Question

為了測定一種氣態(tài)烴A的化學式，取一定量的A置于一密閉容器中燃燒，定性實驗表明產物是CO₂、CO和水蒸氣．學生甲、乙設計了兩個方案，均認為根據(jù)自己的方案能求出A的最簡式，他們測得的在一定條件下的有關數(shù)據(jù)如下（圖中的箭頭表示氣流的方向，實驗前系統(tǒng)內的空氣已排盡）：
甲方案：燃燒產物

濃硫酸

濃硫酸增重2.52g

堿石灰

堿石灰增重1.30g

點燃

生成CO₂1.76g
乙方案：燃燒產物

堿石灰

堿石灰增重5.60g

灼熱

固體減小0.64g

石灰水

石灰水增重4g．試回答：
（1）甲、乙兩方案中，你認為哪種方案能求出A的最簡式？
（2）請根據(jù)你選擇的方案，通過計算求出A的最簡式．
（3）若要確定A的分子式，是否需要測定其他數(shù)據(jù)？并說明原因．

Answer 1

分析：（1）有機物燃燒遵循原子守恒，所有的碳原子全部進入二氧化碳，所有的氫原子全部進入水中，水的量即為濃硫酸的增重量，堿石灰的增重量即為二氧化碳的量；
（2）根據(jù)元素守恒確定有機物中的元素 以及原子數(shù)目，書寫結構簡式；
（3）根據(jù)最簡式確定分子式需要知道分子的相對分子質量或是其他成鍵條件等．

解答：解：（1）根據(jù)甲方案：燃燒產物

濃硫酸

濃硫酸增重2.52g（可以確定生成水的質量即為2.52g）

堿石灰

堿石灰增重1.30g（即生成二氧化碳的質量是1.30g）

點燃

生成CO₂1.76g，即一氧化碳燃燒產生的二氧化碳的質量是1.76g，可以獲得一氧化碳的質量，可以獲得有關A中碳、氫原子個數(shù)之比，進而確定分子式，但是方案乙中，堿石灰增重5.60g，增加的是二氧化碳和水的總質量，無法確定各自的質量是多少，故乙方案不能確定分子的結構簡式，
答：方案甲能求出A的最簡式；
（2）根據(jù)方案甲，可以知道H₂O-m（H）-n（H）              CO₂--m（C）--n（C）
                     2.52g  0.28g   0.28mol      1.30g+1.76g  0.8345g  

0.8345g

12g/mol

   
所以n（C）：n（H）=

0.8345g

12g/mol

：0.28mol=1：4，即A的最簡式為CH₄，
答：A的最簡式為CH₄；
（3）CH₄中H的百分含量已經達到最大，所以CH₄即為A的分子式，答：不需要測定其他數(shù)據(jù)；CH₄中H的百分含量已經達到最大，碳原子已經飽和．

點評：此題目是一道關于確定分子式的定量計算題目，注意元素守恒法的使用是解題關鍵，難度不大．