Question

14．0.2 mol有機物和0.4 mol O₂在密閉容器中燃燒后的產物為CO₂、CO和H₂O（g）．產物經過濃硫酸后，濃硫酸的質量增加10.8 g；再通過灼熱CuO充分反應后，固體質量減輕3.2 g；最后氣體再通過堿石灰被完全吸收，堿石灰質量增加17.6 g．
（1）通過計算確定該有機物的化學式．
（2）若0.2mol該有機物恰好與9.2 g金屬鈉完全反應，試確定該有機物的結構簡式．
（3）寫出該有機物與鈉反應的化學方程式．

Answer 1

分析 （1）濃硫酸增重10.8g為反應生成的水的質量，通過灼熱氧化銅，由于發(fā)生反應CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂，固體質量減輕了3.2g，結合固體質量變化利用差量法可計算CO的物質的量，通過堿石灰時，堿石灰的質量增加了17.6g可計算總CO₂的物質的量，減去CO與CuO反應生成的CO₂的質量為有機物燃燒生成CO₂的質量，根據元素守恒計算1mol有機物中含有C、H、O的物質的量，進而求得化學式；
（2）結合分子式、有機物與鈉反應消耗鈉的量，判斷分子中官能團，據此書寫結構簡式；
（3）HOCH₂CH₂OH與與金屬鈉反應生成NaOCH₂CH₂ONa和氫氣，據此寫出反應的化學方程式．

解答 解：（1）有機物燃燒生成水10.8g，物質的量為：$\frac{10.8g}{18g/mol}$=0.6mol，
令有機物燃燒生成的CO為x，則：
CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂ 固體減少△m
28g               16g
x                3.2g
所以x=$\frac{28g×3.2g}{16g}$=5.6g，CO的物質的量為：$\frac{5.6g}{28g/mol}$=0.2mol，
根據碳元素守恒可知CO與CuO反應生成的CO₂的物質的量為0.2mol，質量為0.2mol×44g/mol=8.8g，
有機物燃燒生成的CO₂的質量為17.6g-8.8g=8.8g，其物質的量為：$\frac{8.8g}{44g/mol}$=0.2mol，
根據碳元素守恒可知，1mol有機物含有碳原子物質的量為：$\frac{0.2mol+0.2mol}{0.2}$=2mol，
根據氫元素守恒可知，1mol有機物含有氫原子物質的量為：$\frac{0.6mol×2}{0.2}$=6mol
根據氧元素守恒可知，1mol有機物含有氧原子物質的量為：$\frac{0.6mol+0.2mol+0.2mol×2-0.4mol×2}{0.2}$=2mol，
所以有機物的分子式為：C₂H₆O₂，
答：有機物的分子式為C₂H₆O₂；
（2）0.2mol該有機物恰好與9.2 g金屬鈉完全反應，9.2g鈉的物質的量為為：$\frac{9.2g}{23g/mol}$=0.4mol，說明1mol該有機物完全反應消耗了2mol鈉，
則該有機物分子中含有羥2個-OH，其結構簡式為：HOCH₂CH₂OH，
答：該有機物的結構簡式為HOCH₂CH₂OH；
（2）HOCH₂CH₂OH與與金屬鈉反應生成NaOCH₂CH₂ONa和氫氣，斷開羥基上的氫氧鍵，反應方程式為：HOCH₂CH₂OH+2Na→NaOCH₂CH₂ONa+H₂↑，
答：該反應的化學方程式為HOCH₂CH₂OH+2Na→NaOCH₂CH₂ONa+H₂↑．

點評 本題考查了有機物分子式、結構簡式的確定及有機反應方程式書寫，題目難度中等，注意掌握常見有機物結構與性質，明確質量守恒定律在確定有機物分子式中的應用方法．