Question

15．A是由C、H或C、H、O元素组成的有机物，取0.01mol A在1.456L（标准状况）氧气中燃烧，燃烧后的产物通过足量浓硫酸，浓硫酸增重0.54g，再在通过浓硫酸后的气体中点燃Mg条（足量），生成总质量为5.16g的黑白两种物质，且黑色生成物与白色生成物的物质的量比为1：4．求A的分子式．

Answer 1

分析 因黑色生成物（C）与白色生成物（MgO）的物质的量之比为1：4，故氧气过量，通过浓硫酸后的气体为CO₂和O₂的混合物．设Mg与O₂、CO₂反应分别生成MgO的物质的量为x、y：
2Mg+O₂═2MgO    2Mg+CO₂═2MgO+C．
  0.5x   x               y   0.5y
$\left\{\begin{array}{l}40g•mo{l^{-1}}（x+y）+12g•mo{l^{-1}}×0.5y=5.16g\\ x+y=4×0.5y\end{array}\right.$
解得：x=y=0.06mol，过量的n（CO₂）=0.03mol，生成的n（CO₂）=0.03mol，生成的n（H₂O）=$\frac{0.54g}{18g•mo{l}^{-1}}$=0.03mol，0.01molA的质量m（A）=[0.03×44+0.54-（$\frac{1.456}{22.4}-0.03$）×32]g=0.74g，M（A）=$\frac{0.74g}{0.01mol}$=74g•mol^-1
设A的分子式为C₃H₆O_z，从而确定z的值，求出分子式．

解答 解：因黑色生成物（C）与白色生成物（MgO）的物质的量之比为1：4，故氧气过量，通过浓硫酸后的气体为CO₂和O₂的混合物，设Mg与O₂、CO₂反应分别生成MgO的物质的量为x、y：
2Mg+O₂═2MgO    2Mg+CO₂═2MgO+C．
  0.5x   x               y   0.5y
$\left\{\begin{array}{l}40g•mo{l^{-1}}（x+y）+12g•mo{l^{-1}}×0.5y=5.16g\\ x+y=4×0.5y\end{array}\right.$
解得：x=y=0.06mol，过量的n（CO₂）=0.03mol，生成的n（CO₂）=0.03mol，生成的n（H₂O）=$\frac{0.54g}{18g•mo{l}^{-1}}$=0.03mol，0.01molA的质量m（A）=[0.03×44+0.54-（$\frac{1.456}{22.4}-0.03$）×32]g=0.74g，M（A）=$\frac{0.74g}{0.01mol}$=74g•mol^-1
设A的分子式为C₃H₆O_z，有3×12+6×1+16z=74，z=2，A的分子式为C₃H₆O₂，
答：A的分子式为C₃H₆O₂．

点评 本题考查有机物的确定，题目难度不大，注意从质量守恒的角度计算二氧化碳的物质的量，再根据原子守恒计算．