Question

【題目】由人體尿液分離出來的結晶化合物A，熔點為187～188℃。現對化合物A進行如下實驗：

(1)A的蒸氣密度為8.0 g/L (已折合成標準狀況)。取17.90 g A完全燃燒，將生成的氣體先通過濃硫酸，濃硫酸質量增加8.10 g，再將剩余氣體通過堿石灰，氣體質量減輕39.60 g；另取17.90 g A使其完全分解，可得到1.12 L (標準狀況)氮氣。則A的分子式為_________________。

(2)A和足量6 mol/L的鹽酸混合加熱可以完全水解，1 mol A水解可生成1 mol B和1 mol C。已知：A、B、C三種物質的分子中均含有一個羧基；B僅由碳、氫、氧三種元素組成，三種元素原子的物質的量之比為7∶6∶2；C的名稱為甘氨酸。試寫出A的結構簡式：_____________，B的分子式：_________，C的一種同分異構體的結構簡式：_______________。

Answer 1

【答案】C9H9NO3 C7H6O2 CH3CH2NO2

【解析】

(1)先根據M=ρ×Vm求出相對分子質量，然后結合相對分子質量，根據質量守恒求出0.1 mol A各原子的個數，最后求出A的分子式；

(2)B物質僅由C、H、O三種元素組成，其物質的量之比為7：6：2，則分子式為C7H6O2，應為，C的俗名為甘氨酸，為H2N-CH2COOH，則A為，以此解答該題。

(1)A的摩爾質量M(A)=8.0 g/L×22.4 L/mol=179.2 g/mol，由題給信息可知，17.90 g A的物質的量為n(A)=17.90 g÷179.2 g/mol=0.1 mol，完全燃燒17.90 g A生成的氣體通過濃硫酸增重8.10 g，即水的質量是8.10 g，其物質的量是n(H2O)=8.10 g÷18 g/mol=0.45 mol；剩余氣體通過堿石灰，氣體質量減少39.60 g，即CO2的質量為39.60 g，其物質的量為n(CO2)=39.60 g÷44 g/mol=0.9 mol，0.1 mol A完全分解產生標準狀況下的N2 1.12 L，則N2的物質的量n(N2)=1.12 L÷22.4 L/mol=0.05 mol，可見0.1 mol A可產生0.45 mol H2O、0.9 mol CO2、0.05 mol N2，則0.1 mol A中含O原子的物質的量為n(O)==0.3 mol，則1 mol A中含有9 mol C、9 mol H、1 mol N、3 mol O原子，故A的分子式為C9H9NO3；

(2) C9H9NO3+H2OB+C，且C的結構簡式為H2N-CH2COOH，其相對分子質量為75，則根據質量守恒定律可知：B的相對分子質量為179+18-75=122，又因B的最簡式為C7H6O2，C7H6O2的式量是122，所以B的分子式為C7H6O2，B為，由于B、C是A水解產生，則A結構簡式為。C的結構簡式為H2N-CH2COOH，C屬于氨基酸，根據氨基酸與碳原子數相同的硝基化合物互為同分異構體，則C的同分異構體的結構簡式為CH3CH2NO2。