Question

8．人造汽油中的一种烃0.1mol与22.4升标准状况下的氧气（过量）混合点燃，完全燃烧后，通过足量的Na₂O₂固体，固体增重15g，从Na₂O₂中逸出的全部气体为16.8升（标准状况），求该烃的分子式．

Answer 1

分析 0.1mol烃与22.4升标准状况下的O₂（过量）混合，完全燃烧后为CO₂、H₂O、O₂（剩余）混合气体，混合气体通过足量的Na₂O₂固体，发生反应2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，Na₂O₂增重相当于与CO₂等物质的量的CO的质量，发生反应2H₂O+2Na₂O₂=4NaOH+O₂，Na₂O₂增重相当于烃中H元素质量，从Na₂O₂中溢出的全部气体为16.8L（标况）为氧气，水中的氧元素完全转移到氧气中，反应2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂导致整个过程中氧气的物质的量减小，根据氧气物质的量减少可以计算CO₂的物质的量，再结合过氧化钠质量增重计算H元素的质量，根据原子守恒进而确定化学式．

解答 解：0.1mol烃与22.4升标准状况下的O₂（过量）混合，完全燃烧后为CO₂、H₂O、O₂（剩余）混合气体，混合气体通过足量的Na₂O₂固体，发生反应2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，Na₂O₂增重相当于与CO₂等物质的量的CO的质量，发生反应2H₂O+2Na₂O₂=4NaOH+O₂，Na₂O₂增重相当于烃中H元素质量，从Na₂O₂中溢出的全部气体为16.8L（标况）为氧气，水中的氧元素完全转移到氧气中，反应2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂导致整个过程中氧气的物质的量减小，
从Na₂O₂中溢出的全部气体为16.8L（标况）为氧气，其物质的量=$\frac{16.8L}{22.4L/mol}$=0.75mol，故整个过程中氧气物质的量减少1mol-0.75mol=0.25mol，则：
2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂ 氧气物质的量减少
2                                                    1
0.5mol                                      0.25mol
故烃中氢元素的质量=15g-0.5mol×28g/mol=1g，则氢原子物质的量=$\frac{1g}{1g/mol}$=1mol，
则该烃中C原子数目=$\frac{0.5mol}{0.1mol}$=5、H原子数目=$\frac{1mol}{0.1mol}$=10，故该烃的分子式为：C₅H₁₀，
答：该烃的分子式为C₅H₁₀．

点评 本题考查有机物分子式的确定，关键是根据整个过程中氧气的物质的量变化计算二氧化碳，注意理解差量法的应用，难度较大，侧重于考查学生的分析能力和计算能力．