Question

為了測定一種氣態(tài)烴A的化學式，取一定量的A置于一密閉容器中燃燒，定性實驗表明產(chǎn)物是CO₂、CO和水蒸氣．學生甲、乙設(shè)計了兩個方案，均認為根據(jù)自己的方案能求出A的最簡式，他們測得的在一定條件下的有關(guān)數(shù)據(jù)如下（圖中的箭頭表示氣流的方向，實驗前系統(tǒng)內(nèi)的空氣已排盡）：
甲方案：燃燒產(chǎn)物

濃硫酸

濃硫酸增重2.52g

堿石灰

堿石灰增重1.30g

點燃

生成CO₂1.76g
乙方案：燃燒產(chǎn)物

堿石灰

堿石灰增重5.60g

灼熱

固體減小0.64g

石灰水

石灰水增重4g．試回答：
（1）甲、乙兩方案中，你認為哪種方案能求出A的最簡式？
（2）請根據(jù)你選擇的方案，通過計算求出A的最簡式．
（3）若要確定A的分子式，是否需要測定其他數(shù)據(jù)？并說明原因．

Answer 1

分析：（1）有機物燃燒遵循原子守恒，所有的碳原子全部進入二氧化碳，所有的氫原子全部進入水中，水的量即為濃硫酸的增重量，堿石灰的增重量即為二氧化碳的量；
（2）根據(jù)元素守恒確定有機物中的元素 以及原子數(shù)目，書寫結(jié)構(gòu)簡式；
（3）根據(jù)最簡式確定分子式需要知道分子的相對分子質(zhì)量或是其他成鍵條件等．

解答：解：（1）根據(jù)甲方案：燃燒產(chǎn)物

濃硫酸

濃硫酸增重2.52g（可以確定生成水的質(zhì)量即為2.52g）

堿石灰

堿石灰增重1.30g（即生成二氧化碳的質(zhì)量是1.30g）

點燃

生成CO₂1.76g，即一氧化碳燃燒產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量是1.76g，可以獲得一氧化碳的質(zhì)量，可以獲得有關(guān)A中碳、氫原子個數(shù)之比，進而確定分子式，但是方案乙中，堿石灰增重5.60g，增加的是二氧化碳和水的總質(zhì)量，無法確定各自的質(zhì)量是多少，故乙方案不能確定分子的結(jié)構(gòu)簡式，
答：方案甲能求出A的最簡式；
（2）根據(jù)方案甲，可以知道H₂O-m（H）-n（H）              CO₂--m（C）--n（C）
                     2.52g  0.28g   0.28mol      1.30g+1.76g  0.8345g  

0.8345g

12g/mol

   
所以n（C）：n（H）=

0.8345g

12g/mol

：0.28mol=1：4，即A的最簡式為CH₄，
答：A的最簡式為CH₄；
（3）CH₄中H的百分含量已經(jīng)達到最大，所以CH₄即為A的分子式，答：不需要測定其他數(shù)據(jù)；CH₄中H的百分含量已經(jīng)達到最大，碳原子已經(jīng)飽和．

點評：此題目是一道關(guān)于確定分子式的定量計算題目，注意元素守恒法的使用是解題關(guān)鍵，難度不大．