Question

15．A是由C、H或C、H、O元素組成的有機物，取0.01mol A在1.456L（標準狀況）氧氣中燃燒，燃燒后的產物通過足量濃硫酸，濃硫酸增重0.54g，再在通過濃硫酸后的氣體中點燃Mg條（足量），生成總質量為5.16g的黑白兩種物質，且黑色生成物與白色生成物的物質的量比為1：4．求A的分子式．

Answer 1

分析 因黑色生成物（C）與白色生成物（MgO）的物質的量之比為1：4，故氧氣過量，通過濃硫酸后的氣體為CO₂和O₂的混合物．設Mg與O₂、CO₂反應分別生成MgO的物質的量為x、y：
2Mg+O₂═2MgO    2Mg+CO₂═2MgO+C．
  0.5x   x               y   0.5y
$\left\{\begin{array}{l}40g•mo{l^{-1}}（x+y）+12g•mo{l^{-1}}×0.5y=5.16g\\ x+y=4×0.5y\end{array}\right.$
解得：x=y=0.06mol，過量的n（CO₂）=0.03mol，生成的n（CO₂）=0.03mol，生成的n（H₂O）=$\frac{0.54g}{18g•mo{l}^{-1}}$=0.03mol，0.01molA的質量m（A）=[0.03×44+0.54-（$\frac{1.456}{22.4}-0.03$）×32]g=0.74g，M（A）=$\frac{0.74g}{0.01mol}$=74g•mol^-1
設A的分子式為C₃H₆O_z，從而確定z的值，求出分子式．

解答 解：因黑色生成物（C）與白色生成物（MgO）的物質的量之比為1：4，故氧氣過量，通過濃硫酸后的氣體為CO₂和O₂的混合物，設Mg與O₂、CO₂反應分別生成MgO的物質的量為x、y：
2Mg+O₂═2MgO    2Mg+CO₂═2MgO+C．
  0.5x   x               y   0.5y
$\left\{\begin{array}{l}40g•mo{l^{-1}}（x+y）+12g•mo{l^{-1}}×0.5y=5.16g\\ x+y=4×0.5y\end{array}\right.$
解得：x=y=0.06mol，過量的n（CO₂）=0.03mol，生成的n（CO₂）=0.03mol，生成的n（H₂O）=$\frac{0.54g}{18g•mo{l}^{-1}}$=0.03mol，0.01molA的質量m（A）=[0.03×44+0.54-（$\frac{1.456}{22.4}-0.03$）×32]g=0.74g，M（A）=$\frac{0.74g}{0.01mol}$=74g•mol^-1
設A的分子式為C₃H₆O_z，有3×12+6×1+16z=74，z=2，A的分子式為C₃H₆O₂，
答：A的分子式為C₃H₆O₂．

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二氧化碳的物質的量，再根據原子守恒計算．