Question

10．为测定某有机物A的结构，设计了如下实验：①将4.6g该有机物完全燃烧，生成了0.2mol CO₂和5.4g H₂O；②用质谱仪实验得质谱图；③用核磁共振仪处理该化合物得核磁共振氢谱图，图中三个峰的面积比为1：2：3．试回答下列问题：（C-12，H-1，O-16）

（1）有机物A的相对分子质量为46．
（2）有机物A的实验式为C₂H₆O．
（3）A的分子式为C₂H₆O，结构简式为CH₃CH₂OH．

Answer 1

分析 （1）根据质荷比可知，有机物A的相对分子质量为46；
（2）根据n=$\frac{m}{M}$计算生成的水的物质的量，计算碳元素、氢元素的质量，根据质量守恒来判断有机物中是否含有氧元素，若含有氧元素，计算氧元素质量、氧原子物质的量，根据原子守恒确定有机物中C、H、O原子个数比值确定实验式；
（3）由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有3中化学环境不同的H原子，三种H原子数目之比为1：2：3，结合有机物的分子式确定其可能的结构．

解答 解：（1）根据质荷比可知，有机物A的相对分子质量为46；
故答案为：46；
（2）将4.6g该有机物完全燃烧，生成了0.2mol CO₂和5.4g H₂On（H₂O）=$\frac{5.4g}{18g/mol}$=0.3mol，n（H）=0.6mol，m（H）=0.6mol×1g/mol=0.3g，
则m（C）+m（H）=0.2×12g+0.6g=3g＜4.6g，故有机物含有O元素，且m（O）=4.6g-3g=1.6g，故n（O）=$\frac{1.6g}{16g/mol}$=0.1mol，
n（C）：n（H）：n（O）=0.2mol：0.6mol：0.1mol=2：6：1，即该有机物实验式为：C₂H₆O；
故答案为：C₂H₆O；
（3）该有机物的实验式为：C₂H₆O，H原子已经饱和C原子的四价结构，最简式即为分子式，由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有3中化学环境不同的H原子，三种H原子数目之比为1：2：3，有机物的分子式为：C₂H₆O，结构式为：CH₃CH₂OH；
故答案为：C₂H₆O；CH₃CH₂OH．

点评 本题考查有机物的推断，为高考常见题型，题目涉及分子式与结构确定等，题目难度中等，注意掌握燃烧法、原子守恒确定有机物的分子式的方法，试题侧重对基础知识与学生综合能力考查，注意对质谱图的简单认识．