Question

將含有C、H、O的有機物3.24g裝入元素分析裝置，通入足量的O₂使之完全燃燒，將生成的氣體依次通過裝有濃硫酸的洗氣瓶和堿石灰的干燥管，測得洗氣瓶的質量增加了2.16g，干燥管的質量增加了9.24g，已知該有機物的相對分子質量為108．
（1）求此有機物的分子式．
（2）已知該物質中含有苯環，且1mol該物質與金屬鈉反應后生產標準狀況下氫氣0.5mol，試寫出該物質的任一種結構簡式．

 

（3）燃燒此有機物3.24g需消耗O₂

 

克．

Answer 1

考點：有關有機物分子式確定的計算

專題：烴及其衍生物的燃燒規律

分析：（1）根據洗氣瓶、干燥管的質量變化分別計算出生成水、二氧化碳的質量、物質的量，再根據質量守恒計算出3.24g該有機物分子中含有的氧元素的質量、物質的量，最后計算出其分子式；
（2）根據有機物的分子式及題干信息判斷其含有的官能團，然后寫出其可能的結構簡式；
（3）3.24g該有機物燃燒消耗氧氣的質量=生成二氧化碳的質量+生成水的質量-有機物的質量．

解答： 解：該有機物完全燃燒產物為H₂O和CO₂，裝有濃硫酸的洗氣瓶增加的是水的質量，水的物質的量為：n（H₂O）=

2.16g

18g/mol

=0.12mol，則n（H）=0.12×2=0.24mol；
裝有堿石灰的干燥管增加的是CO₂的質量，二氧化碳的物質的量為：n（CO₂）=

9.24g

44g/mol

=0.21mol，則n（C）=0.21mol，
該有機物中氧元素的質量為：m（O）=3.24-0.24-2.52=0.48g，氧元素的物質的量為：n（O）=

0.48g

16g/mol

=0.03mol，
（1）3.24g該有機物的物質的量為：n（有機物）=

3.24g

108g/mol

=0.03mol，
則n（有機物）：n（C）：n（H）：n（O）=0.03：0.21：0.24：0.03=1：7：8：1，
故該有機物的分子式為：C₇H₈O，
答：該有機物的分子式為C₇H₈O；
（2）已知該物質中含有苯環，且1mol該物質與金屬鈉反應后生產標準狀況下氫氣0.5mol，說明分子中含有1個-OH，其結構可以是苯甲醇、鄰甲基苯酚、間甲基苯酚、對甲基苯酚，
故答案為：（或 、、）
（3）消耗的氧氣的質量等于反應產物總質量-有機物的質量，即：m（O₂）=m（H₂O）+m（CO₂）-m（C₇H₈O）=2.16g+9.24g-3.24g=8.16g，
故答案為：8.16．

點評：本題綜合考查有機物分子式的確定以及有機物結構的推導，題目難度中等，注意掌握確定有機物分子式、結構簡式的方法，明確（3）中計算消耗氧氣的質量的巧算方法．