Question

【題目】利用核磁共振技術測定有機物分子的三維結構的研究獲得了2002年諾貝爾化學獎。在有機物分子中，不同氫原子的核磁共振譜中給出的峰值（信號）也不同，根據峰值（信號）可以確定有機物分子中氫原子的種類和數目。例如二乙醚的結構簡式為：CH3—CH2—O—CH2—CH3

其核磁共振譜中給出的峰值（信號）有兩個，如下圖（一）所示：

（一） （二）

（1）下列物質中，其核磁共振氫譜中給出的峰值（信號）只有一個的是 。

A．CH3CH3 B．CH3COOH

C． CH3COOCH3 D．CH3OCH3

（2）化合物A和B的分子式都是C2H4Br2, A的核磁共振氫譜圖如上圖（二）所示，則A的結構簡式為： ，請預測B的核磁共振氫譜上有 個峰（信號），其峰面積之比為 。

（3）①某有機物含有碳、氫、氧三種元素,其中含碳40%,含氫6.67%,則該有機物的實驗式為 ，若該有機物的蒸氣密度是相同狀況下氫氣氣體密度的30倍,試確定該有機物分子式 ，若該有機物既能與金屬鈉反應又能與碳酸氫鈉反應，試推測該有機物的結構簡式 。

②同分異構現象的廣泛存在是造成有機物種類繁多的重要原因之一，丁烯有多種同分異構體，其中存在順反異構的結構命名為 。

③有機物CH3OH是CH3CH2OH的一種同系物，CH3OH可用于設計堿性燃料電池（電解質為KOH溶液），寫出該電池的正極電極反應式 ，若反應過程中有3mol 電子轉移，則反應掉CH3OH的質量為 g

Answer 1

【答案】（1）AD（2）（4分）BrCH2CH2Br；2；3：1（或1：3）

（3）①CH2O；C2H4O2；CH3COOH②2-丁烯；③（4分）O2+2H2O+4eˉ=4OHˉ；16

【解析】

試題分析：（1）考查有機物中氫原子種類的判斷。一般同一個碳原子上的氫原子是相同的，同一個碳原子所連接的甲基上的氫原子是相同的，具有對稱性結構（1）A．CH3CH3中只有一種H原子，A正確；B．CH3COOH中有兩種H原子，B錯誤；C．CH3COOCH3中有兩種H原子，C錯誤；D．CH3OCH3中只有一種H原子，D正確；

（2）核磁共振氫譜中只給出一種峰，說明該分子中只有1種H原子，則A的結構簡式為BrCH2CH2Br，B的結構簡式為CH3CHBr2，有兩種H原子，所以核磁共振氫譜上有2個峰，所以為BrCH2CH2Br；B的結構簡式為CH3CHBr2含有的峰為2個，其峰面積之比為3：1；

（3）N（C）：N（H）：N（O）＝40%/12:6.67%/1:（1-40%-6.67%）/16==1:2:1,實驗式：CH2O；若該有機物的蒸氣密度是相同狀況下氫氣氣體密度的30倍,則有機物的摩爾質量為30×2=60．若該有機物既能與金屬鈉反應又能與碳酸氫鈉反應，說明該有機物含有羥基，又含有羧基，有機物的結構簡式：CH3COOH

②丁烯結構有：1-丁烯結構簡式CH3-CH2-CH=CH2；2-丁烯結構簡式CH3-CH=CH-CH3，其中-丁烯結構存在順反異構。

③CH3OH在堿性環境下與氧氣反應生成碳酸鉀和水；這是一個堿性燃料電池，負極發生氧化反應：CH3OH- 6eˉ+8OH-=CO32-+6H2O; 正極發生還原反應：O2 + 2H2O + 4eˉ== 4OHˉ；根據關系式計算轉移3摩爾電子，消耗甲醇0.5摩爾，質量為16克。