Question

11．為了測定一種氣態烴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，均認為根據自已的方案能求出A的最簡式，他們測得的在有關數據如下（圖中的箭頭表示氣流的方向，實驗前系統內的空氣已排盡）：
甲方案：燃燒產物$\stackrel{濃硫酸}{→}$增重2.52g $\stackrel{堿石灰}{→}$增重1.30g $\stackrel{點燃}{→}$生成CO₂1.76g
乙方案：燃燒產物$\stackrel{堿石灰}{→}$ 增重5.60g $\stackrel{灼熱CuO}{→}$增重0.64g $\stackrel{石灰水}{→}$增重4g
試回答：
（1）根據兩方案，你認為那種方案能求出A的最簡式？甲（填“甲”或“乙”）
（2）若能，請根據你選擇的方案，通過計算求出A的分子為CH₄？

Answer 1

分析 （1）甲中濃硫酸吸收的是水、堿石灰吸收的是二氧化碳，最終CO燃燒生成二氧化碳，可以根據二者計算H、C原子個數比；乙中堿石灰吸收水和二氧化碳，CO還原CuO得到二氧化碳，但不能根據堿石灰增加的質量計算出C、H原子個數比；
（2）濃硫酸吸收水的物質的量=$\frac{2.52g}{18g/mol}$=0.14mol，堿石灰吸收二氧化碳的物質的量=$\frac{1.32g}{44g/mol}$=0.03mol，CO燃燒生成二氧化碳物質的量=$\frac{1.76g}{44g/mol}$=0.04mol，則二氧化碳分子個數和水中H原子個數之比為0.07mol：0.028mol=1：4，根據C、H原子個數比及狀態判斷物質；C、H原子個數被1：4，每個C原子最多形成4個C-H鍵．

解答 解：（1）甲中濃硫酸吸收的是水、堿石灰吸收的是二氧化碳，最終CO燃燒生成二氧化碳，可以根據水的物質的量、二氧化碳的物質的量計算H、C原子個數比，從而確定該物質化學式；
乙中堿石灰吸收水和二氧化碳，剩余的CO還原CuO得到二氧化碳，但不能根據堿石灰增加的質量計算出C、H原子個數比，所以乙不能確定該物質的最簡式；
則甲可以求出A的最簡式、乙不能求出A的最簡式，
故答案為：甲；      
（2）濃硫酸吸收水的物質的量=$\frac{2，.52g}{18g/mol}$=0.14mol，堿石灰吸收二氧化碳的物質的量=$\frac{1.32g}{44g/mol}$=0.03mol，CO燃燒生成二氧化碳物質的量=$\frac{1.76g}{44g/mol}$=0.04mol，則二氧化碳分子個數和水中H原子個數之比為0.07mol：0.028mol=1：4，其最簡式為CH₄，C、H原子個數被1：4，每個C原子最多形成4個C-H鍵，最簡式中，H的含量已經達到最大值，所以不用測定其它數據，分子式為CH₄，
故答案為：CH₄．

點評 本題考查有機物推斷，為高頻考點，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，明確濃硫酸、堿石灰的性質是解本題關鍵，知道有機物中C原子成鍵特點，題目難度中等．