Question

(8分)为了测定一种气态烃A的化学式，取一定量的A置于一密闭容器中燃烧，定性实验表明产物是CO₂、CO和水蒸气。学生甲、乙设计了两个方案，均认为根据自己的方案能求出A的最简式，他们测得的在一定条件下的有关数据如下(图中的箭头表示气流的方向，实验前系统内的空气已排尽)：
甲方案：燃烧产物浓硫酸增重2.52 g碱石灰增重1.30 g生成CO₂1.76 g
乙方案：燃烧产物碱石灰增重5.60 g固体减小0.64 g石灰水增重4 g。试回答：
(1)甲、乙两方案中，你认为哪种方案能求出A的最简式？
(2)请根据你选择的方案，通过计算求出A的最简式。
(3)若要确定A的分子式，是否需要测定其它数据？并说明原因。

Answer 1

(1)甲方案：因其能够分别求得A的燃烧产生CO、CO₂和H₂O(g)各是多少，进一步可求出A的C和H的原子个数比，即得A的最简式。
(2)H₂O  ―→    m(H)   ―→  n(H) 
2．52 g　　　　　0.28 g　　　　　0.28 mol
CO₂   ―→       m(C) ―→      n(C)
1.30 g＋1.76 g　 0.8345 g　　　
所以n(C):n(H)＝ mol:0.28 mol＝1:4
A的最简式为CH₄。
(3) 不需要，因为最简式中H的含量已经达到最大，所以CH₄即为A的分子式

考查有机物分子式及结构简式的确定和判断等。
（1）方案甲中浓硫酸增重的质量就是生成物水的质量，即水是。碱石灰增重的质量是CO₂的质量。剩余气体燃烧又生成CO₂，所以CO₂的总的质量是3.06g，物质的量是。所以根据原子守恒可知烃分子中碳、氢原子的个数之比是0.07︰0.28＝1︰4，即最简式为CH₄。由于1个碳原子最多结合4个氢原子，所以该化合物一定是甲烷。
（2）在方案乙中只能计算出CO的质量，而生成物水和CO₂的质量之和是5.60g，但无法计算每一种物质的质量，所以乙方案不能计算化合物的最简式。