Question

1．某烷烴0.25mol充分燃燒后產物依次通過濃硫酸洗氣瓶、無水CuSO₄干燥管、Na₂O₂干燥管、足量澄清石灰水洗氣瓶，結果濃硫酸洗氣瓶增重45克，無水CuSO₄未變藍、Na₂O₂干燥管增重56克，澄清石灰水中有渾濁．
（1）該烴的分子式；澄清石灰水中沉淀的質量．
（2）該烴分子中含有6個甲基，寫出則符合此條件的該烷烴的結構簡式．

Answer 1

分析 （1）濃硫酸洗氣瓶增重45克為生成水的質量，計算水的物質的量，根據H原子守恒計算烴分子中H原子數目，再根據烷烴組成通式計算烴分子中C原子數目，進而確定該烷烴的分子式；根據碳元素守恒計算燃燒生成二氧化碳的物質的量，二氧化碳與過氧化鈉發生反應：2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂↑，根據差量法計算與過氧化鈉反應的二氧化碳的物質的量，進而計算與石灰水反應的二氧化碳，再由碳元素守恒計算碳酸鈣的質量；
（2）該烴分子中含有6個甲基，結合分子式書寫符合此條件的該烷烴的結構簡式．

解答 解：（1）濃硫酸洗氣瓶增重45克為生成水的質量，其物質的量為$\frac{45g}{18g/mol}$=2.5mol，則烴分子中H原子數目為$\frac{2.5mol×2}{0.25mol}$=20，故烴分子中C原子數目為$\frac{20-2}{2}$=9，則該烷烴的分子式為C₉H₂₀；
根據碳元素守恒，燃燒生成二氧化碳的物質的量0.25mol×9=2.25mol，
設與過氧化鈉反應的二氧化碳為xmol，則：
2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂↑  固體質量增重
2mol                        56g
xmol                        56g
故x=2
則與石灰水反應的二氧化碳為2.25mol-2mol=0.25mol，由碳元素守恒，可知碳酸鈣為0.25mol，故生成碳酸鈣的質量為0.25mol×100g/mol=25g，
答：該烴的分子式為C₉H₂₀；澄清石灰水中沉淀的質量為25g．
（2）該烴分子中含有6個甲基，符合此條件的該烷烴的結構簡式有：，
答：符合此條件的該烷烴的結構簡式有：．

點評 本題考查有機物分子式確定、化學方程式有關計算、限制條件同分異構體的書寫，難度中等，是對學生綜合能力的考查．