Question

19．已知某有機(jī)物中n（C）：n（H）=1：1，取W₁g該有機(jī)物在足量氧氣中充分燃燒，消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣VL，產(chǎn)物只有CO₂和H₂O，且m（CO₂）=W₂g，m（H₂O）=W₃g．
（1）符合n（C）：n（H）=1：1的最簡單的有機(jī)物：
①若是烴，則結(jié)構(gòu)簡式為CH≡CH；②若是烴的含氧衍生物，則結(jié)構(gòu)式為OHCCHO．
（2）當(dāng)W₁與V之間滿足W₁=$\frac{13V}{28}$條件時(shí)，該有機(jī)物中一定沒有氧原子．當(dāng)W₁與V之間滿足W₁＜$\frac{13V}{28}$條件時(shí)，該有機(jī)物中一定有氧原子．若該有機(jī)物含有氧元素，則W₁g有機(jī)物中含氧的質(zhì)量為W₁-$\frac{13W{\;}_{2}}{44}$g（用含W_l、W₂的代數(shù)式表示）．
（3）若通過計(jì)算來確定該有機(jī)物是否含氧，除已知的碳?xì)湓�子個(gè)數(shù)比外還至少需上述數(shù)據(jù)中的2個(gè)，將這些組合一一填入下列空格中．
說明：①選用V、W₁、W₂、W₃表示，不必列出具體計(jì)算式．
②每個(gè)空格中填一種組合，有幾種組合就填幾種，不一定填滿．

組合序號	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	Ⅴ	Ⅵ
組合數(shù)據(jù)

（4）如果符合n（C）：n（H）=1：1的有機(jī)物在氧氣不足時(shí)燃燒，生成CO、CO₂和水蒸氣的混合氣體共3mol，將混合氣體通入盛有足量Na₂O₂的密閉容器中，用電火花引燃直到反應(yīng)完全，則剩余氣體的物質(zhì)的量（n）的范圍為0.5mol＜n（O₂）＜1.5mol．（寫出計(jì)算過程）
【已知：CO不與Na₂O₂反應(yīng)，2CO₂+2Na₂O₂→2Na₂CO₃+O₂↑； 2H₂O+2Na₂O₂→4NaOH+O₂↑】

Answer 1

分析 （1）①當(dāng)n（C）：n（H）=1：1時(shí)，最簡單的烴應(yīng)為乙炔；
②若是烴的含氧衍生物，當(dāng)n（C）：n（H）=1：1時(shí)，則最簡單的有機(jī)物應(yīng)為乙二醛；
（2）結(jié)合已知條件，令有機(jī)物組成為C_nH_nO_m，可以得到如下關(guān)系：
C_nH_nO_m +$\frac{5n-4m}{4}$O₂ $\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$n CO₂ +$\frac{n}{2}$H₂O
13n+16m   $\frac{5n-4m}{4}$          
W₁              $\frac{V}{22.4}$            
得關(guān)系式：$\frac{13n+16m}{W{\;}_{1}}$=$\frac{\frac{5n-4m}{4}}{\frac{V}{22.4}}$，當(dāng)m=0時(shí)，即有機(jī)物不含有氧，得$\frac{13n}{{W}_{1}}=\frac{5V}{4×22.4}$，當(dāng)n（C）：n（H）=1：1時(shí)，有機(jī)物中碳原子數(shù)n≥2，據(jù)此判斷；
當(dāng)m＞0時(shí)，即有機(jī)物含有氧，得$\frac{13n}{{W}_{1}}=\frac{5V}{4×22.4}$，建立的等式中只要含有m，且只要確定m是否等于零即可；有機(jī)物的質(zhì)量減去有機(jī)物中碳、氫元素的質(zhì)量即為有機(jī)物中含有氧元素的質(zhì)量；
（3）結(jié)合已知條件，令有機(jī)物組成為C_nH_nO_m，可以得到如下關(guān)系：
C_nH_nO_m +$\frac{5n-4m}{4}$O₂ $\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$n CO₂ +$\frac{n}{2}$H₂O
13n+16m   $\frac{5n-4m}{4}$          44n         9n
W₁              $\frac{V}{22.4}$             W₂        W₃
顯然，建立的等式中只要含有m，且只要確定m是否等于零即可；
（4）n（C）：n（H）=1：1的有機(jī)物在氧氣不足時(shí)燃燒，CO、CO₂和水蒸氣的混合氣體共3mol，根據(jù)碳元素和氫元素守恒可知，CO、CO₂的總物質(zhì)的量等于水的物質(zhì)的量的2倍，運(yùn)用極限假設(shè)法，若混合氣體為CO和水蒸氣，或?yàn)镃O₂和水蒸氣，分別計(jì)算出剩余氣體的物質(zhì)的量，進(jìn)而確定范圍；

