Question

本題16分，①下列兩幅譜圖是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₃CH₂CH₂OH和CH₃CH(OH)CH₃的兩種有機(jī)化合物的1H核磁共振譜圖。請(qǐng)判斷哪一幅是CH₃CH(OH)CH₃的1H—NMR譜圖，并說明理由。（6分）

②、0.2 mol有機(jī)物和0.4 mol O2在密閉容器中燃燒后的產(chǎn)物為CO2、CO和H2O（g）。燃燒后的這些產(chǎn)物經(jīng)過濃H2SO4后，質(zhì)量增加10.8 g；再通過灼熱的CuO充分反應(yīng)后，固體質(zhì)量減輕3.2 g，最后氣體再通過堿石灰被完全吸收，質(zhì)量增加17.6 g。（可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量H-1，C-12，O-16，Cu-64）

（1）推斷該有機(jī)物的分子式。（6分）

（2）若0.2 mol該有機(jī)物在與過量的金屬鈉完全反應(yīng)后放出4.48 L H2（標(biāo)準(zhǔn)狀況），試確定有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。（4分）?

 

Answer 1

【答案】

①A（3分） 理由：從結(jié)構(gòu)上分析，CH₃CH(OH)CH₃有三種不同化學(xué)環(huán)境的H，而CH₃CH₂CH₂OH有四種不同的H，故從圖上分析，A上有三個(gè)峰，而B有四個(gè)峰，故A是CH₃CH(OH)CH₃的¹H—NMR譜圖（3分）。

②（1）濃硫酸增加的質(zhì)量就是水的質(zhì)量，所以水是10.8g，物質(zhì)的量是0.6mol。CO通過灼熱的氧化銅又被氧化生成CO₂，所以有機(jī)物完全燃燒產(chǎn)生的CO₂是17.6g，物質(zhì)的量是0.4mol。根據(jù)方程式CO＋CuOCu＋CO₂可知，每消耗1molCO，固體質(zhì)量就減少16g，所以CO的物質(zhì)的量是3.2÷16＝0.2mol。即有機(jī)物燃燒生成物是0.2CO₂、0.2molCO和0.6mol水。所以根據(jù)原子守恒可知有機(jī)物中氧原子的物質(zhì)的量是0.4mol+0.2mol+0.6mol-0.4mol×2＝0.4mol，因此有機(jī)物的最簡(jiǎn)式為CH₃O。因?yàn)?個(gè)碳原子最多結(jié)合6個(gè)氫原子，所以化合物的分子式為C₂H₆O₂.

（2）標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L氫氣的物質(zhì)的量是0.2mol，因?yàn)?個(gè)羥基，生成1分子氫氣，所以有機(jī)物中羥基的個(gè)數(shù)是2個(gè)，因此是乙二醇，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOCH₂CH₂OH。

【解析】①考查有機(jī)物中氫原子種類的判斷。首先同一個(gè)碳原子上的氫原子是相同的，其次同一個(gè)碳原子所連接的所有甲基上的氫原子是相同的，再就是具有對(duì)稱性結(jié)構(gòu)的（類似于平面鏡成像中物體和像的關(guān)系）。所以CH₃CH₂CH₂OH和CH₃CH(OH)CH₃中的氫原子種類分別是4和3種。即CH₃CH(OH)CH₃的1H—NMR譜圖是A。

②考查有機(jī)物分子式及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的判斷。

（1）濃硫酸增加的質(zhì)量就是水的質(zhì)量，所以水是10.8g，物質(zhì)的量是0.6mol。CO通過灼熱的氧化銅又被氧化生成CO₂，所以有機(jī)物完全燃燒產(chǎn)生的CO₂是17.6g，物質(zhì)的量是0.4mol。根據(jù)方程式CO＋CuOCu＋CO₂可知，每消耗1molCO，固體質(zhì)量就減少16g，所以CO的物質(zhì)的量是3.2÷16＝0.2mol。即有機(jī)物燃燒生成物是0.2CO₂、0.2molCO和0.6mol水。所以根據(jù)原子守恒可知有機(jī)物中氧原子的物質(zhì)的量是0.4mol+0.2mol+0.6mol-0.4mol×2＝0.4mol，因此有機(jī)物的最簡(jiǎn)式為CH₃O。因?yàn)?個(gè)碳原子最多結(jié)合6個(gè)氫原子，所以化合物的分子式為C₂H₆O₂.

（2）標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L氫氣的物質(zhì)的量是0.2mol，因?yàn)?個(gè)羥基，生成1分子氫氣，所以有機(jī)物中羥基的個(gè)數(shù)是2個(gè)，因此是乙二醇，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOCH₂CH₂OH。