Question

有機物A由碳、氫、氧三種元素組成．為研究A的組成與結構，進行了如下實驗：
稱取A 9.0g，升溫使其汽化，測其密度是相同條件下H₂的45倍．將此9.0g A在足量純O₂中充分燃燒，并使其產物依次通過堿石灰、無水硫酸銅粉末、足量石灰水，發(fā)現(xiàn)堿石灰增重14.2g，硫酸銅粉末沒有變藍，石灰水中有10.0g白色沉淀生成；向增重的堿石灰中加入足量鹽酸后，產生4.48L無色無味氣體（標準狀況）．另取A 9.0g，若跟足量的NaHCO₃粉末反應，生成2.24L CO₂（標準狀況）；若與足量金屬鈉反應則生成2.24L H₂（標準狀況）．有機物A可自身發(fā)生酯化反應生成六元環(huán)的酯B；試通過計算填空：
（1）有機物A的相對分子質量為

 

．
（2）有機物A的分子式

 

．
（3）A的結構簡式

 

，B的結構簡式

 

（4）寫出A與足量金屬鈉反應的化學方程式

 

．

Answer 1

考點：有機物實驗式和分子式的確定,有機物的推斷

專題：有機物的化學性質及推斷,烴及其衍生物的燃燒規(guī)律

分析：（1）同溫同壓下，氣體的密度之比等于相對分子質量之比，據此計算；
（2）該有機物完全燃燒生成二氧化碳與水，堿石灰增重14.2g為生成的水與部分二氧化碳的質量，10.0g白色沉淀為生成的碳酸鈣，產生4.48L無色無味氣體（標準狀況）為堿石灰吸收的二氧化碳的體積，根據n=

m

M

計算10g碳酸鈣的物質的量，根據n=

V

Vm

計算4.48L二氧化碳的物質的量，進而計算生成的n（CO₂），再根據m=nM計算生成的CO₂的質量，進而計算生成的水的質量，再根據n=

m

M

計算水的物質的量，進而計算有機物中C原子、H原子的物質的量與二者質量之和，再計算O原子的質量與物質的量，判斷有機物的最簡式，結合相對分子質量計算確定分子式；
（3）足量的NaHCO₃粉末反應，說明含有-COOH，根據生成的二氧化碳的物質的量確定-COOH數(shù)目，能與鈉反應生成氫氣，根據生成的氫氣的物質的量確定含有-OH數(shù)目，再結合有機物A可自身發(fā)生酯化反應生成六原子環(huán)的酯B確定有機物A的結構簡式，據此解答；
（4）乳酸中含有羧基和羥基，都可與鈉反應生成氫氣，據此寫出方程式．

解答： 解：（1）該有機物蒸汽密度是相同條件下H₂的45倍，故有機物的相對分子質量為45×2=90，故答案為：90；
（2）堿石灰增重14.2g為生成的水與部分二氧化碳的質量，10.0g白色沉淀為生成的碳酸鈣，產生4.48L無色無味氣體（標準狀況）為堿石灰吸收的二氧化碳的體積，故堿石灰吸收的二氧化碳的物質的量為

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，碳酸鈣的物質的量為

10g

100g/mol

=0.1mol，故生成的二氧化碳的總的物質的量為0.2mol+0.1mol=0.3mol，生成的水的質量為14.2g-0.2mol×44g/mol=5.4g，水的物質的量為

5.4g

18g/mol

=0.3mol；
故n（C）=0.3mol，m（C）=0.3mol×12g/mol=3.6g，故n（H）=0.3mol×2=0.6mol，m（H）=0.6mol×1g/mol，所以有機物中m（O）=9g-3.6g-0.6g=4.8g，故n（O）=

4.8g

16g/mol

=0.3mol，所以有機物中n（C）：n（H）：n（O）=0.3mol：0.6mol：0.3mol=1：2：1，令有機物的組成為（CH₂O）_n，則30n=90，解得n=3，故有機物A的分子式為C₃H₆O₃，
故答案為：C₃H₆O₃；
（3）跟足量的NaHCO₃粉末反應，生成2.24LCO₂（標準狀況），說明有機物A中含有羧基-COOH，9.0g有機物A的物質的量為

9g

90g/mol

=0.1mol，二氧化碳的物質的量為

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，羧基與碳酸氫鈉按1：1反應，故分子中含有羧基-COOH數(shù)目為

0.1mol

0.1mol

=1，2.24LH₂（標準狀況）的物質的量為0.1mol，0.1mol羧基與鈉反應生成0.05molH₂，故有機物A中含有羥基-OH，含有羥基數(shù)目為

(0.1mol-0.05mol)×2

0.1mol

=1，有機物A可自身發(fā)生酯化反應生成六原子環(huán)的酯B，故A為，B為，故答案為：；．
（4）乳酸中含有羧基和羥基，都可與鈉反應生成氫氣，反應的方程式為，
故答案為：．

點評：本題考查有機物分子式的確定、醇與羧酸的性質等，難度中等，注意利用守恒方法確定原子數(shù)目之比確定最簡式