Question

14．有機物A由碳、氫、氧三種元素組成．現取6g A與8.96L氧氣（標準狀況）在密閉容器中燃燒，燃燒后生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸氣（假設反應物沒有剩余）．將反應生成的氣體依次通過濃硫酸和堿石灰，濃硫酸增重7.2g，堿石灰增重8.8g．回答下列問題：
（1）6gA中所含碳原子的物質的量是多少？
（2）通過計算確定該有機物的分子式．
（3）寫出該有機物能與鈉反應的所有同分異構體的結構簡式．

Answer 1

分析 （1）濃硫酸增重7.2g為水的質量，堿石灰增重8.8g為二氧化碳的質量，根據n=$\frac{m}{M}$計算二氧化碳、水的物質的量；根據n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計算氧氣的物質的量，根據質量守恒計算CO的質量，根據n=$\frac{m}{M}$計算CO的物質的量；
（2）根據氧原子守恒計算出6gA中H、O原子的物質的量，再根據（1）中的計算結果確定該物質的最簡式，根據最簡式中含有H原子數可確定其分子式；
（3）該有機物能與鈉反應，則A分子中含有羥基，為丙醇，然后寫出屬于醇類的丙醇的結構簡式．

解答 解：（1）濃硫酸增重7.2g為水的質量，n（H₂O）=$\frac{7.2g}{18g/mol}$=0.4mol，
堿石灰增重8.8g為二氧化碳的質量，n（CO₂）=$\frac{8.8g}{44g/mol}$=0.2mol，
8.96L氧氣的物質的量=$\frac{8.96L}{22.4L/mol}$=0.4mol，氧氣的質量為：0.4mol×32g/mol=12.8g
故CO的質量=6g+12.8g-7.2g-8.8g=2.8g，
故 n（CO）=$\frac{2.8g}{28g/mol}$=0.1mol，
故6g 含有的碳原子的物質的量為：n（C）=n（CO₂）+n（CO）=0.2mol+0.1mol=0.3mol，
答：6A中所含碳原子的物質的量0.3mol；
（2）6g A中，n（H）=2n（H₂O）=0.8mol，n（C）=0.3mol，
n（O）=2n（CO₂）+n（CO）+n（H₂O）-2n（O₂）=2×0.2 mol+0.1 mol+0.4 mol-2×0.4 mol=0.1mol，
則n（C）：n（H）：n（O）=0.3mol：0.8mol：0.1mol=3：8：1，
A的最簡式為C₃H₈O，由于H原子數已經得到飽和，則A的分子式為C₃H₈O，
答：A的分子式為C₃H₈O；
（3）該有機物能與鈉反應，說明C₃H₈O中含有官能團羥基：-OH，即A為丙醇，
A可能的結構簡式為：1-丙醇：CH₃CH₂CH₂OH，2-丙醇：CH₃CH（OH）CH₃，
答：A可能的結構簡式為CH₃CH（OH）CH₃、CH₃CH₂CH₂OH．

點評 本題考查了有機物分子式、結構簡式的確定，題目難度中等，注意掌握質量守恒在確定有機物分子式中的應用方法，明確常見有機物結構與性質為解答關鍵，試題培養了學生的化學計算能力．