有機物A由碳、氫、氧三種元素組成,可由葡萄糖發(fā)酵得到,也可從酸牛奶中提取,純凈的A為無色粘稠液體,易溶于水.為研究A的組成與結(jié)構(gòu),進行了如下實驗:
(1)稱取A 9.0g,升溫使其汽化,測其密度是相同條件下H2的45倍. 試通過計算填空:(1)有機物A的相對分子質(zhì)量為:
90
90
(2)將此9.0gA在足量純O2充分燃燒,并使其產(chǎn)物依次通過堿石灰、無水硫酸銅粉末、足量石灰水,發(fā)現(xiàn)堿石灰增重14.2g,硫酸銅粉末沒有變藍,石灰水中有10.0g白色沉淀生成;向增重的堿石灰中加入足量鹽酸后,產(chǎn)生4.48L無色無味氣體(標準狀況). (2)9.0g有機物A完全燃燒時,經(jīng)計算:
生成CO2共為
0.3
0.3
 mol,
生成的H2O
5.4
5.4
 g.
有機物A的分子式
C3H6O3
C3H6O3
(3)另取A 9.0g,跟足量的NaHCO3粉末反應(yīng),生成2.24LCO2(標準狀況),若與足量金屬鈉反應(yīng)則生成2.24LH2(標準狀況). (3)A的結(jié)構(gòu)簡式
CH3CH(OH)COOH
CH3CH(OH)COOH
.寫出A生成B的化學方程式
2CH3CH(OH)COOH
濃硫酸
+2H2O
2CH3CH(OH)COOH
濃硫酸
+2H2O
(4)有機物A可自身發(fā)生酯化反應(yīng)生成六原子環(huán)的酯B.
分析:(1)同溫同壓下,氣體的密度之比等于相對分子質(zhì)量之比,據(jù)此計算;
(2)該有機物完全燃燒生成二氧化碳與水,堿石灰增重14.2g為生成的水與部分二氧化碳的質(zhì)量,10.0g白色沉淀為生成的碳酸鈣,產(chǎn)生4.48L無色無味氣體(標準狀況)為堿石灰吸收的二氧化碳的體積,根據(jù)n=
m
M
計算10g碳酸鈣的物質(zhì)的量,根據(jù)n=
V
Vm
計算4.48L二氧化碳的物質(zhì)的量,進而計算生成的n(CO2),再根據(jù)m=nM計算生成的CO2的質(zhì)量,進而計算生成的水的質(zhì)量,再根據(jù)n=
m
M
計算水的物質(zhì)的量,進而計算有機物中C原子、H原子的物質(zhì)的量與二者質(zhì)量之和,再計算O原子的質(zhì)量與物質(zhì)的量,判斷有機物的最簡式,結(jié)合相對分子質(zhì)量計算確定分子式;
(3)足量的NaHCO3粉末反應(yīng),說明含有-COOH,根據(jù)生成的二氧化碳的物質(zhì)的量確定-COOH數(shù)目,能與鈉反應(yīng)生成氫氣,根據(jù)生成的氫氣的物質(zhì)的量確定含有-OH數(shù)目,再結(jié)合有機物A可自身發(fā)生酯化反應(yīng)生成六原子環(huán)的酯B確定有機物A的結(jié)構(gòu)簡式,據(jù)此解答.
解答:解:(1)該有機物蒸汽密度是相同條件下H2的45倍,故有機物的相對分子質(zhì)量為45×2=90,故答案為:90;
(2)堿石灰增重14.2g為生成的水與部分二氧化碳的質(zhì)量,10.0g白色沉淀為生成的碳酸鈣,產(chǎn)生4.48L無色無味氣體(標準狀況)為堿石灰吸收的二氧化碳的體積,故堿石灰吸收的二氧化碳的物質(zhì)的量為
4.48L
22.4L/mol
=0.2mol,碳酸鈣的物質(zhì)的量為
10g
100g/mol
=0.1mol,故生成的二氧化碳的總的物質(zhì)的量為0.2mol+0.1mol=0.3mol,生成的水的質(zhì)量為14.2g-0.2mol×44g/mol=5.4g,水的物質(zhì)的量為
5.4g
18g/mol
=0.3mol;
故n(C)=0.3mol,m(C)=0.3mol×12g/mol=3.6g,故n(H)=0.3mol×2=0.6mol,m(H)=0.6mol×1g/mol,所以有機物中m9O)=9g-3.6g-0.6g=4.8g,故n(O)=
4.8g
16g/mol
=0.3mol,所以有機物中n(C):n(H):n(O)=0.3mol:0.6mol:0.3mol=1:2:1,令有機物的組成為(CH2O)n,則30n=90,解得n=3,故有機物A的分子式為C3H6O3
故答案為:0.3;5.4;C3H6O3;
(3)跟足量的NaHCO3粉末反應(yīng),生成2.24LCO2(標準狀況),說明有機物A中含有羧基-COOH,9.0g有機物A的物質(zhì)的量為
9g
90g/mol
=0.1mol,二氧化碳的物質(zhì)的量為
2.24L
22.4L/mol
=0.1mol,羧基與碳酸氫鈉按1:1反應(yīng),故分子中含有羧基-COOH數(shù)目為
0.1mol
0.1mol
=1,2.24LH2(標準狀況)的物質(zhì)的量為
2.24L
22.4L/mol
=0.1mol,0.1mol羧基與鈉反應(yīng)生成0.05molH2,故有機物A中含有羥基-OH,含有羥基數(shù)目為
(0.1mol-0.05mol)×2
0.1mol
=1,有機物A可自身發(fā)生酯化反應(yīng)生成六原子環(huán)的酯B,故A為CH3CH(OH)COOH,B為,反應(yīng)方程式為:
2CH3CH(OH)COOH
濃硫酸
+2H2O,故答案為:CH3CH(OH)COOH;2CH3CH(OH)COOH
濃硫酸
+2H2O.
點評:本題考查有機物分子式的確定、醇與羧酸的性質(zhì)等,難度中等,注意利用守恒方法確定原子數(shù)目之比確定最簡式.
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(1)求燃燒產(chǎn)物中一氧化碳的質(zhì)量.
(2)求該有機物中所含碳原子、氫原子、氧原子的物質(zhì)的量之比.
(3)請問:根據(jù)題給數(shù)據(jù)能否確定該有機物的分子式?若認為不能確定該有機物的分子式,請補充需要的數(shù)據(jù):
不需要
不需要
;若認為能確定該有機物的分子式,請寫出該有機物的分子式,并說明理由:
此有機物的分子式為C3H8O.由上題計算可知此有機物的最簡式為C3H8O,在此最簡式中H原子相對于C原子已飽和,所以此有機物的分子式只能是C3H8O
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(1)2.3g A中所含氫原子、碳原子的物質(zhì)的量各是多少?
(2)通過計算確定該有機物的分子式.

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A、2B、4C、6D、10

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mol;
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mol;
(3)該有機物的分子式為
 

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