Question

7．现有13.4g有机物A在足量的氧气中完全燃烧，将产生的高温气体依次通过足量的浓硫酸和足量的过氧化钠，测得浓硫酸增重12.6g，过氧化钠固体增重28g．
（1）有机物A的实验式为C₅H₇．
（2）有机物A中没有（填“有”或“没有”）氧原子．
（3）要确定A的分子式，还要知道该物质的相对分子质量，下列方法能直接测定A的相对分子质量的是c（填字母）．
a．红外光谱法                b．核磁共氢谱法         c．质谱法
（4）①经测定A蒸气的密度是H₂密度的67倍，则A的分子式为C₁₀H₁₄．
          ②结构中只有一个苯环，且苯环上只有一个取代基的A的同分异构体有4种．

Answer 1

分析 （1）根据反应2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂利用差量法计算出生成二氧化碳的物质的量，然后结合质量守恒确定A的实验式；
（2）根据（1）的计算结果判断是否含有氧原子；
（3）红外光谱、核磁共振氢谱能够确定有机物的官能团，质谱法可确定有机物的相对分子质量；
（4）①A蒸气的密度是H₂密度的67倍，根据气体密度与摩尔质量成正比计算出A的摩尔质量，然后结合A的实验式确定A的分子式；
②A的结构中只有一个苯环，且苯环上只有一个取代基，结合同分异构体的书写原则判断A可能结构．

解答 解：（1）浓硫酸增重的12.6g为水的质量，过氧化钠能够与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，则
2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂ △m
             2mol                       56g
               1mol                    28g
则13.4g有机物A在足量的氧气中完全燃烧生成二氧化碳的物质的量为1mol，含有C元素的质量为：12g/mol×1mol=12g，12.6g水的物质的量为：$\frac{12.6g}{18g/mol}$=0.7mol，含有H原子的物质的量为0.7mol×2=1.4mol，质量为：1g/mol×1.4mol=1.4g，含有C、H元素的总质量=12g+1.4g=13.4g，说明A分子中不含有O原子，则有机物A分子中含有C、H原子的物质的量之比=1mol：1.4mol=5：7，则A的实验式为：C₅H₇，
故答案为：C₅H₇；                                        
（2）根据（1）可知，有机物A分子中没有O原子，
故答案为：没有；
（3）质谱仪其实是把有机物打成很多小块（有规律的，按照各官能团打开，所以一般有点经验的也能从小数字看出这种物质大概含有哪些官能团），会有很多不同的分子量出现，其中最大的那个就是该有机物的分子量，所以能直接测定A的相对分子质量的为c，
故答案为：c；
（4）①A蒸气的密度是H₂密度的67倍，则A的相对分子质量为：2g/mol×67=134g/mol，说明A的相对分子质量为134，C₅H₇的式量为67，则A的分子式为C₁₀H₁₄，
故答案为：C₁₀H₁₄；
②A的分子式为C₁₀H₁₄，A的结构中只有一个苯环，且苯环上只有一个取代基，则该有机物的侧链为-C₄H₉，即满足体积的有机物种类取决于丁基数目，
丁烷的同分异构体为：CH₃CH₂CH₂CH₃、（CH₃）₂CHCH₃，则丁基结构有：-CH₂CH₂CH₂CH₃、-CH（CH₃）CH₂CH₃、-CH₂CH（CH₃）₂、-C（CH₃）₃，总共有4种，所以满足条件的A的同分异构体有4种，
故答案为：4．

点评 本题考查了有机物结构与性质，题目难度中等，正确推断有机物A的实验式为解答关键，注意掌握常见有机物结构与性质，明确同分异构体的书写方法，试题培养了学生的分析、理解能力及逻辑推理能力．