Question

8．取3.40g只含羟基、不含其他官能团的液态饱和多元醇，置于5.00L氧气中，经点燃，醇完全燃烧．反应后气体体积减少0.56L．将气体经CaO吸收，体积又减少2.80L（所有体积均在标准状况下测定）．
（1）3.40g醇中C、H、O物质的量分别为：C0.125mol、H0.300 mol、O0.100 mol；该醇中C、H、O的原子数之比为5：12：4．
（2）由以上比值能 （填“能”或“不能”）确定该醇的分子式，其原因是最简式C₅H₁₂O₄中H原子个数已经饱和碳原子四价结构，所以最简式即分子式．
（3）如果将该多元醇的任意一个羟基换成一个卤原子，所得到的卤代物都只有一种，试写出该饱和多元醇的结构简式．

Answer 1

分析 （1）经过CaO吸收后，体积减少2.8L，n（C）=n（CO₂）=$\frac{2.8L}{22.4L/mol}$=0.125mol；
剩余氧气：n（O₂）=5.00L-0.56L-2.80L=1.64L，则反应氧气为：5L-1.64L=3.36L，物质的量为：$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，
由质量守恒可得m（H₂O）=3.40 g+0.15mol×32 g•mol-0.125 mol×44　g•mol^-1=2.7 g
n（H₂O）=$\frac{2.7g}{18g/mol}$=0.15mol，n（H）=0.3mol，再根据总质量计算出氧元素的质量及物质的量，再计算出该醇中C、H、O的原子个数之比；
（2）根据计算出的该醇中C、H、O的原子个数之比判断能否确定该醇的分子式；
（3）将该多元醇的任意一个羟基换成一个卤原子，所得到的卤代物都只有一种，说明分子中-OH的化学环境都相同，结合有机物分子式确定其结构简式．

解答 解：（1）经过CaO吸收后，体积减少2.8L，n（C）=n（CO₂）=$\frac{2.8L}{22.4L/mol}$=0.125mol；
剩余氧气：n（O₂）=5.00L-0.56L-2.80L=1.64L，则反应氧气为：5L-1.64L=3.36L，物质的量为：$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，
由质量守恒可得m（H₂O）=3.40 g+0.15mol×32 g•mol-0.125 mol×44　g•mol^-1=2.7 g
n（H₂O）=$\frac{2.7g}{18g/mol}$=0.15mol，n（H）=0.300mol，醇中含O：$\frac{3.40g-0.3mol×1g/mol-0.125mol×12g/mol}{16g/mol}$=0.100mol，
则该醇中C、H、O的原子数之比为N（C）：N（H）：N（O）=0.125：0.3：0.1=5：12：4；
故答案为：0.125；0.300；0.100；5：12：4；
（2）由于该有机物的最简式C₅H₁₂O₄中H原子个数已经饱和碳原子四价结构，所以能够确定其分子式，即：其实验式即为分子式，
故答案为：能；最简式C₅H₁₂O₄中H原子个数已经饱和碳原子四价结构，所以最简式即分子式；
（3）将该多元醇的任意一个羟基换成一个卤原子，所得到的卤代物都只有一种，说明分子中-OH的化学环境都相同，其结构简式为：C（CH₂OH）₄，
答：该饱和多元醇的结构简式为C（CH₂OH）₄．

点评 本题考查了有机物分子式、结构简式的确定的计算，题目难度中等，注意熟练掌握根据质量守恒确定有机物分子中C、H、O元素组成及数目的方法．注意最简式中H原子个数已经饱和碳原子四价结构，则实验式即为分子式．