Question

19．測定有機化合物中碳和氫的組成常用燃燒分析法，下圖1是德國化學家李比希測定有機物組成的裝置，氧化銅作催化劑，在750℃左右使有機物在氧氣流中全部氧化為CO₂和H₂O，用含有固體氫氧化鈉和氯化鈣的吸收管分別吸收CO₂和H₂O．
試回答下列問題：

（1）甲裝置中盛放的是CaCl₂，甲、乙中的吸收劑能否顛倒？不能，請說明理由：因為氫氧化鈉能同時吸收CO₂和H₂O，從而無法確定生成水和CO₂的質量．
（2）實驗開始時，要先通入氧氣一會兒，然后再加熱，為什么？
（3）將4.6g 有機物A進行實驗，測得生成5.4g H₂O和8.8gCO₂，則該物質中各元素的原子個數(shù)比是N（C）：N（H）：N（O）=2：6：1．
（4）經測定，有機物A的核磁共振氫譜示意圖如圖2，則A的結構簡式為CH₃CH₂OH．

Answer 1

分析 （1）（2）在氧氣流中全部氧化為CO₂和H₂O，通過測定生成的CO₂、H₂O的量確定實驗式，用氯化鈣吸收水蒸氣，用氫氧化鈉吸收二氧化碳，由于二氧化碳會吸收水蒸氣，故先用氯化鈣吸收水蒸氣，再用氫氧化鈉吸收二氧化碳．由于裝置內有空氣，會影響水蒸氣、二氧化碳質量測定，實驗開始時，要先通入氧氣排盡裝置內空氣；
（3）計算生成水、二氧化碳的物質的量，根據質量守恒判斷是否含有O元素，若含有元素，計算原子物質的量；
（4）根據原子數(shù)目之比確定有機物最簡式，若最簡式中H原子已經飽和C的四價結構，則最簡式均為分子式，否則需要知道有機物相對分子質量來確定分子式，有機物A的核磁共振氫譜有3個吸收峰，說明含有3種H原子．

解答 解：（1）因為氫氧化鈉能同時吸收CO₂和H₂O，從而無法確定生成水和CO₂的質量，故先用氯化鈣吸收水蒸氣，再用氫氧化鈉吸收二氧化碳，
故答案為：CaCl₂；不能；因為氫氧化鈉能同時吸收CO₂和H₂O，從而無法確定生成水和CO₂的質量；
（2）將裝置中的空氣排盡，否則會因空氣中含有二氧化碳和水蒸氣而影響測定結果的準確性，
答：將裝置中的空氣排盡，否則會因空氣中含有二氧化碳和水蒸氣而影響測定結果的準確性；
（3）生成水物質的量為$\frac{5.4g}{18g/mol}$=0.3mol，H原子物質的量為0.6mol，生成二氧化碳為$\frac{8.8g}{44g/mol}$=0.2mol，碳原子物質的量為0.2mol，氧原子物質的量為$\frac{4.6g-0.6mol×1g/mol-0.2mol×12g/mol}{16g/mol}$=0.1mol，故有機物A中N（C）：N（H）：N（O）=0.2：0.6：0.1=2：6：1，
故答案為：N（C）：N（H）：N（O）=2：6：1；
（4）由于有機物A否則中N（C）：N（H）：N（O）=2：6：1，H原子已經飽和碳的四價結構，則有機物分子式為或C₂H₆O，有機物A的核磁共振氫譜有3個吸收峰，說明含有3種H原子，則有機物的結構簡式為：CH₃CH₂OH，
故答案為：CH₃CH₂OH．

點評 本題考查燃燒法確定有機物的組成、對實驗原理裝置的理解等，難度中等，理解實驗原理是解題的關鍵．