Question

19．0.2mol有机物和0.4molO₂在密闭容器中完全燃烧后的产物为CO₂、CO、H₂O（气），产物经过浓H₂SO₄后，质量增加10.8g，再通过灼热的氧化铜充分反应后，质量减轻3.2g，最后气体再通过碱石灰被完全吸收，质量增加17.6g．
（1）试通过计算确定该有机物的化学式．
（2）若该有机物恰好与4.6g金属钠完全反应，试确定该有机物的结构简式．

Answer 1

分析 （1）浓硫酸具有吸水性，产物经过浓H₂SO₄后，质量增加10.8g，说明反应产物中含水10.8g，通过灼热氧化铜，由于发生反应CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂，质量减轻3.2g，结合方程式利用差量法可计算CO的物质的量，通过碱石灰时，碱石灰的质量增加了17.6g可计算总CO₂的物质的量，减去CO与CuO反应生成的CO₂的质量为有机物燃烧生成CO₂的质量，根据元素守恒计算有机物中含有C、H、O的物质的量，进而求得化学式；
（2）结合分子式、与4.6g金属钠完全反应，判断分子中官能团，据此书写结构简式．

解答 解：（1）有机物燃烧生成水10.8g，物质的量为$\frac{10.8g}{18g/mol}$=0.6mol，
令有机物燃烧生成的CO为x，则：
CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂，气体质量减小△m
         28g                                               16g
         x                                                   3.2g
所以x=$\frac{28g×3.2g}{16g}$=5.6g，CO的物质的量为$\frac{5.6g}{28g/mol}$=0.2mol．
根据碳元素守恒可知CO与CuO反应生成的CO₂的物质的量为0.2mol，质量为0.2mol×44g/mol=8.8g．
有机物燃烧生成的CO₂的质量为17.6g-8.8g=8.8g，物质的量为$\frac{8.8g}{44g/mol}$=0.2mol，
根据碳元素守恒可知，1mol有机物含有碳原子物质的量为2mol，
根据氢元素守恒可知，1mol有机物含有氢原子物质的量为$\frac{0.6mol×2}{0.2}$=6mol
根据氧元素守恒可知，1mol有机物含有氧原子物质的量为$\frac{0.6mol+0.2mol+0.2mol×2-0.4mol×2}{0.2}$=2mol，
所以有机物的分子式为C₂H₆O₂．
答：有机物的分子式为C₂H₆O₂；
（2）0.2mol该有机物恰好与4.6g金属钠（$\frac{4.6g}{23g/mol}$=0.2mol）完全反应，说明每1个分子含有1个羟基，有机物中含有羟基，有机物的分子式为C₂H₆O₂，所以该有机物的结构简式为CH₃OCH₂OH．
答：该有机物的结构简式为CH₃OCH₂OH．

点评 本题考查了有机物分子式、结构简式的确定，侧重于学生的分析、计算能力的考查，题目难度中等，注意掌握常见有机物结构与性质，明确质量守恒定律在确定有机物分子式中的应用方法．