Question

為測定某有機化合物A的結(jié)構(gòu)，進行如下實驗．
【分子式的確定】
（1）將有機物A置于氧氣流中充分燃燒，實驗測得：生成5.4gH₂O和8.8gCO₂，消耗氧氣6.72L（標準狀況下）．則該物質(zhì)的實驗式是

 

；
（2）質(zhì)譜儀測定有機物A的相對分子質(zhì)量為46，則該物質(zhì)的分子式是

 

；
（3）預(yù)測A的可能結(jié)構(gòu)并寫出結(jié)構(gòu)簡式

 

、

 

．
【結(jié)構(gòu)式的確定】
（4）核磁共振氫原子光譜能對有機物分子中不同位置的氫原子給出不同的峰值（信號），根據(jù)峰值（信號）可以確定分子中氫原子的種類和數(shù)目．例如：甲基氯甲基醚（Cl-CH₂-O-CH₃）有兩種氫原子（圖1甲）．經(jīng)測定，有機物A的核磁共振氫譜圖如圖1乙，則A的結(jié)構(gòu)簡式為

 

．

【性質(zhì)實驗】
某實驗小組用圖2裝置進行A的催化氧化的實驗．
（5）實驗過程中銅網(wǎng)出現(xiàn)紅色和黑色交替的現(xiàn)象，請寫出相應(yīng)的化學反應(yīng)方程式：

 

、

 

在不斷鼓入空氣的情況下，熄滅酒精燈，反應(yīng)仍能繼續(xù)進行，說明該乙醇的氧化反應(yīng)是

 

反應(yīng)．
（6）甲和乙兩個水浴作用不相同．甲的作用是

 

；乙的作用是

 

（7）若試管a中收集到的液體用紫色石蕊試紙檢驗，試紙顯紅色，說明液體中還含有

 

．要除去該物質(zhì)，可先在混合液中加入

 

（填寫字母）．a(chǎn)．氯化鈉溶液  b．苯c．碳酸氫鈉溶液  d．四氯化碳
然后，再通過

 

（填實驗操作名稱）即可除去．

Answer 1

考點：測定有機物分子的元素組成

專題：

分析：（1）n（CO₂）=

8.8g

44g/mol

=0.2mol，n（H₂O）=

5.4g

18g/mol

=0.3mol，n（O₂）=

6.72L

22.4L/mol

=0.3mol，結(jié)合質(zhì)量守恒定律推斷；
（2）質(zhì)譜儀測定有機化合物的相對分子質(zhì)量為46，結(jié)合最簡式判斷分子式為C₂H₆O；
（3）A可能為乙醇或二甲醚；
（4）有機物A分子中有三種不同化學環(huán)境的氫原子，應(yīng)為乙醇，二甲醚只有一種不同化學環(huán)境的氫原子；
（5）乙醇在銅做催化劑條件被氧氣氧化成乙醛，屬于加氧的氧化反應(yīng)，方程式為：2CH₃CH₂OH+O₂

Cu

△

2CH₃CHO+2H₂O，熄滅酒精燈，反應(yīng)仍能繼續(xù)進行，說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
（6）依據(jù)乙醇和乙醛的物理性質(zhì)：二者都容易揮發(fā)．乙醇是反應(yīng)物，應(yīng)轉(zhuǎn)化成乙醇蒸汽進入到硬質(zhì)試管內(nèi)參與反應(yīng)；乙醛是產(chǎn)物，降低溫度使其轉(zhuǎn)化成液態(tài)，所以前者用熱水浴，后者用冷水浴；
（7）乙醛能被氧氣氧化為乙酸，酸性物質(zhì)能使紫色石蕊試紙顯紅色；根據(jù)乙酸的化學性質(zhì)進行解答；分離相互溶解的液體，可以利用蒸餾法．

解答： 解：（1）n（CO₂）=

8.8g

44g/mol

=0.2mol，n（H₂O）=

5.4g

18g/mol

=0.3mol，n（O₂）=

6.72L

22.4L/mol

=0.3mol，則有機物中含n（O）=0.2mol×2+0.3mol-0.6mol=0.1mol，則有機物中N（C）：N（H）：N（O）=0.2mol：0.6mol：0.1mol=2：6：1，故有機物A的實驗式為C₂H₆O，
故答案為：C₂H₆O；
（2）實驗式為C₂H₆O，有機化合物的相對分子質(zhì)量為46，實驗式即為分子式，則該物質(zhì)的分子式是C₂H₆O，故答案為：C₂H₆O；     
（3）A可能為乙醇或二甲醚，結(jié)構(gòu)簡式為CH₃CH₂OH、CH₃-O-CH₃，故答案為：CH₃CH₂OH、CH₃-O-CH₃；
（4）有機物A分子中有三種不同化學環(huán)境的氫原子，應(yīng)為乙醇，即CH₃CH₂OH，二甲醚只有一種不同化學環(huán)境的氫原子，故答案為：CH₃CH₂OH；
（5）銅絲變黑是因為發(fā)生反應(yīng)：2Cu+O2

△   .

2CuO，后來變紅是因為發(fā)生反應(yīng)：CH₃CH₂OH+CuO

Cu

△

CH₃CHO+Cu+H₂O，該反應(yīng)是乙醇的催化氧化，銅在反應(yīng)中做催化劑；
熄滅酒精燈，反應(yīng)仍能繼續(xù)進行，說明該反應(yīng)時一個放熱反應(yīng)，
故答案為：2Cu+O₂

△   .

2CuO；CH₃CH₂OH+CuO

Cu

△

CH₃CHO+Cu+H₂O；放熱；
（6）根據(jù)反應(yīng)流程可知：在甲處用熱水浴加熱使乙醇揮發(fā)與空氣中的氧氣混合，有利于下一步反應(yīng)；乙處作用為冷水浴，降低溫度，使生成的乙醛冷凝成為液體，沉在試管的底部，
故答案為：加熱；冷卻；
（7）乙醛能被進一步氧化成乙酸，乙酸能使紫色石蕊試紙顯紅色，所以若試管a中收集到的液體用紫色石蕊試紙檢驗，試紙顯紅色，說明液體中含有乙酸；四個選擇中，只有“c．碳酸氫鈉”可以和乙酸反應(yīng)，生成乙酸鈉、水和二氧化碳，所以c正確；將兩種互溶物質(zhì)分離，通常采用蒸餾法，
故答案為：乙酸；c；蒸餾．

點評：本題考查有機物的推斷，化學實驗基本操作以及乙醇的催化氧化實驗等方面的知識，屬于綜合知識的考查，綜合性較強，題目難度中等，注意掌握乙醇的催化反應(yīng)原理，能夠正確書寫反應(yīng)的化學方程式，試題有利于培養(yǎng)學生的分析問題、解決問題的能力．