Question

烴是由碳和氫兩種元素組成的有機(jī)化合物．為了測定氣態(tài)烴A的化學(xué)式，取一定量的A置于密閉容器中燃燒，定性實驗表明產(chǎn)物是CO₂、CO和水蒸氣．甲、乙兩學(xué)生設(shè)計了如下兩個實驗方案，均認(rèn)為根據(jù)自己的方案能求出A的最簡式（烴中碳與氫原子個數(shù)的最簡比）．他們測得的有關(guān)數(shù)據(jù)如圖中所示（圖中的箭頭表示氣體的流向，實驗前系統(tǒng)內(nèi)的空氣已排除）：

試回答：
（1）根據(jù)兩方案，你認(rèn)為誰能求出A的最簡式

 

（填“甲”或“乙”）．
（2）請根據(jù)你選出的方案，通過計算求出A的最簡式．即C：H=

 

．
（3）若要確定A的化學(xué)式，是否還需要測定其它數(shù)據(jù)

 

．原因是

 

．
（4）烴A在密閉容器中燃燒生成CO₂、CO和水蒸氣的反應(yīng)化學(xué)方程式為

 

．
（5）烴A在光照條件下，可與Cl₂反應(yīng)，除生成HCl氣體外，還可依次生成CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄，分別寫出烴A與Cl₂在光照條件下發(fā)生的四個化學(xué)反應(yīng)方程式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗與除雜方法,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：（1）有機(jī)物燃燒遵循原子守恒，所有的碳原子全部進(jìn)入二氧化碳，所有的氫原子全部進(jìn)入水中，水的量即為濃硫酸的增重量，堿石灰的增重量即為二氧化碳的量；
（2）根據(jù)元素守恒確定有機(jī)物中的元素以及原子數(shù)目，書寫結(jié)構(gòu)簡式；
（3）根據(jù)最簡式確定分子式需要知道分子的相對分子質(zhì)量或是其他成鍵條件等．
（4）根據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件，可寫出甲烷燃燒的化學(xué)方程式．
（5）根據(jù)“甲烷在光照條件下，可與Cl₂反應(yīng)，除生成HCl氣體外，還可依次生成CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄”，則可寫出甲烷燃燒的化學(xué)方程式．

解答：解：
（1）根據(jù)甲方案：燃燒產(chǎn)物

濃硫酸

濃硫酸增重2.52g（可以確定生成水的質(zhì)量即為2.52g）

堿石灰

堿石灰增重1.30g（即生成二氧化碳的質(zhì)量是1.30g）

點(diǎn)燃

生成CO₂1.76g，即一氧化碳燃燒產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量是1.76g，可以獲得一氧化碳的質(zhì)量，可以獲得有關(guān)A中碳、氫原子個數(shù)之比，進(jìn)而確定分子式，但是方案乙中，堿石灰增重5.60g，增加的是二氧化碳和水的總質(zhì)量，無法確定各自的質(zhì)量是多少，故乙方案不能確定分子的結(jié)構(gòu)簡式，答：方案甲能求出A的最簡式；
（2）根據(jù)方案甲，可以知道H₂O-m（H）-n（H）              CO₂--m（C）--n（C）
                     2.52g  0.28g   0.28mol      1.30g+1.76g  0.8345g  

0.8345g

12g/mol

所以n（C）：n（H）=

0.8345g

12g/mol

：0.28mol=1：4，即A的最簡式為CH₄，
（3）CH₄中H的百分含量已經(jīng)達(dá)到最大，所以CH₄即為A的分子式，答：不需要測定其他數(shù)據(jù)；CH₄中H的百分含量已經(jīng)達(dá)到最大，碳原子已經(jīng)飽和．
（4）由（2）可知，烴A為CH₄，則CH₄在密閉容器中燃燒生成CO₂、CO和水蒸氣的反應(yīng)，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：7CH₄+12O₂

點(diǎn)燃  .

4CO+3CO₂+14H₂O．
（5）由（2）可知，烴A為CH₄，CH₄在光照條件下，可與Cl₂反應(yīng)，除生成HCl氣體外，還可依次生成CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄，分別寫出CH₄與Cl₂在光照條件下，發(fā)生的四個化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：CH₄+Cl₂

光

CH₃Cl+HCl；CH₃C1+Cl₂

光

CH₂Cl₂+HCl；
CH₂Cl₂+Cl₂

光

CHCl₃+HCl；CHCl₃+Cl₂

光

CCl₄+HCl．
故答案為：
（1）甲；
（2）1：4；
（3）不需要測定其他數(shù)據(jù)． CH₄中H的百分含量已經(jīng)達(dá)到最大，碳原子已經(jīng)飽和；
（4）7CH₄+12O₂

點(diǎn)燃  .

4CO+3CO₂+14H₂O；
（5）CH₄+Cl₂

光

CH₃Cl+HCl；CH₃C1+Cl₂

光

CH₂Cl₂+HCl；
CH₂Cl₂+Cl₂

光

CHCl₃+HCl；CHCl₃+Cl₂

光

CCl₄+HCl．

點(diǎn)評：此題目是一道關(guān)于確定分子式的定量計算題目，注意元素守恒法的使用是解題關(guān)鍵，難度不大．