Question

為測定某有機(jī)化合物A的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行如下實驗．
【分子式的確定】
（1）將有機(jī)物A置于氧氣流中充分燃燒，實驗測得：生成5.4gH₂O和8.8gCO₂，消耗氧氣6.72L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．則該物質(zhì)的實驗式是

 

；
（2）質(zhì)譜儀測定有機(jī)物A的相對分子質(zhì)量為46，則該物質(zhì)的分子式是

 

；
（3）預(yù)測A的可能結(jié)構(gòu)并寫出結(jié)構(gòu)簡式

 

、

 

．
【結(jié)構(gòu)式的確定】
（4）核磁共振氫原子光譜能對有機(jī)物分子中不同位置的氫原子給出不同的峰值（信號），根據(jù)峰值（信號）可以確定分子中氫原子的種類和數(shù)目．例如：甲基氯甲基醚（Cl-CH₂-O-CH₃）有兩種氫原子（圖1甲）．經(jīng)測定，有機(jī)物A的核磁共振氫譜圖如圖1乙，則A的結(jié)構(gòu)簡式為

 

．

【性質(zhì)實驗】
某實驗小組用圖2裝置進(jìn)行A的催化氧化的實驗．
（5）實驗過程中銅網(wǎng)出現(xiàn)紅色和黑色交替的現(xiàn)象，請寫出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式：

 

、

 

在不斷鼓入空氣的情況下，熄滅酒精燈，反應(yīng)仍能繼續(xù)進(jìn)行，說明該乙醇的氧化反應(yīng)是

 

反應(yīng)．
（6）甲和乙兩個水浴作用不相同．甲的作用是

 

；乙的作用是

 

（7）若試管a中收集到的液體用紫色石蕊試紙檢驗，試紙顯紅色，說明液體中還含有

 

．要除去該物質(zhì)，可先在混合液中加入

 

（填寫字母）．a(chǎn)．氯化鈉溶液  b．苯c．碳酸氫鈉溶液  d．四氯化碳
然后，再通過

 

（填實驗操作名稱）即可除去．

Answer 1

考點：測定有機(jī)物分子的元素組成

專題：

分析：（1）n（CO₂）=

8.8g

44g/mol

=0.2mol，n（H₂O）=

5.4g

18g/mol

=0.3mol，n（O₂）=

6.72L

22.4L/mol

=0.3mol，結(jié)合質(zhì)量守恒定律推斷；
（2）質(zhì)譜儀測定有機(jī)化合物的相對分子質(zhì)量為46，結(jié)合最簡式判斷分子式為C₂H₆O；
（3）A可能為乙醇或二甲醚；
（4）有機(jī)物A分子中有三種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，應(yīng)為乙醇，二甲醚只有一種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子；
（5）乙醇在銅做催化劑條件被氧氣氧化成乙醛，屬于加氧的氧化反應(yīng)，方程式為：2CH₃CH₂OH+O₂

Cu

△

2CH₃CHO+2H₂O，熄滅酒精燈，反應(yīng)仍能繼續(xù)進(jìn)行，說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
（6）依據(jù)乙醇和乙醛的物理性質(zhì)：二者都容易揮發(fā)．乙醇是反應(yīng)物，應(yīng)轉(zhuǎn)化成乙醇蒸汽進(jìn)入到硬質(zhì)試管內(nèi)參與反應(yīng)；乙醛是產(chǎn)物，降低溫度使其轉(zhuǎn)化成液態(tài)，所以前者用熱水浴，后者用冷水浴；
（7）乙醛能被氧氣氧化為乙酸，酸性物質(zhì)能使紫色石蕊試紙顯紅色；根據(jù)乙酸的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行解答；分離相互溶解的液體，可以利用蒸餾法．

解答： 解：（1）n（CO₂）=

8.8g

44g/mol

=0.2mol，n（H₂O）=

5.4g

18g/mol

=0.3mol，n（O₂）=

6.72L

22.4L/mol

=0.3mol，則有機(jī)物中含n（O）=0.2mol×2+0.3mol-0.6mol=0.1mol，則有機(jī)物中N（C）：N（H）：N（O）=0.2mol：0.6mol：0.1mol=2：6：1，故有機(jī)物A的實驗式為C₂H₆O，
故答案為：C₂H₆O；
（2）實驗式為C₂H₆O，有機(jī)化合物的相對分子質(zhì)量為46，實驗式即為分子式，則該物質(zhì)的分子式是C₂H₆O，故答案為：C₂H₆O；     
（3）A可能為乙醇或二甲醚，結(jié)構(gòu)簡式為CH₃CH₂OH、CH₃-O-CH₃，故答案為：CH₃CH₂OH、CH₃-O-CH₃；
（4）有機(jī)物A分子中有三種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，應(yīng)為乙醇，即CH₃CH₂OH，二甲醚只有一種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，故答案為：CH₃CH₂OH；
（5）銅絲變黑是因為發(fā)生反應(yīng)：2Cu+O2

△   .

2CuO，后來變紅是因為發(fā)生反應(yīng)：CH₃CH₂OH+CuO

Cu

△

CH₃CHO+Cu+H₂O，該反應(yīng)是乙醇的催化氧化，銅在反應(yīng)中做催化劑；
熄滅酒精燈，反應(yīng)仍能繼續(xù)進(jìn)行，說明該反應(yīng)時一個放熱反應(yīng)，
故答案為：2Cu+O₂

△   .

2CuO；CH₃CH₂OH+CuO

Cu

△

CH₃CHO+Cu+H₂O；放熱；
（6）根據(jù)反應(yīng)流程可知：在甲處用熱水浴加熱使乙醇揮發(fā)與空氣中的氧氣混合，有利于下一步反應(yīng)；乙處作用為冷水浴，降低溫度，使生成的乙醛冷凝成為液體，沉在試管的底部，
故答案為：加熱；冷卻；
（7）乙醛能被進(jìn)一步氧化成乙酸，乙酸能使紫色石蕊試紙顯紅色，所以若試管a中收集到的液體用紫色石蕊試紙檢驗，試紙顯紅色，說明液體中含有乙酸；四個選擇中，只有“c．碳酸氫鈉”可以和乙酸反應(yīng)，生成乙酸鈉、水和二氧化碳，所以c正確；將兩種互溶物質(zhì)分離，通常采用蒸餾法，
故答案為：乙酸；c；蒸餾．

點評：本題考查有機(jī)物的推斷，化學(xué)實驗基本操作以及乙醇的催化氧化實驗等方面的知識，屬于綜合知識的考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等，注意掌握乙醇的催化反應(yīng)原理，能夠正確書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析問題、解決問題的能力．