Question

【題目】為了測定一種氣態(tài)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(chǎn)物是CO2、CO和水蒸氣。學生甲、乙設(shè)計了兩個方案，均認為根據(jù)自己的方案能求出A的最簡式，他們測得的在一定條件下的有關(guān)數(shù)據(jù)如下(圖中的箭頭表示氣流的方向，實驗前系統(tǒng)內(nèi)的空氣已排盡)：

甲方案：燃燒產(chǎn)物濃硫酸增重2.52 g堿石灰增重1.32g生成CO21.76 g

乙方案：燃燒產(chǎn)物堿石灰增重5.60 g固體減小0.64 g石灰水增重4g。試回答：

(1)甲、乙兩方案中，你認為哪種方案能求出A的最簡式_______？

(2)請根據(jù)你選擇的方案，通過計算求出A的最簡式_______。(要求寫出計算過程)

(3)若要確定A的分子式，是否需要測定其它數(shù)據(jù)？并說明原因_______。

Answer 1

【答案】 甲方案 CH4 不需要，因為最簡式中H的含量已經(jīng)達到最大，所以CH4即為A的分子式

【解析】根據(jù)濃硫酸只能吸收水蒸氣，堿石灰可以吸收二氧化碳和水蒸氣，一氧化碳燃燒生成二氧化碳，結(jié)合質(zhì)量守恒定律計算最簡式，據(jù)此解答。

（1）方案甲中濃硫酸增重的質(zhì)量就是生成物水的質(zhì)量，即水是2.52g÷18g/mol＝0.14mol。堿石灰增重的質(zhì)量是CO2的質(zhì)量。剩余氣體燃燒又生成CO2，所以CO2的總的質(zhì)量是1.32g+1.76g＝3.08g，物質(zhì)的量是3.08g÷44g/mol＝0.07mol。所以根據(jù)原子守恒可知烴分子中碳、氫原子的個數(shù)之比是0.07︰0.28＝1︰4，即最簡式為CH4。由于堿石灰既能吸收二氧化碳，也能吸收水蒸氣，因此在方案乙中只能計算出CO的質(zhì)量，而生成物水和CO2的質(zhì)量之和是5.60g，但無法計算每一種物質(zhì)的質(zhì)量，所以乙方案不能計算化合物的最簡式，甲方案可以。

（2）根據(jù)以上分析可知A的最簡式是CH4；

（3）由于1個碳原子最多結(jié)合4個氫原子，最簡式中H的含量已經(jīng)達到最大，所以CH4即為A的分子式，所以不需要其他數(shù)據(jù)。