Question

15．某有機(jī)化合物A廣泛存在于多種水果中．
（1）經(jīng)測(cè)定，A中僅含有C、H、O三種元素，67gA在空氣中完全燃燒時(shí)可生成27g H₂O和88g CO₂．則A的實(shí)驗(yàn)式或最簡(jiǎn)式為C₄H₆O₅．
若要確定A的分子式，還需要知道A的相對(duì)分子質(zhì)量，測(cè)定物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量可以采用質(zhì)譜（填“質(zhì)譜”或“紅外光譜”）法．
經(jīng)測(cè)定A的相對(duì)分子質(zhì)量為134，則A的分子式為C₄H₆O₅．
（2）又知1molA與足量的NaHCO₃溶液充分反應(yīng)可生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的C0₂氣44.8L，
l molA與足量的Na反應(yīng)可生成1.5mol的H₂，則A分子中所含官能團(tuán)的名稱為羧基、羥基．
（3）若A分子中不存在甲基且有一個(gè)手性碳原子，則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為．
該A在濃硫酸存在下加熱，可以生成多種產(chǎn)物，請(qǐng)寫出A發(fā)生消去反應(yīng)后所得有機(jī)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式HOOC-CH=CH-COOH．
（4）A的一種同分異構(gòu)體B，與A所含官能團(tuán)的種類和數(shù)目均相同，且能催化氧化成醛，則B的¹H核磁共振譜圖中將會(huì)出現(xiàn)4組特征峰．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算出水、二氧化碳的物質(zhì)的量，然后利用質(zhì)量守恒定律確定67gA分子中含有的O的物質(zhì)的量，從而可知A的實(shí)驗(yàn)式；紅外光譜能夠確定有機(jī)物的官能團(tuán)，質(zhì)譜法可確定A的相對(duì)分子質(zhì)量；根據(jù)A的相對(duì)分子質(zhì)量及最簡(jiǎn)式確定其分子式；
（2）1molA與足量的NaHCO₃溶液充分反應(yīng)可生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的C0₂氣44.8L，二氧化碳的物質(zhì)的量為2mol，則A分子中含有2mol羧基；l molA與足量的Na反應(yīng)可生成1.5mol的H₂，而2mol羧基與鈉反應(yīng)生成1mol氫氣，則A分子中還含有1mol羥基；
（3）根據(jù)存在手性碳原子的條件及A的分子式確定其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式；根據(jù)消去反應(yīng)原理寫出所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式；
（4）能催化氧化成醛，則B分子中羥基連接的C含有至少2個(gè)H，再結(jié)合A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式判斷B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，從而得出B的¹H核磁共振譜圖中出現(xiàn)的吸收峰．

解答 解：（1）27g H₂O的物質(zhì)的量為：$\frac{27g}{18g/mol}$=1.5mol，含有H原子的物質(zhì)的量為3mol，
88g CO₂的物質(zhì)的量為：$\frac{88g}{44g/mol}$=2mol，則67g該有機(jī)物中含有O元素的物質(zhì)的量為：$\frac{67g-1g/mol×3-12g/mol×2}{16g/mol}$=2.5mol，
則A分子中C、H、O原子數(shù)之比為：2mol：3mol：2.5mol=4：6：5，A的實(shí)驗(yàn)式為C₄H₆O₅；
紅外光譜用于測(cè)定有機(jī)物分子中含有的官能團(tuán)，質(zhì)譜法中的最大值為該物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量，可根據(jù)質(zhì)譜法測(cè)定物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量；
A的相對(duì)分子質(zhì)量為134，最簡(jiǎn)式C₄H₆O₅的式量為134，則A的分子式為C₄H₆O₅，
故答案為：C₄H₆O₅；質(zhì)譜；C₄H₆O₅；
（2）1molA與足量的NaHCO₃溶液充分反應(yīng)可生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的C0₂氣44.8L，二氧化碳的物質(zhì)的量為2mol，則A分子中含有2mol羧基；l molA與足量的Na反應(yīng)可生成1.5mol的H₂，2mol羧基與鈉反應(yīng)生成1mol氫氣，則A分子中還含有1mol羥基，所以A分子中所含官能團(tuán)的名稱為：羧基和羥基，
故答案為：羥基、羧基；
（3）A的分子式為C₄H₆O₅，若A分子中不存在甲基且有一個(gè)手性碳原子，則A分子中有1個(gè)C連接了4個(gè)不同的原子或原子團(tuán)，其中含有2個(gè)羧基、1個(gè)羥基，則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：；
發(fā)生消去反應(yīng)后所得有機(jī)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：HOOC-CH=CH-COOH，
故答案為：；HOOC-CH=CH-COOH；
（4）A的一種同分異構(gòu)體B，與A所含官能團(tuán)的種類和數(shù)目均相同，且能催化氧化成醛，說明羥基連接的C原子上至少含有2個(gè)H原子，則B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：HOOC-CH（COOH）CH-CH₂OH，B分子中含有4種H原子，則其¹H核磁共振譜圖中將會(huì)出現(xiàn)4種吸收峰，
故答案為：4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有機(jī)物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，題目難度中等，明確常見有機(jī)物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)為解答關(guān)鍵，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用能力．