Question

有機物A由碳、氫、氧三種元素組成．現取3g A與 4.48L氧氣（標準狀況）在密閉容器中燃燒，燃燒后生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸氣（假設反應物均沒有剩余）．將反應生成的氣體依次通過濃硫酸和堿石灰，濃硫酸增重3.6g，堿石灰增重4.4g．
（1）有機物A中C、H、O三種原子的物質的量之比．
（2）回答由此能否確定該有機物的分子式．為什么？
（3）在運用PMR譜確定該有機物結構時，在核磁共振譜上給出的峰有三個信號峰，其強度之比為6：1：1，該組信號峰對應物質的結構簡式為

 

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Answer 1

分析：（1）氧氣的質量=

4.48L

22.4L/mol

×32g/mol=6.4g，根據質量守恒確定一氧化碳的物質的量，再結合原子守恒確定C、H、O三種原子的物質的量之比；
（2）根據有機物中分子中C、H、O原子個數比確定該有機物中碳原子是否達到飽和狀態來判斷；
（3）核磁共振氫譜中有幾個吸收峰就說明該有機物中含有幾種類型的氫原子，吸收峰的強度之比等于碳原子個數之比，從而確定其結構簡式．

解答：解：（1）氧氣的質量=

4.48L

22.4L/mol

×32g/mol=6.4g，濃硫酸吸收的是水，水的物質的量=

3.6g

18g/mol

=0.2mol
，堿石灰吸收的是二氧化碳，二氧化碳的物質的量=

4.4g

44g/mol

=0.1mol，根據質量守恒知，一氧化碳的物質的量=

3g+6.4g-3.6g-4.4g

28g/mol

=0.05mol，
根據原子守恒得n（H）=2n（H₂O）=0.4mol，n（C）=n（CO₂）+n（CO）=（0.1+0.05）mol=0.15mol，
3 g A中，n（H）=0.4mol，n（C）=0.15mol，
n（O）=2n（CO₂）+n（CO）+n（H₂O）-2n（O₂）=2×0.1 mol+0.05 mol+0.2 mol-2×0.2 mol
=0.05mol   
所以，n（C）：n（H）：n（O）=3：8：1，
答：有機物A中C、H、O三種原子的物質的量之比為n（C）：n（H）：n（O）=3：8：1；
（2）因為氫原子已使碳達飽和，所以能確定該有機物的分子式，A的分子式為C₃H₈O，答：有機物的分子式C₃H₈O；
（3）核磁共振氫譜中有幾個吸收峰就說明該有機物中含有幾種類型的氫原子，吸收峰的強度之比等于其原子個數之比，在核磁共振譜上給出的峰有三個信號峰，其強度之比為6：1：1，所以三種氫原子的個數之比是6：1：1，結合該有機物的分子式知，其結構簡式為：CH₃CH（OH）CH₃，
故答案為：CH₃CH（OH）CH₃．

點評：本題考查有機物的確定，注意從質量守恒、原子守恒的角度計算，明確吸收峰個數與原子種類、吸收峰強度比與原子個數比的關系是解本題關鍵，難度中等．