Question

某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組打算用燃燒法測(cè)定某氨基酸（CxHyNzOp）的分子組成．取m g 該氨基酸放在純氧中充分燃燒，生成CO₂、H₂O和N₂，并維持產(chǎn)物為氣體（圖中箭頭表示氣體流向，各裝置中所加藥品均為足量）．

（1）實(shí)驗(yàn)裝置中B、C中應(yīng)放入的藥品分別是

 

、

 

（填名稱）．
（2）為了獲得更準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，開(kāi)始時(shí)必須先通入一段時(shí)間氧氣 要進(jìn)行一項(xiàng)操作，這樣做的目的是

 

．
（3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定出該氨基酸中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15.73%，已知其相對(duì)分子質(zhì)量不超過(guò)100，則它的相對(duì)分子質(zhì)量為

 

（取整數(shù)值），寫(xiě)出該氨基酸的分子式：

 

．再寫(xiě)出該氨基酸的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)有機(jī)物分子式確定的計(jì)算

專(zhuān)題：烴及其衍生物的燃燒規(guī)律

分析：（1）（2）實(shí)驗(yàn)原理為：氨基酸燃燒生成N₂、CO₂和H₂O，H₂O（g）被B瓶中濃H₂SO₄吸收，CO₂被C管中堿石灰吸收，D管中Cu網(wǎng)可以吸收未反應(yīng)的O₂．這樣，進(jìn)入E瓶的只有N₂，排入F量筒中水的體積就是生成的N₂的體積．測(cè)出生成的CO₂、H₂O（g）的質(zhì)量及N₂的體積，確定分子中三種元素原子個(gè)數(shù)比，由此確定最簡(jiǎn)式．再結(jié)合氨基酸相對(duì)分子質(zhì)量可求氨基酸的分子式，為防止影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，開(kāi)始應(yīng)排盡裝置內(nèi)的空氣；
（3）該氨基酸中N原子最大數(shù)目=

100×15.73%

14

=1.1，故該氨基酸分子中含有1個(gè)N原子，則該氨基酸的相對(duì)分子質(zhì)量=

14

15.73%

=89，由相對(duì)分子質(zhì)量可知，該氨基酸只能含有1個(gè)-COOH，含有1個(gè)N原子，只能含有一個(gè)-NH₂，利用殘余法確定去掉羧基、氨基后剩余基團(tuán)相對(duì)分子質(zhì)量，確定剩余基團(tuán)組成，據(jù)此確定分子式，書(shū)寫(xiě)可能的結(jié)構(gòu)．

解答： 解：實(shí)驗(yàn)原理為：氨基酸燃燒生成N₂、CO₂和H₂O，H₂O（g）被B瓶中濃H₂SO₄吸收，CO₂被C管中堿石灰吸收，D管中Cu網(wǎng)可以吸收未反應(yīng)的O₂．這樣，進(jìn)入E瓶的只有N₂，排入F量筒中水的體積就是生成的N₂的體積．測(cè)出生成的CO₂、H₂O（g）的質(zhì)量及N₂的體積，確定分子中三種元素原子個(gè)數(shù)比，由此確定最簡(jiǎn)式．再結(jié)合氨基酸相對(duì)分子質(zhì)量可求氨基酸的分子式，為防止影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，開(kāi)始應(yīng)排盡裝置內(nèi)的空氣；
（1）由上述實(shí)驗(yàn)原理可知，實(shí)驗(yàn)裝置中B、C中應(yīng)放入的藥品分別是：濃硫酸、堿石灰，
故答案為：濃硫酸；堿石灰；
（2）開(kāi)始裝置中有空氣，會(huì)影響氮?dú)怏w積的測(cè)定，開(kāi)始時(shí)必須先通入一段時(shí)間氧氣的目的是：排盡裝置內(nèi)的空氣，避免裝置中的空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，
故答案為：排盡裝置內(nèi)的空氣，避免裝置中的空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響；
（3）該氨基酸中N原子最大數(shù)目=

100×15.73%

14

=1.1，故該氨基酸分子中含有1個(gè)N原子，則該氨基酸的相對(duì)分子質(zhì)量=

14

15.73%

=89，由相對(duì)分子質(zhì)量可知，該氨基酸只能含有1個(gè)-COOH，含有1個(gè)N原子，只能含有一個(gè)-NH₂，故剩余基團(tuán)相對(duì)分子質(zhì)量=89-45-16=28，剩余基團(tuán)組成為C₂H₄，故該氨基酸分子式為C₃H₇NO₂，可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：CH₃CH（NH₂）COOH、CH₂（NH₂）CH₂COOH，
故答案為：89；C₃H₇NO₂；CH₃CH（NH₂）COOH、CH₂（NH₂）CH₂COOH．

點(diǎn)評(píng)：本題考查燃燒法確定有機(jī)物分子組成，注意根據(jù)原子守恒法來(lái)解答，難度中等，關(guān)鍵在于理解實(shí)驗(yàn)原理，注意利用殘余法確定有機(jī)物組成．