Question

4．为了测定某有机物A的结构，做如下实验：
①将3.1g该有机物完全燃烧，生成0.1mol CO₂和2.7g水；
②用质谱仪测定其相对分子质量，得如图所示的质谱图；
③其核磁共振氢谱如图

试回答下列问题：
（1）有机物A的相对分子质量是62．
（2）有机物A的实验式是CH₃O．
（3）有机物的结构简式为CH₂OHCH₂OH
（4）若以分子量为28的某烃为原料合成机物A，则所经过的反应类型为加成反应→取代反应（填反应名称用→连接）

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；
（3）由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有2中化学环境不同的H原子，2种H原子数目之比为2：1，结合有机物的分子式确定其可能的结构；
（4）分子量为28的气态烃是C₂H₄，乙烯和氯气发生加成反应再水解生成乙二醇．

解答 解：（1）在A的质谱图中，最大质荷比为62，所以其相对分子质量也是62，故答案为：62；
（2）3.1g有机物燃烧生成0.1mol CO₂，?2.7g水，
则n（C）=n（ CO₂）=0.1mol，m（C）=0.1mol×12g/mol=1.2g，
n（H₂O）=$\frac{2.7g}{18g/mol}$=0.15mol，n（H）=0.3mol，m（H）=0.3mol×1g/mol=0.3g，
则m（C）+m（H）=1.2g+0.3g=1.5g＜3.1g，故有机物含有O元素，且m（O）=3.1g-1.5g=1.6g，故n（O）=$\frac{1.6g}{16g/mol}$=0.1mol，
n（C）：n（H）：n（O）=0.1mol：0.3mol：0.1mol=1：3：1，即该有机物最简式为CH₃O，
故答案为：CH₃O；
（3）根据相对分子质量是62，最简式为CH₃O，有机物的分子式为C₂H₆O₂，由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有2中化学环境不同的H原子，2种H原子数目之比为2：1，有机物A的分子式为C₂H₆O₂，故该有机物结构式为CH₂OHCH₂OH，
故答案为：CH₂OHCH₂OH；
（4）分子量为28的气态烃是C₂H₄，乙烯和氯气发生加成反应生成1，2-二氯乙烷，1，2-二氯乙烷水解生成乙二醇，
故答案为：加成反应→取代反应．

点评 本题考查有机物分子式与结构确定等，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．