Question

【題目】化學(xué)上常用燃燒法測定有機物的分子式，這種方法是在電爐加熱時用純氧氣氧化管內(nèi)樣品，根據(jù)產(chǎn)物的質(zhì)量確定有機物的組成。下圖所示的是用燃燒法確定有機物分子式的常用裝置。

實驗探究小組稱取一定質(zhì)量的樣品（只含C、H、O三種元素中的兩種或三種），進行實驗,通過測定產(chǎn)生的CO2和水的質(zhì)量確定有機物的組成，請回答下列問題：

（1）C中濃硫酸的作用是除去氧氣中的水蒸氣，實驗裝置的連接順序應(yīng)是：___________（每種裝置只用一次）；

（2）實驗數(shù)據(jù)記錄和處理

物理量實驗序號	燃燒有機物的質(zhì)量	①		②
		實驗前質(zhì)量	實驗后質(zhì)量	實驗前質(zhì)量	實驗后質(zhì)量
1	m1	m2	m3	m4	m5

上表中①、②分別指哪個裝置？____________ 、 _____________。

（3）若實驗準(zhǔn)確稱取4.4 g樣品，經(jīng)燃燒后測得產(chǎn)生CO28.8 g，水蒸氣3.6g。要確定該有機物的分子式，還必須知道的數(shù)據(jù)是________；

（4）相同條件下，若該有機物蒸氣對氫氣的相對分子質(zhì)量為22，且它的核磁共振氫譜上有兩個峰，其強度比為3:1，試通過計算確定該有機物的結(jié)構(gòu)簡式___________，與該有機物相對分子質(zhì)量相同的烴的一氯代物有_____種。

Answer 1

【答案】D→C→E→B→A B A 樣品的摩爾質(zhì)量 CH3CHO 2

【解析】

實驗原理是通過測定一定質(zhì)量的有機物完全燃燒時生成CO2和H2O的質(zhì)量，來確定是否含氧及C、H、O的個數(shù)比，求出最簡式；因此生成O2后必須除雜（主要是除H2O）明確各裝置的作用是解題的前提，A用來吸收二氧化碳，測定生成二氧化碳的質(zhì)量，B用來吸收水，測定生成水的質(zhì)量，C用于干燥通入E中的氧氣、D用來制取反應(yīng)所需的氧氣、E是在電爐加熱時用純氧氣氧化管內(nèi)樣品；根據(jù)一氧化碳能與氧化銅反應(yīng)，可被氧化成二氧化碳的性質(zhì)可知CuO的作用是把有機物不完全燃燒產(chǎn)生的CO轉(zhuǎn)化為CO2。

（1）D中生成的氧氣中含有水蒸氣，應(yīng)先通過C中的濃硫酸干燥，在E中電爐加熱時用純氧氧化管內(nèi)樣品，生成二氧化碳和水，如有一氧化碳生成，則E中CuO可與CO進一步反應(yīng)生成二氧化碳，然后分別通入B（吸收水）、A（吸收二氧化碳）中，根據(jù)產(chǎn)物的質(zhì)量推斷有機物的組成，則產(chǎn)生的氧氣按從左到右流向，所選裝置的連接順序應(yīng)是：D→C→E→B→A。

（2）根據(jù)分析可知，有機物燃燒生成水的質(zhì)量用無水氯化鈣的質(zhì)量變化確定，生成二氧化碳的質(zhì)量用堿石灰的質(zhì)量變化確定，而堿石灰能夠吸收水和二氧化碳，所以應(yīng)該先用B無水氯化鈣測定水的質(zhì)量，然后用A堿石灰測定二氧化碳的質(zhì)量，故①、②分別指的裝置為B、A。

（3）根據(jù)燃燒規(guī)律，可以計算產(chǎn)物二氧化碳以及水的質(zhì)量，進而計算碳原子和氫原子的數(shù)目，根據(jù)質(zhì)量守恒，可以計算是否含有氧元素以及氧原子的數(shù)目，進而得到有機物的最簡式，要確定分子式，需要再知道樣品的摩爾質(zhì)量。

（4）4.4g該有機物燃燒生成二氧化碳8.8g，二氧化碳的物質(zhì)的量為：＝0.2mol，則m（C）＝12g/mol×0.2mol＝2.4g。生成水3.6g，產(chǎn)生水的物質(zhì)的量為＝0.2mol，則m（H）＝1g/mol×0.2mol×2＝0.4g，由于m（C）+m（H）＝2.4g+0.4g＝2.8g＜4.4g，則該有機物分子中一定含有氧元素，含有氧原子的物質(zhì)的量為：＝0.1mol。相同條件下，若該有機物蒸氣對氫氣的相對分子質(zhì)量為22，則其相對分子質(zhì)量為：2×22＝44，4.4g該有機物的物質(zhì)的量為：＝0.1mol，該有機物分子中含有C、H、O原子數(shù)為：N（C）＝0.2mol÷0.1mol＝2、N（H）＝0.4mol÷0.1mol＝4、N（O）＝0.1mol÷0.1mol＝1，所以該有機物的分子式為：C2H4O；該有機物的核磁共振氫譜上有兩個峰，即含有兩種類型的氫原子，其強度比為3：1，即兩種類型的氫原子數(shù)目之比是3：1，則該有機物的結(jié)構(gòu)簡式為：CH3CHO；該有機物的相對分子質(zhì)量為44，根據(jù)商余法：44÷14=3…2，則與該有機物相對分子質(zhì)量相同的烴為丙烷：C3H8，丙烷分子中含有2種等效氫原子，其一氯代物有2種。