Question

8．取3.40g只含羥基、不含其他官能團的液態飽和多元醇，置于5.00L氧氣中，經點燃，醇完全燃燒．反應后氣體體積減少0.56L．將氣體經CaO吸收，體積又減少2.80L（所有體積均在標準狀況下測定）．
（1）3.40g醇中C、H、O物質的量分別為：C0.125mol、H0.300 mol、O0.100 mol；該醇中C、H、O的原子數之比為5：12：4．
（2）由以上比值能 （填“能”或“不能”）確定該醇的分子式，其原因是最簡式C₅H₁₂O₄中H原子個數已經飽和碳原子四價結構，所以最簡式即分子式．
（3）如果將該多元醇的任意一個羥基換成一個鹵原子，所得到的鹵代物都只有一種，試寫出該飽和多元醇的結構簡式．

Answer 1

分析 （1）經過CaO吸收后，體積減少2.8L，n（C）=n（CO₂）=$\frac{2.8L}{22.4L/mol}$=0.125mol；
剩余氧氣：n（O₂）=5.00L-0.56L-2.80L=1.64L，則反應氧氣為：5L-1.64L=3.36L，物質的量為：$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，
由質量守恒可得m（H₂O）=3.40 g+0.15mol×32 g•mol-0.125 mol×44　g•mol^-1=2.7 g
n（H₂O）=$\frac{2.7g}{18g/mol}$=0.15mol，n（H）=0.3mol，再根據總質量計算出氧元素的質量及物質的量，再計算出該醇中C、H、O的原子個數之比；
（2）根據計算出的該醇中C、H、O的原子個數之比判斷能否確定該醇的分子式；
（3）將該多元醇的任意一個羥基換成一個鹵原子，所得到的鹵代物都只有一種，說明分子中-OH的化學環境都相同，結合有機物分子式確定其結構簡式．

解答 解：（1）經過CaO吸收后，體積減少2.8L，n（C）=n（CO₂）=$\frac{2.8L}{22.4L/mol}$=0.125mol；
剩余氧氣：n（O₂）=5.00L-0.56L-2.80L=1.64L，則反應氧氣為：5L-1.64L=3.36L，物質的量為：$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，
由質量守恒可得m（H₂O）=3.40 g+0.15mol×32 g•mol-0.125 mol×44　g•mol^-1=2.7 g
n（H₂O）=$\frac{2.7g}{18g/mol}$=0.15mol，n（H）=0.300mol，醇中含O：$\frac{3.40g-0.3mol×1g/mol-0.125mol×12g/mol}{16g/mol}$=0.100mol，
則該醇中C、H、O的原子數之比為N（C）：N（H）：N（O）=0.125：0.3：0.1=5：12：4；
故答案為：0.125；0.300；0.100；5：12：4；
（2）由于該有機物的最簡式C₅H₁₂O₄中H原子個數已經飽和碳原子四價結構，所以能夠確定其分子式，即：其實驗式即為分子式，
故答案為：能；最簡式C₅H₁₂O₄中H原子個數已經飽和碳原子四價結構，所以最簡式即分子式；
（3）將該多元醇的任意一個羥基換成一個鹵原子，所得到的鹵代物都只有一種，說明分子中-OH的化學環境都相同，其結構簡式為：C（CH₂OH）₄，
答：該飽和多元醇的結構簡式為C（CH₂OH）₄．

點評 本題考查了有機物分子式、結構簡式的確定的計算，題目難度中等，注意熟練掌握根據質量守恒確定有機物分子中C、H、O元素組成及數目的方法．注意最簡式中H原子個數已經飽和碳原子四價結構，則實驗式即為分子式．