专题13-红外光谱、质谱、核磁共振氢谱图表题(典题特训)-2019届高考化学图表题专项突破(解析版)
专题13-红外光谱、质谱、核磁共振氢谱图表
题(典题特训)-2019届高考化学图表题专项突破(解析版)
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
专题13 红外光谱、质谱、核磁共振氢谱图表题
【高考真题训练】
1.(2016年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试化学(海南卷))下列化合物在核磁共振氢谱中能出现两组峰,且其峰面积之比为2?1的有
A.乙酸甲酯 B.对苯二酚 C.2-甲基丙烷 D.对苯二甲酸
【解析】A.乙酸甲酯结构简式为CH3COOCH3,两个甲基所处化学环境不同,故分子中有2种H原子,原子数目之比为3:3,故A错误;B.对苯二酚()中含有2种氢原子,核磁共振氢谱能出现两组峰,且其峰面积之比为2:1,故B正确;C.2-甲基丙烷的结构简式为CH3CH(CH3)CH3,中含有2种氢原子,核磁共振氢谱能出现两组峰,且其峰面积之比为9:1,故C错误;D.对苯二甲酸()中含有2种氢原子,核磁共振氢谱能出现两组峰,且其峰面积之比为2:1,故D正确;故选:BD。
2.(2014年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试化学(浙江卷))某兴趣小组以苯和乙烯为主要原料,采用以下路线合成药物普鲁卡因:
已知:
(1)对于普鲁卡因,下列说法正确的是________。
A.可与浓盐酸形成盐B.不与氢气发生加成反应
C.可发生水解反应D.能形成内盐
(2)写出化合物B的结构简式________。
(3)写出B→C反应所需的试剂________。
(4)写出C+D→E的化学反应方程式________。
(5)写出同时符合下列条件的B的所有同分异构体的结构简式________。
①分子中含有羧基
②1H-NMR谱显示分子中含有苯环,且苯环上有两种不同化学环境的氢原子
(6)通常采用乙烯为原料制得环氧乙烷后与X反应合成D,请用化学反应方程式表示以乙烯为原料制备X的合成路线(无机试剂任选)。
【答案】(1)A、C
(2)
(3)酸性KMnO
4
溶液
(4)+HOCH
2CH
2
N(CH
2
CH
3
)
2
+H
2
O
(5)、、
(6)CH
2=CH
2
+HCl—→CH
3
CH
2
Cl,2CH
3
CH
2
Cl+NH
3
—→HN(CH
2
CH
3
)
2
+2HCl
【解析】有和CH
2=CH
2
化合生成A:。根据普鲁卡因对位结构确定B是
;再进一步氧化侧链,用酸性高锰酸钾溶液,得到C是
。
(5) B的同分异构体中:①分子中含有羧基,即-COOH;N原子只能与碳原子相连;②1H-NMR谱显示分子中含有苯环,且苯环上有两种不同化学环境的氢原子,说明两个侧链是对位结构。
3.(2014年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试化学(新课标I卷)〔化学—选修5:有机化学基础〕(15分)
席夫碱类化合物G在催化、药物、新材料等方面有广泛应用。合成G的一种路线如下:
已知以下信息:
①
②一摩尔B经上述反应可生居二摩尔C,且C不能发生银镜反应。
③D属于单取代芳烃,其相对分子质量为106。
④核磁共振氢谱显示F苯环上有两种化学环境的
⑤
回答下列问题:
(1)由A生成B的化学方程式为,反应类型为
(2)D的化学名称是,由D生成E的化学方程式为:
(3)G的结构简式为
(4)F的同分异构体中含有苯环的还有____种(不考虑立体异构)。其中核磁共振氢谱中有4组峰,且面积比为6:2:2:1的是_______。(写出其中的一种的结构简式)。
(5)由苯和化合物C经如下步骤可合成N-异丙基苯胺。
反应条件1所选择的试剂为____________;反应条件2所选择的试剂为________;I的结构简式为_____________。
【答案】(1),消去反应;
(2)乙苯;
(3);
