Question

[化學(xué)──選修有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)]
“凱氏定氮法”是通過測(cè)試含氮量（氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）來估算奶品中蛋白質(zhì)含量的一種方法．為了提高氮的檢出量，不法分子將化工原料三聚氰胺添加進(jìn)嬰幼兒奶粉中，三聚氰胺
是白色無味的結(jié)晶粉末，微溶于水．長(zhǎng)期食用添加了三聚氰胺的奶粉，可能會(huì)造成嬰幼兒泌尿系統(tǒng)結(jié)石，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致死亡，嚴(yán)重影響了嬰幼兒的健康．
（1）三聚氰胺的結(jié)構(gòu)經(jīng)核磁共振氫譜測(cè)定只有一種氫峰，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如，關(guān)于它的下列說法正確的是

 

（填字母）．
A．三聚氰胺是一種環(huán)狀烯烴 B．屬于高分子化合物
C．分子式為C₃H₆N₆D．三聚氰胺的含氮量高于蛋白質(zhì)的含氮量
（2）三聚氰胺遇強(qiáng)酸或強(qiáng)堿發(fā)生一系列水解反應(yīng)，氨基逐步被羥基取代，最終得到三聚氰酸（結(jié)構(gòu)式如）．三聚氰酸可看成是三分子氰酸通過加成反應(yīng)得到的環(huán)狀分子，則氰酸的結(jié)構(gòu)式是

 

．
（3）異氰酸是氰酸的同分異構(gòu)體，二者同為鏈狀結(jié)構(gòu)，且分子中除氫原子外，其他原子均滿足最外層的8電子結(jié)構(gòu)，則異氰酸的電子式是

 

．異氰酸可用于消除汽車尾氣中的氮氧化物，以NO₂轉(zhuǎn)化為例，已知1mol異氰酸與NO₂完全反應(yīng)時(shí)，失去電子的物質(zhì)的量為3mol，則異氰酸與NO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（4）為測(cè)定某牛奶樣品中蛋白質(zhì)的含量進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①稱取2.50g樣品，用濃硫酸使氮轉(zhuǎn)化為銨鹽；
②加入足量濃的強(qiáng)堿液充分反應(yīng)將氨蒸出；
③用過量硼酸吸收所得的氨2NH₃+4H₂BO₃=（NH₄）₂B₄O₂+5H₂O；
④加入指示劑并用標(biāo)準(zhǔn)的鹽酸滴定（NH₄）₂B₄O₂+2HC1+5H₂O=2NH₄C1+4H₃BO₃，消耗鹽酸1.00mL；
⑤另取2.14g純的NH₄C1，重復(fù)②-④的操作步驟，最終耗去標(biāo)準(zhǔn)鹽酸50.00mL．
步驟②涉及的離子方程式是

 

；此牛奶中蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是（已知奶品中的蛋白質(zhì)平均含氮量16%）

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量,有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題,有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)

分析：（1）依據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和組成結(jié)構(gòu)分析選項(xiàng)；
（2）三聚氰酸可看成是三分子氰酸通過加成反應(yīng)得到的環(huán)狀分子，分析結(jié)構(gòu)可知是碳氮三鍵間相互加成形成分析；
（3）氰酸是氰酸的同分異構(gòu)體，二者同為鏈狀結(jié)構(gòu)，且分子中除氫原子外，其他原子均滿足最外層的8電子結(jié)構(gòu)分析寫出電子式；異氰酸和二氧化氮反應(yīng)生成氮?dú)�，二氧化碳和水，依�?jù)原子守恒配平寫出；
（4）加入足量濃的強(qiáng)堿液充分反應(yīng)將氨蒸出發(fā)生的反應(yīng)是銨根離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氨氣的反應(yīng)，依據(jù)化學(xué)方程式結(jié)合消耗鹽酸分析計(jì)算；

解答： 解：（1）A．依據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知組成元素為碳、氫、氧、氮，不符合烯烴概念，烯烴組成元素為碳元素和氫元素，三聚氰胺不是一種環(huán)狀烯烴，故A錯(cuò)誤；
B．由眾多原子或原子團(tuán)主要以共價(jià)鍵結(jié)合而成的相對(duì)分子量在一萬以上的化合物屬于高分子化合物，三聚氰酸不符合，故B錯(cuò)誤；
C．依據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分析計(jì)算，三聚氰酸分子式為C₃H₆N₆，故C正確；
D．根據(jù)化合物中元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

相對(duì)原子質(zhì)量×原子數(shù)

相對(duì)分子質(zhì)量

×100%=，三聚氰胺中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

14×6

12×3+1×6+14×6

×100%≈66.7%，蛋白質(zhì)含氮量平均為16%，三聚氰胺的含氮量高于蛋白質(zhì)的含氮量，故D正確；
故答案為：CD；
（2）三聚氰酸可看成是三分子氰酸通過加成反應(yīng)得到的環(huán)狀分子，分析結(jié)構(gòu)可知是碳氮三鍵間相互加成形成，氰酸的結(jié)構(gòu)式是H-O-C≡N；
故答案為：H-O-C≡N；
（3）異氰酸是氰酸的同分異構(gòu)體，二者同為鏈狀結(jié)構(gòu)，且分子中除氫原子外，其他原子均滿足最外層的8電子結(jié)構(gòu)，則異氰酸的電子式為：；1mol異氰酸與NO₂完全反應(yīng)時(shí)，失去電子的物質(zhì)的量為3mol，依據(jù)電子守恒結(jié)合原子守恒得到異氰酸與NO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式：8HNCO+6NO₂=7N₂+8CO₂+4H₂O；
故答案為：，8HNCO+6NO₂=7N₂+8CO₂+4H₂O；
（4）加入足量濃的強(qiáng)堿液充分反應(yīng)將氨蒸出發(fā)生的反應(yīng)是銨根離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氨氣的反應(yīng)，離子方程式為：NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O；依據(jù)化學(xué)方程式和滴定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，2.14g純的NH₄C1物質(zhì)的量=×

2.14g

53.5g/mol

=0.04mol，（NH₄）₂B₄O₂+2HC1+5H₂O=2NH₄C1+4H₃BO₃，NH₄C1～N～HCl，消耗鹽酸50ml含氮元素為0.04mol，則消耗1ml鹽酸時(shí)計(jì)算得到含氮元素物質(zhì)的量0.0008mol，已知奶品中的蛋白質(zhì)平均含氮量16%，含此牛奶中蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

0.0008mol×14g/mol 16%

2.5g

×100%=2.8%；
故答案為：NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O，2.8%；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)組成的實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)和組成的判斷，定量分析計(jì)算和滴定實(shí)驗(yàn)的過程分析應(yīng)用，題目難度中等．