Question

17．图1装置是用燃烧法确定有机物分子式常用的装置．

已知产生的O₂按从左到右的流向，所选装置各导管的正确连接顺序是g→f→e→h→i→c→d→a→b→f．
（1）C装置中浓硫酸的作用是吸收水分干燥氧气．
（2）D装置中MnO₂的作用是作催化剂加快产生O₂的速率．
（3）燃烧管中CuO的作用是把有机物不完全燃烧产生的CO转化为CO₂．
（4）若实验中所取样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种，准确称取0.92g样品，经充分反应后，A管质量增加1.76g，B管质量增加1.08g，则该样品的化学式为C₂H₆O．
（5）若该物质的核磁共振氢谱如图2所示，则其结构简式为CH₃CH₂OH，该有机物的同分异构体结构简式为CH₃OCH₃．

Answer 1

分析 （1）（2）（3）实验原理是测定一定质量的有机物完全燃烧时生成CO₂和H₂O的质量，来确定是否含氧及C、H、O的个数比，求出最简式，再结合有机物相对分子质量确定分子式．D中生成的氧气中含有水蒸气，应先通过C中的浓硫酸干燥，在E中电炉加热时用纯氧氧化管内样品，生成二氧化碳和水，如有一氧化碳生成，则E中CuO可与CO进一步反应生成二氧化碳，然后分别通入B吸收水，测定生成水的质量，通过A吸收二氧化碳，测定生成二氧化碳的质量；
（4）计算水、二氧化碳的物质的量，根据质量守恒定律计算O元素质量，再根据原子守恒确定有机物的最简式，若最简式中H原子已经饱和碳的四价结构，则最简式即为分子式，否则还要知道该物质的相对分子质量，才能确定分子式；
（5）该物质的核磁共振氢谱有3个吸收峰，故有机物分子中有3种H原子，结合分子式确定其结构简式，书写可能的结构简式．

解答 解：实验原理是测定一定质量的有机物完全燃烧时生成CO₂和H₂O的质量，来确定是否含氧及C、H、O的个数比，求出最简式，再结合有机物相对分子质量确定分子式．D中生成的氧气中含有水蒸气，应先通过C中的浓硫酸干燥，在E中电炉加热时用纯氧氧化管内样品，生成二氧化碳和水，如有一氧化碳生成，则E中CuO可与CO进一步反应生成二氧化碳，然后分别通入B吸收水，测定生成水的质量，通过A吸收二氧化碳，测定生成二氧化碳的质量．
（1）D中生成的氧气中含有水蒸气，应先通过C中的浓硫酸干燥，以免影响实验结果，
故答案为：吸收水分干燥氧气；
（2）MnO₂为分解制备氧气的催化剂，
故答案为：作催化剂加快产生O₂的速率；
（3）一氧化碳能与氧化铜反应，可被氧化成二氧化碳的性质可知，CuO的作用是把有机物不完全燃烧产生的CO转化为CO₂；
故答案为：把有机物不完全燃烧产生的CO转化为CO₂；
（4）水的物质的量=$\frac{1.08g}{18g/mol}$=0.06mol、二氧化碳的物质的量=$\frac{1.76g}{44g/mol}$=0.04mol，则m（C）+m（H）=0.04mol×12g+0.06mol×2×1g/mol=0.6g＜0.92g，故有机物含有O元素，m（O）=0.92g-0.6g=0.32g，则n（O）=$\frac{0.32g}{16g/mol}$=0.02mol，n（C）：n（H）：n（O）=0.04：0.12：0.02=2：6：1，该有机物的实验式是C₂H₆O，由于2个C原子最多结合6个H原子，故分子式为C₂H₆O，
故答案为：C₂H₆O；
（5）该有机物分子式为C₂H₆O，该物质的核磁共振氢谱有3个吸收峰，故有机物分子中有3种H原子，所以其结构简式为：CH₃CH₂OH，该有机物的同分异构体结构简式为CH₃OCH₃，
故答案为：CH₃CH₂OH；CH₃OCH₃．

点评 本题考查有机物的分子式的实验测定，题目难度中等，关键在于清楚实验的原理，掌握燃烧法利用元素守恒确定实验式的方法．