题目内容

化学上常用燃烧法确定有机物组成,这种方法是在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品,根据产物的质量确定有机物的组成.如图1中所列装置是用燃烧法确定有机物分子式常用的装置.(每一组仪器只能使用一次)

回答下列问题:
(1)产生的氧气按从左到右流向,所选择的装置的连接顺序是
 
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(2)若准确称取3.0g有机物样品A(只含C、H、O三种元素中的两种或三种),经充分燃烧后,D管质量增加4.4g,F管质量增加1.8g,则该有机物的最简式为
 
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(3)①若A的蒸气对氢气的相对密度为30,则A的分子式为
 
.已知A可以与碳酸氢钠反应生成CO2,写出A与乙醇反应的化学方程式
 

②若A的质谱图如图2,已知9.0gA可以与碳酸氢钠反应生成标准状况下CO22.24L,且9.0gA与足量金属钠反应则生成2.24L H2(标准状况),A的核磁共振氢谱如图3,则A的结构简式
 
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③武汉大学化学与分子科学学院教授张俐娜教授因研究由A生成聚合物W,有效的解决“白色污染”获2011年度美国化学会安塞姆?佩恩(Anselme Payen Award),是国际上纤维素与可再生资源材料领域最高奖.试写出A→W的化学方程式:
 
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考点:探究物质的组成或测量物质的含量
专题:实验探究和数据处理题
分析:在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品,根据产物的质量确定有机物的组成,测定生成水的质量和二氧化碳气体的质量,结合元素守恒计算得到.
(1)产生的氧气按从左到右流向,据实验目的和各装置的作用推知,其中A为O2发生装置(MnO2作催化剂),C中浓H2SO4作用是吸收水分,得到干燥纯净的O2,B为有机物燃烧装置,为避免市生成的气体中含有一氧化碳,需要气体通过装置G中的氧化铜氧化一氧化碳生成二氧化碳,F中CaCl2吸收反应生成的H2O,D中碱石灰吸水二氧化碳,为避免空气中的水蒸气和二氧化碳干扰需要连接装置E;
(2)若准确称取3.0g有机物样品A(只含C、H、O三种元素中的两种或三种),经充分燃烧后,D管质量增加4.4g为二氧化碳气体质量,F管质量增加1.8g为生成的水的质量,结合元素守恒计算有机物的最简式;
(3)①若A的蒸气对氢气的相对密度为30得到相对分子质量=30×2=60,结合最简式得到分子式;依据A可以与碳酸氢钠反应生成CO2 ,说明有机物含有羧基分析判断A为羧酸和乙醇发生酯化反应;
②分析:羧基可以和碳酸氢钠发生化学反应生成二氧化碳,强既可以和金属钠发生化学反应生成氢气;核磁共振氢谱图中有几个峰值则含有几种类型的等效氢原子,峰面积之比等于氢原子的数目之比;
③A生成聚合物W,利用羧基和羟基发生酯化反应缩聚反应生成高分子化合物.
解答: 解:在电炉加热时用纯氧气氧化管内样品,根据产物的质量确定有机物的组成,测定生成水的质量和二氧化碳气体的质量,结合元素守恒计算得到;
(1)据实验目的和各装置的作用推知,其中A为O2发生装置(MnO2作催化剂),C中浓H2SO4作用是吸收水分,得到干燥纯净的O2,B为有机物燃烧装置,为避免市生成的气体中含有一氧化碳,需要气体通过装置G中的氧化铜氧化一氧化碳生成二氧化碳,F中CaCl2吸收反应生成的H2O,D中碱石灰吸水二氧化碳,为避免空气中的水蒸气和二氧化碳干扰需要连接装置E,生成氧气的装置连接顺序为:A→C→B→G→F→D→E;
故答案为:A→C→B→G→F→D→E;
(2)若准确称取3.0g有机物样品A(只含C、H、O三种元素中的两种或三种),经充分燃烧后,D管质量增加4.4g为二氧化碳气体质量,F管质量增加1.8g为生成的水的质量,则
n(CO2)=
4.4g
44g/mol
=0.1mol,n(H2O)=
1.8g
18g/mol
=0.1mol,
n(O)=
3.0g-0.1mol×12g/mol-0.1×2×1g/mol
16g/mol
=0.1mol
n(C):n(H):n(O)=0.1:0.2:0.1=1:2:1,最简式为CH2O;
故答案为:CH2O;
(3)①若A的蒸气对氢气的相对密度为30得到相对分子质量=30×2=60,结合最简式得到分子式为C2H402;A可以与碳酸氢钠反应生成CO2 ,说明有机物含有羧基,则A为乙酸,和乙醇在浓硫酸催化剂作用加热生成乙酸乙酯和水,反应的化学方程式为:
故答案为:C2H402;;
②解答:只有羧基可以和碳酸氢钠发生化学反应生成二氧化碳,生成2.24LCO2(标准状况),则含有一个羧基,醇羟基可以和金属钠发生反应生成氢气,与足量金属钠反应则生成2.24LH2(标准状况),则含有羟基数目是1个,根据核磁共振氢谱图看出有机物中有4个峰值,则含4种类型的等效氢原子,氢原子的个数比是3:1:1:1,所以结构简式为:,故答案为:;
③A生成聚合物W,利用羧基和羟基发生酯化反应缩聚我I高分子化合物反应的化学方程式为:;
故答案为:.
点评:本题是一道关于有机物的结构和性质知识的综合推断题,考查学生对知识的整合能力,主要是有机物结构分析和物质性质的应用分析判断,难度较大.
练习册系列答案
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剂.
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;D.
 
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②
 

 
 
 
 
 
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