Question

14．有机物A由碳、氢、氧三种元素组成．现取6g A与8.96L氧气（标准状况）在密闭容器中燃烧，燃烧后生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸气（假设反应物没有剩余）．将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重7.2g，碱石灰增重8.8g．回答下列问题：
（1）6gA中所含碳原子的物质的量是多少？
（2）通过计算确定该有机物的分子式．
（3）写出该有机物能与钠反应的所有同分异构体的结构简式．

Answer 1

分析 （1）浓硫酸增重7.2g为水的质量，碱石灰增重8.8g为二氧化碳的质量，根据n=$\frac{m}{M}$计算二氧化碳、水的物质的量；根据n=$\frac{V}{{V}_{m}}$计算氧气的物质的量，根据质量守恒计算CO的质量，根据n=$\frac{m}{M}$计算CO的物质的量；
（2）根据氧原子守恒计算出6gA中H、O原子的物质的量，再根据（1）中的计算结果确定该物质的最简式，根据最简式中含有H原子数可确定其分子式；
（3）该有机物能与钠反应，则A分子中含有羟基，为丙醇，然后写出属于醇类的丙醇的结构简式．

解答 解：（1）浓硫酸增重7.2g为水的质量，n（H₂O）=$\frac{7.2g}{18g/mol}$=0.4mol，
碱石灰增重8.8g为二氧化碳的质量，n（CO₂）=$\frac{8.8g}{44g/mol}$=0.2mol，
8.96L氧气的物质的量=$\frac{8.96L}{22.4L/mol}$=0.4mol，氧气的质量为：0.4mol×32g/mol=12.8g
故CO的质量=6g+12.8g-7.2g-8.8g=2.8g，
故 n（CO）=$\frac{2.8g}{28g/mol}$=0.1mol，
故6g 含有的碳原子的物质的量为：n（C）=n（CO₂）+n（CO）=0.2mol+0.1mol=0.3mol，
答：6A中所含碳原子的物质的量0.3mol；
（2）6g A中，n（H）=2n（H₂O）=0.8mol，n（C）=0.3mol，
n（O）=2n（CO₂）+n（CO）+n（H₂O）-2n（O₂）=2×0.2 mol+0.1 mol+0.4 mol-2×0.4 mol=0.1mol，
则n（C）：n（H）：n（O）=0.3mol：0.8mol：0.1mol=3：8：1，
A的最简式为C₃H₈O，由于H原子数已经得到饱和，则A的分子式为C₃H₈O，
答：A的分子式为C₃H₈O；
（3）该有机物能与钠反应，说明C₃H₈O中含有官能团羟基：-OH，即A为丙醇，
A可能的结构简式为：1-丙醇：CH₃CH₂CH₂OH，2-丙醇：CH₃CH（OH）CH₃，
答：A可能的结构简式为CH₃CH（OH）CH₃、CH₃CH₂CH₂OH．

点评 本题考查了有机物分子式、结构简式的确定，题目难度中等，注意掌握质量守恒在确定有机物分子式中的应用方法，明确常见有机物结构与性质为解答关键，试题培养了学生的化学计算能力．