(4)19;;;。
(5)浓硝酸、浓硫酸、加热50℃~60℃;Fe/稀HCl;
【解析】A的分子式为C
6H
13
Cl,为己烷的一氯代物,在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消
去反应得到B,1mol B发生信息①中氧化反应生成2mol C,且C不能发生银镜反应,B为对
称结构烯烃,且不饱和C原子没有H原子,故B为(CH
3)
2
C=C(CH
3
)
2
,C为(CH
3
)
2
C=O,逆
推可知A为(CH
3)
2
CH-CCl(CH
3
)
2
.D属于单取代芳烃,其相对分子质量为106,D含有一个
苯环,侧链式量=106-77=29,故侧链为-CH
2CH
3
,D为,核磁共振氢谱显示F苯
环上有两种化学环境的氢,故D发生乙基对位取代反应生成E为,由F的
分子式可知,E中硝基被还原为-NH
2
,则F为,C与F发生信息⑤中反应,分子间脱去1分子水形成N=C双键得到G,则G为,
(1)A发生消去反应生成B,反应方程式为C(CH
3)
2
Cl-CH(CH
3
)
2
+NaOH C(CH
3
)
2
=C
(CH
3)
2
+NaCl+H
2
O,该反应为消去反应,故答案为:C(CH
3
)
2
Cl-CH(CH
3
)
2
+NaOH C
(CH
3)
2
=C(CH
3
)
2
+NaCl+H
2
O;消去;
(2)E为,其名称是对硝基乙苯,D发生取代反应生成E,反应方程式为
+HNO
3+H
2
O,故答案为:对硝基乙苯;
+HNO
3+H
2
O;
(3)通过以上分析知,G结构简式为,故答案为:
;
(4)F为,含有苯环同分异构体中,若取代基为氨基、乙基,还有邻
位、间位2种,若只有一个取代基,可以为-CH(NH
2)CH
3
、-CH
2
CH
2
NH
2
、-NH-CH
2
CH
3
、-
CH
2NHCH
3
、-N(CH
3
)
2
,有5种;若取代为2个,还有-CH
3
、-CH
2
NH
2
或-CH
3
、-NHCH
3
,各有邻、
间、对三种,共有6种;若取代基有3个,即-CH
3、-CH
3
、-NH
2
,2个甲基相邻,氨基有2种
位置,2个甲基处于间位,氨基有3种位置,2个甲基处于对位,氨基有1种位置,共有
2+3+1=6种,故符合条件的同分异构体有:2+5+6+6=19,其中核磁共振氢谱为4组峰,且面
积比为6:2:2:1,说明含有2个-CH
3
,可以是
,故答案为:19;
。
(5)由苯与浓硝酸、浓硫酸在加热条件下得到H为硝基苯,硝基苯在Fe粉/盐酸条件下还有
得到I为,再与(CH
3)
2
C=O反应得到,最后加成反应还原得到
,故反应条件1所选用的试剂为:浓硝酸、浓硫酸,反应条件2所选用的试剂为:Fe粉/稀盐酸,I的结构简式为,故答案为:浓硝酸、浓硫酸;Fe粉/盐酸;
。
【变式训练】
1.已知某有机物A的核磁共振氢谱如上图所示,下列说法中,错误的是( )
A.若 A的分子式为C
3H
6
O
2
,则其结构简式为CH
3
COOCH
3
B.由核磁共振氢谱可知,该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子C.仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数
D.若A的化学式为C
3H
6
O
2
,则其同分异构体至少有三种
【答案】A
【解析】核磁共振氢谱中有几个峰就有几种H原子,峰的面积之比等于H原子数目之比,有
机物C
3H
6
O
2
的PMR谱有三个信号蜂,其强度比为3:2:1,分子中有3种化学环境不同的H原
子,且H原子数目依次为3、2、1。A.核磁共振氢谱中有3个峰,有3种H原子,A错误; B.核磁共振氢谱中有几个峰就有几种H原子,峰的面积之比等于H原子数目之比,该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子,且个数之比为1:2:3,B正确;C.核磁共振氢谱能确定H原子的种类,仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数,C正确;D.若A的化学
