题目内容

2．实验室用燃烧法测定某氨基酸（CxHyNzOp）的分子组成．取mg该种氨基酸放在纯氧中充分燃烧，生成CO2、H2O和按图所示装置进行实验．

请回答下列问题：
（1）实验开始时，首先要通入一段时间的氧气，其理由是将装置中的N2排净，避免残留在装置中的空气对实验结果产生影响．
（2）以上装置中需要加热的仪器有A、D （用字母填空，下同）．操作时应先点燃D 处的酒精灯．
（3）A装罝中发生反应的化学方程式是CxHyOzNm+（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）O2$\stackrel{点燃}{→}$xCO2+$\frac{y}{2}$H2O+$\frac{p}{2}$N2
（4）装罝D的作用是吸收未反应的氧气，保证最终收集的气体为N2
（5）读取N2的体积时，应注意①①冷却至室温②调节量筒高度，使E、F中液面高度一致③读数时，视线与凹液面最低点相平
（6）实验中测得N2的体积为VmL（标准状况）．为确定此氨基酸的化学式还需要的有关数锯是：B、C两装置的增重量．

分析 该实验原理为：mg该种氨基酸放在纯氧中充分燃烧，生成CO2、H2O和N2．装置B内盛放浓硫酸，吸收生成的水，根据装置B增重，确定mg该种氨基酸中含氢元素质量，根据F中水的体积确定氮气的体积，并由此确定待测氨基酸中含有的氮元素的质量，在计算氧元素的质量，确定分子中元素原子个数比，由此确定最简式，
（1）利用排水法测定氮气的体积，确定mg该种氨基酸中含氮元素质量；
（2）氨基酸和氧气的反应，以及铜网和氧气的反应都需要加热；
（3）氨基酸放在纯氧中充分燃烧，生成二氧化碳、水和氮气；
（4）由原理可知，铜网吸收未反应的O2；
（5）根据读数时必须保证压强相同进行分析；
（6）该原理可知，测出该种氨基酸分子式需要二氧化碳、水的质量以及氮气的体积，计算氧元素的质量，确定分子中元素原子个数比，再结合氨基酸的相对分子质量确定分子式．

解答 解：首先观察装置图，很容易看出在A中是氨基酸的燃烧，在B中是吸收生成的水，在C中是吸收产生的二氧化碳，D的设计是除掉多余的氧气，E和F的设计目的是通过量气的方式测量氮气的体积．在这个基础上，根据本实验的目的是测定某种氨基酸（CxHyOzNp）的分子组成，需要测量的是二氧化碳、水和氮气的量，这三个量可以确定氨基酸的实验式，所以再加上氨基酸的相对分子质量就可以确定氨基酸的分子式．根据这个原理，实验的准确性取决于二氧化碳、水和氮气的量的测量，而且关键是氮气的量的测量，对氮气量的测量最可能产生影响的就是原装置中的氮气和过量的氧气，所以一开始就应该先通氧气将原装置中空气排尽，而在测量氮气前，将过量的氧气排尽；该实验原理为：mg该种氨基酸放在纯氧中充分燃烧，生成CO2、H2O和N2．装置B内盛放浓硫酸，吸收生成的水，根据装置B增重，确定mg该种氨基酸中含氢元素质量，根据F中水的体积确定氮气的体积，并由此确定待测氨基酸中含有的氮元素的质量，在计算氧元素的质量，确定分子中元素原子个数比，由此确定最简式．
（1）装置的空气中含有N2，影响生成氮气的体积测定，需将装置中的N2排净，避免残留在装置中的空气对实验结果产生影响，
故答案为：将装置中的N2排净，避免残留在装置中的空气对实验结果产生影响；
（2）氨基酸和氧气的反应，以及铜网和氧气的反应都需要加热，应先点燃D处的酒精灯，吸收未反应的氧气，保证最终收集的气体为N2，
故答案为：AD；D；
（3））氨基酸放在纯氧中充分燃烧，生成二氧化碳、水和氮气，反应的化学方程式是：CxHyOzNm+（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）O2$\stackrel{点燃}{→}$xCO2+$\frac{y}{2}$H2O+$\frac{p}{2}$N2，
故答案为：CxHyOzNm+（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）O2$\stackrel{点燃}{→}$xCO2+$\frac{y}{2}$H2O+$\frac{p}{2}$N2；
（4）由原理可知，铜网吸收未反应的氧气，保证最终收集的气体为N2，
故答案为：吸收未反应的氧气，保证最终收集的气体为N2；
（5）读数时必须保证压强相同，所以注意事项：①冷却至室温，②调节量筒高度，使E、F中液面高度一致，③读数时，视线与凹液面最低点相平，
故答案为：①冷却至室温，②调节量筒高度，使E、F中液面高度一致，③读数时，视线与凹液面最低点相平；
（6）该原理可知，测出该种氨基酸分子式需要二氧化碳、水的质量以及氮气的体积，则需要测定B、C两装置的增重量，
故答案为：B、C两装置的增重量．

