Question

7．某饱和有机物A由碳、氢、氧三种元素组成，现取3g A与4.48L氧气（标准状况）在密闭容器中燃烧，燃烧后生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸气（假设反应物没有剩余）．将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰，浓硫酸增重3.6g，碱石灰增重4.4g．回答下列问题：
（1）3gA中所含氢元素和碳元素的物质的量各是多少？
（2）通过计算确定该有机物的分子式．
（3）若核磁共振氢谱中出现三个信号峰，且强度之比为3：3：2，请写出该有机物的结构简式．

Answer 1

分析 燃烧后生成一氧化碳，说明氧气不足，完全反应，根据浓硫酸增重可知水的质量，根据碱石灰增重可知二氧化碳的质量，根据质量守恒定律可知一氧化碳的只来那个，进而求得3gA中C、H、O的原子个数比以及A的分子式．

解答 解：（1）浓硫酸增重3.6g，即生成水的质量为3.6g，那么A中含有H元素的物质的量为：$\frac{3.6g}{18g/mol}$×2=0.4mol；
碱石灰增重4.4g，即生成二氧化碳的质量为4.4g，二氧化碳的我的质量为：$\frac{4.4g}{44g/mol}$×1=0.1mol；
n（O₂）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，m（O₂）=0.2mol×32g/mol=6.4g，
根据质量守恒定律可得：m（有机物）+m（O₂）=m（CO）+m（CO₂）+m（H₂O），
则：m（CO）=3g+6.4g-3.6g-4.4g=1.4g，故CO的物质的量为：$\frac{1.4g}{28g/mol}$=0.05mol，那么A中含有C元素的物质的量为0.1mol+0.05mol=0.15mol，
答：3gA中所含氢元素和碳元素的物质的量各是0.4mol和0.15mol；
（2）3gA中：n（C）=0.15mol，
n（H）=0.4mol，
n（O）=$\frac{3g-0.4g-0.15mol×12g/mol}{16g/mol}$=0.05mol，
所以3gA中C．H．O的原子个数比为0.15mol：0.4mol：0.05mol=3：8：1，据此得出A的实验式为C₃H₈O，达到饱和，则分子式为C₃H₈O，
答：该有机物的分子式为：C₃H₈O；
（3）A的核磁共振氢谱中出现三个信号峰，且强度之比为3：3：2，即此有机物含有2个甲基一个亚甲基，结构简式为：CH₃CH₂OCH₃，解为甲乙醚，
答：该有机物的结构简式为CH₃CH₂OCH₃．

点评 本题主要考查有机物分子式的确定，题目难度中等，注意从质量守恒的角度解答该类题目，第（3）问中注意利用核磁共振氢谱确定不同环境H原子的个数．