Question

某C、H、O化合物0.05mol在0.2mol氧氣中燃燒。氧氣反應完后，此有機物亦已全部變成氣態(tài)無機物(110℃)。生成的混合物平均分子量為27.0。將氣態(tài)混合物通過盛有堿石灰的干燥管，干燥管增重8g。若改將氣態(tài)混合物通過足量的澄清石灰水，則產(chǎn)生沉淀10g。求此有機物的分子式。

Answer 1

C₄H₈O₂

遇到O₂量不過量的計算時，應考慮到產(chǎn)物的多樣性，不要把問題理想化。設該有機物燃燒后生成CO₂的物質(zhì)的量為n(CO₂)，生成的水的物質(zhì)的量為n(H₂O)，則：

n(CO₂)=10/100=0.1(mol)

n(H₂O)=(8-0.1×44)/18 =0.2(mol)

由于1/3 ×44+2/3 ×18≠27，

所以產(chǎn)物中還含有CO，設物質(zhì)的量為x，則有：

(8+28x)/(0.1+0.2+x) =27

解之得：x=0.1mol

由此可知0.05mol有機物中含：

n(C)=n(CO₂)+n(CO)=0.2mol

n(H)=2n(H₂O)=0.4mol

n(O)=2n(CO₂)+n(CO)+n(H₂O)-2n(O₂)

=2×0.1+0.1+0.2-2×0.2=0.1mol

所以該有機物的分子式為C₄H₈O₂

解析:

正確解出本題的關(guān)鍵是不能將此有機物的反應理解為完全燃燒。如何才能做出此判斷呢？這要從題給條件入手。本題有三個未知數(shù)(C_xH_yO_z)，卻給出了四個數(shù)據(jù)，可據(jù)其中“多給”數(shù)據(jù)作出判斷。由題給條件可知產(chǎn)物中含有CO₂0.1mol，H₂O(g)0.2mol，它們的平均分子量=1/3 ×44+2/3 ×18≠27。這說明氣態(tài)產(chǎn)物中除CO₂、H₂O(g)外還含有其它氣體，顯然，其中含有CO。CO的量可由平均分子量求得。若作出上述正確判斷后，求分子式就比較容易了。

有機物燃燒的產(chǎn)物不一定全是CO₂和H₂O。燃燒不完全時有CO產(chǎn)生，甚至有單質(zhì)碳(黑煙)產(chǎn)生。