Question

3．通常用燃燒的方法測(cè)定有機(jī)物的分子式，可在燃燒室內(nèi)將有機(jī)物樣品與純氧在電爐加熱下充分燃燒，根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量確定有機(jī)物的組成．如圖所示的是用燃燒法確定有機(jī)物分子式的常用裝置．
 
現(xiàn)準(zhǔn)確稱取4.4g樣品（只含C、H、O三種元素中的兩種或三種），經(jīng)燃燒后A管增重8.8g，B管增重3.6g．請(qǐng)回答：
（1）按上述所給的測(cè)量信息，裝置的連接順序應(yīng)是：DCEBA（每種裝置只用一次）；
（2）C管中濃硫酸的作用是除去氧氣中的水蒸氣；
（3）要確定該有機(jī)物的分子式，還必須知道的數(shù)據(jù)是（填選項(xiàng)）B；
A．C裝置增加的質(zhì)量
B．樣品的摩爾質(zhì)量
C．CuO固體減少的質(zhì)量
（4）若該有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量為44，且它的核磁共振氫譜上有兩個(gè)峰，其強(qiáng)度比為3：1，試通過計(jì)算確定該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH₃CHO，與該有機(jī)物相對(duì)分子質(zhì)量相同的烴的一氯代物有2種．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)原理是測(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用來吸收二氧化碳，測(cè)定生成二氧化碳的質(zhì)量，B用來吸收水，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，據(jù)此對(duì)各裝置進(jìn)行排序；
（2）濃硫酸可以吸收氧氣的中的水分，避免影響測(cè)定結(jié)果；
（3）題中該實(shí)驗(yàn)方法只能獲得有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式，要確定有機(jī)物的分子式，還要知道有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量或摩爾質(zhì)量；
（4）根據(jù)題干數(shù)據(jù)計(jì)算出該有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式，再根據(jù)核磁共振氫譜表示的意義確定該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式．

解答 解：（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(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，所選置的連接順序應(yīng)是：D→C→E→B→A，
故答案為：DCEBA；
（2）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，以免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，
故答案為：除去氧氣中的水蒸氣；
（3）由上題干測(cè)量數(shù)據(jù)能夠計(jì)算出該有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式，要確定有機(jī)物的分子式，還要知道有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量或摩爾質(zhì)量，最簡(jiǎn)式的n倍等于其摩爾質(zhì)量數(shù)值，計(jì)算得到分子式，所以B正確，
故答案為：B；
（4）A管質(zhì)量增加0.88g為二氧化碳的質(zhì)量，n（CO₂）=0.88g÷44g．mol^-1=0.02mol，n（C）=n（CO₂）=0.02mol，
B管質(zhì)量增加0.36g是水的質(zhì)量，n（H₂O）=0.36g÷18g．mol^-1=0.02mol，n（H）=2n（H₂O）=0.04mol，
從而可推出含氧元素的質(zhì)量為：0.44g-12g/mol×0.02mol-1g/mol×0.04mol=0.16g，n（O）=$\frac{0.16g}{16g/mol}$=0.01mol，
設(shè)最簡(jiǎn)式為C_XH_YO_Z，則n（C）：n（H）：n（O）=0.02mol：0.04mol：0.01mol=2：4：1，
故該物質(zhì)最簡(jiǎn)式為C₂H₄O，
該有機(jī)物蒸氣對(duì)氫氣的相對(duì)分子質(zhì)量為22，則該有機(jī)物的摩爾質(zhì)量為：2g/mol×22=44g/mol，其相對(duì)分子量為44，
設(shè)該物質(zhì)分子式為（C₂H₄O）n，44n=44，解得：n=1，
故該物質(zhì)分子式為C₂H₄O，
又根據(jù)題意：它的核磁共振氫譜上有兩個(gè)峰，其強(qiáng)度比為3：1，可推出該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：CH₃CHO，與該有機(jī)物相對(duì)分子質(zhì)量相同的烴為C₃H₈是丙烷，丙烷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₃CH₂CH₃，則它的一氯代物有2種，
故答案為：CH₃CHO； 2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物的分子式的實(shí)驗(yàn)測(cè)定，題目難度中等，關(guān)鍵在于清楚實(shí)驗(yàn)的原理，掌握燃燒法利用元素守恒確定實(shí)驗(yàn)式的方法，試題側(cè)重考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)綜合分析和解決實(shí)際問題的能力，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生整合知識(shí)的能力．