Question

某C、H、O化合物0.05mol在0.2mol氧气中燃烧。氧气反应完后，此有机物亦已全部变成气态无机物(110℃)。生成的混合物平均分子量为27.0。将气态混合物通过盛有碱石灰的干燥管，干燥管增重8g。若改将气态混合物通过足量的澄清石灰水，则产生沉淀10g。求此有机物的分子式。

Answer 1

C₄H₈O₂

遇到O₂量不过量的计算时，应考虑到产物的多样性，不要把问题理想化。设该有机物燃烧后生成CO₂的物质的量为n(CO₂)，生成的水的物质的量为n(H₂O)，则：

n(CO₂)=10/100=0.1(mol)

n(H₂O)=(8-0.1×44)/18 =0.2(mol)

由于1/3 ×44+2/3 ×18≠27，

所以产物中还含有CO，设物质的量为x，则有：

(8+28x)/(0.1+0.2+x) =27

解之得：x=0.1mol

由此可知0.05mol有机物中含：

n(C)=n(CO₂)+n(CO)=0.2mol

n(H)=2n(H₂O)=0.4mol

n(O)=2n(CO₂)+n(CO)+n(H₂O)-2n(O₂)

=2×0.1+0.1+0.2-2×0.2=0.1mol

所以该有机物的分子式为C₄H₈O₂

解析:

正确解出本题的关键是不能将此有机物的反应理解为完全燃烧。如何才能做出此判断呢？这要从题给条件入手。本题有三个未知数(C_xH_yO_z)，却给出了四个数据，可据其中“多给”数据作出判断。由题给条件可知产物中含有CO₂0.1mol，H₂O(g)0.2mol，它们的平均分子量=1/3 ×44+2/3 ×18≠27。这说明气态产物中除CO₂、H₂O(g)外还含有其它气体，显然，其中含有CO。CO的量可由平均分子量求得。若作出上述正确判断后，求分子式就比较容易了。

有机物燃烧的产物不一定全是CO₂和H₂O。燃烧不完全时有CO产生，甚至有单质碳(黑烟)产生。