緩緩通過濃硫酸、堿石灰，發(fā)現(xiàn)兩者分別增重 5.4g和13.2g．	（2）A的分子式為C3H6O3．
（3）另取A 9.0g，跟足量的NaHCO3粉末反應，生成2.24LCO2（標準狀況），若與足量金屬鈉反應則生成2.24LH2（標準狀況）．	（3）用結(jié)構(gòu)簡式表示A中含有的官能團 -COOH、-OH
（4）A的核磁共振氫譜如下圖：	（4）A中含有4種氫原子． 綜上所述， A的結(jié)構(gòu)簡式為．
（5）兩分子A可反應生成一個六元環(huán)狀化合物	（5）寫出此反應的方程式 2$→_{△}^{濃硫酸}$+2H2O

Answer 1

分析 （1）相同條件下，氣體的相對分子質(zhì)量之比等于密度之比；
（2）濃硫酸可以吸收水，堿石灰可以吸收二氧化碳，根據(jù)原子守恒計算分子中C、H原子數(shù)目，進而確定是否含有O元素，確定有機物的分子式；
（3）羧基可以和碳酸氫鈉發(fā)生化學反應生成二氧化碳，-OH、-COOH和金屬鈉發(fā)生化學反應生成氫氣，根據(jù)生成氣體物質(zhì)的量判斷含有的官能團；
（4）核磁共振氫譜圖中有幾個峰值則含有幾種類型的等效氫原子，峰面積之比等于氫原子的數(shù)目之比，結(jié)合A的分子式、含有的官能團確定A的結(jié)構(gòu)簡式；
（5）根據(jù)A的結(jié)構(gòu)簡式書寫反應方程式．

解答 解：（1）有機物質(zhì)的密度是相同條件下H₂的45倍，所以有機物質(zhì)的相對分子質(zhì)量=45×2=90，
故答案為：90；
（2）9.0gA的物質(zhì)的量=$\frac{9g}{90g/mol}$=0.1mol，濃硫酸增重5.4g，則n（H₂O）=$\frac{5.4g}{18g/mol}$=0.3mol，所含有n（H）=0.6mol，堿石灰增重13.2g，則n（CO₂）=$\frac{13.2g}{44g/mol}$=0.3mol，所以n（C）=0.3mol，n（A）：n（C）：n（H）=0.1mol：0.3mol：0.6mol=1：3：6，則有機物中碳個數(shù)是3，氫個數(shù)是6，根據(jù)相對分子質(zhì)量是90，所以氧原子個數(shù)=$\frac{90-12×3-6}{16}$=3，即分子式為：C₃H₆O₃，
故答案為：C₃H₆O₃；
（3）9.0gA的物質(zhì)的量為0.1mol，A和碳酸氫鈉反應說明A中含有羧基，生成2.24LCO₂（標準狀況），n（CO₂）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，所以含有一個羧基；
醇羥基和羧基都可以和金屬鈉發(fā)生反應生成氫氣，與足量金屬鈉反應則生成2.24LH₂（標準狀況），n（H₂）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，羧基或羥基與鈉反應生成氫氣時，羧基或羥基的物質(zhì)的量與氫氣的物質(zhì)的量之比為2：1，A與鈉反應時，A的物質(zhì)的量與氫氣的物質(zhì)的量之比是1：1，則說明A中除了含有一個羧基外還含有一個羥基，
故答案為：-COOH、-OH；
（4）根據(jù)核磁共振氫譜圖看出有機物中有4個峰值，則含4種類型的等效氫原子，且氫原子的個數(shù)比是3：1：1：1，所以結(jié)構(gòu)簡式為：，
故答案為：4；；
（5）由兩分子A發(fā)生酯化反應生成的6元環(huán)狀酯的結(jié)構(gòu)簡式為：，反應方程式為：2$→_{△}^{濃硫酸}$+2H₂O，
故答案為：2$→_{△}^{濃硫酸}$+2H₂O．

點評 本題考查有機物分子式與結(jié)構(gòu)的確定，是一道關(guān)于有機物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)知識的綜合推斷題，考查學生對知識的整合能力，難度中等，注意根據(jù)A和碳酸氫鈉、鈉反應時生成氣體體積判斷含有的官能團．