Question

26.4g某液態(tài)有機化合物A完全燃燒后，生成21.6g H₂O和52.8gCO₂．測得有機化合物A的蒸氣對H₂的相對密度是44，求：
（1）有機物A的分子式

 

．
（2）用如圖所示裝置測定有機物A的分子結(jié)構(gòu)．
①組裝好裝置后，加入藥品之前，必須檢查裝置的氣密性，請簡述檢查上圖裝置氣密性的方法：

 

②實驗數(shù)據(jù)如下（實驗數(shù)據(jù)均已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況，忽略有機物和玻璃管體積對氣體體積的影響）：a mL（密度為ρg/cm³）的有機物A與足量鈉完全反應(yīng)后，恢復(fù)室溫，調(diào)整廣口瓶和量筒內(nèi)液面相平，量筒液面讀數(shù)為b mL，若1molA分子中有x mol氫原子能跟金屬鈉反應(yīng)，則x的計算式為

 

（可以不化簡）．
（3）若x=2，已知碳碳雙鍵上的碳原子不能連接羥基，同一個碳原子上不能連有兩個羥基，根據(jù)已有知識，有機物A可能有

 

種，核磁共振氫譜顯示有機物A有3種吸收峰，且峰面積之比為1：1：2，則A的結(jié)構(gòu)簡式為

 

（任寫一種）；若b=0，則x=0，且A具有果香味，則A的結(jié)構(gòu)可能有

 

種．
（4）A可以通過一系列化學(xué)反應(yīng)生成分子式為C₄H₁₀的烴，且有支鏈，請用系統(tǒng)命名法對A命名：

 

．

Answer 1

考點：有機物實驗式和分子式的確定

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）由n=

m

M

=

V

Vm

可知，ρ=

m

V

=

M

Vm

，在相同條件下氣體的相對分子質(zhì)量之比等于密度之比，該化合物的蒸氣對氫氣的相對密度為44，則該化合物的相對分子質(zhì)量為44×2=88，根據(jù)有機物的質(zhì)量計算出有機物的物質(zhì)的量，根據(jù)生成水和二氧化碳的物質(zhì)的量結(jié)合質(zhì)量守恒可計算出該有機物的分子式為C₄H₈O₂，
（2）①依據(jù)該裝置的特點選擇驗證氣密性的方法為液差法；
②根據(jù)反應(yīng)為C₃H₈O+xNa→C₃H_（8-x）ONa+

x

2

H₂↑來計算x值；
（3）依據(jù)推斷得出分子式以及所給條件判斷其同分異構(gòu)體即可；
（4）含有4個C的烷烴為丁烷，有支鏈，則為異丁烷，即2-甲基丙烷．

解答： 解：（1）由n=

m

M

=

V

Vm

可知，ρ=

m

V

=

M

Vm

，在相同條件下氣體的相對分子質(zhì)量之比等于密度之比，該化合物的蒸氣對氫氣的相對密度為44，則該化合物的相對分子質(zhì)量為44×2=88，則：n（有機化合物）=

26.4g

88g/mol

=0.3mol，n（H₂O）=

21.6g

18g/mol

=1.2mol，n（CO₂）=

52.8g

44g/mol

=1.2mol，26.4g有機物中含有：m（C）=1.2mol×12g/mol=14.4g，m（H）=2×1.2mol×1g/mol=2.4g，則m（O）=26.4g-14.4g-2.4g=9.6g，n（O）=

9.6g

16g/mol

=0.6mol，所以有機物中含有：有機物：C：H：O=0.3：1.2：2.4：0.6=1：4：8：2，則有機物分子式為C₄H₈O₂，故答案為：C₄H₈O₂；
（2）①檢查上圖裝置氣密性的方法：往量筒中加適量水至沒過導(dǎo)管，關(guān)閉分液漏斗活塞，用熱毛巾捂住圓底燒瓶底部，量筒中的導(dǎo)管口處產(chǎn)生氣泡，松開熱毛巾，導(dǎo)管口處能形成一段穩(wěn)定的水柱，則說明裝置氣密性良好，故答案為：往量筒中加適量水至沒過導(dǎo)管，關(guān)閉分液漏斗活塞，用熱毛巾捂住圓底燒瓶底部，量筒中的導(dǎo)管口處產(chǎn)生氣泡，松開熱毛巾，導(dǎo)管口處能形成一段穩(wěn)定的水柱，則說明裝置氣密性良好；
②amL（密度為ρg/cm³）的有機物A的質(zhì)量為：m=aρg，物質(zhì)的量為：

aρg

88g/mol

=

aρ

88

mol，量筒液面讀數(shù)為bml，即生成氫氣的體積為bml，則n（H₂）=

b×10-3

22.4

，
則C₄H₈O₂+xNa→C₄H_（8-x）ONa+

x

2

H₂↑，
 1                       

x

2

mol

aρ

88

mol                   

b×10-3

22.4

mol
解之得：x=

2×88b

22.4aρ×1000

，故答案為：

2×88b

22.4aρ×1000

；
（3）x=2，則該物質(zhì)為二醇，且分子中含有一個雙鍵，或形成一個環(huán)，故此有機物可能是：OHCH₂CH=CHCH₂OH  或或，核磁共振氫譜顯示有機物A有3種吸收峰，且峰面積之比為1：1：2，則該有機物可以是：OHCH₂CH=CHCH₂OH，若b=0，則x=0，且A具有果香味，那么A為丁酯，則A可以是乙酸乙酯或甲酸正丙酯和甲酸異丙酯，即有3種，故答案為：3；OHCH₂CH=CHCH₂OH；3；    
（4）含有4個C的烷烴為丁烷，有支鏈，則為異丁烷，即2-甲基丙烷，故答案為：2-甲基丙烷．

點評：本題主要考查有機物分子式的確定，涉及同分異構(gòu)體書寫、核磁共振氫譜、醇類與鈉的反應(yīng)等，題目難度較大，本題中（2）題計算時注意從反應(yīng)的化學(xué)方程式的角度解答．