Question

為測(cè)定一種氣態(tài)烴A的化學(xué)式，取標(biāo)準(zhǔn)狀況下一定體積的A置于密閉容器中，再通入一定體積的O₂，用電火花引燃，定性實(shí)驗(yàn)表明產(chǎn)物是CO₂、CO、水蒸氣．相關(guān)方案及有關(guān)數(shù)據(jù)如下（圖中的箭頭表示氣體的流向，試驗(yàn)前系統(tǒng)內(nèi)的空氣已排除），試回答：

（1）通過計(jì)算求出A的實(shí)驗(yàn)式（最簡(jiǎn)式）．
（2）根據(jù)所學(xué)知識(shí)，你認(rèn)為氣態(tài)烴A只能是哪種物質(zhì)？你的根據(jù)是什么？
（3）要確定A的化學(xué)式，除了上述理論依據(jù)，只需要再測(cè)定一個(gè)數(shù)據(jù)，即可進(jìn)一步求出A的化學(xué)式，該數(shù)據(jù)可以是

烴A在標(biāo)況下的密度

，若該數(shù)據(jù)用字母a表示，則該烴的分子式可表示為

C

22.4a

15

H

22.4a

5

（用含a的式子表示）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)有機(jī)物燃燒時(shí)遵循原子守恒，所有的碳原子全部進(jìn)入二氧化碳，所有的氫原子全部進(jìn)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，求出A的實(shí)驗(yàn)式；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)式可假設(shè)烴A的分子式為C_nH_3n，然后根據(jù)烴分子中的氫原子數(shù)已達(dá)到飽和確定分子式；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)式以及相對(duì)分子質(zhì)量可求出分子式，故需測(cè)在標(biāo)況下的密度；

解答：解：（1）烴A的三種燃燒產(chǎn)物的物質(zhì)的量分別為：
 n（H₂O）=

1.62g

18g?mol -1

=0.09mol  
 n（CO₂）=

1.76g

44g?mol-1

=0.04mol
 n（CO）=

0.88g

44g?mol-1

=0.02mol
故所取A中含C原子的物質(zhì)的量為：n（C）=0.04mol+0.02mol=0.06mol；含氫原子的物質(zhì)的量為：n（H）=0.09mol×2=0.18mol；C、H 原子個(gè)數(shù)比為C：H=0.06：0.18=1：3，所以烴A的實(shí)驗(yàn)式為CH₃，
（2）烴A只能是乙烷，根據(jù)實(shí)驗(yàn)式可假設(shè)烴A的分子式為C_nH_3n，
   n=1時(shí)，烴A的分子式為CH₃，這種烴不存在．
   n=2時(shí)，烴A的分子式為C₂H₆，為乙烷，此時(shí)烴分子中的氫原子數(shù)已達(dá)到飽和，所以烴A只能是乙烷．
（3）設(shè)烴A的分子式為C_nH_3n，若a為烴A在標(biāo)況下的密度，則15n=a×22.4，所以n=

a×22.4

15

，烴A的分子式為C

22.4a

15

H

22.4a

5

（其他合理答案也對(duì)）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生有機(jī)物分子式的確定．可以根據(jù)原子守恒來(lái)解決，難度不大．