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1.等效氢的判断与应用
(1)依据1H核磁共振谱。
(2)可利用等效氢法确定不同化学环境的氢原子。
①在同一个C上的氢等效。
②对称C上的氢等效。
B
解析:有机化合物中含有几种不同化学环境的氢原子,在1H核磁共振谱图上就出现几种吸收峰。由题意可知有机化合物在1H核磁共振谱图中有三种吸收峰,这表明该分子中含有三种不同化学环境的氢原子。分析各选项可知A、D中物质各有两种氢原子,B中物质有三种氢原子,C中物质只有一种氢原子。
2.有机化合物分子式的确定
(1)直接法:有机化合物的密度(相对密度)→摩尔质量→1 mol 有机化合物中各原子的物质的量→分子式。
[典例2] 已知某有机化合物X有如下性质:
①X不和Na2CO3反应。
②X的蒸气对H2的相对密度为46.0。
③取1.84 g X与过量的金属钠完全反应后,生成672 mL(标准状况)气体。
④一定质量的X完全燃烧后,产生的气体依次通过浓硫酸和碱石灰,两者的质量分别增加36.0 g和66.0 g。
则X的分子式为 。
答案:C3H8O3
3.确定有机化合物结构简式的一般思路
[典例3]某研究性学习小组为确定某蜡状有机化合物A的结构和性质,他们拟用传统实验的手段与现代技术相结合的方法进行探究。请你参与过程探究。
Ⅰ.实验式的确定
(1)取样品A进行燃烧法测定,发现燃烧后只生成CO2和H2O,某次燃烧后,经换算得到了0.125 mol CO2和0.15 mol H2O。据此得出的结论是 。
解析:Ⅰ.(1)取样品A进行燃烧法测定,发现燃烧后只生成CO2和H2O,某次燃烧后,经换算得到了0.125 mol CO2和0.15 mol H2O,说明该有机化合物中含有C、H元素,可能含有O元素,分子中C、H的物质的量之比为n(C)∶n(H)=0.125 mol∶
(2×0.15)mol=5∶12,分子式为C5H12Ox(x=0,1,2……)。
答案:(1)分子中n(C)∶n(H)=5∶12,分子式为C5H12Ox(x=0,1,2……)
[典例3]某研究性学习小组为确定某蜡状有机化合物A的结构和性质,他们拟用传统实验的手段与现代技术相结合的方法进行探究。请你参与过程探究。
Ⅰ.实验式的确定
(2)另一实验中,取3.4 g蜡状有机化合物A在3.36 L(标准状况下,下同)氧气中完全燃烧,两者均恰好完全反应,生成2.8 L CO2和液态水。由此得出A的实验式是 。
答案:(2)C5H12O4
[典例3]某研究性学习小组为确定某蜡状有机化合物A的结构和性质,他们拟用传统实验的手段与现代技术相结合的方法进行探究。请你参与过程探究。
Ⅱ.结构式的确定(经测定A的相对分子质量为136)
(3)取少量样品熔化,加入钠有氢气放出,说明A分子中含有 。
解析:(3)取少量样品熔化,加入钠有氢气放出,由A的相对分子质量为136可
知,A分子中不含有不饱和键,说明A分子中含有羟基。
答案:(3)羟基
[典例3]某研究性学习小组为确定某蜡状有机化合物A的结构和性质,他们拟用传统实验的手段与现代技术相结合的方法进行探究。请你参与过程探究。
Ⅱ.结构式的确定(经测定A的相对分子质量为136)
(4)进行核磁共振,发现只有两组特征峰,且峰面积之比为2∶1,再做红外光谱,发现与乙醇一样透过率在同一处波数被吸收。图谱如下:
则A的结构简式为 。
解析:(4)进行核磁共振,发现只有两组特征峰,且面积之比为2∶1,说明结构中含有两种氢原子,数目分别为4和8,再做红外光谱,发现与乙醇一样透过率在同一处波数被吸收,说明结构中含有醇羟基,从红外光谱图可以看出分子中含有O—H、C—O、C—H,该有机化合物的结构简式为C(CH2OH)4。
答案:(4)C(CH2OH)4
(以下选择题有1个或2个选项符合题意)
1.核磁共振氢谱能对有机化合物分子中不同位置的氢原子给出不同的吸收峰(信号),根据吸收峰可以确定分子中氢原子的种类和数目。例如氯甲基甲醚(ClCH2OCH3)的核磁共振氢谱如图甲所示,两个吸收峰的面积之比为3∶2。金刚烷的分子立体结构如图乙所示,它的核磁共振氢谱图中吸收峰数目与峰面积之比分别为( )
A.5,1∶6∶2∶3∶4
B.3,1∶3∶12
C.4,1∶6∶3∶6
D.2,1∶3
D
解析:由金刚烷的键线式可知,分子中的氢原子分为2类,即4个CH和6个CH2中的氢原子,所以它的核磁共振氢谱图中吸收峰数目为2,峰面积之比为(4×1)∶(6×2)=1∶3,故选D。
2.由E(金属铁)制备的E(C5H5)2的结构如图甲所示,其中氢原子的化学环境完全相同。但早期人们却错误地认为它的结构如图乙所示。核磁共振氢谱能够