Question

【題目】化學(xué)上常用燃燒法測(cè)定有機(jī)物的分子式，這種方法是在電爐加熱時(shí)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(jī)物的組成。下圖所示的是用燃燒法確定有機(jī)物分子式的常用裝置。

實(shí)驗(yàn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過(guò)測(cè)定產(chǎn)生的CO2和水的質(zhì)量確定有機(jī)物的組成，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

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

（2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理

物理量實(shí)驗(yàn)序號(hào)	燃燒有機(jī)物的質(zhì)量	①		②
		實(shí)驗(yàn)前質(zhì)量	實(shí)驗(yàn)后質(zhì)量	實(shí)驗(yàn)前質(zhì)量	實(shí)驗(yàn)后質(zhì)量
1	m1	m2	m3	m4	m5

上表中①、②分別指哪個(gè)裝置？____________ 、 _____________。

（3）若實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確稱取4.4 g樣品，經(jīng)燃燒后測(cè)得產(chǎn)生CO28.8 g，水蒸氣3.6g。要確定該有機(jī)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(jī)物蒸氣對(duì)氫氣的相對(duì)分子質(zhì)量為22，且它的核磁共振氫譜上有兩個(gè)峰，其強(qiáng)度比為3:1，試通過(guò)計(jì)算確定該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式___________，與該有機(jī)物相對(duì)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(shí)驗(yàn)原理是通過(guò)測(cè)定一定質(zhì)量的有機(jī)物完全燃燒時(shí)生成CO2和H2O的質(zhì)量，來(lái)確定是否含氧及C、H、O的個(gè)數(shù)比，求出最簡(jiǎn)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(lái)吸收二氧化碳，測(cè)定生成二氧化碳的質(zhì)量，B用來(lái)吸收水，測(cè)定生成水的質(zhì)量，C用于干燥通入E中的氧氣、D用來(lái)制取反應(yīng)所需的氧氣、E是在電爐加熱時(shí)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(jī)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(guò)C中的濃硫酸干燥，在E中電爐加熱時(shí)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(jìn)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(jī)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(jī)物燃燒生成水的質(zhì)量用無(wú)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(wú)水氯化鈣測(cè)定水的質(zhì)量，然后用A堿石灰測(cè)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(jì)算產(chǎn)物二氧化碳以及水的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算碳原子和氫原子的數(shù)目，根據(jù)質(zhì)量守恒，可以計(jì)算是否含有氧元素以及氧原子的數(shù)目，進(jìn)而得到有機(jī)物的最簡(jiǎn)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(jī)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(jī)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(jī)物蒸氣對(duì)氫氣的相對(duì)分子質(zhì)量為22，則其相對(duì)分子質(zhì)量為：2×22＝44，4.4g該有機(jī)物的物質(zhì)的量為：＝0.1mol，該有機(jī)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(jī)物的分子式為：C2H4O；該有機(jī)物的核磁共振氫譜上有兩個(gè)峰，即含有兩種類型的氫原子，其強(qiáng)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(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：CH3CHO；該有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量為44，根據(jù)商余法：44÷14=3…2，則與該有機(jī)物相對(duì)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。