Question

為測定一種氣態(tài)烴A的化學(xué)式，取標準狀況下一定體積的A置于密閉容器中，再通入一定體積的O₂，用電火花引燃，定性實驗表明產(chǎn)物是CO₂、CO、水蒸氣．相關(guān)方案及有關(guān)數(shù)據(jù)如下（圖中的箭頭表示氣體的流向，試驗前系統(tǒng)內(nèi)的空氣已排除），試回答：

（1）通過計算求出A的實驗式（最簡式）．
（2）根據(jù)所學(xué)知識，你認為氣態(tài)烴A只能是哪種物質(zhì)？你的根據(jù)是什么？
（3）要確定A的化學(xué)式，除了上述理論依據(jù)，只需要再測定一個數(shù)據(jù)，即可進一步求出A的化學(xué)式，該數(shù)據(jù)可以是______，若該數(shù)據(jù)用字母a表示，則該烴的分子式可表示為______（用含a的式子表示）．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)有機物燃燒時遵循原子守恒，所有的碳原子全部進入二氧化碳，所有的氫原子全部進入水中，水的量即為濃硫酸的增重量，堿石灰的增重量即為二氧化碳的量，求出A的實驗式；
（2）根據(jù)實驗式可假設(shè)烴A的分子式為C_nH_3n，然后根據(jù)烴分子中的氫原子數(shù)已達到飽和確定分子式；
（3）根據(jù)實驗式以及相對分子質(zhì)量可求出分子式，故需測在標況下的密度；
解答：解：（1）烴A的三種燃燒產(chǎn)物的物質(zhì)的量分別為：
 n（H₂O）==0.09mol  
 n（CO₂）==0.04mol
 n（CO）==0.02mol
故所取A中含C原子的物質(zhì)的量為：n（C）=0.04mol+0.02mol=0.06mol；含氫原子的物質(zhì)的量為：n（H）=0.09mol×2=0.18mol；C、H 原子個數(shù)比為C：H=0.06：0.18=1：3，所以烴A的實驗式為CH₃，
（2）烴A只能是乙烷，根據(jù)實驗式可假設(shè)烴A的分子式為C_nH_3n，
   n=1時，烴A的分子式為CH₃，這種烴不存在．
   n=2時，烴A的分子式為C₂H₆，為乙烷，此時烴分子中的氫原子數(shù)已達到飽和，所以烴A只能是乙烷．
（3）設(shè)烴A的分子式為C_nH_3n，若a為烴A在標況下的密度，則15n=a×22.4，所以n=，烴A的分子式為（其他合理答案也對）．
點評：本題考查學(xué)生有機物分子式的確定．可以根據(jù)原子守恒來解決，難度不大．