Question

16．為了確定乙醇分子的結構簡式CH₃-O-CH₃還是CH₃CH₂OH，實驗室利用如圖所示的實驗裝置，測定乙醇與鈉反應（△H＜0）生成氫氣的體積，并據此計算乙醇分子中能與金屬鈉反應的氫原子的數目，試回答下列問題：
（1）指出實驗裝置中的錯誤廣口瓶中進氣導管不應插入水中，排水導管應插到廣口瓶底部；
（2）若實驗中用少量水的乙醇代替相同質量的無水乙醇，相同條件下，測得的氫氣的體積將偏大（填“偏大”、“偏小”或“不變”）；
（3）通過實驗測出反應的乙醇4.6g，把量筒中的水的體積（其中包括導管B中的水的體積）換算成標況下氫氣的體積為1.12L，你從乙醇（C₂H₆O）可能的兩種結構判斷乙醇的結構式應當為CH₃CH₂OH，寫出該反應的化學方程式2CH₃CH₂OH+2Na→2CH₃CH₂ONa+H₂↑；簡要說明判斷過程1mol乙醇中只有1mol活潑H．

Answer 1

分析 （1）利用排水測定生成氫氣的體積，廣口瓶中進氣導管不應插入水中，排水導管應插到廣口瓶底部；
（2）水也會與鈉反應生成氫氣，據此解答即可；
（3）計算出每摩爾乙醇與鈉反應所提供的氫原子，判斷出此有機物的結構，然后書寫方程式即可．

解答 解：（1）利用排水測定生成氫氣的體積，廣口瓶中進氣導管不應插入水中，排水導管應插到廣口瓶底部，故答案為：廣口瓶中進氣導管不應插入水中，排水導管應插到廣口瓶底部；
（2）等質量的水與鈉反應產生氫氣比乙醇與鈉反應放出氣體多，故若混有水，則測得氫氣的體積偏大，故答案為：偏大；
（3）4.6g乙醇的物質的量為$\frac{4.6g}{46g/mol}$=0.1mol，標準狀況下1.12L氫氣的物質的量為$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，所以每摩爾乙醇與鈉反應提供的氫原子為：$\frac{1mol}{0.1mol}$×0.05mol×2=1mol，所以，乙醇的結構應為CH₃CH₂OH，化學反應方程式為：2CH₃CH₂OH+2Na→2CH₃CH₂ONa+H₂↑，
故答案為：CH₃CH₂OH；2CH₃CH₂OH+2Na→2CH₃CH₂ONa+H₂↑；1mol乙醇中只有1mol活潑H．

點評 本題的解題關鍵在于清楚實驗原理，即測出一定量乙醇與鈉反應生成氫氣的體積，并據此計算乙醇分子中能與金屬鈉反應的氫原子的數目，難度不大．