Question

20．有機物A可由葡萄糖發(fā)酵得到，也可從酸牛奶中提取．純凈的A為無色粘稠液體，易溶于水．為研究A的組成和結(jié)構(gòu)，進行如下實驗：
已知：①2R-COOH+2Na→2R-COONa+H₂↑
②R-COOH+NaHCO₃→R-COONa+CO₂↑+H₂O

實驗步驟	解釋或?qū)嶒灲Y(jié)論
（1）取9.0g有機物A加熱使其氣化，測得其密度是相同條件下H2的45倍	（1）由此可知A的相對分子質(zhì)量為90．
（2）將9.0gA在足量O2中充分燃燒，其產(chǎn)物依次緩緩?fù)ㄟ^濃硫酸、堿石灰，兩者分別增重5.4g和13.2g．	（2）由此可知A的分子式為C3H6O3．
（3）另取A9.0g，跟足量的NaHCO3粉末反應(yīng)，生成CO2氣體2.24L；9.0gA若與足量金屬鈉反應(yīng)生成H2也是2.24L（氣體體積皆為標準狀況下測得）．	（3）由此可知A中含有官能團有．（填結(jié)構(gòu)簡式）-COOH、-OH
（4）A的核磁共振氫譜如下圖：	（4）由此可知A中含有4種不同性質(zhì)的氫原子 （5）綜上，A的結(jié)構(gòu)簡式為．

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）濃硫酸吸收水，堿石灰可以吸收二氧化碳，根據(jù)元素守恒來確定有機物的分子式；
（3）羧基可以和碳酸氫鈉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成二氧化碳，強既可以和金屬鈉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氫氣；
 （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；
（5）峰面積之比等于氫原子的數(shù)目之比，結(jié)合以上分析確定A的結(jié)構(gòu)簡式．

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=$\frac{9.0g}{90g/mol}=0.1mol$，濃硫酸增重5.4g，則生成水的質(zhì)量是5.4g，生成n（H₂O）=$\frac{5.4g}{18g/mol}$=0.3mol，所含有n（H）是0.6mol，堿石灰增重13.2g，生成m（CO₂）是13.2g，n（CO₂）=$\frac{13.2g}{44g/mol}$=0.3mol，所以n（C）是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)是3，即分子式為：C₃H₆O₃，故答案為：C₃H₆O₃；
（3）9.0gA的物質(zhì)的量=$\frac{9.0g}{90g/mol}=0.1mol$，A和碳酸氫鈉反應(yīng)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(yīng)生成氫氣，與足量金屬鈉反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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，故答案為：4；
（5）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：．

點評 本題綜合考查有機物推斷，側(cè)重考查學(xué)生對知識的整合能力、分析和計算能力，難度較大，注意A和鈉反應(yīng)時，不僅羥基和鈉反應(yīng)，羧基也和鈉反應(yīng)，為易錯點．