式为C
3H
6
O
2
,该物质可能是CH
3
CH
2
COOH、CH
3
COOCH
3
、HCOOCH
2
CH
3
、、
等,因此其同分异构体至少有三种,D正确;故合理选项是A。
2.有机物乙(分子式为C
3H
6
O
3
)可由葡萄糖发酵得到,也可从酸牛奶中提取。纯净的乙为无色
粘稠液体,易溶于水。乙的核磁共振氢谱如图,则乙的名称为______________
【答案】羧基2-羟基丙酸或乳酸
【解析】从核磁共振则氢谱分析,该物质含有四种氢原子,且比例为1:1:1:3,说明含有一个甲基,结构简式为CH
CH(OH)COOH,名称为2-羟基丙酸或乳酸。
3
3.某有机化合物A经李比希法测得其中含碳为70.59%、含氢为 5.88%,其余含有氧。现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子结构。
方法一:用质谱法分析得知A的相对分子质量为136。
方法二:核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有4个峰,其面积之比为1∶2∶2∶3。如下图。方法三:利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱,如下图。
(1)分子中共有____种化学环境不同的氢原子。
(2)A的分子式为____。
(3)该物质属于哪一类有机物____。
(4)A的分子中只含一个甲基的依据是____(填序号)。
a.A的相对分子质量
b.A的分子式
c.A的核磁共振氢谱图
d.A分子的红外光谱图
(5)A的结构简式为____________________________________________。
(6)A的芳香类同分异构体有多种,其中又同时符合下列条件:①属于酯类;②分子结构中含有一个甲基。则该芳香类A的同分异构体共有___种。
【答案】(1)4(2)C
8H
8
O
2
(3)酯类(4)bc (5) (6)4
【解析】(1)由核磁共振氢谱可知A有4个峰,所以A分子中共有4种化学环境不同的氢原子,故答案为:4。(2)已知A中含碳为70.59%、含氢为5.88%,含氧23.53%,列式计
算,求得A的实验式为C
4H
4
O,设A的分子
式为(C
4H
4
O)
n
,又有A的相对分子质量为136,可得n=2,分子式为C
8
H
8
O
2
;故答案为:
C 8H
8
O
2
。(3)从红外光谱可知8个碳原子中有6个C在苯环中,还有C=O、C—O—C、C—H这
些基团,可推测含有的官能团为酯基,所以A是酯类;故答案为:酯类。(4)A的分子式为
C 8H
8
O
2
,A的核磁共振氢谱有4个峰,其面积之比为1∶2∶2∶3,因为1个甲基含有3个氢原
子,结合A的分子式,可知A分子中只含一个甲基,故选bc;故答案为:bc。(5)综上所述可推出A的结构简式为;故答案为:。(6)A的芳香类同分异构体有多种,能发生水解反应的一定含有酯基官能团,又分子结构中含有一个甲基,
所以该类A的同分异构体有CH
3——C6H
4
OOCH,可以有苯环上邻位、间位、对位三种结构,再加
上C
6H
5
COOCH
3
,所以共有4种结构;故答案为:4。
4.在最新的家用汽车的调查中发现,新车中气体的质量不符合标准.汽车污染主要来源于汽车配件及材料,它们都会产生大量的有毒有机物.其中一种有毒物质A,为了测定有机物A 的结构,做如下实验:
①将9.2g该有机物完全燃烧,生成标况下15.68L的CO
2
和7.2g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;
(1)则由图可知该分子的相对分子质量是________,有机物A的分子式为_________。
(2)用核磁共振仪处理该化合物,得到如下图所示图谱,图中四个峰的面积之比是1∶2∶2:3,则有机物的名称为________,写出该物质和浓硝酸浓硫酸混合物制烈性炸药的反应方程式________反应类型_______
