Question

在有機(jī)物分子中，不同位置的氫原子在核磁共振譜中給出的峰值（信號(hào)）也不同，根據(jù)利用核磁共振氫譜峰值（信號(hào)）可以確定有機(jī)物分子中氫原子的種類和數(shù)目，利用質(zhì)譜可測(cè)得物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量．請(qǐng)回答：

（1）下列分子中，其核磁共振氫譜中有一種峰（信號(hào)）的物質(zhì)是

 

．
A．CH₃-CH₃ B．CH₃COOH   C．CH₃COOCH₃ D．CH₃COCH₃
（2）化合物A和B的分子式都是C₂H₄Br₂，A的核磁共振氫譜如1圖所示，則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

 

，請(qǐng)預(yù)測(cè)B在核磁共振氫譜上有

 

種峰（信號(hào)）．
（3）為了測(cè)定某有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
①將2.3g該有機(jī)物完全燃燒，生成0.1mol CO₂和2.7g水．
②用質(zhì)譜儀測(cè)定其相對(duì)分子質(zhì)量，得如圖2（Ⅰ）所示的質(zhì)譜圖．
③用核磁共振儀處理該化合物，得到如圖2（Ⅱ）所示圖譜．
則有機(jī)物A的相對(duì)分子質(zhì)量是

 

，實(shí)驗(yàn)式是

 

，分子式是

 

，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：常見(jiàn)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu),有機(jī)物的結(jié)構(gòu)式

專題：烴及其衍生物的燃燒規(guī)律,有機(jī)物分子組成通式的應(yīng)用規(guī)律

分析：（1）核磁共振氫譜中峰值數(shù)等于有機(jī)物中氫原子的種類，核磁共振氫譜中給出的峰值（信號(hào)）只有一個(gè)，說(shuō)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(jī)物中氫原子的種類數(shù)，核磁共振氫譜中只給出一種峰，說(shuō)明該分子中只有1種H原子，然后根據(jù)分子式寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)；
（3）根據(jù)質(zhì)荷比可知，該有機(jī)物A的相對(duì)分子量為46；根據(jù)2.3g該有機(jī)物充分燃燒生成的二氧化碳、水的量判斷有機(jī)物A中的碳元素、氫元素的物質(zhì)的量、質(zhì)量，再判斷是否含有氧元素，再計(jì)算出C、H、O元素的物質(zhì)的量之比，最后結(jié)合核磁共振氫譜判斷該有機(jī)物分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式．

解答： 解：（1）A．CH₃CH₃中只有1種H原子，核磁共振氫譜中有1種峰（信號(hào)），故A正確；
B．CH₃COOH中有2種H原子，核磁共振氫譜中有2種峰（信號(hào)），故B錯(cuò)誤；
C．CH₃COOCH₃中有2種H原子，核磁共振氫譜中有2種峰（信號(hào)），故C錯(cuò)誤；
D．CH₃OCH₃中只有1種H原子，核磁共振氫譜中有1種峰（信號(hào)），故D正確；
故選：AD．
（2）核磁共振氫譜中只給出1種峰，說(shuō)明該分子中只有1種H原子，則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為BrCH₂CH₂Br，B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₃CHBr₂，有2種H原子，所以核磁共振氫譜上有2種峰；
故答案為：BrCH₂CH₂Br；2；
（3）在圖2（Ⅰ）所示的質(zhì)譜圖中，最大質(zhì)荷比為46，所以其相對(duì)分子質(zhì)量也是46；
2.3 g該有機(jī)物中，n（C）=n（CO₂）=0.1 mol，含有的碳原子的質(zhì)量為m（C）=0.1 mol×12 g?mol^-1=1.2 g，氫原子的物質(zhì)的量為：n（H）=

2.7g

18g/mol

×2=0.3 mol，氫原子的質(zhì)量為m（H）=0.3 mol×1 g?mol^-1=0.3 g，該有機(jī)物中m（O）=2.3 g-1.2 g-0.3 g=0.8 g，氧元素的物質(zhì)的量為n（O）=

0.8g

16g/mol

=0.05 mol，則n（C）：n（H）：n（O）=0.1 mol：0.3 mol：0.05 mol=2：6：1，所以A的實(shí)驗(yàn)式是C₂H₆O，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)式是C₂H₆O的有機(jī)物中，氫原子數(shù)已經(jīng)達(dá)到飽和，所以其實(shí)驗(yàn)式即為分子式；
C₂H₆O有如下兩種可能的結(jié)構(gòu)：CH₃OCH₃或CH₃CH₂OH；若為前者，則在核磁共振氫譜中應(yīng)只有1個(gè)峰；若為后者，則在核磁共振氫譜中應(yīng)有3個(gè)峰，而且3個(gè)峰的面積之比是1：2：3，顯然CH₃CH₂OH符合題意，所以有機(jī)物A為乙醇，
故答案為：46；C₂H₆O；C₂H₆O；CH₃CH₂OH．

點(diǎn)評(píng)：本題結(jié)合核磁共振氫譜考查了有機(jī)物結(jié)構(gòu)的書(shū)寫(xiě)，題目難度中等，注意根據(jù)質(zhì)量守恒確定有機(jī)物分子式的方法，明確質(zhì)荷比、核磁共振氫譜的含義是解題關(guān)鍵．