Question

能源是人類社會發(fā)展的基礎，地球上最基本的能源是太陽能，生物質能來源于植物及其加工產品所貯存的能量，化石燃料蘊藏的能量也來自遠古時期生物體所吸收利用的太陽能．
（1）在當代人們的生活中，你所知道的利用太陽能輻射加熱物體的方式有______（任舉三例）．
（2）在生物質能的利用過程中，可以制得重要的有機物乙醇．某�；瘜W課外興趣小組的學生為了驗證乙醇的分子結構，設計如下實驗程序：乙醇的組成元素的確定、分子式的確定、分子結構的確定．
（Ⅰ）他們決定用分析乙醇燃燒的產物來確定乙醇中含有C、H兩種元素，簡要說明他們的實驗操作方法和現象：
①證明含有氫元素的實驗操作方法和現象是______．
②證明含有碳元素的實驗操作方法和現象是______．
（Ⅱ）用分析燃燒產物來證實乙醇中還含有氧元素時，需要取得一些實驗數據，這些數據應該是______．
實驗中他們可能會用到下列裝置，請你將必需的相關裝置的序號按從左到右排出合理的順序（→表示氣體的流向）：______．

（Ⅲ）為確定乙醇的分子式，除（Ⅱ）中需要取得的數據外，你認為還是否需要測定乙醇的相對分子質量呢？______．
（Ⅳ）為確定乙醇的分子結構，他們先測定一定量無水乙醇和金屬鈉反應生成氫氣的體積，選用了如下圖所示的儀器裝置（有的儀器配有雙孔橡皮塞）．則

①這些儀器裝置的合理的連接順序是______接______接______接______接______接______（填代表各部分儀器裝置的大寫字母）．
②由實驗證明乙醇的分子結構是CH₃CH₂OH而不是CH₃OCH₃的理由是
______．
（3）開發(fā)新能源以緩解石油等的短缺引起的能源危機是一個重要課題．據報道，某地近年建設了一個年生產工業(yè)酒精500萬噸的工廠，目的是為了將工業(yè)酒精與汽油混合作為汽車燃料而減少汽油的消耗量．已知生產酒精的方法有如下三種（用化學方程式表示）：
方法一：CH₂=CH₂+H₂O CH₃CH₂OH
方法二：CH₃-CH₂Br+H₂O  CH₃CH₂OH+HBr
方法三：（C₆H₁₀O₅）n（淀粉）+n H₂O  n C₆H₁₂O₆（葡萄糖）
C₆H₁₂O₆（葡萄糖） 2C₂H₅OH+2CO₂↑
綜合地看，你認為這三種方法中，較好的是______（填字母），理由是______．
A．方法一           B．方法二           C．方法三
你認為該工廠生產工業(yè)酒精用的是______（填“方法一”、“方法二”或“方法三”）而不是另外的兩種方法的原因是_______．

Answer 1

【答案】分析：（1）光-熱能轉換原理：直接利用太陽輻射加熱物體而獲得熱能．如：反射式太陽灶、高溫太陽爐、地膜、大棚、溫室、太陽能熱水器等．
（2）（Ⅰ）①用一干燥的小燒杯倒置在乙醇燃燒火焰上方，燒杯內壁有水珠生成，證明該為含有H元素．
②將內壁用澄清石灰水潤濕的小燒杯倒置在火焰上方，石灰水變渾濁，證明該為含有C元素．
（Ⅱ）乙醇完全燃燒后產物只有CO₂和H₂O，依據質量守恒定律可知該物質中一定含有碳、氫元素，氧元素不能確定，可通過測定有機物及CO₂和H₂O的質量，若C、H兩元素的質量之和等于有機物的質量，則該有機物只含C、H兩元素；若C、H兩元素的質量之和小于有機物的質量，則該有機物一定含有C、H、O三種元素．
根據濃硫酸的增重，測定生成水的質量，根據澄清石灰水增重（后生成碳酸鈣質量）測定二氧化碳質量．
（Ⅲ）根據具體C原子、H原子、O原子個數比判斷．
（Ⅳ）（1）①根據實驗原理及各部分裝置的作用進行連接排序．
②根據分子式寫出可能結構，結合Na與乙醇反應生成的H₂的量判斷．
（3）根據反應原理符合綠色化學的原則，原料是可再生的物質，且容易獲得、價廉分析．
解答：解：（1）直接利用太陽輻射加熱物體而獲得熱能的應用很多，如：反射式太陽灶、高溫太陽爐、地膜、大棚、溫室、太陽能熱水器等．
故答案為：地膜、大棚、溫室、太陽能熱水器等．
（2）（Ⅰ）①用一干燥的小燒杯倒置在乙醇燃燒火焰上方，燒杯內壁有水珠生成，證明該為含有H元素．
故答案為：用一干燥的小燒杯倒置在乙醇燃燒火焰上方，燒杯內壁有水珠生成．
②將內壁用澄清石灰水潤濕的小燒杯倒置在火焰上方，石灰水變渾濁，證明該為含有C元素．
故答案為：將內壁用澄清石灰水潤濕的小燒杯倒置在火焰上方，石灰水變渾濁．
（Ⅱ）通過測定乙醇及CO₂和H₂O的質量，若C、H兩元素的質量之和等于乙醇的質量，則該有機物只含C、H兩元素；
若C、H兩元素的質量之和小于乙醇的質量，則該有機物一定含有C、H、O三種元素．
A中氣體無法導出，故從左到右排出合理的順序CD或CB．
故答案為：乙醇、二氧化碳及水三種物質的質量；CD或CB．
（Ⅲ）在乙醇分子中，C、H原子以飽和，實驗式即為分子式，故不需要測定乙醇的相對分子質量．
故答案為：不需要．
（Ⅳ） ①D與B組合為發(fā)生裝置，通過D可便于向B中添加酒精，A與C通過F連接構成量氣裝置，兩裝置通過E連接．故連接順序為D、B、E、A、F、C．
故答案為：D、B、E、A、F、C．
②根據Na與乙醇反應生成的H₂的量判斷出只有一個H與其他H原子處于不同的特殊位置．從而進一步確定其結構為C₂H₅OH而非CH₃-O-CH₃．
故答案為：根據Na與乙醇反應生成的H₂的量判斷出只有一個H與其他H原子處于不同的特殊位置．從而進一步確定其結構為
C₂H₅OH而非CH₃-O-CH₃．
（3）A反應原理符合綠色化學的原則，反應物的原子全部轉化為期望的最終產物．（或B 原料是可再生的物質，且容易獲得、價廉）．
淀粉是可再生的物質，且容易獲得、價廉．乙烯、溴乙烷都是來自于以石油為原料制得的物質，石油是不可再生的，利用它們制成酒精還不如直接利用石油．
故答案為：A；反應原理符合綠色化學的原則，反應物的原子全部轉化為期望的最終產物（或B；原料是可再生的物質，且容易獲得、價廉）；方法三；乙烯、溴乙烷都是來自于以石油為原料制得的物質，石油是不可再生的，利用它們制成酒精還不如直接利用石油．
點評：考查有機物分子式、結構式的確定，難度中等，利用燃燒法結合質量守恒定律確定實驗式，再結合性質推斷其結構，對學生進行綜合性考查．