Question

为测定一种气态烃A的化学式，取标准状况下一定体积的A置于密闭容器中，再通入一定体积的O₂，用电火花引燃，定性实验表明产物是CO₂、CO、水蒸气．相关方案及有关数据如下（图中的箭头表示气体的流向，试验前系统内的空气已排除），试回答：

（1）通过计算求出A的实验式（最简式）．
（2）根据所学知识，你认为气态烃A只能是哪种物质？你的根据是什么？
（3）要确定A的化学式，除了上述理论依据，只需要再测定一个数据，即可进一步求出A的化学式，该数据可以是______，若该数据用字母a表示，则该烃的分子式可表示为______（用含a的式子表示）．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据有机物燃烧时遵循原子守恒，所有的碳原子全部进入二氧化碳，所有的氢原子全部进入水中，水的量即为浓硫酸的增重量，碱石灰的增重量即为二氧化碳的量，求出A的实验式；
（2）根据实验式可假设烃A的分子式为C_nH_3n，然后根据烃分子中的氢原子数已达到饱和确定分子式；
（3）根据实验式以及相对分子质量可求出分子式，故需测在标况下的密度；
解答：解：（1）烃A的三种燃烧产物的物质的量分别为：
 n（H₂O）==0.09mol  
 n（CO₂）==0.04mol
 n（CO）==0.02mol
故所取A中含C原子的物质的量为：n（C）=0.04mol+0.02mol=0.06mol；含氢原子的物质的量为：n（H）=0.09mol×2=0.18mol；C、H 原子个数比为C：H=0.06：0.18=1：3，所以烃A的实验式为CH₃，
（2）烃A只能是乙烷，根据实验式可假设烃A的分子式为C_nH_3n，
   n=1时，烃A的分子式为CH₃，这种烃不存在．
   n=2时，烃A的分子式为C₂H₆，为乙烷，此时烃分子中的氢原子数已达到饱和，所以烃A只能是乙烷．
（3）设烃A的分子式为C_nH_3n，若a为烃A在标况下的密度，则15n=a×22.4，所以n=，烃A的分子式为（其他合理答案也对）．
点评：本题考查学生有机物分子式的确定．可以根据原子守恒来解决，难度不大．