Question

3．0.1mol某烴的衍生物與0.35mol氧氣混合密閉于一容器中，點火后發生不完全燃燒，得到CO₂、CO和H₂O的氣態混合物．將混合氣體通過濃硫酸時，濃硫酸質量增加了5.4g，通過足量澄清石灰水時，可得到沉淀20g（干燥后稱量）．剩余氣體與灼熱的氧化鐵充分反應后再通入足量澄清的石灰水中，又得到20g固體物質（干燥后）．
求：（1）該有機物的分子式．
（2）該有機物可與醇發生酯化反應，且可使溴水褪色，寫出該有機物可能的結構簡式和名稱．

Answer 1

分析 濃硫酸的質量增加了5.4g，即生成水的質量是5.4g，通過足量澄清石灰水，可得經干燥后的沉淀20g，據此可以計算生成二氧化碳的質量，剩余氣體一氧化碳可以和灼熱的氧化鐵充分反應，生成金屬鐵和二氧化碳，再通入澄清石灰水時，可根據生成沉淀的質量獲得生成二氧化碳的質量，進而求出一氧化碳的質量，根據元素守恒可以計算有機物質的分子式．

解答 解：（1）0.1mol烴的衍生物和0.35mol氧氣反應，生成水的質量是5.4g，即生成水的物質的量是0.3mol，所以有機物中H的物質的量為0.6mol，通過足量澄清石灰水，可得干燥后的沉淀20g，根據CO₂～CaCO₃，所以二氧化碳的物質的量是0.2mol，一氧化碳與灼熱的氧化鐵充分反應后再通入澄清石灰水時，可得經干燥后的沉淀20g，根據CO～CO₂～CaCO₃，所以生成一氧化碳的物質的量是0.2mol，則有機物中含C的物質的量是0.4mol，根據氧原子守恒，含有氧原子的物質的量為：0.3mol+0.2mol×2+0.2mol-0.35mol×2=0.2mol，有機物中C、H、O的原子個數比是4：6：2，分子式為：C₄H₆O₂，
答：該有機物的化學式為C₄H₆O₂；
（2）有機物可與醇發生酯化反應，則含有羧基，且可使溴水褪色，含有碳碳雙鍵，所以有機物的結構簡式為：
CH₂=CH-CH₂COOH（1-丁酸）；CH₃-CH=CHCOOH（2-丁烯酸）；CH₂=C（CH₃）COOH（2-甲基丙烯酸）．
答：CH₂=CH-CH₂COOH（1-丁酸）；CH₃-CH=CHCOOH（2-丁烯酸）；CH₂=C（CH₃）COOH（2-甲基丙烯酸）．

點評 本題考查有機物的確定，題目難度不大，注意從質量守恒的角度計算，把握羧酸的化學性質是關鍵．