Question

4．某有機(jī)化合物的相對(duì)分子質(zhì)量大于80，小于120．經(jīng)分析得知，其中碳?xì)涞馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)之和為53.85%，其余為氧．請(qǐng)回答下列問題：
（1）該化合物中含有3個(gè)氧原子；
（2）該化合物的相對(duì)分子質(zhì)量為104；
（3）該化合物分子中最多含1個(gè)羰基官能團(tuán)；
（4）該化合物的核磁共振氫譜有3個(gè)吸收峰，取等量的該化合物分別與足量鈉和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)，生成的氣體在同溫同壓下體積相同，則該化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為（CH₃）₂C（OH）COOH，該化合物在濃硫酸加熱的條件下分子內(nèi)脫水的化學(xué)方程式2（CH₃）₂C（OH）COOH$→_{△}^{濃硫酸}$+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）碳?xì)涞馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)之和為53.85%，則氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：1-53.85%=46.15%，結(jié)合該有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量范圍確定含有氧原子數(shù)目；
（2）該有機(jī)物分子中含有3個(gè)氧原子，結(jié)合其分子中的氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46.15%計(jì)算出其相對(duì)分子量；
（3）該有機(jī)物分子中C、H的總原子量為：104-16×3=56，根據(jù)商余法確定其分子式，再利用不飽和度確定含有羰基數(shù)目；
（4）該化合物的核磁共振氫譜有3個(gè)吸收峰，說明其分子中含有3種等效H原子；取等量的該化合物分別與足量鈉和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)，生成的氣體在同溫同壓下體積相同，說明該有機(jī)物分子中含有1個(gè)羧基和1個(gè)羥基，據(jù)此確定該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式；該有機(jī)物分子中含有羥基和羧基，在濃硫酸存在條件下能夠發(fā)生分之間脫水生成，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式．

解答 解：（1）碳?xì)涞馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)之和為53.85%，則氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：1-53.85%=46.15%，當(dāng)該有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量為80時(shí)，含有氧原子的個(gè)數(shù)為：$\frac{80×46.15%}{16}$≈2.3，當(dāng)相對(duì)分子量為120時(shí)，含有氧原子數(shù)目為：$\frac{120×46.15%}{16}$≈3.5，所以該有機(jī)物分子中含有3個(gè)O原子，
故答案為：3；
（2）該有機(jī)物分子中含有3個(gè)氧原子，氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46.15%，則其相對(duì)分子量為：$\frac{16×3}{46.15%}$=104，
故答案為：104；
（3）該有機(jī)物分子中C、H的總原子量為：104-16×3=56，根據(jù)商余法可得：$\frac{56}{14}$=4，所以該有機(jī)物的分子式為：C₄H₈O₃，其不飽和度為：$\frac{4×2+2-8}{2}$=1，所以該有機(jī)物中最多含有1個(gè)羰基，
故答案為：1；
（4）該化合物的核磁共振氫譜有3個(gè)吸收峰，說明其分子中含有3種等效H原子；取等量的該化合物分別與足量鈉和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)，生成的氣體在同溫同壓下體積相同，說明該有機(jī)物分子中含有1個(gè)羧基和1個(gè)羥基，則該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：（CH₃）₂C（OH）COOH；
該化合物在濃硫酸加熱的條件下分子內(nèi)脫水的化學(xué)方程式：2（CH₃）₂C（OH）COOH$→_{△}^{濃硫酸}$+2H₂O，
故答案為：（CH₃）₂C（OH）COOH；2（CH₃）₂C（OH）COOH$→_{△}^{濃硫酸}$+2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有機(jī)物分子式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的確定，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，注意掌握討論法、質(zhì)量守恒在確定有機(jī)物分子式中的應(yīng)用方法．