Question

15．（1）某氣態有機物X含C、H、O三種元素，已知下列條件，現欲確定X的分子式，所需的最少條件組合是①②④．（填相應的數字序號）
①X中含碳質量分數②X中含氫質量分數③X在標準狀況下的體積
④質譜確定X的相對分子質量⑤X的質量
（2）將12g某有機物A完全燃燒，生成CO₂和H₂O，將產物通過濃H₂SO₄，濃H₂SO₄增重14.4g，再通過堿石灰，堿石灰增重26.4g．則該有機物的實驗式為C₃H₈O．
（3）科學家最近在-100℃的低溫下合成了一種烴X，紅外光譜和核磁共振氫譜表明其分子中的氫原子所處的化學環境沒有區別，根據分析，繪制了該分子的球棍模型如圖所示
①該分子的分子式為C₅H₄．
②該分子中碳原子的化學環境有2種
③該分子中處于同一平面的碳原子數最多3個．
④該分子中的官能團名稱碳碳雙鍵．

Answer 1

分析 （1）根據各元素質量分數與相對分子質量可以確定有機物分子式；
（2）濃H₂SO₄增重14.4g為水的質量，堿石灰增重26.4g為二氧化碳質量，計算各自物質的量，結合有機物總質量判斷是否含有元素，再計算各原子數目之比，進而確定實驗式；
（3）①由結構模型可知，分子中含有5個C原子、4個H原子；
②連接H原子的4個碳原子化學環境相同，與環交點碳原子環境不同；
③由碳的四價結構可知，三元環中連接H原子的碳原子之間含有碳碳雙鍵，而環交點碳原子連接的4個碳原子形成四面體結構；
④三元環中連接H原子的碳原子之間含有碳碳雙鍵．

解答 解：（1）根據各元素質量分數與相對分子質量可以計算分子式中各原子數目，可以確定有機物分子式，
故答案為：①②④；
（2）濃H₂SO₄增重14.4g為水的質量，水的物質的量為$\frac{14.4g}{18g/mol}$=0.8mol，n（H）=1.6mol，堿石灰增重26.4g為二氧化碳質量，其物質的量為$\frac{26.4g}{44g/mol}$=0.6mol，n（C）=0.6mol，有機物中n（O）=$\frac{12g-0.6mol×12g/mol-1.6mol×1g/mol}{16g/mol}$=0.2mol，故有機物中C、H、O原子數目之比為0.6：1.6：0.2=3：8：1，則有機物實驗式為C₃H₈O，
故答案為：C₃H₈O；
（3）①由結構模型可知，分子中含有5個C原子、4個H原子，該物質分子式為：C₅H₄，故答案為：C₅H₄；
②連接H原子的4個碳原子化學環境相同，與環交點碳原子環境不同，有2種化學環境不同的碳原子，故答案為：2；
③由碳的四價結構可知，三元環中連接H原子的碳原子之間含有碳碳雙鍵，而環交點碳原子連接的4個碳原子形成四面體結構，三元環中3個碳原子共面，故答案為：3；
④三元環中連接H原子的碳原子之間含有碳碳雙鍵，故答案為：碳碳雙鍵．

點評 本題考查有機物分子式確定、有機物結構等，理解掌握有機物分子式確定方法，注意實驗式與分子式的不同，烴及烴的含氧衍生物中H原子飽和碳的四價結構時，實驗式即為分子式．