Question

20．按要求在下列空格中填空．
（1）一定量的乙醇与苯的混合物与足量的金属钠反应，可生成11.2L氢气（在标准状况下），将此混合物燃烧能生成108g水．
①求混合物中乙醇的物质的量1mol
②求混合物中苯的质量78g
（2）某种烃A的蒸气折合成标况下的密度是3.214g/L，已知该烃的碳氢质量比为5：1，求：
①该烃的相对分子质量：72，
②如果该烃的一氯取代物有4种，写出该烃的结构简式：CH₃CH₂CH（CH₃）₂
（3）5.8g有机物完全燃烧，只生成CO₂和H₂O气其体积比为1：1（同压同温），若把它们通过碱石灰，碱石灰在增加18.6g，同量的有机物与0.1mol乙酸完全发生酯化反应．又知该有机物对空气的相对密度为2．（注意：羟基不能直接连在双键上）
①有机物的分子式C₃H₆O
②有机物的结构简式CH₂=CHCH₂OH．

Answer 1

分析 （1）①苯不与钠反应，生成的氢气为乙醇与水反应生成的，根据氢气的物质的量可以确定混合物中乙醇的量；
②混合物中氢元素燃烧后都转化成水，根据氢元素质量守恒可以确定苯的物质的量，再根据m=nM计算出苯的质量；
（2）①根据M=ρV_m计算烃A的摩尔质量，进而确定A的相对分子质量；
②该烃的碳氢质量比为5：1，根据n=$\frac{m}{M}$确定C、H原子数目之比，进而确定该烃的最简式，再根据该烃的相对分子质量确定该烃的分子式，烃的一氯代物的同分异构体有4种，说明分子中由4种化学环境不同的H原子，结合分子式确定其结构简式；
（3）该有机物对空气的相对密度为2，则有机物相对分子质量=29×2=58，5.8g有机物的物质的量为0.1mol，燃烧生成CO₂和H₂O气且体积比为1：1，碱石灰在增加18.6g为CO₂和H₂O的质量，计算二者物质的量，根据原子守恒计算分子中C、H原子数目，再根据相对分子质量计算O原子数目，进而确定有机物分子式，同量的有机物与0.1mol乙酸完全发生酯化反应，则有机物分子含有1个-OH，结合有机物分子式确定其结构简式．

解答 解：（1）①标况下11.2L氢气的物质的量为：$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，则混合物中含有C₂H₅OH的物质的量为：0.5mol×2=1mol；
故答案为：1mol；
②1mol乙醇完全燃烧会生成水的物质的量为：$\frac{1mol×6}{2}$=3mol，质量为：18g/mol×3mol=54g，
混合物燃烧能生成108g水，则混合物中苯完全燃烧生成水的质量为：108g-54g=54g，水的物质的量为：$\frac{54g}{18g/mol}$=3mol，
3mol水中含有6molH原子，则苯的物质的量为：$\frac{6mol}{6}$=1mol，
所以混合物中苯的质量为：78g/mol×1mol=78g，
故答案为：78g；
（2）①该烃的摩尔质量为：M=ρV_m=3.214g/L×22.4L/mol=72g/mol，故其相对分子质量为72，
故答案为：72．
②该烃的碳氢质量比为5：1，C、H元素的物质的量之比为：$\frac{5}{12}$：$\frac{1}{1}$=5：12，该烃的最简式为：C₅H₁₂，最简式相对分子质量为72，而烃的相对原子质量是72，所以该有机物的分子式为：C₅H₁₂，C₅H₁₂为戊烷，戊烷的同分异构体分为正戊烷、异戊烷和新戊烷，其中正戊烷的一氯代物有3种、异戊烷的一氯代物的同分异构体有4种、新戊烷的一氯代物的同分异构体有1种，所以满足条件的烃的同分异构体为：CH₃CH₂CH（CH₃）₂，
故答案为：CH₃CH₂CH（CH₃）₂；
（3）①该有机物对空气的相对密度为2，则有机物相对分子质量=29×2=58，
5.8g有机物的物质的量为$\frac{5.8g}{58g/mol}$=0.1mol，燃烧生成CO₂和H₂O气且体积比为1：1，碱石灰在增加18.6g为CO₂和H₂O的质量，则n（CO₂）=n（H₂O）=$\frac{18.6g}{44g/mol+18g/mol}$=0.3mol，
则有机物分子中N（C）=$\frac{0.3mol}{0.1mol}$=3、N（H）=$\frac{0.3mol×2}{0.1mol}$=6、N（O）=$\frac{58-12×3-6}{16}$=1，
故有机物分子式为C₃H₆O，
故答案为：C₃H₆O；
②同量的有机物与0.1mol乙酸完全发生酯化反应，则有机物分子含有1个-OH，机物分子式为C₃H₆O，含有1个C=C双键，故其结构简式为CH₂=CHCH₂OH；
故答案为：CH₂=CHCH₂OH．

点评 本题考查有机物分子式确定、结构简式的判断，题目难度中等，注意掌握质量守恒定律在化学计算中的应用，明确发生反应原理为解答关键，试题培养了学生的化学计算能力．