某研究性学习小组为确定一种从煤中提取的液态烃X的结构.对其进行探究．步骤一:这种碳氢化合物蒸气通过热的氧化铜.氧化成二氧化碳和水.再用装有无水氯化钙和固体氢氧化钠的吸收管完全吸收．2.12g有机物X的蒸气氧化产生7.04g二氧化碳和1.80g水．步骤二:通过仪器分析得知X的相对分子质量为106．步骤三:用核磁共振仪测出X的1H核� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

3．某研究性学习小组为确定一种从煤中提取的液态烃X的结构，对其进行探究．

步骤一：这种碳氢化合物蒸气通过热的氧化铜（催化剂），氧化成二氧化碳和水，再用装有无水氯化钙和固体氢氧化钠的吸收管完全吸收．2.12g有机物X的蒸气氧化产生7.04g二氧化碳和1.80g水．
步骤二：通过仪器分析得知X的相对分子质量为106．
步骤三：用核磁共振仪测出X的¹H核磁共振谱有2个峰，其面积之比为2：3．如图Ⅰ．

步骤四：利用红外光谱仪测得X分子的红外光谱如图Ⅱ．
试填空：
（1）X的分子式为C₈H₁₀；X的习惯命名为对二甲苯．
（2）步骤二中的仪器分析方法称为质谱法．
（3）现有苯的同系物A分子式为C₁₀H₁₄，且能被KMnO₄酸性溶液氧化为分子式为C₈H₆O₄的芳香酸，则满足该条件的A的可能结构有9种．

分析（1）烃X的物质的量为$\frac{2.12g}{106g/mol}$=0.02mol，生成二氧化碳为$\frac{7.04g}{44g/mol}$=0.16mol，生成水为$\frac{1.8g}{18g/mol}$=0.1mol，则分子中N（C）=$\frac{0.16mol}{0.02mol}$=8、N（H）=$\frac{0.1mol×2}{0.02mol}$=10，故X的分子式为C₈H₁₀，X的红外光谱测定含有苯环，属于苯的同系物，而¹H核磁共振谱有2个峰，其面积之比为2：3，则X为；
（2）通过仪器分析得相对分子质量的方法为质谱法；
（3）能被氧化为芳香酸的苯的同系物的侧链与苯环相连的碳原子上有氢原子．

解答解：（1）烃X的物质的量为$\frac{2.12g}{106g/mol}$=0.02mol，生成二氧化碳为$\frac{7.04g}{44g/mol}$=0.16mol，生成水为$\frac{1.8g}{18g/mol}$=0.1mol，则分子中N（C）=$\frac{0.16mol}{0.02mol}$=8、N（H）=$\frac{0.1mol×2}{0.02mol}$=10，故X的分子式为C₈H₁₀，X的红外光谱测定含有苯环，属于苯的同系物，而¹H核磁共振谱有2个峰，其面积之比为2：3，则X为，名称为对二甲苯，
故答案为：C₈H₁₀；对二甲苯；
（2）步骤二通过仪器分析得知X的相对分子质量，该方法称为质谱法，
故答案为：质谱法；
（3）能被氧化为芳香酸的苯的同系物都有一个共同点：侧链与苯环相连的碳原子上有氢原子，产物中羧基数目等于苯的同系物分子中能被氧化的侧链数目，若苯的同系物能被氧化为分子式为C₈H₆O₄的芳香酸（二元酸），说明苯环上有两个侧链，可能是两个乙基，也可能是一个甲基和一个丙基，而丙基又有两种结构（-CH₂CH₂CH₃和），两个侧链在苯环上的位置又有邻位、间位和对位3种可能，故分子式为C₁₀H₁₄，有两个侧链的苯的同系物有3×3=9种结构；
故答案为：9．

点评本题考查有机物的推断、限制条件同分异构体书写，注意有机物研究的一般方法与步骤，难度中等，侧重考查学生的分析能力和计算能力．

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已知：

→

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按工业有关规定，利用原料所制得的原料气H₂和CO₂的物质的量之比，若最接近合成尿素的原料气NH₃（换算成H₂的物质的量）和CO₂的物质的量之比，则对原料的利用率最高．据此判断甲、乙、丙三个工厂哪个工厂对原料的利用率最高？丙．
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