Question

0.2mol有機物和0.5molO₂在密閉容器中完全燃燒后的產物為CO₂、CO和H₂O（氣），產物經過濃硫酸后，產物質量減輕10.8g；再通過灼熱的CuO，充分反應后，產物質量增加了3.2g；最后氣體在通過堿石灰時被完全吸收，堿石灰增重17.6g．
（1）試推斷該有機物的分子式．
（2）若0.2mol該有機物與足量金屬鈉作用生成2.24L的H₂（標準狀況），試確定該有機物的結構簡式．

Answer 1

分析：（1）濃硫酸具有吸水性，產物質量減輕10.8g，說明反應產物中含水10.8g，通過灼熱氧化銅，由于發生反應CuO+CO

△  .

Cu+CO₂，產物質量增加了3.2g，結合方程式利用差量法可計算CO的物質的量，通過堿石灰時，堿石灰的質量增加了17.6g可計算總CO₂的物質的量，減去CO與CuO反應生成的CO₂的質量為有機物燃燒生成CO₂的質量，根據元素守恒計算有機物中含有C、H、O的物質的量，進而求得化學式．
（2）結合分子式、與鈉反應生成氫氣的體積，判斷分子中官能團，據此書寫結構簡式．

解答：（1）有機物燃燒生成水10.8g，物質的量為

10.8g

18g/mol

=0.6mol，
令有機物燃燒生成的CO為x，則：
           CuO+CO

△  .

Cu+CO₂，氣態增重△m
           28g             16g
            x              3.2g
所以x=

28g×3.2g

16g

=5.6g，CO的物質的量為

5.6g

28g/mol

=0.2mol．
根據碳元素守恒可知CO與CuO反應生成的CO₂的物質的量為0.2mol，質量為0.2mol×44g/mol=8.8g．
有機物燃燒生成的CO₂的質量為17.6g-8.8g=8.8g，物質的量為

8.8g

44g/mol

=0.2mol，
根據碳元素守恒可知，1mol有機物含有碳原子物質的量為2mol，
根據氫元素守恒可知，1mol有機物含有氫原子物質的量為

0.6mol×2

0.2

=6mol
根據氧元素守恒可知，1mol有機物含有氧原子物質的量為

0.6mol+0.2mol+0.2mol×2-0.5mol×2

0.2

=1mol．
所以有機物的分子式為C₂H₆O．
答：有機物的分子式為C₂H₆O．
（2）若0.2mol該有機物與足量金屬鈉作用生成2.24L的H₂（標準狀況），氫氣的物質的量為0.1mol，有機物中含有羥基，該有機物的結構簡式為CH₃CH₂OH．
答：該有機物的結構簡式為CH₃CH₂OH．

點評：本題考查有機物分子式的確定，難度不大，掌握利用所含元素原子守恒判斷有機物的分子式．