Question

通常用燃燒的方法測定有機物的分子式，可在燃燒室內(nèi)將有機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)量確定有機物的組成．如圖所示的是用燃燒法確定有機物分子式的常用裝置．

現(xiàn)準確稱取0.44g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0.88g，B管增重0.36g．請回答：
（1）按上述所給的測量信息，裝置的連接順序應(yīng)是：D

 

；
（2）C管中濃硫酸的作用是

 

；
（3）要確定該有機物的分子式，還必須知道的數(shù)據(jù)是

 

．
①C裝置增加的質(zhì)量      ②樣品的摩爾質(zhì)量          ③CuO固體減少的質(zhì)量
（4）相同條件下，若該有機物蒸氣對氫氣的相對分子質(zhì)量為22，且它的核磁共振氫譜上有兩個峰，其強度比為3：1，試通過計算確定該有機物的結(jié)構(gòu)簡式．（要求寫推理過程）

Answer 1

考點：測定有機物分子的元素組成,有關(guān)有機物分子式確定的計算

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）實驗原理是測定一定質(zhì)量的有機物完全燃燒時生成CO₂和H₂O的質(zhì)量，來確定是否含氧及C、H、O的個數(shù)比，求出最簡式；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，測定生成二氧化碳的質(zhì)量，B用來吸收水，測定生成水的質(zhì)量，C用于干燥通入F中的氧氣、D用來制取反應(yīng)所需的氧氣、F是在電爐加熱時用純氧氣氧化管內(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的作用是把有機物不完全燃燒產(chǎn)生的CO轉(zhuǎn)化為CO₂，據(jù)此對各裝置進行排序；
（2）濃硫酸可以吸收氧氣的中的水分，避免影響測定結(jié)果；
（3）題中該實驗方法只能獲得有機物的實驗式，要確定有機物的分子式，還要知道有機物的相對分子質(zhì)量；
（4）根據(jù)題干數(shù)據(jù)計算出該有機物的實驗式，再根據(jù)核磁共振氫譜表示的意義確定該有機物的結(jié)構(gòu)簡式．

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→F→B→A，
故答案為：CFBA；
（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，以免影響實驗結(jié)果，故答案為：除去氧氣中的水蒸氣；     
（3）由上題干測量數(shù)據(jù)能夠計算出該有機物的實驗式，要確定有機物的分子式，還要知道有機物的相對分子質(zhì)量，所以②正確，
故答案為：②；
（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）=

0.16g

16g/mol

=0.01mol，
設(shè)最簡式為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)最簡式為C₂H₄O，
該有機物蒸氣對氫氣的相對分子質(zhì)量為22，則該有機物的摩爾質(zhì)量為：2g/mol×22=44g/mol，其相對分子量為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峰，其強度比為3：1，可推出該有機物的結(jié)構(gòu)簡式為：CH₃CHO，
答：該有機物的結(jié)構(gòu)簡式為CH₃CHO．

點評：本題考查有機物的分子式的實驗測定，題目難度中等，關(guān)鍵在于清楚實驗的原理，掌握燃燒法利用元素守恒確定實驗式的方法，試題側(cè)重考查學(xué)生運用所學(xué)化學(xué)知識綜合分析和解決實際問題的能力，強調(diào)了學(xué)生整合知識的能力．