Question

【題目】利用核磁共振技術(shù)測(cè)定有機(jī)物分子的三維結(jié)構(gòu)的研究獲得了2002年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。在有機(jī)物分子中，不同氫原子的核磁共振譜中給出的峰值（信號(hào)）也不同，根據(jù)峰值（信號(hào)）可以確定有機(jī)物分子中氫原子的種類和數(shù)目。例如二乙醚的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：CH3—CH2—O—CH2—CH3

其核磁共振譜中給出的峰值（信號(hào)）有兩個(gè)，如下圖（一）所示：

（一） （二）

（1）下列物質(zhì)中，其核磁共振氫譜中給出的峰值（信號(hào)）只有一個(gè)的是 。

A．CH3CH3 B．CH3COOH

C． CH3COOCH3 D．CH3OCH3

（2）化合物A和B的分子式都是C2H4Br2, A的核磁共振氫譜圖如上圖（二）所示，則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為： ，請(qǐng)預(yù)測(cè)B的核磁共振氫譜上有 個(gè)峰（信號(hào)），其峰面積之比為 。

（3）①某有機(jī)物含有碳、氫、氧三種元素,其中含碳40%,含氫6.67%,則該有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式為 ，若該有機(jī)物的蒸氣密度是相同狀況下氫氣氣體密度的30倍,試確定該有機(jī)物分子式 ，若該有機(jī)物既能與金屬鈉反應(yīng)又能與碳酸氫鈉反應(yīng)，試推測(cè)該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 。

②同分異構(gòu)現(xiàn)象的廣泛存在是造成有機(jī)物種類繁多的重要原因之一，丁烯有多種同分異構(gòu)體，其中存在順?lè)串悩?gòu)的結(jié)構(gòu)命名為 。

③有機(jī)物CH3OH是CH3CH2OH的一種同系物，CH3OH可用于設(shè)計(jì)堿性燃料電池（電解質(zhì)為KOH溶液），寫出該電池的正極電極反應(yīng)式 ，若反應(yīng)過(guò)程中有3mol 電子轉(zhuǎn)移，則反應(yīng)掉CH3OH的質(zhì)量為 g

Answer 1

【答案】（1）AD（2）（4分）BrCH2CH2Br；2；3：1（或1：3）

（3）①CH2O；C2H4O2；CH3COOH②2-丁烯；③（4分）O2+2H2O+4eˉ=4OHˉ；16

【解析】

試題分析：（1）考查有機(jī)物中氫原子種類的判斷。一般同一個(gè)碳原子上的氫原子是相同的，同一個(gè)碳原子所連接的甲基上的氫原子是相同的，具有對(duì)稱性結(jié)構(gòu)（1）A．CH3CH3中只有一種H原子，A正確；B．CH3COOH中有兩種H原子，B錯(cuò)誤；C．CH3COOCH3中有兩種H原子，C錯(cuò)誤；D．CH3OCH3中只有一種H原子，D正確；

（2）核磁共振氫譜中只給出一種峰，說(shuō)明該分子中只有1種H原子，則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為BrCH2CH2Br，B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CHBr2，有兩種H原子，所以核磁共振氫譜上有2個(gè)峰，所以為BrCH2CH2Br；B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CHBr2含有的峰為2個(gè)，其峰面積之比為3：1；

（3）N（C）：N（H）：N（O）＝40%/12:6.67%/1:（1-40%-6.67%）/16==1:2:1,實(shí)驗(yàn)式：CH2O；若該有機(jī)物的蒸氣密度是相同狀況下氫氣氣體密度的30倍,則有機(jī)物的摩爾質(zhì)量為30×2=60．若該有機(jī)物既能與金屬鈉反應(yīng)又能與碳酸氫鈉反應(yīng)，說(shuō)明該有機(jī)物含有羥基，又含有羧基，有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：CH3COOH

②丁烯結(jié)構(gòu)有：1-丁烯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH3-CH2-CH=CH2；2-丁烯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH3-CH=CH-CH3，其中-丁烯結(jié)構(gòu)存在順?lè)串悩?gòu)。

③CH3OH在堿性環(huán)境下與氧氣反應(yīng)生成碳酸鉀和水；這是一個(gè)堿性燃料電池，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)：CH3OH- 6eˉ+8OH-=CO32-+6H2O; 正極發(fā)生還原反應(yīng)：O2 + 2H2O + 4eˉ== 4OHˉ；根據(jù)關(guān)系式計(jì)算轉(zhuǎn)移3摩爾電子，消耗甲醇0.5摩爾，質(zhì)量為16克。