Question

（8分）A是由C、H或C、H、O元素組成的有機物，取0.01 mol A在1.456 L（標準狀況）氧氣中燃燒，燃燒后的產物通過足量濃硫酸，濃硫酸增重0.54 g，再在通過濃硫酸后的氣體中點燃Mg條（足量），生成總質量為5.16 g的黑白兩種物質，且黑色生成物與白色生成物的物質的量比為1∶4。求A的分子式。

Answer 1

C₃H₆O₂

因黑色生成物（C）與白色生成物（MgO）的物質的量之比為1∶4，故氧氣過量。通過濃硫酸后的氣體為CO₂和O₂的混合物。設Mg與O₂、CO₂反應分別生成MgO的物質的量為x、y：
2Mg+O₂="===2MgO   " 2Mg+CO₂====2MgO+C
0.5x   x                     y     0.5y

解得：x="y=0.06" mol，過量的n(CO₂)="0.03" mol，生成的n(CO₂)="0.03" mol，生成的n(H₂O)="0.54" g/18 g·mol^-1="0.03" mol。0.01 mol A的質量m(A)=［0.03×44+0.54-(1.456÷22.4-0.03)×32］ g="0.74" g,M(A)=="74" g·mol^-1
設A的分子式為C₃H₆O_z，有3×12+6×1+16z=74,z=2，A的分子式為C₃H₆O₂。