Question

3．通常用燃燒的方法測定有機物的分子式，可在燃燒室內(nèi)將有機物樣品與純氧在電爐加熱下充分燃燒，根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量確定有機物的組成．如圖所示的是用燃燒法確定有機物分子式的常用裝置．
 
現(xiàn)準確稱取4.4g樣品（只含C、H、O三種元素中的兩種或三種），經(jīng)燃燒后A管增重8.8g，B管增重3.6g．請回答：
（1）按上述所給的測量信息，裝置的連接順序應是：DCEBA（每種裝置只用一次）；
（2）C管中濃硫酸的作用是除去氧氣中的水蒸氣；
（3）要確定該有機物的分子式，還必須知道的數(shù)據(jù)是（填選項）B；
A．C裝置增加的質(zhì)量
B．樣品的摩爾質(zhì)量
C．CuO固體減少的質(zhì)量
（4）若該有機物的相對分子質(zhì)量為44，且它的核磁共振氫譜上有兩個峰，其強度比為3：1，試通過計算確定該有機物的結構簡式CH₃CHO，與該有機物相對分子質(zhì)量相同的烴的一氯代物有2種．

Answer 1

分析 （1）實驗原理是測定一定質(zhì)量的有機物完全燃燒時生成CO₂和H₂O的質(zhì)量，來確定是否含氧及C、H、O的個數(shù)比，求出最簡式；因此生成O₂后必須除雜（主要是除H₂O）明確各裝置的作用是解題的前提，A用來吸收二氧化碳，測定生成二氧化碳的質(zhì)量，B用來吸收水，測定生成水的質(zhì)量，C用于干燥通入E中的氧氣、D用來制取反應所需的氧氣、E是在電爐加熱時用純氧氣氧化管內(nèi)樣品；根據(jù)一氧化碳能與氧化銅反應，可被氧化成二氧化碳的性質(zhì)可知CuO的作用是把有機物不完全燃燒產(chǎn)生的CO轉化為CO₂，據(jù)此對各裝置進行排序；
（2）濃硫酸可以吸收氧氣的中的水分，避免影響測定結果；
（3）題中該實驗方法只能獲得有機物的實驗式，要確定有機物的分子式，還要知道有機物的相對分子質(zhì)量或摩爾質(zhì)量；
（4）根據(jù)題干數(shù)據(jù)計算出該有機物的實驗式，再根據(jù)核磁共振氫譜表示的意義確定該有機物的結構簡式．

解答 解：（1）D中生成的氧氣中含有水蒸氣，應先通過C中的濃硫酸干燥，在E中電爐加熱時用純氧氧化管內(nèi)樣品，生成二氧化碳和水，如有一氧化碳生成，則E中CuO可與CO進一步反應生成二氧化碳，然后分別通入B（吸收水）、A（吸收二氧化碳）中，根據(jù)產(chǎn)物的質(zhì)量推斷有機物的組成，則產(chǎn)生的氧氣按從左到右流向，所選置的連接順序應是：D→C→E→B→A，
故答案為：DCEBA；
（2）D中生成的氧氣中含有水蒸氣，應先通過C中的濃硫酸干燥，以免影響實驗結果，
故答案為：除去氧氣中的水蒸氣；
（3）由上題干測量數(shù)據(jù)能夠計算出該有機物的實驗式，要確定有機物的分子式，還要知道有機物的相對分子質(zhì)量或摩爾質(zhì)量，最簡式的n倍等于其摩爾質(zhì)量數(shù)值，計算得到分子式，所以B正確，
故答案為：B；
（4）A管質(zhì)量增加0.88g為二氧化碳的質(zhì)量，n（CO₂）=0.88g÷44g．mol^-1=0.02mol，n（C）=n（CO₂）=0.02mol，
B管質(zhì)量增加0.36g是水的質(zhì)量，n（H₂O）=0.36g÷18g．mol^-1=0.02mol，n（H）=2n（H₂O）=0.04mol，
從而可推出含氧元素的質(zhì)量為：0.44g-12g/mol×0.02mol-1g/mol×0.04mol=0.16g，n（O）=$\frac{0.16g}{16g/mol}$=0.01mol，
設最簡式為C_XH_YO_Z，則n（C）：n（H）：n（O）=0.02mol：0.04mol：0.01mol=2：4：1，
故該物質(zhì)最簡式為C₂H₄O，
該有機物蒸氣對氫氣的相對分子質(zhì)量為22，則該有機物的摩爾質(zhì)量為：2g/mol×22=44g/mol，其相對分子量為44，
設該物質(zhì)分子式為（C₂H₄O）n，44n=44，解得：n=1，
故該物質(zhì)分子式為C₂H₄O，
又根據(jù)題意：它的核磁共振氫譜上有兩個峰，其強度比為3：1，可推出該有機物的結構簡式為：CH₃CHO，與該有機物相對分子質(zhì)量相同的烴為C₃H₈是丙烷，丙烷結構簡式為CH₃CH₂CH₃，則它的一氯代物有2種，
故答案為：CH₃CHO； 2．

點評 本題考查有機物的分子式的實驗測定，題目難度中等，關鍵在于清楚實驗的原理，掌握燃燒法利用元素守恒確定實驗式的方法，試題側重考查學生運用所學化學知識綜合分析和解決實際問題的能力，強調(diào)了學生整合知識的能力．