Question

11．为了测定一种气态烃A的化学式，取一定量的A置于一密闭容器中燃烧，定性实验表明产物是CO₂、CO和水蒸气．学生甲、乙设计了两个方案，均认为根据自已的方案能求出A的最简式，他们测得的在有关数据如下（图中的箭头表示气流的方向，实验前系统内的空气已排尽）：
甲方案：燃烧产物$\stackrel{浓硫酸}{→}$增重2.52g $\stackrel{碱石灰}{→}$增重1.30g $\stackrel{点燃}{→}$生成CO₂1.76g
乙方案：燃烧产物$\stackrel{碱石灰}{→}$ 增重5.60g $\stackrel{灼热CuO}{→}$增重0.64g $\stackrel{石灰水}{→}$增重4g
试回答：
（1）根据两方案，你认为那种方案能求出A的最简式？甲（填“甲”或“乙”）
（2）若能，请根据你选择的方案，通过计算求出A的分子为CH₄？

Answer 1

分析 （1）甲中浓硫酸吸收的是水、碱石灰吸收的是二氧化碳，最终CO燃烧生成二氧化碳，可以根据二者计算H、C原子个数比；乙中碱石灰吸收水和二氧化碳，CO还原CuO得到二氧化碳，但不能根据碱石灰增加的质量计算出C、H原子个数比；
（2）浓硫酸吸收水的物质的量=$\frac{2.52g}{18g/mol}$=0.14mol，碱石灰吸收二氧化碳的物质的量=$\frac{1.32g}{44g/mol}$=0.03mol，CO燃烧生成二氧化碳物质的量=$\frac{1.76g}{44g/mol}$=0.04mol，则二氧化碳分子个数和水中H原子个数之比为0.07mol：0.028mol=1：4，根据C、H原子个数比及状态判断物质；C、H原子个数被1：4，每个C原子最多形成4个C-H键．

解答 解：（1）甲中浓硫酸吸收的是水、碱石灰吸收的是二氧化碳，最终CO燃烧生成二氧化碳，可以根据水的物质的量、二氧化碳的物质的量计算H、C原子个数比，从而确定该物质化学式；
乙中碱石灰吸收水和二氧化碳，剩余的CO还原CuO得到二氧化碳，但不能根据碱石灰增加的质量计算出C、H原子个数比，所以乙不能确定该物质的最简式；
则甲可以求出A的最简式、乙不能求出A的最简式，
故答案为：甲；      
（2）浓硫酸吸收水的物质的量=$\frac{2，.52g}{18g/mol}$=0.14mol，碱石灰吸收二氧化碳的物质的量=$\frac{1.32g}{44g/mol}$=0.03mol，CO燃烧生成二氧化碳物质的量=$\frac{1.76g}{44g/mol}$=0.04mol，则二氧化碳分子个数和水中H原子个数之比为0.07mol：0.028mol=1：4，其最简式为CH₄，C、H原子个数被1：4，每个C原子最多形成4个C-H键，最简式中，H的含量已经达到最大值，所以不用测定其它数据，分子式为CH₄，
故答案为：CH₄．

点评 本题考查有机物推断，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，明确浓硫酸、碱石灰的性质是解本题关键，知道有机物中C原子成键特点，题目难度中等．