【答案】(1)92 C
7H
8
(2)甲苯取代反应
【解析】(1)由质谱图可以看出最大质核比为92,说明该气体的相对分子质量为92,9.2g
该有机物的物质的量为0.1mol,0.1mol该有机物完全燃烧,生成标况下15.68L的CO
2
和
7.2g水,n(C)==0.7mol,含有H原子的物质的量为n(H)=2n(H
2
O)
=2=0.8mol,则1mol该有机物中含有C原子为7mol,含有H原子的物质的量为
8mol,12×7+1×8=92,恰好等于物质的相对分子质量,因此该有机物的分子式C
7H
8
,故答案
为:92,C
7H
8。
(2)由核磁共振氢谱中有4个吸收峰,四个峰的面积之比是1∶2∶2:3,结合物质的分子式可判断出该物质是甲苯,甲苯与浓硝酸浓硫酸的混合物反应生成三硝基甲苯,制烈性炸
药,反应方程式为:,该反应为取代反应,故答案为:甲苯,,取代反应。
5.某海关为测定进口有机物A的结构,做了如下实验:
A.将一定量的有机物A完全燃烧,测得碳、氢的质量分数分别为52.17%和13.04%;
B.获取的各种谱图如下:
请回答下列问题。
(1)由红外光谱图可知,有机物A中至少有______种不同的化学键。
(2)有机物A的结构简式为 ____________ 。
(3)以有机物A为原料可合成很多有机物,如①CH
3CH=CHCH
3
②HOCH
2
COOH ③CH
3
COOC
2
H
5
④
CH
3CH
2
OCH
2
CH
3
⑤⑥C
4
H
6
O
a.有机物②的化学名称为_____________ 。
b.有机物⑥所含官能团的名称为 ___________________________。
c.等物质的量的有机物②和③完全燃烧,消耗标准状况下的O
2
的体积比为_________ 。
d.有机物⑤的一种同分异构体为对二甲苯,对二甲苯的一氯取代物有_____种。
e.有机物④的同分异构体有多种,其中含有三个甲基的醇类有机物的结构简式为 _______;核磁共振氢谱中有三组峰,且峰面积之比为6:3:1的有机物的结构简式为_____________ 。
【答案】(1)3 (2)CH
3CH
2
OH(3)a.2—羟基乙酸b .碳碳双键和醛基c.3:10d. 2 e.(CH
3
)
3
COH
CH
3CH(CH
3
)OCH
3
【解析】由题意有机物A中碳、氢的质量分数分别为52.17%、13.04%,其余为氧,质谱分析得知其相对分子质量为46,则N(C)==2,,N(H)==6,N(O)
==1,则有机物A的分子式为C
2H
6 O。
(1)由红外光谱图可知,有机物A分子中至少含有C-H键、C-O键、O-H键三种不同的化学键,故答案为:3;(2)核磁共振氢谱显示其有三种氢原子,且个数比为1:2:3,则A的
结构简式为CH
3CH
2
OH,故答案为:CH
3
CH
2
OH;(3)a、HOCH
2
COOH分子中含有的官能团为羟基
和羧基,依据有机物的命名原则,其名称为2—羟基乙酸,故答案为:2—羟基乙酸;b、由
C 4H
6
O的球棍模型可知其结构简式为CH
3
CH=CHCHO,含有的官能团为碳碳双键和醛基,故答案
为:碳碳双键和醛基;c、HOCH
2COOH的分子式为C
2
H
4
O
3
,1mol该有机物完全燃烧消耗氧气的
物质的量为1.5mol,CH
3COOC
2
H
5
的分子式为C
4
H
8
O
2
,1mol该有机物完全燃烧消耗氧气的物质的
量为5mol,则标准状况下的O
2
的体积比为3:10,故答案为:3:10;d、对二甲苯结构对称,
分子中含有2类氢原子,一氯取代物有2种,故答案为:2;e、CH
3CH
2
OCH
2
CH
3
的分子式为
C 4H
10
O,其同分异构体中含有三个甲基的醇类的结构简式为(CH
3
)
3
COH;其同分异构体中核磁
共振氢谱中有三组峰,且峰面积之比为6:3:1,说明分子中含有3类氢原子,有3个甲基和
一个CH,其中有2个甲基等效,结构简式为CH
3CH(CH
3
)O CH
3
,故答案为:(CH
