Question

10．0.2mol有機物和0.4mol O₂在密閉容器中燃燒后的產(chǎn)物為CO₂、CO和H₂O（g）．產(chǎn)物經(jīng)過堿石灰后，堿石灰質量增加19.6g；再通過足量灼熱CuO充分反應后，固體質量減輕3.2g．
（1）計算求出該有機物的摩爾質量．（寫出解題過程）
（2）已知：有機物中同一個碳原子上連兩個烴基是不穩(wěn)定的，若將燃燒產(chǎn)物通入澄清石灰水中產(chǎn)生20g沉淀，該0.2mol有機物恰好能與9.2g鈉完全反應，試確定該有機物的結構簡式．

Answer 1

分析 （1）通過堿石灰時，堿石灰的質量增加了19.6g為水和CO₂的質量；通過灼熱氧化銅，由于發(fā)生反應CuO+CO$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$Cu+CO₂，固體質量減輕了3.2g，結合方程式利用差量法可計算CO的物質的量和質量，根據(jù)質量守恒可知有機物的質量，進而求得摩爾質量；
（2）根據(jù)質量守恒定律求出有機物的分子式，結合分子式、與鈉反應生成氫氣的體積，判斷分子中官能團，據(jù)此書寫結構簡式．

解答 解：（1）通過堿石灰時，堿石灰的質量增加了19.6g為水和CO₂的質量；通過灼熱氧化銅，由于發(fā)生反應CuO+CO$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$Cu+CO₂，固體質量減輕了3.2g，
設有機物燃燒生成的CO為x，則：
           CuO+CO$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$Cu+CO₂，固體減少△m
           28g                  16g
            x                   3.2g
所以x=$\frac{28g×3.2g}{16g}$=5.6g，CO的物質的量為$\frac{5.6g}{28g/mol}$=0.2mol，故CO的質量為0.2mol×28g/mol=5.6g；
設有機物的質量為xg，由于0.4mol氧氣的質量為12.8g，則根據(jù)質量守恒有：xg+12.8g=5.6g+19.6g
解得x=12.4g
故此有機物的摩爾質量M=$\frac{m}{n}$=$\frac{12.4g}{0.2mol}$=62g/mol．
答：此有機物的摩爾質量為62g/mol．
（2）由于將燃燒產(chǎn)物通入澄清石灰水中產(chǎn)生20g沉淀，即0.2molCaCO₃，則可知燃燒生成的CO₂的物質的量為0.2mol，質量為8.8g，而堿石灰的質量增加了19.6g為水和CO₂的質量和，故燃燒生成的水的質量為19.6g-8.8g=10.8g，物質的量為n=$\frac{10.8g}{18g/mol}$=0.6mol，設有機物的分子式為CxHyOz，則此有機物燃燒的情況為：
0.2molCxHyOz+0.4molO₂$\stackrel{點燃}{→}$0.2molCO+0.2molCO₂+0.6molH₂O．
根據(jù)碳原子個數(shù)守恒可知：0.2x=0.2+0.2，解得x=2；
根據(jù)氫原子個數(shù)守恒可知：0.2y=0.6×2，解得y=6；
根據(jù)氧原子個數(shù)守恒可知：0.2z+0.4×2=0.2+0.4+0.6，解得z=2．
故此有機物的分子式為C₂H₆O₂．
由于9.2g金屬鈉的物質的量為$\frac{9，2g}{23g/mol}$=0.4mol，與0.2mol該有機物恰好完全反應，故該有機物分子中含有2個羥基，該有機物的結構簡式為HOCH₂CH₂OH，
答：該有機物的結構簡式為HOCH₂-CH₂OH．

點評 本題考查利用燃燒法確定有機物分子式、有機物結構的判斷、官能團的性質等，題目難度中等，注意掌握原子守恒判斷有機物的分子式方法．