Question

0.2mol有機物和0.4mol O₂在密閉容器中燃燒后的產物為CO₂、CO和H₂O（g）．產物經過濃硫酸后，濃硫酸的質量增加10.8g；再通過灼熱CuO充分反應后，固體質量減輕3.2g；最后氣體再通過堿石灰被完全吸收，堿石灰質量增加17.6g．
（1）燃燒后的產物的物質的量分別為CO₂    mol、CO    mol、H₂O（g）    mol．
（2）推斷該有機物的化學式為    ．
（3）若其核磁共振氫譜顯示只有兩種環境不同的H，試確定該有機物的結構簡式為    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）濃硫酸的質量增加10.8g為有機物燃燒生成水的質量，根據n=計算水的物質的量，
氣體通過灼熱CuO，發生反應CuO+COCu+CO₂，根據差量法計算有機物燃燒生成的CO的物質的量，
根據反應CuO+COCu+CO₂計算CO與CuO反應生成的二氧化碳，最后氣體通過堿石灰被完全吸收，堿石灰質量增加17.6g為二氧化碳的質量，包含有機物燃燒生成的二氧化碳與CO與CuO反應生成的二氧化碳，據此計算；
（2）根據（1）中有機物燃燒生成的CO₂、CO和H₂O（g）物質的量，利用元素守恒，計算0.2mol有機物含有的元素原子的物質的量，據此書寫化學式；
（3）核磁共振氫譜顯示只有兩種環境不同的H，結合有機物的分子式判斷有機物的結構式．
解答：解：（1）濃硫酸的質量增加10.8g為有機物燃燒生成水的質量，生成水的物質的量為=0.6mol．
過灼熱CuO充分反應后，固體質量減輕3.2g，令有機物燃燒生成的CO的物質的量為x，則：
     CuO+COCu+CO₂，固體質量減少△m
         1mol               16g
        x                  3.2g
所以x==0.2mol．
最后氣體通過堿石灰被完全吸收，堿石灰質量增加17.6g為二氧化碳的質量，二氧化碳物質的量為=0.4mol，
，由反應CuO+COCu+CO₂可知，0.2molCO與CuO反應生成的二氧化碳的物質的量為0.2mol，所以有機物燃燒生成的二氧化碳為0.4mol-0.2mol=0.2mol．
故答案為：0.2；0.2；0.6；
（2）0.2mol有機物和0.4molO₂生成0.2molCO₂、0.2molCO和0.6molH₂O（g），
所以0.2mol有機物含有C原子為0.2mol+0.2mol=0.4mol，含有H原子為0.6mol×2=1.2mol，含有O原子為0.2mol×2+0.2mol+0.6mol-0.4mol×2=0.4mol，即1mol有機物含有C原子為2mol，含有H原子為6mol，含有O原子為2mol，所以有機物的化學式為C₂H₆O₂，故答案為：C₂H₆O₂；
（3）有機物的分子式為C₂H₆O₂，核磁共振氫譜顯示只有兩種環境不同的H，故有機物為乙二醇，結構簡式為HOCH₂CH₂OH，故答案為：HOCH₂CH₂OH．
點評：本題考查有機物分子式的確定，難度不大，注意根據元素守恒在判斷有機物的分子式中的運用．