3
)
3
COH;
CH
3CH(CH
3
)OCH
3
。
6.为测定某有机化合物A的结构,进行如下实验:Ⅰ.分子式的确定:
(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧,实验测得生成7.2gH
2O和13.2gCO
2
,消耗氧气
10.08L(标准状况),则该物质中各元素的原子个数之比是____________________。
(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量,得到如图①所示质谱图,则其相对分子质量为________,该物质的分子式是_______________。
(3)根据价键理论,预测A可能的结构简式: _________________________。
Ⅱ.结构式的确定:
(4)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(信号),根据峰值可以确定分子中氢原子的种类和数目。经测定,有机物A的核磁共振氢谱如图②,则A的结构简式为___________________________。
【答案】Ⅰ.(1)N(C):N(H):N(O)=3:8:1(2)60 C
3H
8
O(3)CH
3
CH
2
CH
2
OH、CH
3
CH
2
OCH
3
、
、CH
3CH
2
-O-CH
3
(4)CH
3
CH
2
-O-CH
3
【解析】(1)n(H
2O)==0.4mol,n(H)=2n(H
2
O)=0.8mol;n(CO
2
)==0.3mol,
n(C)= n(CO
2)=0.3mol,n(O
2
)==0.45mol,所以有机物A中含有的O原子的物质的
量为n(O)=n(H
2O)+2n(CO
2
)-2n(O
2
)=0.4mol+2×0.3mol-2×0.45mol=0.1mol,所以该物质中各元
素的原子个数之比是N(C):N(H):N(O)=3:8:1;
(2)根据质谱图可知,该物质的最大质荷比是60,因此相对分子质量为60,由于该化合物分
子中各元素的原子个数之比是N(C):N(H):N(O)=3:8:1,则最简式为C
3H
8
O,其式量为
60,等于物质的相对分子质量,所以该物质的分子式为C
3H
8 O;
根据A的核磁共振氢谱图可知:该物质分子中有3种H原子,个数比为3:3:2,由于分子中只含有8个H原子,因此这三种H原子个数分别是3、3、2;
(4)根据C原子价电子数及物质分子中含有的O、H原子个数可知A可能是CH
3CH
2
CH
2
OH、
CH
2CH(OH)CH
3
、、CH
3
CH
2
—O—CH
3
;
(5)根据A的核磁共振氢谱图中有3个吸收峰,结合的H原子的个数及个数比,可知物质的结
构简式为CH
3CH
2
—O—CH
3
。
7.在最新的家用汽车的调查中发现,新车中气体的质量不符合标准.汽车污染主要来源于汽车配件及材料,它们都会产生大量的有毒有机物.其中一种有毒物质A,为了测定有机物A 的结构,做如下实验:
①将9.2g该有机物完全燃烧,生成标况下15.68L的CO
2
和7.2g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;
(1)则由图可知该分子的相对分子质量是________,有机物A的分子式为_________。
(2)用核磁共振仪处理该化合物,得到如下图所示图谱,图中四个峰的面积之比是1∶2∶2:3,则有机物的名称为________,其苯环上的一氯代物有_______种。若将有机物A与氢气完全加成,则加成后的有机物的一氯代物共有________种。
【答案】(1)92 C
7H
8
(2)甲苯 3 5
【解析】(1)从质谱图中可以最大质荷比是92,说明该气体的相对分子质量为92,9.2g该有
机物的物质的量是0.1mol,0.1mol该完全燃烧,生成标况下15.68L的CO
2
和7.2g水,n(C)=
15.68L÷22.4L/mol=0.7mol,含有H原子的物质的量是n(H)=2n(H
