Question

一道高二有机化学题

某化合物0.05mol在0.2mol氧气中燃烧。氧气反应完后，此有机物亦已全部变成气态无机物的混合物（110度）。混合物的平均相对分子质量为27，将气态混合物通过盛有碱石灰的干燥管，干燥管质量增加8g。若将该气体混合物通过足量澄清石灰水，则产生沉淀10g。求次有机物的分子式。

Answer 1

[思路]正确解出本题的关键是不能将此有机物的反应理解为完全燃烧。如何才能做出此判断呢？这要从题给条件入手。本题有三个未知数(CxHyOz)，却给出了四个数据，可据其中“多给”数据作出判断。由题给条件可知产物中含有CO20.1mol，H2O(g)0.2mol，它们的平均分子量=1/3 ×44+2/3 ×18≠27。这说明气态产物中除CO2、H2O(g)外还含有其它气体，显然，其中含有CO。CO的量可由平均分子量求得。若作出上述正确判断后，求分子式就比较容易了。
[解答]设该有机物燃烧后生成CO2的物质的量为n(CO2)，生成的水的物质的量为n(H2O)，则：
n(CO2)=10/100=0.1(mol)
n(H2O)=(8-0.1×44)/18 =0.2(mol)
由于1/3 ×44+2/3 ×18≠27，
所以产物中还含有CO，设物质的量为x，则有：
(8+28x)/(0.1+0.2+x) =27
解之得：x=0.1mol
由此可知0.05mol有机物中含：
n(C)=n(CO2)+n(CO)=0.2mol
n(H)=2n(H2O)=0.4mol
n(O)=2n(CO2)+n(CO)+n(H2O)-2n(O2)
=2×0.1+0.1+0.2-2×0.2=0.1mol
所以该有机物的分子式为C4H8O2
[评注]有机物燃烧的产物不一定全是CO2和H2O。燃烧不完全时有CO产生，甚至有单质碳(黑烟)产生。遇到O2量不过量的计算时，应考虑到产物的多样性，不要把问题理想化。