Question

有机物A由碳、氢、氧三种元素组成．为研究A的组成与结构，进行了如下实验：
称取A 9.0g，升温使其汽化，测其密度是相同条件下H₂的45倍．将此9.0g A在足量纯O₂中充分燃烧，并使其产物依次通过碱石灰、无水硫酸铜粉末、足量石灰水，发现碱石灰增重14.2g，硫酸铜粉末没有变蓝，石灰水中有10.0g白色沉淀生成；向增重的碱石灰中加入足量盐酸后，产生4.48L无色无味气体（标准状况）．另取A 9.0g，若跟足量的NaHCO₃粉末反应，生成2.24L CO₂（标准状况）；若与足量金属钠反应则生成2.24L H₂（标准状况）．有机物A可自身发生酯化反应生成六元环的酯B；试通过计算填空：
（1）有机物A的相对分子质量为

 

．
（2）有机物A的分子式

 

．
（3）A的结构简式

 

，B的结构简式

 

（4）写出A与足量金属钠反应的化学方程式

 

．

Answer 1

考点：有机物实验式和分子式的确定,有机物的推断

专题：有机物的化学性质及推断,烃及其衍生物的燃烧规律

分析：（1）同温同压下，气体的密度之比等于相对分子质量之比，据此计算；
（2）该有机物完全燃烧生成二氧化碳与水，碱石灰增重14.2g为生成的水与部分二氧化碳的质量，10.0g白色沉淀为生成的碳酸钙，产生4.48L无色无味气体（标准状况）为碱石灰吸收的二氧化碳的体积，根据n=

m

M

计算10g碳酸钙的物质的量，根据n=

V

Vm

计算4.48L二氧化碳的物质的量，进而计算生成的n（CO₂），再根据m=nM计算生成的CO₂的质量，进而计算生成的水的质量，再根据n=

m

M

计算水的物质的量，进而计算有机物中C原子、H原子的物质的量与二者质量之和，再计算O原子的质量与物质的量，判断有机物的最简式，结合相对分子质量计算确定分子式；
（3）足量的NaHCO₃粉末反应，说明含有-COOH，根据生成的二氧化碳的物质的量确定-COOH数目，能与钠反应生成氢气，根据生成的氢气的物质的量确定含有-OH数目，再结合有机物A可自身发生酯化反应生成六原子环的酯B确定有机物A的结构简式，据此解答；
（4）乳酸中含有羧基和羟基，都可与钠反应生成氢气，据此写出方程式．

解答： 解：（1）该有机物蒸汽密度是相同条件下H₂的45倍，故有机物的相对分子质量为45×2=90，故答案为：90；
（2）碱石灰增重14.2g为生成的水与部分二氧化碳的质量，10.0g白色沉淀为生成的碳酸钙，产生4.48L无色无味气体（标准状况）为碱石灰吸收的二氧化碳的体积，故碱石灰吸收的二氧化碳的物质的量为

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，碳酸钙的物质的量为

10g

100g/mol

=0.1mol，故生成的二氧化碳的总的物质的量为0.2mol+0.1mol=0.3mol，生成的水的质量为14.2g-0.2mol×44g/mol=5.4g，水的物质的量为

5.4g

18g/mol

=0.3mol；
故n（C）=0.3mol，m（C）=0.3mol×12g/mol=3.6g，故n（H）=0.3mol×2=0.6mol，m（H）=0.6mol×1g/mol，所以有机物中m（O）=9g-3.6g-0.6g=4.8g，故n（O）=

4.8g

16g/mol

=0.3mol，所以有机物中n（C）：n（H）：n（O）=0.3mol：0.6mol：0.3mol=1：2：1，令有机物的组成为（CH₂O）_n，则30n=90，解得n=3，故有机物A的分子式为C₃H₆O₃，
故答案为：C₃H₆O₃；
（3）跟足量的NaHCO₃粉末反应，生成2.24LCO₂（标准状况），说明有机物A中含有羧基-COOH，9.0g有机物A的物质的量为

9g

90g/mol

=0.1mol，二氧化碳的物质的量为

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，羧基与碳酸氢钠按1：1反应，故分子中含有羧基-COOH数目为

0.1mol

0.1mol

=1，2.24LH₂（标准状况）的物质的量为0.1mol，0.1mol羧基与钠反应生成0.05molH₂，故有机物A中含有羟基-OH，含有羟基数目为

(0.1mol-0.05mol)×2

0.1mol

=1，有机物A可自身发生酯化反应生成六原子环的酯B，故A为，B为，故答案为：；．
（4）乳酸中含有羧基和羟基，都可与钠反应生成氢气，反应的方程式为，
故答案为：．

点评：本题考查有机物分子式的确定、醇与羧酸的性质等，难度中等，注意利用守恒方法确定原子数目之比确定最简式