Question

4．納豆是一種減肥食品，從其中分離出一種由C、H、O三種元素組成的有機(jī)物A，為確定其結(jié)構(gòu)進(jìn)行
如下各實(shí)驗(yàn)：①6.0g物質(zhì)A在一定條件下完全分解，生成3.36L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）一氧化碳和1.8g H₂O．
②中和24g物質(zhì)A，消耗0.4mol的氫氧化鈉溶液．③1mol物質(zhì)A完全轉(zhuǎn)化為酯，需乙醇2mol； 1mol物質(zhì)A能與足量鈉反應(yīng)放出1.5mol的氫氣．試確定：
（1）A的式量及化學(xué)式；  
（2）A的結(jié)構(gòu)簡式．

Answer 1

分析 （1）1mol物質(zhì)A完全轉(zhuǎn)化為酯，需乙醇2mol，則A分子中含有2個(gè)-COOH；完全中和24g物質(zhì)A，需要消耗NaOH為0.4mol，則24gA的物質(zhì)的量為0.2mol，據(jù)此可計(jì)算出A的摩爾質(zhì)量從而得出A的式量；
6.0g物質(zhì)A在一定條件下完全分解，生成3.36L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）一氧化碳和1.8g H₂O，CO的物質(zhì)的量為：$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，水的物質(zhì)的量為：$\frac{1.8g}{18g/mol}$=0.1mol，
根據(jù)元素守恒可知6.0gA含有：0.15molC、0.2molH，則O原子的物質(zhì)的量為：$\frac{6.0g-12g/mol×0.15mol-1g/mol×0.2mol}{16g/mol}$=0.25mol，
根據(jù)質(zhì)量守恒定律可確定A的分子式；
（2）1mol物質(zhì)A完全轉(zhuǎn)化為酯，需乙醇2mol，則A分子中含有2個(gè)-COOH；1mol物質(zhì)A能與足量鈉反應(yīng)放出1.5mol的氫氣，則1molA提供3mol生成氫氣的H原子，則A分子中還含有1個(gè)-OH，據(jù)此確定其結(jié)構(gòu)簡式．

解答 解：（1）1mol物質(zhì)A完全轉(zhuǎn)化為酯，需乙醇2mol，則A分子中含有2個(gè)-COOH；完全中和24g物質(zhì)A，需要消耗NaOH為0.4mol，則24gA的物質(zhì)的量為0.2mol，有機(jī)物A的摩爾質(zhì)量為：$\frac{24g}{0.2mol}$=120g/mol，則A的式量為120；
6.0g物質(zhì)A在一定條件下完全分解，生成3.36L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）一氧化碳和1.8g H₂O，CO的物質(zhì)的量為：$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，水的物質(zhì)的量為：$\frac{1.8g}{18g/mol}$=0.1mol，
根據(jù)元素守恒可知6.0gA含有：0.15molC、0.2molH，則O原子的物質(zhì)的量為：$\frac{6.0g-12g/mol×0.15mol-1g/mol×0.2mol}{16g/mol}$=0.25mol，
6.0gA的物質(zhì)的量為$\frac{6.0g}{120g/mol}$=0.05mol，根據(jù)元素守恒可知0.05molA含有0.15molC、0.2molH、0.25molO，
故1molA含有3molC、4molH、5molO原子，有機(jī)物A的分子式為：C₃H₄O₅，
答：有機(jī)物A的式量為120，化學(xué)式為C₃H₄O₅；
（2）1mol物質(zhì)A完全轉(zhuǎn)化為酯，需乙醇2mol，則A分子中含有2個(gè)-COOH；
1mol物質(zhì)A能與足量鈉反應(yīng)放出1.5mol的氫氣，則1molA提供3mol生成氫氣的H原子，所以有機(jī)物中還含有1個(gè)-OH，
所以A分子中含有2個(gè)羧基、1個(gè)羥基，則有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)簡式為：，
答：有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)簡式為．

點(diǎn)評 本題考查有機(jī)物的推斷、有機(jī)物的性質(zhì)等，題目難度中等，根據(jù)性質(zhì)推斷有機(jī)物的官能團(tuán)與數(shù)目結(jié)合核磁共振氫譜確定有機(jī)物的分子式是解題的關(guān)鍵，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．