Question

10．0.2mol有機(jī)物和0.4mol O₂在密閉容器中燃燒后的產(chǎn)物為CO₂、CO和H₂O（g）．產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濃硫酸后，濃硫酸的質(zhì)量增加10.8g；再通過(guò)灼熱CuO充分反應(yīng)后，固體質(zhì)量減輕3.2g；最后氣體再通過(guò)堿石灰被完全吸收，堿石灰質(zhì)量增加17.6g．
（1）通過(guò)計(jì)算推斷該有機(jī)物的化學(xué)式．
（2）若0.2mol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）濃硫酸增重10.8g為反應(yīng)生成的水的質(zhì)量，通過(guò)灼熱氧化銅，由于發(fā)生反應(yīng)CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂，固體質(zhì)量減輕了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、根據(jù)有機(jī)物與鈉反應(yīng)的關(guān)系，判斷分子中官能團(tuán)個(gè)數(shù)，據(jù)此書寫結(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，
設(shè)有機(jī)物燃燒生成的CO為x，則：
           CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂，固體減少△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（0.2mol+0.2mol）×$\frac{1mol}{0.2mol}$=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）4.6g金屬鈉的物質(zhì)的量為$\frac{4.6g}{23g/mol}$=0.2mol，與0.2mol該有機(jī)物恰好完全反應(yīng)，故該有機(jī)物分子中含有1個(gè)羥基，該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₃-O-CH₂OH，
答：該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₃-O-CH₂OH．

點(diǎn)評(píng) 本題考查利用燃燒法確定有機(jī)物分子式、有機(jī)物結(jié)構(gòu)的判斷、官能團(tuán)的性質(zhì)等，側(cè)重考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力，題目難度中等，注意掌握原子守恒判斷有機(jī)物的分子式方法．