解答 解：（1）①當(dāng)n（C）：n（H）=1：1時(shí)，最簡單的烴應(yīng)為乙炔，其結(jié)構(gòu)簡式為CH≡CH，
故答案為：CH≡CH；
②若是烴的含氧衍生物，當(dāng)n（C）：n（H）=1：1時(shí)，則最簡單的有機(jī)物應(yīng)為乙二醛，其結(jié)構(gòu)簡式為OHCCHO，
故答案為：OHCCHO；
 （2）若有機(jī)物中無氧原子，則m=0，m₁與v之間滿足的條件是：13n：W₁ =$\frac{5n}{4}$：$\frac{V}{22.4}$，整理得W₁=$\frac{13V}{28}$；
若有機(jī)物中含有氧，消耗相等體積的氧氣需要有機(jī)物的質(zhì)量減小，故此時(shí)W₁＜$\frac{13V}{28}$；m（CO₂）=W₂g，則有機(jī)物中m（C、H）=$\frac{W{\;}_{2}}{44}$×13g，所以有機(jī)物中m（O）=W₁-$\frac{13W{\;}_{2}}{44}$，
故答案為：W₁=$\frac{13V}{28}$；W₁＜$\frac{13V}{28}$；W₁-$\frac{13W{\;}_{2}}{44}$；

（3）結(jié)合已知條件，令有機(jī)物組成為C_nH_nO_m，可以得到如下關(guān)系：
C_nH_nO_m +$\frac{5n-4m}{4}$O₂ $\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$n CO₂ +$\frac{n}{2}$H₂O
13n+16m   $\frac{5n-4m}{4}$          44n         9n
W₁              $\frac{V}{22.4}$            W₂        W₃
顯然，建立的等式中只要含有m，且只要確定m是否等于零即可，故尚需的數(shù)據(jù)有兩個(gè)，其組合為：W₁、V；W₁、W₂；W₁、W₃；V、W₂；V、W₃共5種，
故答案為：2；

組合序號	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	Ⅴ	Ⅵ
組合數(shù)據(jù)	W1、V	W1、W2	W1、W3	V、W2	V、W3

； 
（4）n（C）：n（H）=1：1的有機(jī)物在氧氣不足時(shí)燃燒，CO、CO₂和水蒸氣的混合氣體共3mol，根據(jù)碳元素和氫元素守恒可知，CO、CO₂的總物質(zhì)的量等于水的物質(zhì)的量的2倍，若混合氣體為CO和水蒸氣，它們的物質(zhì)的量之比為2：1，所以n（CO）=2mol，n（H₂O）=1mol，通過過氧化鈉反應(yīng)根據(jù)反應(yīng)2CO₂+2Na₂O₂→2Na₂CO₃+O₂↑，2H₂O+2Na₂O₂→4NaOH+O₂↑，CO在有氧氣循環(huán)的條件下完全被吸收，最后可得到0.5mol氧氣，若為CO₂和水蒸氣，則n（CO₂）=2mol，n（H₂O）=1mol，根據(jù)反應(yīng)2CO₂+2Na₂O₂→2Na₂CO₃+O₂↑，2H₂O+2Na₂O₂→4NaOH+O₂↑，最后可得到1.5mol氧氣，所以剩余氣體的物質(zhì)的量（n）的范圍為0.5mol＜n（O₂）＜1.5mol，
故答案為：0.5mol＜n（O₂）＜1.5mol；

點(diǎn)評 本題屬于開放性題目，試題能全方位考查學(xué)生的各種能力，體現(xiàn)新課程理念，在高考中經(jīng)常出現(xiàn)，注意充分利用有機(jī)物燃燒通式減小解答，難度較大．把常規(guī)題目中的條件略作改動(dòng)，使其條件過剩，或者條件缺乏，可形成較好的開放性試題．由于字母含義的不確定性，若將試題中的數(shù)據(jù)用字母代替，會(huì)使得解題思路呈現(xiàn)發(fā)散性，從而得到開放性試題．