Question

將含有C、H、O的芳香族化合物3.24g，裝入元素分析裝置，通入足量的O₂使它完全燃燒，將生成的氣體依次通過氯化鈣干燥管A和堿石灰干燥管B．測得A管質量增加了2.16g，B管增加了9.24g．已知該有機物的相對分子質量為108．
（1）燃燒此化合物3.24g，須消耗氧氣的質量是多少？
（2）求此化合物的分子式？
（3）該化合物¹H核磁共振譜上有5個信號峰，試寫出符合的結構簡式．

Answer 1

考點：有關有機物分子式確定的計算

專題：烴及其衍生物的燃燒規(guī)律

分析：（1）A管質量增加了2.16g為生成水的質量，B管增加了9.24g為生成二氧化碳的質量，根據(jù)質量守恒計算消耗氧氣的質量；
（2）根據(jù)n=

m

M

計算二氧化碳、水、氧氣的物質的量，根據(jù)原子守恒計算3.24g有機物中C、H、O原子物質的量，進而確定最簡式，結合有機物的相對分子質量為108，進而確定分子式；
（3）該化合物¹H核磁共振譜上有5個信號峰，說明其分子中含有5種位置不同的氫原子，據(jù)此寫出符合條件的結構簡式．

解答： 解：（1）A管質量增加了2.16g為生成水的質量，B管增加了9.24g為生成二氧化碳的質量，根據(jù)質量守恒可知，消耗氧氣的質量=2.16g+9.24g-3.24g=8.16g，
答：消耗氧氣的質量是8.16g；
（2）2.16g水的物質的量=

2.16g

18g/mol

=0.12mol，n（H）=0.24mol，
9.24g二氧化碳的物質的量=

9.24g

44g/mol

=0.21mol，n（C）=0.21mol，
8.16g氧氣的物質的量=

8.16g

32g/mol

=0.255mol，
3.24g有機物中n（O）=0.21mol×2+0.12mol-0.255mol×2=0.03mol，
3.24g有機物中C、H、O原子物質的量之比=0.21mol：0.24mol：0.03mol=7：8：1，
故該有機物最簡式為C₇H₈O，
有機物的相對分子質量為108，而最簡式C₇H₈O的式量=12×7+8+16=108，故最簡式即為分子式，
即有機物分子式為：C₇H₈O，
答：該化合物的分子式為C₇H₈O；
（3）分子式為C₇H₈O芳香族化合物的結構簡式有：（4種H原子）、（5種H原子）、（6種H原子）、（6種H原子）、（4種H原子），
¹H核磁共振譜上有5個信號峰，則該化合物中含有5種位置不同的H原子，滿足條件的結構簡式為：，
答：滿足條件的化合物的結構簡式為．

點評：本題考查有機物分子式確定、限制條件同分異構體的書寫，題目難度中等，注意掌握確定有機物分子式、結構簡式的方法，根據(jù)有機物燃燒產物的質量關系確定有機物的最簡式為解答該題的關鍵．