Question

烴的含氧衍生物W的蒸氣密度是同溫同壓下氫氣密度的45倍．13.5gW與9.6g氧氣混合后在一密閉容器中引燃，充分燃燒后得CO、CO₂、H₂O（g）混合氣體，將該混合氣體三等分，甲、乙、丙三位學(xué)生分別進(jìn)行三個實驗通過測定混合氣體各成分的質(zhì)量來確定W的分子式：
甲：混合氣體

足量的氯化鈣增重2.7g足量的堿石灰增重2.2g

余氣排入大氣
乙：混合氣體

足量CuO

質(zhì)量減輕1.6g

足量堿石灰增重9.3g

無氣體剩余
丙：混合氣體

增重的氯化鈣增重2.7g足量的熱氯化銅減輕1.6g

余氣排入大氣
（1）請簡要評價甲、乙、丙三個實驗：

 

最合理；
（2）根據(jù)你認(rèn)為最合理的實驗方案所提供的實驗數(shù)據(jù)計算推斷得W的分子式．
（3）若該有機物含有兩種含氧官能團(tuán)，在濃硫酸存在下兩分子反應(yīng)可生成含有六元環(huán)的化合物，試寫出該有機物的結(jié)構(gòu)簡式．

Answer 1

考點：有關(guān)有機物分子式確定的計算,化學(xué)研究基本方法及作用

專題：烴及其衍生物的燃燒規(guī)律

分析：（1）甲中最終剩余氣體為CO，直接排入大氣，會污染空氣；乙中無法計算燃燒生成水、二氧化碳的質(zhì)量，無法得出結(jié)果；氯化鈣增重2.7g為水的質(zhì)量，根據(jù)固體質(zhì)量差計算CO的質(zhì)量，根據(jù)質(zhì)量守恒定律計算燃燒生成二氧化碳的質(zhì)量，進(jìn)而確定有機物的最簡式，結(jié)合有機物相對分子質(zhì)量可以確定分子式；
（2）由相對氫氣的密度，可知有機物相對分子質(zhì)量為90，氯化鈣增重2.7g為水的質(zhì)量，根據(jù)固體質(zhì)量差計算CO的質(zhì)量，根據(jù)質(zhì)量守恒定律計算燃燒生成二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)n=

m

M

計算有機物、水、CO、二氧化碳的物質(zhì)的量，根據(jù)原子守恒計算有機物中C、H原子數(shù)目，結(jié)合相對分子質(zhì)量確定氧原子數(shù)目，進(jìn)而確定有機物分子式；
（3）有機物含有兩種含氧官能團(tuán)，在濃硫酸存在下兩分子反應(yīng)可生成含有六元環(huán)的化合物，結(jié)合有機物的分子式確定可能的結(jié)構(gòu)簡式．

解答： 解：（1）甲中最終剩余氣體為CO，直接排入大氣，會污染空氣；乙中無法計算燃燒生成水、二氧化碳的質(zhì)量，無法得出結(jié)果；氯化鈣增重2.7g為水的質(zhì)量，根據(jù)固體質(zhì)量差計算CO的質(zhì)量，根據(jù)質(zhì)量守恒定律計算燃燒生成二氧化碳的質(zhì)量，進(jìn)而確定有機物的最簡式，結(jié)合有機物相對分子質(zhì)量可以確定分子式，故方案丙最合理，
故答案為：丙；
（2）由相對氫氣的密度，可知有機物相對分子質(zhì)量為45×2=90，氯化鈣增重2.7g為水的質(zhì)量，物質(zhì)的量=

2.7g

18g/mol

=0.15mol，
CuO固體增重1.6g，則：
CuO+CO

△   .

Cu+CO₂ 質(zhì)量減輕
    28             16
    m              1.6g
m=

1.6g×28

16

=2.8g，則n（CO）=

2.8g

28g/mol

=0.1mol，
燃燒生成二氧化碳的質(zhì)量=（13.5g+9.6g）÷3-2.7g-2.8g=2.2g，n（CO₂）=

2.2g

44g/mol

=0.05mol，
每份氣體對應(yīng)有機物的物質(zhì)的量=

13.5g

3

÷90g/mol=0.05mol，
故該有機物分子中C原子數(shù)目=

0.1mol+0.05mol

0.05mol

=3、H原子數(shù)目=

0.15mol×2

0.05mol

=6、O原子數(shù)目=

90-12×3-6

16

=3，故有機物W分子式為C₃H₆O₃，
答：有機物W的分子式為C₃H₆O₃；
（3）有機物含有兩種含氧官能團(tuán)，在濃硫酸存在下兩分子反應(yīng)可生成含有六元環(huán)的化合物，應(yīng)是發(fā)生酯化反應(yīng)，則有機物的結(jié)構(gòu)簡式為CH₃CH（OH）COOH，
答：該有機物的結(jié)構(gòu)簡式為CH₃CH（OH）COOH．

點評：本題考查有機物分子式與結(jié)構(gòu)的確定、實驗方案評價等，是對學(xué)生綜合能力的考查，理解原理是解題關(guān)鍵，難度中等．