Question

15．将含有C、H、O三种元素的有机物3.24g装入元素分析装置，通入足量的O₂使其完全燃烧，将生成的气体依次通过氯化钙干燥管A和碱石灰干燥管B，测得A管质量增加了2.16g，B管质量增加了9.24g．已知该有机物的相对分子质量为108，试计算（写出步骤）：
（1）该化合物3.24g消耗氧气的质量是多少？
（2）写出该化合物的分子式；
（3）该化合物遇FeCl₃溶液显紫色，试写出该有机物可能的结构简式．

Answer 1

分析 （1）A管质量增加了2.16g为生成水的质量，B管增加了9.24g为生成二氧化碳的质量，根据质量守恒计算消耗氧气的质量；
（2）根据n=$\frac{m}{M}$计算二氧化碳、水、氧气的物质的量，根据原子守恒计算3.24g有机物中C、H、O原子物质的量，进而确定最简式，结合有机物的相对分子质量为108，进而确定分子式；
（3）该化合物遇FeCl₃溶液显紫色，说明分子中含有酚羟基．

解答 解：（1）A管质量增加了2.16g为生成水的质量，B管增加了9.24g为生成二氧化碳的质量，根据质量守恒可知，消耗氧气的质量=2.16g+9.24g-3.24g=8.16g，
答：消耗氧气的质量是8.16g；
（2）2.16g水的物质的量=$\frac{2.16g}{18g/mol}$=0.12mol，n（H）=0.24mol，
9.24g二氧化碳的物质的量=$\frac{9.24g}{44g/mol}$=0.21mol，n（C）=0.21mol，
8.16g氧气的物质的量=$\frac{8.16g}{32g/mol}$=0.255mol，
3.24g有机物中n（O）=0.21mol×2+0.12mol-0.255mol×2=0.03mol，
3.24g有机物中C、H、O原子物质的量之比=0.21mol：0.24mol：0.03mol=7：8：1，
故该有机物最简式为C₇H₈O，
有机物的相对分子质量为108，而最简式C₇H₈O的式量=12×7+8+16=108，故最简式即为分子式，
即有机物分子式为：C₇H₈O，
答：该化合物的分子式为C₇H₈O；
（3）化合物的分子式为C₇H₈O，该化合物遇FeCl₃溶液显紫色，说明分子中含有酚羟基，则结构简式为，
答：．

点评 本题考查有机物分子式确定、限制条件同分异构体的书写，题目难度中等，注意掌握确定有机物分子式、结构简式的方法，根据有机物燃烧产物的质量关系确定有机物的最简式为解答该题的关键．