2
O)=2×7.2g÷
18g/mol=0.8mol,则1mol物质中含有C原子为7mol,含有H原子的物质的量为8mol,12×
7+1×8=92,恰好等于物质的相对分子质量,因此该物质的分子式为C
7H
8;
(2)由核磁共振氢谱中有4个吸收峰,结合物质的分子式可判断出该物质是甲苯,结构简式为
,其苯环上的一氯代物有3种。Cl原子分别位于苯环上甲基的邻位、间位、对位;若甲苯与氢气完全加成,则加成后的有机物是甲基环己烷,该物质分子内含有5种不同位置的H原子,表示为,因此该物质的一氯代物共有5种。
8.A和B两种有机物可以互溶,有关性质如下:
物质密度(g·cm-3) 熔点/℃沸点/℃溶解性
A 0.7893 -117.3 78.5 与水以任意比混溶
B 0.7137 -116.6 34.5 不溶于水
(1)要除去A和B的混合物中的少量B,可采用的_______________方法可得到A。
A.蒸馏
B.重结晶
C.萃取
D.加水充分振荡,分液
(2)将有机物A置于氧气流中充分燃烧,A和氧气恰好完全反应且消耗6.72L(标准状况)氧
气,生成5.4gH
2O和8.8gCO
2
,则该物质的实验式是__________;质谱图显示,A的相对分子
质量为46,又已知有机物A的核磁共振氢谱如图所示,则A的结构简式为
________________。
(3)下图是B的质谱图,则其相对分子质量为 ________ ,
(4)B的红外光谱如图所示,则B的结构简式为__________________________。
【答案】(1)A(2)C
2H
6
O CH
3
CH
2
OH(3)74 (4)CH
3
CH
2
-O-CH
2
CH
3
【解析】(1)由表格中的信息可知,A. B两种有机物互溶,但沸点不同,则选择蒸馏法分
离,故A正确;故答案为:A;
(2)根据质量守恒定律可知,化合物中所含C元素质量为:8.8g×=2.4g,所含H元素质量为:5.4g×=0.6g,二氧化碳和水中的氧元素质量之和为(8.8g?2.4g)+(5.4g?0.6g)=11.2g,而氧气的质量为×32g/mol=9.6g,所以有机物中氧元素质量为11.2g?9.6g=1.6g,
n(C):n(H):n(O)= ::=2:6:1,所以化合物的最简式是C
2H
6
O,在最简式C
2
H
6
O
中,C、H原子已经达到饱和,其实验式即为分子式,即分子式为C2H6O,该化合物可能为乙醇,也可能为二甲醚,而核磁共振氢谱表明其分子中有三种化学环境不同的氢原子,强度之比为3:2:1,则该化合物为乙醇,结构简式为CH3CH2OH;故答案为:C2H6O,CH3CH2OH;
(3)由物质B的质谱图可知,B的相对分子质量为74,故答案为:74;
(4)由物质B的红外光谱可知,物质B存在对称的甲基、对称的亚甲基和醚键可得分子的结构
简式为:CH
3CH
2
OCH
2
CH
3
,故答案为:CH
3
CH
2
OCH
2
CH
3
;
9.为测定某有机化合物A的结构,进行如下实验: I. 分子式的确定:
(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧,实验测得:生成5.4g H
2O和8.8g CO
2
,消耗氧气
6.72L(标准状况下),则该物质的实验式是__________.
(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量,得到如图①所示质谱图,则其相对分子质量为__________,该物质的分子式是__________.
(3)根据价键理论,预测A的可能结构并写出结构简式__________.
II.结构式的确定:
(4)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(信号),根据峰值(信
号)可以确定分子中氢原子的种类和数目.例如:甲基氯甲基醚(Cl﹣CH
2﹣O﹣CH
3
)有两种氢原子
如图②.经测定,有机物A的核磁共振氢谱示意图如图③,则A的结构简式为__________.
