Question

7．現(xiàn)有13.4g有機物A在足量的氧氣中完全燃燒，將產(chǎn)生的高溫氣體依次通過足量的濃硫酸和足量的過氧化鈉，測得濃硫酸增重12.6g，過氧化鈉固體增重28g．
（1）有機物A的實驗式為C₅H₇．
（2）有機物A中沒有（填“有”或“沒有”）氧原子．
（3）要確定A的分子式，還要知道該物質的相對分子質量，下列方法能直接測定A的相對分子質量的是c（填字母）．
a．紅外光譜法                b．核磁共氫譜法         c．質譜法
（4）①經(jīng)測定A蒸氣的密度是H₂密度的67倍，則A的分子式為C₁₀H₁₄．
          ②結構中只有一個苯環(huán)，且苯環(huán)上只有一個取代基的A的同分異構體有4種．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)反應2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂利用差量法計算出生成二氧化碳的物質的量，然后結合質量守恒確定A的實驗式；
（2）根據(jù)（1）的計算結果判斷是否含有氧原子；
（3）紅外光譜、核磁共振氫譜能夠確定有機物的官能團，質譜法可確定有機物的相對分子質量；
（4）①A蒸氣的密度是H₂密度的67倍，根據(jù)氣體密度與摩爾質量成正比計算出A的摩爾質量，然后結合A的實驗式確定A的分子式；
②A的結構中只有一個苯環(huán)，且苯環(huán)上只有一個取代基，結合同分異構體的書寫原則判斷A可能結構．

解答 解：（1）濃硫酸增重的12.6g為水的質量，過氧化鈉能夠與二氧化碳反應生成碳酸鈉和氧氣，則
2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂ △m
             2mol                       56g
               1mol                    28g
則13.4g有機物A在足量的氧氣中完全燃燒生成二氧化碳的物質的量為1mol，含有C元素的質量為：12g/mol×1mol=12g，12.6g水的物質的量為：$\frac{12.6g}{18g/mol}$=0.7mol，含有H原子的物質的量為0.7mol×2=1.4mol，質量為：1g/mol×1.4mol=1.4g，含有C、H元素的總質量=12g+1.4g=13.4g，說明A分子中不含有O原子，則有機物A分子中含有C、H原子的物質的量之比=1mol：1.4mol=5：7，則A的實驗式為：C₅H₇，
故答案為：C₅H₇；                                        
（2）根據(jù)（1）可知，有機物A分子中沒有O原子，
故答案為：沒有；
（3）質譜儀其實是把有機物打成很多小塊（有規(guī)律的，按照各官能團打開，所以一般有點經(jīng)驗的也能從小數(shù)字看出這種物質大概含有哪些官能團），會有很多不同的分子量出現(xiàn)，其中最大的那個就是該有機物的分子量，所以能直接測定A的相對分子質量的為c，
故答案為：c；
（4）①A蒸氣的密度是H₂密度的67倍，則A的相對分子質量為：2g/mol×67=134g/mol，說明A的相對分子質量為134，C₅H₇的式量為67，則A的分子式為C₁₀H₁₄，
故答案為：C₁₀H₁₄；
②A的分子式為C₁₀H₁₄，A的結構中只有一個苯環(huán)，且苯環(huán)上只有一個取代基，則該有機物的側鏈為-C₄H₉，即滿足體積的有機物種類取決于丁基數(shù)目，
丁烷的同分異構體為：CH₃CH₂CH₂CH₃、（CH₃）₂CHCH₃，則丁基結構有：-CH₂CH₂CH₂CH₃、-CH（CH₃）CH₂CH₃、-CH₂CH（CH₃）₂、-C（CH₃）₃，總共有4種，所以滿足條件的A的同分異構體有4種，
故答案為：4．

點評 本題考查了有機物結構與性質，題目難度中等，正確推斷有機物A的實驗式為解答關鍵，注意掌握常見有機物結構與性質，明確同分異構體的書寫方法，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力及邏輯推理能力．