Question

1．某烷烃0.25mol充分燃烧后产物依次通过浓硫酸洗气瓶、无水CuSO₄干燥管、Na₂O₂干燥管、足量澄清石灰水洗气瓶，结果浓硫酸洗气瓶增重45克，无水CuSO₄未变蓝、Na₂O₂干燥管增重56克，澄清石灰水中有浑浊．
（1）该烃的分子式；澄清石灰水中沉淀的质量．
（2）该烃分子中含有6个甲基，写出则符合此条件的该烷烃的结构简式．

Answer 1

分析 （1）浓硫酸洗气瓶增重45克为生成水的质量，计算水的物质的量，根据H原子守恒计算烃分子中H原子数目，再根据烷烃组成通式计算烃分子中C原子数目，进而确定该烷烃的分子式；根据碳元素守恒计算燃烧生成二氧化碳的物质的量，二氧化碳与过氧化钠发生反应：2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂↑，根据差量法计算与过氧化钠反应的二氧化碳的物质的量，进而计算与石灰水反应的二氧化碳，再由碳元素守恒计算碳酸钙的质量；
（2）该烃分子中含有6个甲基，结合分子式书写符合此条件的该烷烃的结构简式．

解答 解：（1）浓硫酸洗气瓶增重45克为生成水的质量，其物质的量为$\frac{45g}{18g/mol}$=2.5mol，则烃分子中H原子数目为$\frac{2.5mol×2}{0.25mol}$=20，故烃分子中C原子数目为$\frac{20-2}{2}$=9，则该烷烃的分子式为C₉H₂₀；
根据碳元素守恒，燃烧生成二氧化碳的物质的量0.25mol×9=2.25mol，
设与过氧化钠反应的二氧化碳为xmol，则：
2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂↑  固体质量增重
2mol                        56g
xmol                        56g
故x=2
则与石灰水反应的二氧化碳为2.25mol-2mol=0.25mol，由碳元素守恒，可知碳酸钙为0.25mol，故生成碳酸钙的质量为0.25mol×100g/mol=25g，
答：该烃的分子式为C₉H₂₀；澄清石灰水中沉淀的质量为25g．
（2）该烃分子中含有6个甲基，符合此条件的该烷烃的结构简式有：，
答：符合此条件的该烷烃的结构简式有：．

点评 本题考查有机物分子式确定、化学方程式有关计算、限制条件同分异构体的书写，难度中等，是对学生综合能力的考查．