Question

为了测定一种气态烃A的化学式，取一定量的A置于一密闭容器中燃烧，定性实验表明产物是CO₂、CO和水蒸气．学生甲、乙设计了两个方案，均认为根据自己的方案能求出A的最简式，他们测得的在一定条件下的有关数据如下（图中的箭头表示气流的方向，实验前系统内的空气已排尽）：
甲方案：燃烧产物

浓硫酸

浓硫酸增重2.52g

碱石灰

碱石灰增重1.30g

点燃

生成CO₂1.76g
乙方案：燃烧产物

碱石灰

碱石灰增重5.60g

灼热

固体减小0.64g

石灰水

石灰水增重4g．试回答：
（1）甲、乙两方案中，你认为哪种方案能求出A的最简式？
（2）请根据你选择的方案，通过计算求出A的最简式．
（3）若要确定A的分子式，是否需要测定其他数据？并说明原因．

Answer 1

分析：（1）有机物燃烧遵循原子守恒，所有的碳原子全部进入二氧化碳，所有的氢原子全部进入水中，水的量即为浓硫酸的增重量，碱石灰的增重量即为二氧化碳的量；
（2）根据元素守恒确定有机物中的元素 以及原子数目，书写结构简式；
（3）根据最简式确定分子式需要知道分子的相对分子质量或是其他成键条件等．

解答：解：（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  0.28g   0.28mol      1.30g+1.76g  0.8345g  

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，
答：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．

点评：此题目是一道关于确定分子式的定量计算题目，注意元素守恒法的使用是解题关键，难度不大．