Question

19．测定有机化合物中碳和氢的组成常用燃烧分析法，下图1是德国化学家李比希测定有机物组成的装置，氧化铜作催化剂，在750℃左右使有机物在氧气流中全部氧化为CO₂和H₂O，用含有固体氢氧化钠和氯化钙的吸收管分别吸收CO₂和H₂O．
试回答下列问题：

（1）甲装置中盛放的是CaCl₂，甲、乙中的吸收剂能否颠倒？不能，请说明理由：因为氢氧化钠能同时吸收CO₂和H₂O，从而无法确定生成水和CO₂的质量．
（2）实验开始时，要先通入氧气一会儿，然后再加热，为什么？
（3）将4.6g 有机物A进行实验，测得生成5.4g H₂O和8.8gCO₂，则该物质中各元素的原子个数比是N（C）：N（H）：N（O）=2：6：1．
（4）经测定，有机物A的核磁共振氢谱示意图如图2，则A的结构简式为CH₃CH₂OH．

Answer 1

分析 （1）（2）在氧气流中全部氧化为CO₂和H₂O，通过测定生成的CO₂、H₂O的量确定实验式，用氯化钙吸收水蒸气，用氢氧化钠吸收二氧化碳，由于二氧化碳会吸收水蒸气，故先用氯化钙吸收水蒸气，再用氢氧化钠吸收二氧化碳．由于装置内有空气，会影响水蒸气、二氧化碳质量测定，实验开始时，要先通入氧气排尽装置内空气；
（3）计算生成水、二氧化碳的物质的量，根据质量守恒判断是否含有O元素，若含有元素，计算原子物质的量；
（4）根据原子数目之比确定有机物最简式，若最简式中H原子已经饱和C的四价结构，则最简式均为分子式，否则需要知道有机物相对分子质量来确定分子式，有机物A的核磁共振氢谱有3个吸收峰，说明含有3种H原子．

解答 解：（1）因为氢氧化钠能同时吸收CO₂和H₂O，从而无法确定生成水和CO₂的质量，故先用氯化钙吸收水蒸气，再用氢氧化钠吸收二氧化碳，
故答案为：CaCl₂；不能；因为氢氧化钠能同时吸收CO₂和H₂O，从而无法确定生成水和CO₂的质量；
（2）将装置中的空气排尽，否则会因空气中含有二氧化碳和水蒸气而影响测定结果的准确性，
答：将装置中的空气排尽，否则会因空气中含有二氧化碳和水蒸气而影响测定结果的准确性；
（3）生成水物质的量为$\frac{5.4g}{18g/mol}$=0.3mol，H原子物质的量为0.6mol，生成二氧化碳为$\frac{8.8g}{44g/mol}$=0.2mol，碳原子物质的量为0.2mol，氧原子物质的量为$\frac{4.6g-0.6mol×1g/mol-0.2mol×12g/mol}{16g/mol}$=0.1mol，故有机物A中N（C）：N（H）：N（O）=0.2：0.6：0.1=2：6：1，
故答案为：N（C）：N（H）：N（O）=2：6：1；
（4）由于有机物A否则中N（C）：N（H）：N（O）=2：6：1，H原子已经饱和碳的四价结构，则有机物分子式为或C₂H₆O，有机物A的核磁共振氢谱有3个吸收峰，说明含有3种H原子，则有机物的结构简式为：CH₃CH₂OH，
故答案为：CH₃CH₂OH．

点评 本题考查燃烧法确定有机物的组成、对实验原理装置的理解等，难度中等，理解实验原理是解题的关键．