Question

11．0.2mol有机物和0.4molO₂在密闭容器中燃烧后的产物为CO₂、CO和H₂O（g）．产物经过碱石灰后，碱石灰质量增加19.6g；再通过足量灼热CuO充分反应后，固体质量减轻3.2g．
（1）计算求出该有机物的摩尔质量．（写出解题过程）
（2）已知：有机物中同一个碳原子上连两个烃基是不稳定的，若将燃烧产物通入澄清石灰水中产生20g沉淀，该0.2mol有机物恰好能与9.2g钠完全反应，试确定该有机物的结构简式．

Answer 1

分析 （1）通过碱石灰时，碱石灰的质量增加了19.6g为水和CO₂的质量；通过灼热氧化铜，由于发生反应CuO+CO$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$Cu+CO₂，固体质量减轻了3.2g，结合方程式利用差量法可计算CO的物质的量和质量，根据质量守恒可知有机物的质量，进而求得摩尔质量；
（2）根据质量守恒定律求出有机物的分子式，结合分子式、与钠反应生成氢气的体积，判断分子中官能团，据此书写结构简式．

解答 解：（1）通过碱石灰时，碱石灰的质量增加了19.6g为水和CO₂的质量；通过灼热氧化铜，由于发生反应CuO+CO$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$Cu+CO₂，固体质量减轻了3.2g，
设有机物燃烧生成的CO为x，则：
           CuO+CO$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$Cu+CO₂，固体减少△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，故CO的质量为0.2mol×28g/mol=5.6g；
设有机物的质量为xg，由于0.4mol氧气的质量为12.8g，则根据质量守恒有：xg+12.8g=5.6g+19.6g
解得x=12.4g
故此有机物的摩尔质量M=$\frac{m}{n}$=$\frac{12.4g}{0.2mol}$=62g/mol．
答：此有机物的摩尔质量为62g/mol．
（2）由于将燃烧产物通入澄清石灰水中产生20g沉淀，即0.2molCaCO₃，则可知燃烧生成的CO₂的物质的量为0.2mol，质量为8.8g，而碱石灰的质量增加了19.6g为水和CO₂的质量和，故燃烧生成的水的质量为19.6g-8.8g=10.8g，物质的量为n=$\frac{10.8g}{18g/mol}$=0.6mol，设有机物的分子式为CxHyOz，则此有机物燃烧的情况为：
0.2molCxHyOz+0.4molO₂$\stackrel{点燃}{→}$0.2molCO+0.2molCO₂+0.6molH₂O．
根据碳原子个数守恒可知：0.2x=0.2+0.2，解得x=2；
根据氢原子个数守恒可知：0.2y=0.6×2，解得y=6；
根据氧原子个数守恒可知：0.2z+0.4×2=0.2+0.4+0.6，解得z=2．
故此有机物的分子式为C₂H₆O₂．
由于9.2g金属钠的物质的量为$\frac{9，2g}{23g/mol}$=0.4mol，与0.2mol该有机物恰好完全反应，故该有机物分子中含有2个羟基，该有机物的结构简式为HOCH₂CH₂OH，
答：该有机物的结构简式为HOCH₂-CH₂OH．

点评 本题考查利用燃烧法确定有机物分子式、有机物结构的判断、官能团的性质等，题目难度中等，注意掌握原子守恒判断有机物的分子式方法．