Question

19．已知某有机物中n（C）：n（H）=1：1，取W₁g该有机物在足量氧气中充分燃烧，消耗标准状况下的氧气VL，产物只有CO₂和H₂O，且m（CO₂）=W₂g，m（H₂O）=W₃g．
（1）符合n（C）：n（H）=1：1的最简单的有机物：
①若是烃，则结构简式为CH≡CH；②若是烃的含氧衍生物，则结构式为OHCCHO．
（2）当W₁与V之间满足W₁=$\frac{13V}{28}$条件时，该有机物中一定没有氧原子．当W₁与V之间满足W₁＜$\frac{13V}{28}$条件时，该有机物中一定有氧原子．若该有机物含有氧元素，则W₁g有机物中含氧的质量为W₁-$\frac{13W{\;}_{2}}{44}$g（用含W_l、W₂的代数式表示）．
（3）若通过计算来确定该有机物是否含氧，除已知的碳氢原子个数比外还至少需上述数据中的2个，将这些组合一一填入下列空格中．
说明：①选用V、W₁、W₂、W₃表示，不必列出具体计算式．
②每个空格中填一种组合，有几种组合就填几种，不一定填满．

组合序号	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	Ⅴ	Ⅵ
组合数据

（4）如果符合n（C）：n（H）=1：1的有机物在氧气不足时燃烧，生成CO、CO₂和水蒸气的混合气体共3mol，将混合气体通入盛有足量Na₂O₂的密闭容器中，用电火花引燃直到反应完全，则剩余气体的物质的量（n）的范围为0.5mol＜n（O₂）＜1.5mol．（写出计算过程）
【已知：CO不与Na₂O₂反应，2CO₂+2Na₂O₂→2Na₂CO₃+O₂↑； 2H₂O+2Na₂O₂→4NaOH+O₂↑】

Answer 1

分析 （1）①当n（C）：n（H）=1：1时，最简单的烃应为乙炔；
②若是烃的含氧衍生物，当n（C）：n（H）=1：1时，则最简单的有机物应为乙二醛；
（2）结合已知条件，令有机物组成为C_nH_nO_m，可以得到如下关系：
C_nH_nO_m +$\frac{5n-4m}{4}$O₂ $\stackrel{点燃}{→}$n CO₂ +$\frac{n}{2}$H₂O
13n+16m   $\frac{5n-4m}{4}$          
W₁              $\frac{V}{22.4}$            
得关系式：$\frac{13n+16m}{W{\;}_{1}}$=$\frac{\frac{5n-4m}{4}}{\frac{V}{22.4}}$，当m=0时，即有机物不含有氧，得$\frac{13n}{{W}_{1}}=\frac{5V}{4×22.4}$，当n（C）：n（H）=1：1时，有机物中碳原子数n≥2，据此判断；
当m＞0时，即有机物含有氧，得$\frac{13n}{{W}_{1}}=\frac{5V}{4×22.4}$，建立的等式中只要含有m，且只要确定m是否等于零即可；有机物的质量减去有机物中碳、氢元素的质量即为有机物中含有氧元素的质量；
（3）结合已知条件，令有机物组成为C_nH_nO_m，可以得到如下关系：
C_nH_nO_m +$\frac{5n-4m}{4}$O₂ $\stackrel{点燃}{→}$n CO₂ +$\frac{n}{2}$H₂O
13n+16m   $\frac{5n-4m}{4}$          44n         9n
W₁              $\frac{V}{22.4}$             W₂        W₃
显然，建立的等式中只要含有m，且只要确定m是否等于零即可；
（4）n（C）：n（H）=1：1的有机物在氧气不足时燃烧，CO、CO₂和水蒸气的混合气体共3mol，根据碳元素和氢元素守恒可知，CO、CO₂的总物质的量等于水的物质的量的2倍，运用极限假设法，若混合气体为CO和水蒸气，或为CO₂和水蒸气，分别计算出剩余气体的物质的量，进而确定范围；

解答 解：（1）①当n（C）：n（H）=1：1时，最简单的烃应为乙炔，其结构简式为CH≡CH，
故答案为：CH≡CH；
②若是烃的含氧衍生物，当n（C）：n（H）=1：1时，则最简单的有机物应为乙二醛，其结构简式为OHCCHO，
故答案为：OHCCHO；
 （2）若有机物中无氧原子，则m=0，m₁与v之间满足的条件是：13n：W₁ =$\frac{5n}{4}$：$\frac{V}{22.4}$，整理得W₁=$\frac{13V}{28}$；
若有机物中含有氧，消耗相等体积的氧气需要有机物的质量减小，故此时W₁＜$\frac{13V}{28}$；m（CO₂）=W₂g，则有机物中m（C、H）=$\frac{W{\;}_{2}}{44}$×13g，所以有机物中m（O）=W₁-$\frac{13W{\;}_{2}}{44}$，
故答案为：W₁=$\frac{13V}{28}$；W₁＜$\frac{13V}{28}$；W₁-$\frac{13W{\;}_{2}}{44}$；

（3）结合已知条件，令有机物组成为C_nH_nO_m，可以得到如下关系：
C_nH_nO_m +$\frac{5n-4m}{4}$O₂ $\stackrel{点燃}{→}$n CO₂ +$\frac{n}{2}$H₂O
13n+16m   $\frac{5n-4m}{4}$          44n         9n
W₁              $\frac{V}{22.4}$            W₂        W₃
显然，建立的等式中只要含有m，且只要确定m是否等于零即可，故尚需的数据有两个，其组合为：W₁、V；W₁、W₂；W₁、W₃；V、W₂；V、W₃共5种，
故答案为：2；

组合序号	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	Ⅴ	Ⅵ
组合数据	W1、V	W1、W2	W1、W3	V、W2	V、W3

； 
（4）n（C）：n（H）=1：1的有机物在氧气不足时燃烧，CO、CO₂和水蒸气的混合气体共3mol，根据碳元素和氢元素守恒可知，CO、CO₂的总物质的量等于水的物质的量的2倍，若混合气体为CO和水蒸气，它们的物质的量之比为2：1，所以n（CO）=2mol，n（H₂O）=1mol，通过过氧化钠反应根据反应2CO₂+2Na₂O₂→2Na₂CO₃+O₂↑，2H₂O+2Na₂O₂→4NaOH+O₂↑，CO在有氧气循环的条件下完全被吸收，最后可得到0.5mol氧气，若为CO₂和水蒸气，则n（CO₂）=2mol，n（H₂O）=1mol，根据反应2CO₂+2Na₂O₂→2Na₂CO₃+O₂↑，2H₂O+2Na₂O₂→4NaOH+O₂↑，最后可得到1.5mol氧气，所以剩余气体的物质的量（n）的范围为0.5mol＜n（O₂）＜1.5mol，
故答案为：0.5mol＜n（O₂）＜1.5mol；

点评 本题属于开放性题目，试题能全方位考查学生的各种能力，体现新课程理念，在高考中经常出现，注意充分利用有机物燃烧通式减小解答，难度较大．把常规题目中的条件略作改动，使其条件过剩，或者条件缺乏，可形成较好的开放性试题．由于字母含义的不确定性，若将试题中的数据用字母代替，会使得解题思路呈现发散性，从而得到开放性试题．