点评 本题考查学生利用燃烧法确定有机物分子组成的知识，题目难度中等，根据原子守恒法来解答，理解实验原理为解答关键，试题培养了学生的分析能力及综合应用能力．

练习册系列答案
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12．下列各组物质中，互为同分异构体的是（　　）
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13．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，它们原子的最外层电子数之和为16，Z原子的最外层电子数等于其电子层数，Y与W处于同一主族，X的原子半径小于Y．下列说法正确的是（　　）
A．Z的氧化物属于碱性氧化物
B．原子半径：r（Y）＜r（W）＜r（Z）
C．W的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强
D．W的氧化物对应的水化物一定是强酸
10．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法均不正确的是（　　）
①将1mol氯气通入一定量水中发生反应转移电子数为NA
②12.0g熔融的NaHSO4中含有的阳离子数为0.1NA
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④1mol羟基中含有的电子数为10NA
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A．②③⑤B．①②④C．①③④D．③④⑤
17．有机物用系统命名法命名的名称为（　　）
A．间三甲苯B．1，3，5-三甲苯C．三甲苯D．1-3-5，三甲苯
7．氨和肼（N2H4）既是工业原料，又是重要的化工产品，工业上由氨生产硝酸的工艺流程如图：

（1）肼（N2H4）中氮元素的化合价为-2
（2）实验室久置的浓硝酸发黄，请用化学方程式表示其原理4HNO3=O2↑+4NO2↑+2H2O．
（3）肼在一定条件下可发生分解反应：3N2H4（g）?N2（g）+4NH3（g），己知断裂Imol N-H、N-N、N≡N分别需要吸收能量390.8kJ、193kJ、946kJ．则该反应的反应热△H=-367kJ/mol．
（4）某化学兴趣小组模拟NH3的合成，
①在其它条件不变的情况下，改变n（H2）/n（N2）投料比与平衡时NH3的体积分数的关系如图1所示，则当$\frac{n（{H}_{2}）}{n（{N}_{2}）}$投料比为4时，达平衡后NH3的体积分数可能是图中的点D（填“D”“E”或“F”）．

②现有容积为1L的甲乙两个恒温恒容密闭容器，向甲中加入2mol N2和6mol H2气体后发生如下反应：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-a kJ•mol-1，反应达到平衡状态时生成2mol NH3，放出热量Q1kJ；乙中加入2molNH3，反应达到平衡时，吸收热量Q2kJ，则Q1与Q2的相互关系正确的是C．
A．Q1+Q2=a   B．Q1+2Q2＜2a   C．Q1+2Q2＞2a   D．Q1+Q2＜a
（5）氨在氧化炉主要有以下两个反应：
a  4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）△H=-905.5kJ/mol
b  4NH3（g）+3O2（g）?2N2（g）+6H2O（g）△H=-1267kJ/mol
①一定温度下，在2L的密闭容器中充入$\frac{10}{3}$mol NH3与3mol O2发生反应b，达到平衡后测得容器中NH3的物质的量为2mol，则反应b的化学平衡常数K=$\frac{1}{9}$mol/L．
②一定温度下，在氧化炉中通入10molNH3发生反应 a，测得体系向外界释放2000kJ热量，则此时氨气的转化率为88.35%（结果保留两位小数）．
 ③测得温度对NO、N2产率的影响如图2所示，下列说法错误的是A、B．
A．升高温度，反应 a和b的平衡常数均增大
B.840℃后升高温度，反应a的正反应速率减小，反应b的正反应速率增大
C.900℃后，NO产率下降的主要原因是反应a平衡逆向移动
D.800℃左右时，氨的催化氧化主要按照反应a 进行．
14．将amolH2、Cl2混合气体（体积比为1：2）经光照充分反应后，所得气体恰好使溶液中bmolNaOH完全转变为盐，则a、b的关系为（　　）
A．a=bB．2a=bC．4a=3bD．2a=3b
17．将含碳为85.7%的烃通入80g含Br2 5%的溴的四氯化碳溶液中，红色恰好完全褪色，此时液体总重81.75g．
（1）该烃的分子式C5H10，
（2）有机物X的结构可由下列方法推测：
已知，

推测的该有机物X的结构简式为CH3CH═C（CH3）2．
（3）符合该分子式的同分异构体有10种（不考虑立体异构），另外符合该分子式还存在顺反异构，写出其中具有反式结构的烃的结构简式：、．
18．向含有c（FeCl3）=0.2mol/L、c（FeCl2）=0.1mol/L的混合溶液中滴加稀NaOH溶液，可得到一种黑色分散系，其中分散质粒子是直径约为9.3nm的金属氧化物，下列相关说法正确的是（　　）
A．该分散系的分散质为Fe2O3
B．可用过滤的方法将黑色金属氧化物与Na+分离开
C．向沸水中逐滴滴加0.1 mol/L FeCl3溶液也可得到Fe（OH）3胶体
D．加入NaOH溶液时发生的反应可能为：Fe2++2Fe3++8OH-═Fe3O4+4H2O

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