Question

7．为了测定某有机物A的结构，做如下实验；
①将4.6 g该有机物完全燃烧，生成0.2mol CO2和5.4g水；
②用质谱仪测定其相对分子质量，得如图一所示的质谱图；
③用核磁共振仪处理该化合物，得到如图二所示谱图，图中三个峰的面积之比是1：2：3．

试回答下列问题：
（1）有机物A的相对分子质量是46．
（2）有机物A的结构简式是CH₃CH₂OH．
（3）写出有机物A的同分异构体的结构简式CH₃OCH₃．
（4）写出由有机物A制备1，2-二氯乙烷过程的方程式CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O，CH₂=CH₂+Cl₂→CH₂ClCH₂Cl．

Answer 1

分析 （1）根据质荷比可知，有机物A的相对分子质量；
（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，根据质量守恒判断有机物A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A中C、H、O原子个数比值确定最简式，再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；
（3）醇的同分异构包括同类异构和不同类异构，而同类异构可以视为醇羟基的取代，而不同类可以视为醚键插在碳碳键之间；
（4）首选CH₃CH₂OH在浓硫酸，170℃作用下发生消去反应，得到的乙烯与氯气发生加成反应即可．

解答 解：（1）在A的质谱图中，最大质荷比为46，所以其相对分子质量也是46，故答案为：46；
（2）将4.6 g该有机物完全燃烧，生成0.2mol CO2和5.4g水，则2.3g该有机物完全燃烧，生成0.1mol CO₂和2.7g H₂O，2.3 g该有机物中，n（C）=n（CO₂）=0.1 mol，含有的碳原子的质量为m（C）=0.1 mol×12 g•mol^-1=1.2 g，氢原子的物质的量为：n（H）=$\frac{2.7g}{18g/mol}$×2=0.3 mol，氢原子的质量为m（H）=0.3 mol×1 g•mol^-1=0.3 g，该有机物中m（O）=2.3 g-1.2 g-0.3 g=0.8 g，氧元素的物质的量为n（O）=$\frac{0.8g}{16g/mol}$=0.05 mol，则n（C）：n（H）：n（O）=0.1 mol：0.3 mol：0.05 mol=2：6：1，所以A的实验式是C₂H₆O，2 个碳原子6个氢达饱和反应分子式为：C₂H₆O，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，故该有机物结构式为CH₃CH₂OH，
故答案为：CH₃CH₂OH；
（3）CH₃CH₂OH无同类同分异构，只有不同类异构醚，即甲醚，结构简式为：CH₃OCH₃，故答案为：CH₃OCH₃；
（4）首选CH₃CH₂OH在浓硫酸，170℃作用下发生消去反应，得到的乙烯与氯气发生加成反应，所以反应方程式为：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O，CH₂=CH₂+Cl₂→CH₂ClCH₂Cl，故答案为：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O，CH₂=CH₂+Cl₂→CH₂ClCH₂Cl．

点评 本题考查有机物分子式与结构确定、同分异构体的书写等，难度中等，注意燃烧法利用原子守恒确定有机物的分子式，侧重对基础知识与学生综合能力考查，注意对有机谱图的简单认识．