Question

3．有机物A由碳、氢、氧三种元素组成．现取3gA与4.48L氧气（标准状况）在密闭容器中燃烧，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．
求：（1）水的物质的量；
（2）3gA中所含氢原子的物质的量；
（3）3gA中所含碳原子的物质的量；
（4）该有机物的分子式．

Answer 1

分析 浓硫酸增重3.6g为水的质量，碱石灰增重4.4g为二氧化碳的质量，
（1）浓硫酸增重3.6g为水的质量，n（H₂O）=$\frac{3.6g}{18g/mol}$=0.2mol，由此解答；
（2）根据氢守恒分析解答；
（3）3gA中所含碳原子的物质的量等于二氧化碳和一氧化碳中的物质的量之和；
（4）根据氧原子守恒3gA中氧原子的质量，计算确定该物质的最简式，据此解答．

解答 解：浓硫酸增重3.6g为水的质量，碱石灰增重4.4g为二氧化碳的质量，
（1）浓硫酸增重3.6g为水的质量，n（H₂O）=$\frac{3.6g}{18g/mol}$=0.2mol，答：水的物质的量为0.2mol；
（2）根据氢守恒可知：3g A中n（H）=2n（H₂O）=0.4mol，答：3gA中所含氢原子的物质的量0.4mol；
（3）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，所以n（C）=n（CO₂）+n（CO）=0.1mol+0.05mol=0.15mol，答：3gA中所含碳原子的物质的量为0.15mol；
（4）3g A中，n（H）=0.4mol，n（C）=0.15mol，
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，
所以，n（C）：n（H）：n（O）=3：8：1，
 A的最简式为C₃H₈O，由H原子与碳原子数目可知，氢原子已饱和，所以最简式就是分子式，则A的分子式为C₃H₈O，
答：A的分子式为C₃H₈O．

点评 本题考查有机物的确定，题目难度不大，注意从质量守恒的角度计算一氧化碳的质量，再根据原子守恒计算．