Question

19．0.2mol有機(jī)物和0.4molO₂在密閉容器中完全燃燒后的產(chǎn)物為CO₂、CO、H₂O（氣），產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濃H₂SO₄后，質(zhì)量增加10.8g，再通過(guò)灼熱的氧化銅充分反應(yīng)后，質(zhì)量減輕3.2g，最后氣體再通過(guò)堿石灰被完全吸收，質(zhì)量增加17.6g．
（1）試通過(guò)計(jì)算確定該有機(jī)物的化學(xué)式．
（2）若該有機(jī)物恰好與4.6g金屬鈉完全反應(yīng)，試確定該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式．

Answer 1

分析 （1）濃硫酸具有吸水性，產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濃H₂SO₄后，質(zhì)量增加10.8g，說(shuō)明反應(yīng)產(chǎn)物中含水10.8g，通過(guò)灼熱氧化銅，由于發(fā)生反應(yīng)CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂，質(zhì)量減輕3.2g，結(jié)合方程式利用差量法可計(jì)算CO的物質(zhì)的量，通過(guò)堿石灰時(shí)，堿石灰的質(zhì)量增加了17.6g可計(jì)算總CO₂的物質(zhì)的量，減去CO與CuO反應(yīng)生成的CO₂的質(zhì)量為有機(jī)物燃燒生成CO₂的質(zhì)量，根據(jù)元素守恒計(jì)算有機(jī)物中含有C、H、O的物質(zhì)的量，進(jìn)而求得化學(xué)式；
（2）結(jié)合分子式、與4.6g金屬鈉完全反應(yīng)，判斷分子中官能團(tuán)，據(jù)此書(shū)寫(xiě)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式．

解答 解：（1）有機(jī)物燃燒生成水10.8g，物質(zhì)的量為$\frac{10.8g}{18g/mol}$=0.6mol，
令有機(jī)物燃燒生成的CO為x，則：
CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂，氣體質(zhì)量減小△m
         28g                                               16g
         x                                                   3.2g
所以x=$\frac{28g×3.2g}{16g}$=5.6g，CO的物質(zhì)的量為$\frac{5.6g}{28g/mol}$=0.2mol．
根據(jù)碳元素守恒可知CO與CuO反應(yīng)生成的CO₂的物質(zhì)的量為0.2mol，質(zhì)量為0.2mol×44g/mol=8.8g．
有機(jī)物燃燒生成的CO₂的質(zhì)量為17.6g-8.8g=8.8g，物質(zhì)的量為$\frac{8.8g}{44g/mol}$=0.2mol，
根據(jù)碳元素守恒可知，1mol有機(jī)物含有碳原子物質(zhì)的量為2mol，
根據(jù)氫元素守恒可知，1mol有機(jī)物含有氫原子物質(zhì)的量為$\frac{0.6mol×2}{0.2}$=6mol
根據(jù)氧元素守恒可知，1mol有機(jī)物含有氧原子物質(zhì)的量為$\frac{0.6mol+0.2mol+0.2mol×2-0.4mol×2}{0.2}$=2mol，
所以有機(jī)物的分子式為C₂H₆O₂．
答：有機(jī)物的分子式為C₂H₆O₂；
（2）0.2mol該有機(jī)物恰好與4.6g金屬鈉（$\frac{4.6g}{23g/mol}$=0.2mol）完全反應(yīng)，說(shuō)明每1個(gè)分子含有1個(gè)羥基，有機(jī)物中含有羥基，有機(jī)物的分子式為C₂H₆O₂，所以該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₃OCH₂OH．
答：該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₃OCH₂OH．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有機(jī)物分子式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的確定，側(cè)重于學(xué)生的分析、計(jì)算能力的考查，題目難度中等，注意掌握常見(jiàn)有機(jī)物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，明確質(zhì)量守恒定律在確定有機(jī)物分子式中的應(yīng)用方法．