Question

19．有机物A由碳、氢、氧三种元素组成．现取3g A与4.48L氧气（标准状况）在密闭容器中燃烧，燃烧后生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸气（假设反应物没有剩余）．将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重3.6g，碱石灰增重4.4g．回答下列问题：
（1）3gA中所含氢原子、碳原子的物质的量各是多少？
（2）通过计算确定该有机物的分子式．
（3）写出有机物A可能的结构简式．

Answer 1

分析 （1）浓硫酸增重3.6g为水的质量，根据n=$\frac{m}{M}$计算水的物质的量，根据H原子守恒计算n（H）；
碱石灰增重4.4g为二氧化碳的质量，根据n=$\frac{m}{M}$计算二氧化碳，根据n=$\frac{V}{Vm}$计算氧气的物质的量，根据m=nM计算氧气的质量，根据质量守恒计算CO的质量，根据n=$\frac{m}{M}$计算CO的物质的量，再根据C原子守恒计算n（C）；
（2）根据氧原子守恒3gA中氧原子的质量，再根据（1）（2）中的计算确定该物质的最简式及分子式；
（3）有机物含C、H、O元素，为醇或醚．

解答 解：（1）浓硫酸增重3.6g为水的质量，n（H₂O）=$\frac{3.6g}{18g/mol}$=0.2mol，根据H原子守恒可知n（H）=2n（H₂O）=0.4mol，
碱石灰增重4.4g为二氧化碳的质量，n（CO₂）=$\frac{4.4g}{44g/mol}$=0.1mol，
4.48L氧气的物质的量=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，氧气的质量=0.2mol×32g/mol=6.4g
故CO的质量=3g+6.4g-3.6g-4.4g=1.4g，故 n（CO）=$\frac{1.4g}{28g/mol}$=0.05mol，
根据C原子守恒可知n（C）=n（CO₂）+n（CO）=0.1mol+0.05mol=0.15mol，
答：3gA中所含氢原子、碳原子的物质的量各是0.4mol、0.15mol；
（2）由O原子守恒可知3gA中n（O）=2n（CO₂）+n（CO）+n（H₂O）-2n（O₂）=2×0.1 mol+0.05 mol+0.2 mol-2×0.2 mol=0.05mol，
由（1）（2）可知3gA中3g A中，n（H）=0.4mol，n（C）=0.15mol，
所以，n（C）：n（H）：n（O）=3：8：1，故A的最简式为C₃H₈O，由H原子与碳原子数目可知，H原子已经饱和C原子四价结构，故其最简式即为分子式，A的分子式为C₃H₈O，
答：该有机物的分子式为C₃H₈O；
（3）有机物的分子式为C₃H₈O，为醇或醚，可能结构简式为CH₃CH₂CH₂OH、CH₃CHOHCH₃、CH₃OCH₂CH₃，
答：有机物A可能的结构简式为CH₃CH₂CH₂OH、CH₃CHOHCH₃、CH₃OCH₂CH₃．

点评 本题考查有机物分子式计算的确定，为高频考点，把握燃烧规律、原子守恒、质量守恒为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意守恒法的应用，题目难度不大．