【答案】(1)C
2H
6
O (2)46 C
2
H
6
O (3) CH
3
CH
2
OH或CH
3
OCH
3
(4)CH
3
CH
2
OH
【解析】I.(1)由题意可知n(H
2O) = = 0.3 mol,n(CO
2
) = = 0.2 mol,n(O
2
)
= =0.3 mol,
根据氧原子守恒可知有机物中含有n(O)=0.3 mol+0.2 mol×2?0.3 mol×2=0.1 mol,
则有机物中N(C):N(H):N(O) = 0.2mol:0.6mol:0.1mol = 2:6:1,实验式为C
2H
6 O,
故答案为:C
2H
6 O;
(2)该物质中各元素的原子个数比为N(C):N(H):N(O)=2:6:1,则最简式为C
2H
6
O,其相
对分子质量为46,则有机物的分子式为C
2H
6
O,故答案为:46;C
2
H
6
O;
(3)有机物的分子式为C
2H
6
O,分子中可能存在C?C、C?H、C?O、O?H等化学键,可能的
结构简式有CH
3CH
2
OH或CH
3
OCH
3
,故答案为:CH
3
CH
2
OH或CH
3
OCH
3
;
Ⅱ.(4)有机物A分子中有三种不同化学环境的氢原子,应为乙醇,即CH
3CH
2
OH,二甲醚只
有一种不同化学环境的氢原子,故答案为:CH
3CH
2
OH;
10.测定有机化合物中碳和氢的组成常用燃烧分析法,下图是德国化学家李比希测定有机物
组成的装置,氧化铜作催化剂,在750℃左右使有机物在氧气流中全部氧化为CO
2和H
2
O,用
含有固体氢氧化钠和氯化钙的吸收管分别吸收CO
2和H
2
O。
试回答下列问题:
(1)甲装置中盛放的是________,甲、乙中的吸收剂能否颠倒________。
(2)实验开始时,要先通入氧气一会儿,然后再加热,为什么 _____________________。
(3)将4.6 g有机物A进行实验,测得生成5.4 g H
2O和8.8 g CO
2
,则该物质中各元素的原
子个数比是________。
(4)经测定,有机物A的核磁共振氢谱示意图如图,则A的结构简式为__________________。
【答案】(1)CaCl
2
不能(2)将装置中的空气排尽,否则会因空气中含有二氧化碳和水蒸气
而影响测定结果的准确性(3) N(C)):N(H):N(O)=2:6:1(4)CH
3CH
2
OH
【解析】有机物完全氧化为CO
2和H
2
O,先用氯化钙吸收水蒸气,再用氢氧化钠吸收二氧化
碳,来测定生成的CO
2、H
2
O的量,根据其中含有的C、H质量和与有机物A质量大小判断有机
物质中是否含有O元素,若含有O元素,计算出O原子物质的量,来确定实验式,即确定有机物的最简式,若最简式中H原子已经饱和C原子的四价结构,则最简式就是分子式,否则需要知道有机物相对分子质量来确定分子式。有机物A的核磁共振氢谱有3个吸收峰,说明分子中含有3种H原子。注意在实验开始时,要先通入氧气排尽装置内空气,否则会影响实验的测定,导致误差。
(1)因为固体氢氧化钠能同时吸收CO
2和H
2
O,导致无法确定生成H
2
O和CO
2
的质量,所以要先
用氯化钙吸收水蒸气,再用氢氧化钠吸收二氧化碳,甲、乙中的吸收剂不能颠倒;
(2) 实验开始时,要先通入氧气一会儿,将装置中的空气排尽,然后再加热,否则会因空气中含有二氧化碳和水蒸气而影响测定结果的准确性;
(3)生成水物质的量为n(H
2O)=,n(H)=2n(H
2
O)=0.6mol;生成二氧化碳的物
质的量为n(CO
2)=,n(C)=n(CO
2
)=0.2mol,氧原子物质的量为
n(O)==0.1mol,故有机物A中N(C)):N(H):N(O)=0.2:
0.6:0.1=2:6:1;
(4)由于有机物A否则中N(C)):N(H):N(O)=2:6:1,在最简式中,H原子已经饱和碳的四
价结构,则有机物分子式为C
2H
6
O,由于有机物A的核磁共振氢谱有3个吸收峰,说明分子结
构中含有3种不同环境的H原子,故有机物A的结构简式为:CH
3CH
2
OH。