Question

17．已知0.2mol有機(jī)物和0.4mol O₂在密閉容器中燃燒后產(chǎn)物為CO₂、CO和H₂O（g）．產(chǎn)物經(jīng)過濃H₂SO₄后，質(zhì)量增加10.8g；再通過灼熱的CuO，充分反應(yīng)后，CuO質(zhì)量減輕3.2g，最后氣體再通過堿石灰被完全吸收，質(zhì)量增加17.6g．（已知兩個(gè)羥基連在同一個(gè)碳上不穩(wěn)定會(huì)自動(dòng)失去一個(gè)水）
（1）試通過計(jì)算推斷該有機(jī)物的分子式；
（2）若0.2mol該有機(jī)物恰恰將與9.2g金屬鈉完全反應(yīng)，試確定該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式．
（3）若改為0.2mol該有機(jī)物恰恰將與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，通過灼熱氧化銅，由于發(fā)生反應(yīng)CuO+CO$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$Cu+CO₂，固體質(zhì)量減輕了3.2g，結(jié)合固體質(zhì)量變化利用差量法可計(jì)算CO的物質(zhì)的量，通過堿石灰時(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1mol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、有機(jī)物與鈉反應(yīng)中有機(jī)物與鈉的物質(zhì)的量的關(guān)系，判斷分子中官能團(tuán)，據(jù)此書寫結(jié)構(gòu)簡式；
（3）0.2mol該有機(jī)物恰恰將與4.6g金屬鈉即0.2mol鈉反應(yīng)，則1mol該有機(jī)物只能消耗1mol鈉，故有機(jī)物分子中含有羥1個(gè)-OH，據(jù)此分析．

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，
令有機(jī)物燃燒生成的CO為x，則：
CuO+CO$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$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，其物質(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$\frac{0.2mol+0.2mol}{0.2}$=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$\frac{0.6mol+0.2mol+0.2mol×2-0.4mol×2}{0.2mol}$=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）若0.2mol該有機(jī)物恰恰將與9.2g金屬鈉即0.4mol完全反應(yīng)，說明有機(jī)物分子中含有羥2個(gè)-OH，該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為HOCH₂CH₂OH，
答：該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為HOCH₂CH₂OH．
（3）若0.2mol該有機(jī)物與4.6g金屬鈉即0.2mol鈉反應(yīng)，則1mol該有機(jī)物只能消耗1mol鈉，故有機(jī)物分子中含有羥1個(gè)-OH，則另一個(gè)-OH應(yīng)異構(gòu)為醚鍵，故此有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為：CH₃OCH₂OH．答：此有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為CH₃OCH₂OH．

點(diǎn)評 本題考查有機(jī)物分子式的確定，難度不大，掌握燃燒法利用原子守恒確定有機(jī)物的分子式，根據(jù)反應(yīng)物之間量的關(guān)系來分析結(jié)構(gòu)是�？键c(diǎn)也是難點(diǎn)．