Question

烃是由碳和氢两种元素组成的有机化合物．为了测定气态烃A的化学式，取一定量的A置于密闭容器中燃烧，定性实验表明产物是CO₂、CO和水蒸气．甲、乙两学生设计了如下两个实验方案，均认为根据自己的方案能求出A的最简式（烃中碳与氢原子个数的最简比）．他们测得的有关数据如图中所示（图中的箭头表示气体的流向，实验前系统内的空气已排除）：

试回答：
（1）根据两方案，你认为谁能求出A的最简式______（填“甲”或“乙”）．
（2）请根据你选出的方案，通过计算求出A的最简式．即C：H=______．
（3）若要确定A的化学式，是否还需要测定其它数据______．原因是______．
（4）烃A在密闭容器中燃烧生成CO₂、CO和水蒸气的反应化学方程式为______．
（5）烃A在光照条件下，可与Cl₂反应，除生成HCl气体外，还可依次生成CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄，分别写出烃A与Cl₂在光照条件下发生的四个化学反应方程式：______．

Answer 1

（1）根据甲方案：燃烧产物

浓硫酸

浓硫酸增重2.52g（可以确定生成水的质量即为2.52g）

碱石灰

碱石灰增重1.30g（即生成二氧化碳的质量是1.30g）

点燃

生成CO₂1.76g，即一氧化碳燃烧产生的二氧化碳的质量是1.76g，可以获得一氧化碳的质量，可以获得有关A中碳、氢原子个数之比，进而确定分子式，但是方案乙中，碱石灰增重5.60g，增加的是二氧化碳和水的总质量，无法确定各自的质量是多少，故乙方案不能确定分子的结构简式，答：方案甲能求出A的最简式；
（2）根据方案甲，可以知道H₂O-m（H）-n（H） CO₂--m（C）--n（C）
2.52g 0.28g0.28mol1.30g+1.76g0.8345g

0.8345g

12g/mol

所以n（C）：n（H）=

0.8345g

12g/mol

：0.28mol=1：4，即A的最简式为CH₄，
（3）CH₄中H的百分含量已经达到最大，所以CH₄即为A的分子式，答：不需要测定其他数据；CH₄中H的百分含量已经达到最大，碳原子已经饱和．
（4）由（2）可知，烃A为CH₄，则CH₄在密闭容器中燃烧生成CO₂、CO和水蒸气的反应，其反应的化学方程式为：7CH₄+12O₂

点燃 .

4CO+3CO₂+14H₂O．
（5）由（2）可知，烃A为CH₄，CH₄在光照条件下，可与Cl₂反应，除生成HCl气体外，还可依次生成CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄，分别写出CH₄与Cl₂在光照条件下，发生的四个化学反应的化学方程式分别为：CH₄+Cl₂

光

CH₃Cl+HCl；CH₃C1+Cl₂

光

CH₂Cl₂+HCl；
CH₂Cl₂+Cl₂

光

CHCl₃+HCl；CHCl₃+Cl₂

光

CCl₄+HCl．
故答案为：
（1）甲；
（2）1：4；
（3）不需要测定其他数据． CH₄中H的百分含量已经达到最大，碳原子已经饱和；
（4）7CH₄+12O₂

点燃 .

4CO+3CO₂+14H₂O；
（5）CH₄+Cl₂

光

CH₃Cl+HCl；CH₃C1+Cl₂

光

CH₂Cl₂+HCl；
CH₂Cl₂+Cl₂

光

CHCl₃+HCl；CHCl₃+Cl₂

光

CCl₄+HCl．