Question

14．0.2 mol有机物和0.4 mol O₂在密闭容器中燃烧后的产物为CO₂、CO和H₂O（g）．产物经过浓硫酸后，浓硫酸的质量增加10.8 g；再通过灼热CuO充分反应后，固体质量减轻3.2 g；最后气体再通过碱石灰被完全吸收，碱石灰质量增加17.6 g．
（1）通过计算确定该有机物的化学式．
（2）若0.2mol该有机物恰好与9.2 g金属钠完全反应，试确定该有机物的结构简式．
（3）写出该有机物与钠反应的化学方程式．

Answer 1

分析 （1）浓硫酸增重10.8g为反应生成的水的质量，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，结合固体质量变化利用差量法可计算CO的物质的量，通过碱石灰时，碱石灰的质量增加了17.6g可计算总CO₂的物质的量，减去CO与CuO反应生成的CO₂的质量为有机物燃烧生成CO₂的质量，根据元素守恒计算1mol有机物中含有C、H、O的物质的量，进而求得化学式；
（2）结合分子式、有机物与钠反应消耗钠的量，判断分子中官能团，据此书写结构简式；
（3）HOCH₂CH₂OH与与金属钠反应生成NaOCH₂CH₂ONa和氢气，据此写出反应的化学方程式．

解答 解：（1）有机物燃烧生成水10.8g，物质的量为：$\frac{10.8g}{18g/mol}$=0.6mol，
令有机物燃烧生成的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，
根据碳元素守恒可知CO与CuO反应生成的CO₂的物质的量为0.2mol，质量为0.2mol×44g/mol=8.8g，
有机物燃烧生成的CO₂的质量为17.6g-8.8g=8.8g，其物质的量为：$\frac{8.8g}{44g/mol}$=0.2mol，
根据碳元素守恒可知，1mol有机物含有碳原子物质的量为：$\frac{0.2mol+0.2mol}{0.2}$=2mol，
根据氢元素守恒可知，1mol有机物含有氢原子物质的量为：$\frac{0.6mol×2}{0.2}$=6mol
根据氧元素守恒可知，1mol有机物含有氧原子物质的量为：$\frac{0.6mol+0.2mol+0.2mol×2-0.4mol×2}{0.2}$=2mol，
所以有机物的分子式为：C₂H₆O₂，
答：有机物的分子式为C₂H₆O₂；
（2）0.2mol该有机物恰好与9.2 g金属钠完全反应，9.2g钠的物质的量为为：$\frac{9.2g}{23g/mol}$=0.4mol，说明1mol该有机物完全反应消耗了2mol钠，
则该有机物分子中含有羟2个-OH，其结构简式为：HOCH₂CH₂OH，
答：该有机物的结构简式为HOCH₂CH₂OH；
（2）HOCH₂CH₂OH与与金属钠反应生成NaOCH₂CH₂ONa和氢气，断开羟基上的氢氧键，反应方程式为：HOCH₂CH₂OH+2Na→NaOCH₂CH₂ONa+H₂↑，
答：该反应的化学方程式为HOCH₂CH₂OH+2Na→NaOCH₂CH₂ONa+H₂↑．

点评 本题考查了有机物分子式、结构简式的确定及有机反应方程式书写，题目难度中等，注意掌握常见有机物结构与性质，明确质量守恒定律在确定有机物分子式中的应用方法．