Question

5．將含有C、H、O的有機物3.0g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CaCl₂（A）和堿石灰（B）的干燥管，測得A管質量增加了1.8g，B管質量增加了4.4g，已知該有機物的相對分子質量為60．
（1）燃燒此有機物3.0g需消耗O₂（標準狀況）多少L？
（2）求此有機物的分子式．
（3）若該有機物在一定條件下與新制的氫氧化銅發生反應，試寫出該有機物可能的結構簡式．

Answer 1

分析 （1）根據質量守恒計算消耗氧氣的質量，進而計算消耗氧氣的體積；
（2）A管質量增加1.8g為生成水的質量，B管質量增加4.4g為生成二氧化碳的質量，根據n=$\frac{m}{M}$計算有機物、水、二氧化碳的物質的量，根據原子守恒計算有機物分子中N（C）、N（H），再根據有機物的相對分子質量計算分子中N（O），確定有機物分子式；
（3）若該有機物在一定條件下與新制的氫氧化銅發生反應，應含有醛基或羧基，醛基發生氧化還原反應，羧基發生中和反應．

解答 解：（1）化學反應遵循質量守恒定律，則消耗O₂的質量為：1.8g+4.4g-3g=3.2g，其物質的量=$\frac{3.2g}{32g/mol}$=0.1mol，故氧氣體積=0.1mol×22.4L/mol=2.24L，
答：燃燒此有機物3.0g需消耗O₂2.24L；
（2）CaCl₂中吸水質量增加1.8g，水的物質的量=$\frac{1.8g}{18g/mol}$=0.1mol，n（H）=0.2mol，
堿石灰吸CO₂增加4.4g，二氧化碳物質的量=$\frac{4.4g}{44g/mol}$=0.1mol，n（C）=0.1mol
該有機物物質的量為 $\frac{3g}{60g/mol}$=0.05mol，
所以有機物分子中N（C）=$\frac{0.1mol}{0.05mol}$=2，N（H）=$\frac{0.2mol}{0.05mol}$=4，N（O）=$\frac{60-12×2-4}{16}$=2，
所以有機物的分子式為：C₂H₄O₂，
答：有機物的分子式為C₂H₄O₂；
（3）若該有機物在一定條件下與新制的氫氧化銅發生反應，應含有醛基或羧基，醛基發生氧化還原反應，羧基發生中和反應，對應的同分異構體可為HOCH₂CHO、HCOOCH₃、CH₃COOH，
答：該有機物可能的結構簡式HOCH₂CHO、HCOOCH₃、CH₃COOH．

點評 本題考查有機物分子式的確定，題目難度中等，掌握燃燒法利用守恒確定有機物的分子式，側重對學生基礎知識的鞏固和訓練，旨在考查學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力．