Question

嗎啡和海洛因都是嚴(yán)格查禁的毒品。嗎啡分子含C 71.58%、H 6.67%、N 4.91%，其余為氧。已知其相對(duì)分子質(zhì)量不超過(guò)300。試求：

(1)①嗎啡的相對(duì)分子質(zhì)量；②嗎啡的分子式。

(2)已知海洛因是嗎啡的二乙酸酯，試求：①海洛因的相對(duì)分子質(zhì)量；②海洛因的分子式。

Answer 1

解析：本題主要是考查思維能力及數(shù)學(xué)處理能力，通過(guò)計(jì)算確定有機(jī)物的組成由于物質(zhì)中涉及多種元素組成，特別是氮、硫元素時(shí)，可以先假定在一個(gè)分子中這些元素的原子只有一個(gè)。本題假設(shè)N原子只有一個(gè)，其相對(duì)原子質(zhì)量為14，占4.91%，可求得相對(duì)分子質(zhì)量為14/4.91%=285。由于題給條件是相對(duì)分子質(zhì)量不超過(guò)300，所以，答案就是285，然后再求其他原子的個(gè)數(shù)。

C原子數(shù)：285×71.58%/12=17

H原子數(shù)：285×6.67%/1=19

O原子數(shù)：285×（100-71.58-6.67-4.91）%/16=3

所以分子式為C₁₇H₁₉NO₃。

當(dāng)一個(gè)醇ROH轉(zhuǎn)化成它的乙酸酯（CH₃COOR）時(shí)，分子式增加了C₂H₂O，相當(dāng)于相對(duì)分子質(zhì)量增加42。海洛因是嗎啡的乙二酸酯，所以其相對(duì)分子質(zhì)量應(yīng)是285+42×2=369，其分子組成由C₁₇H₁₉NO₃和2個(gè)C₂H₂O原子團(tuán)相加而成。因此，海洛因的分子式是：C₂₁H₂₃NO₅。本題巧妙地利用“其相對(duì)分子質(zhì)量不超過(guò)300”和“分子含C 71.58%、H 6.67%、N 4.91%，其余為氧”的條件，用“假設(shè)N原子只有一個(gè)”（因?yàn)橛袡C(jī)物分子含氮原子數(shù)目一般都比較少），試探求出嗎啡的相對(duì)分子質(zhì)量為285，若假設(shè)分子中含有2個(gè)氮原子，其相對(duì)分子質(zhì)量就超過(guò)300。

答案：(1)①285  ②C₁₇H₁₉NO₃

(2)① 369  ②C₂₁H₂₃NO₅