在推斷未知化合物的結構時，需要綜合考慮多種資料。其一般步驟如下：
碳化合物 \(\ce{X}\) 的元素分析實驗顯示，\(\ce{X}\) 只含有碳、氫和氧三種元素，且各元素的質量百分比如下：
\[\ce{C}: 66.67\%； \; \ce{H}: 11.10\%； \; \ce{O}:22.23\%\]\(\ce{X}\) 的質譜和紅外光譜如下：
根據所提供的資料，回答下列問題。
\(\ce{X}\) 的實驗式是
解答 \(a\):
由元素的質量百分比可計算出 \(\ce{X}\) 中各元素的比值。
\[\begin{align} \ce{C}:\ce{H}:\ce{O} &= \frac{66.67}{12.0}:\frac{11.1}{1.0}:\frac{22.23}{16.0}\\ &= 5.56:11.1:1.39\\ &= 4:8:1 \end{align}\]因此，\(\ce{X}\) 的實驗式是 \(\ce{C4H8O}\)。
\(\ce{X}\) 的分子式是
解答 \(b\)：
由質譜圖可看出，分子離子峰的質荷比 \(= 72\)。由於 \(\ce{C4H8O}\) 的相對質量 \(= 72\)，因此，\(\ce{X}\) 的分子式是 \(\ce{C4H8O}\)。
\(\ce{X}\) 的結構是
解答 \(c\)：
從紅外光譜中看出，
\(1680-1750 \text{ cm}^{-1}\) 出現很強的吸收光帶，這說明 \(\ce{X}\) 中含有 \(\ce{C=O}\)。
在 \(2500-3300 \text{ cm}^{-1}\) 沒有寬闊的強吸收光帶出現，這說明 \(\ce{X}\) 中不含 \(\ce{O-H}\)。
從質譜中看出，
\(m/z = 43\) 出現基本峰，它可能源自 \(\ce{CH3CO^+}\) 或 \(\ce{C3H7^+}\)。
若 \(m/z = 43\) 峰源自 \(\ce{CH3CO^+}\)，這說明 \(\ce{X}\) 中含有 \(\ce{CH3CO}-\) 基團。根據分子式，可推斷 \(\ce{X}\) 的結構式為 \(\ce{CH3COCH2CH3}\)。它在質譜實驗中，會碎裂生成的典型離子是 \(\ce{CH3CO^+}\)、\(\ce{CH3CH2^+}\)、\(\ce{CH3CH2CO^+}\)和\(\ce{CH3^+}\)，導致在 \(m/z=43\)、\(29\)、\(57\) 和 \(15\) 處出現特徵峰。本題的質譜圖在這些位置均出現明顯質譜峰，因此，\(\ce{X}\) 是 \(\ce{CH3COCH2CH3}\)。
若 \(m/z = 43\) 峰源自 \(\ce{C3H7^+}\)，這說明 \(\ce{X}\) 中含有 \(\ce{C3H7}-\) 基團。根據分子式，可推斷 \(\ce{X}\) 的結構式為 \(\ce{C3H7CHO}\)。它在質譜實驗中，會碎裂生成的典型離子包括 \(\ce{C3H7^+}\) 和 \(\ce{C3H7CO^+}\)，應導致在 \(m/z=43\) 和 \(71\) 處出現特徵峰。本題的質譜圖 \(m/z=71\) 處沒有明顯的質譜峰，因此，\(\ce{X}\) 不是 \(\ce{CH3CH2CH2CHO}\)。
關於 \(\ce{X}\) 的測試，下列哪項陳述正確？
用 2, 4- 二硝基苯肼檢測 \(\ce{X}\)，結果呈陽性。
將 \(\ce{X}\) 與酸化重鉻酸鉀溶液混合加熱，溶液變綠色。
將 \(\ce{X}\) 與碳酸鈉溶液混合後，有大量氣泡生成。
\(\ce{X}\) 進行托倫斯試驗，結果呈陽性。
將 \(\ce{X}\) 與碘的氫氧化鈉溶液共熱，有黃色沉澱物生成。
解答 \(d\)：
\(\ce{CH3COCH2CH3}\) 含有 \(\ce{C=O}\)，因此，它的 2, 4- 二硝基苯肼呈陽性。並且，\(\ce{CH3COCH2CH3}\) 含有 \(\ce{CH3CO}-\)，在進行碘仿試驗時，會生成黃色沉澱物。