Question

20．利用核磁共振技術測定有機物分子的三維結構的研究獲得了2002年諾貝爾化學獎．
（1）下列物質中，其核磁共振氫譜中給出的峰值（信號）只有一個的是AD．
A．CH₃CH₃    B．CH₃COOH   C．CH₃COOCH₃   D．CH₃OCH₃
（2）化合物A和B的分子式都是C₂H₄Br₂，A的核磁共振氫譜圖如右圖所示，則A的結構簡式為：BrCH₂CH₂Br．
（3）5.8g某有機物完全燃燒，只生成CO₂和H₂O（氣）體積比為1：1（同壓同溫），把混合氣體通過堿石灰，固體質量增加18.6g，相同質量該有機物與0.1mol乙酸完全發(fā)生酯化反應，又知該有機物對空氣的相對密度為2．
①有機物的相對分子質量58；②有機物的分子式C₃H₆O；
③該有機物核磁共振氫譜顯示有4個吸收峰，其面積之比為是1：2：1：2，則該有機物的結構簡式CH₂═CHCH₂OH．

Answer 1

分析 （1）核磁共振氫譜中峰值數(shù)等于有機物中氫原子的種類數(shù)．核磁共振氫譜中給出的峰值（信號）只有一個，說明該分子中只有1種H原子；
（2）核磁共振氫譜中峰值數(shù)等于有機物中氫原子的種類數(shù)，核磁共振氫譜中只給出一種峰，說明該分子中只有1種H原子，然后根據(jù)分子式寫出對應的結構；
（3）①該有機物對空氣的相對密度為2，則有機物相對分子質量=29×2=58；
②5.8g有機物的物質的量為0.1mol，燃燒生成CO₂和H₂O氣且體積比為1：1，堿石灰在增加18.6g為CO₂和H₂O的質量，計算二者物質的量，根據(jù)原子守恒計算分子中C、H原子數(shù)目，再根據(jù)相對分子質量計算O原子數(shù)目，進而確定有機物分子式；
③有4個吸收峰，其面積之比為是1：2：1：2，說明有4種氫原子，氫原子個數(shù)之比為：2：1：2．

解答 解：（1）A．CH₃CH₃中只有一種H原子，故A正確；
B．CH₃COOH中有兩種H原子，故B錯誤；
C．CH₃COOCH₃中有兩種H原子，故C錯誤；
D．CH₃OCH₃中只有一種H原子，故D正確；故選：AD．
（2）核磁共振氫譜中只給出一種峰，說明該分子中只有1種H原子，則A的結構簡式為BrCH₂CH₂Br，B的結構簡式為CH₃CHBr₂，有兩種H原子，所以核磁共振氫譜上有2個峰，
故答案為：BrCH₂CH₂Br；
（3）①空氣的平均分子量為29，相對密度與相對分子質量成正比，該有機物對空氣的相對密度為2，則有機物相對分子質量為：29×2=58，
答：該有機物的相對分子質量為58；
②5.8g有機物的物質的量為：$\frac{5.8g}{58g/mol}$=0.1mol，完全燃燒生成CO₂和H₂O氣且體積比為1：1，堿石灰在增加18.6g為CO₂和H₂O的質量，則18n（H₂O）+44n（CO₂）=18.6，解得：n（CO₂）=n（H₂O）=$\frac{18.6}{44n+18n}$mol=0.3mol，
則有機物分子中N（C）=$\frac{0.3mol}{0.1mol}$═3、N（H）=$\frac{0.3mol×2}{0.1mol}$=6、N（O）=$\frac{58-12×3-6}{16}$=1，
故有機物分子式為：C₃H₆O，
故答案為：C₃H₆O；
③有4個吸收峰，其面積之比為是1：2：1：2，說明有4種氫原子，氫原子個數(shù)之比為：2：1：2，結構簡式CH₂═CHCH₂OH，故答案為：CH₂═CHCH₂OH．

點評 本題結合核磁共振氫譜考查了有機物結構的書寫、有機物分子式的確定，題目難度中等，明確相對密度與相對分子質量的關系為解答關鍵，注意掌握質量守恒在確定有機物分子式中的應用方法．