Question

【題目】(1)某種苯的同系物0.1mol在足量的氧氣中完全燃燒，將產生的高溫氣體依次通過濃硫酸和氫氧化鈉溶液，使濃硫酸增重9g，氫氧化鈉溶液增重35.2g。實踐中可根據核磁共振氫譜(PMR)上觀察到氫原子給出的峰值情況，確定有機物的結構。此含有苯環的有機物，在PMR譜上峰給出的穩定強度僅有四種，它們分別為：①3∶1∶1 ②1∶1∶2 ∶6 ③3∶2 ④3∶2∶2∶2∶1 ，請分別推斷出其對應的結構：

①_______________________________； ②______________________________；

③_______________________________； ④______________________________。

(2)下表中括號內物質為所含的少量雜質，請選用適當的試劑和分離裝置將雜質除去，并將所選的試劑及裝置的編號填入表中。

試劑：①水； ②氫氧化鈉； ③溴水； ④酸性高錳酸鉀

分離裝置：A.分液裝置； B.蒸餾裝置； C.洗氣裝置；

	需加入的試劑	分離裝置
乙烷(乙烯)	__________________	__________________
乙醇(乙酸)	__________________	__________________

Answer 1

【答案】 ③ C ④ B

【解析】

(1)濃硫酸增重質量為水的質量，根據水的質量計算其中含有的H原子的物質的量；氫氧化鈉溶液增重的質量為CO2的質量，根據CO2的質量計算其中含有的C原子的物質的量，進而可推算出1mol有機物中含有C、H的物質的量，得到其分子式，根據核磁共振氫譜可知有幾種性質不同的H，且知道了原子個數比，以此可確定有機物的分子式，并書寫結構簡式；

(2)乙烯與溴水反應，而乙烷不能；乙酸與NaOH反應后，增大與乙醇的沸點差異，以此來解答。

(1)濃硫酸增重9g為H2O的質量，則n(H)=2×n(H2O)= 2×=1mol；氫氧化鈉溶液增重35.2g為CO2的質量，則n(C)=n(CO2)==0.8mol，所以1mol有機物中含有8molC，10molH，則該苯的同系物的分子式為C8H10。

①在PMR譜上峰給出的穩定強度為：3：1：1，即有三種類型的氫原子，個數之比是3：1：1，則為鄰二甲苯，結構簡式為：；

②在PMR譜上峰給出的穩定強度為：1：1：2：6，即有4種類型的氫原子，個數之比是1：1：2：6，則為間二甲苯，結構簡式為：；

③在PMR譜上峰給出的穩定強度為：3：2，即有2種類型的氫原子，個數之比是3：2，則為對二甲苯，結構簡式為：；

④在PMR譜上峰給出的穩定強度為：3：2：2：2：1，即有5種類型的氫原子，個數之比是3：2：2：2：1，則為乙苯，結構簡式為：；

(2)乙烯與溴水反應，而乙烷不能，則選擇試劑為③，分離方法為洗氣，即為C；

乙酸與NaOH反應后產生離子化合物CH3COONa，物質的沸點較高，而乙醇是由分子構成的化合物，沸點低，容易氣化，乙醇反應后增大與乙醇的沸點差異，可選擇試劑為②，分離方法為蒸餾，即為B。