Question

2．有機(jī)物在社會生產(chǎn)、生活中起著非常重要的作用．
（1）乙烯的產(chǎn)量是衡量一個(gè)國家石油化工發(fā)展水平的重要標(biāo)志．將8.96L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）乙烯和乙烷的混合氣體通入足量的溴的四氯化碳溶液中，充分反應(yīng)，溴的四氯化碳溶液的質(zhì)量增加8.4g，則原氣體混合物中乙烯與乙烷的物質(zhì)的量之比為3：1．
（2）利用CH₄可制造燃料電池，電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，已知正極反應(yīng)為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．工作一段時(shí)間后，電解液中KOH的濃度減小（填“不變”、“增加”或“減小”），負(fù)極反應(yīng)為CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O．
（3）燃燒法是測定有機(jī)化合物化學(xué)式的一種重要方法．取4.6g某有機(jī)物完全燃燒，燃燒產(chǎn)物依次通過如圖所示的裝置，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，稱得甲裝置增重5.4g，乙裝置增重8.8g．
①寫出該有機(jī)物所有可能的結(jié)構(gòu)簡式CH₃CH₂OH、CH₃OCH₃；
②若該有機(jī)物在一定條件下能與醋酸反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式CH₃COOH+CH₃CH₂OH$→_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O．

Answer 1

分析 （1）烯與溴發(fā)生加成反應(yīng)，根據(jù)溴的四氯化碳溶液的質(zhì)量增加的值，可知乙烯的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算乙烯的物質(zhì)的量，根據(jù)氣體的總體積可計(jì)算混合氣體的總物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算出乙烷的物質(zhì)的量，可得二者的物質(zhì)的量之比；
（2）總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH₄+2O₂+2OH^-═CO₃^2-+3H₂O，反應(yīng)消耗氫氧化鉀，其濃度減小；負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，甲烷在負(fù)極失去電子，堿性條件下生成CO₃^2-、H₂O；
（3）①甲裝置增重為H₂O的質(zhì)量，乙裝置增重為CO₂的質(zhì)量，計(jì)算CO₂、H₂O的物質(zhì)的量，根據(jù)原子守恒計(jì)算有機(jī)物分子中C、H原子數(shù)目，再根據(jù)質(zhì)量守恒判斷有機(jī)物是否含有氧元素，若含有氧元素，進(jìn)而確定氧原子物質(zhì)的量，可以確定有機(jī)物最簡式，結(jié)合最簡式判斷有機(jī)物分子式，書寫可能的結(jié)構(gòu)簡式；
②該有機(jī)物在一定條件下能與醋酸反應(yīng)，應(yīng)含有羥基，發(fā)生酯化反應(yīng)．

解答 解：（1）乙烯與溴發(fā)生加成反應(yīng)，溴的四氯化碳溶液的質(zhì)量增加了8.4，則m（C₂H₄）=8.4，（C₂H₄）=$\frac{8.4g}{28g/mol}$=0.3mol，又n（C₂H₄）+n（C₂H₆）=$\frac{8.96L}{22.4L/mol}$=0.4mol，則n（C₂H₆）=0.4mol-0.3mol=0.1mol，故n（C₂H₄）：n（C₂H₆）=0.3mol：0.1mol=3：1，
故答案為：3：1；
（2）總反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH₄+2O₂+2OH^-═CO₃^2-+3H₂O，反應(yīng)消耗氫氧化鉀，其濃度減��；負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，甲烷在負(fù)極失去電子，堿性條件下生成CO₃^2-、H₂O，負(fù)極電極反應(yīng)式為：CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O，
故答案為：減��；CH₄+10OH^--8e^-═CO₃^2-+7H₂O；
（3）①甲裝置增重為H₂O的質(zhì)量，乙裝置增重為CO₂的質(zhì)量，則n（H₂O）=$\frac{5.4g}{18g/mol}$=0.3mol，n（H）=0.6mol，n（CO₂）=$\frac{8.8g}{44g/mol}$=0.2mol，n（C）=0.2mol，有機(jī)物中氧元素質(zhì)量為4.6g-0.6mol×1g/mol-0.2mol×12g/mol=1.6g，故n（O）=$\frac{1.6g}{16g/mol}$=0.1mol，故有機(jī)物最簡式為C₂H₆O，H原子已經(jīng)飽和碳的四價(jià)結(jié)構(gòu)，分子式為C₂H₆O，可能的結(jié)構(gòu)簡式有：CH₃CH₂OH、CH₃OCH₃，
故答案為：CH₃CH₂OH、CH₃OCH₃；
②該有機(jī)物在一定條件下能與醋酸反應(yīng)，應(yīng)含有羥基，該有機(jī)物為CH₃CH₂OH，反應(yīng)方程式為：CH₃COOH+CH₃CH₂OH$→_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O，
故答案為：CH₃COOH+CH₃CH₂OH$→_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O．

點(diǎn)評 本題考查混合物計(jì)算、原電池、有機(jī)物分子式的確定，題目難度不大，注意最簡式中H原子已經(jīng)飽和碳的四價(jià)結(jié)構(gòu)，則最簡式即為分子式．