Question

11．將有機物A 5.4g裝入元素分析裝置，通入足量的O₂使之完全燃燒，將生成的氣體依次通過CaCl₂管（a）和堿石灰（b），測得a管質量增加了3.6g，b管增加了15.4g，用質譜法測得A的譜圖中分子離子峰的最大質荷比為108．
（1）燃燒此有機物3.24g需消耗O₂多少g？
（2）求此有機物的分子式．
（3）該有機物1分子中有1個苯環(huán)，試寫出它的同分異構體的結構簡式．

Answer 1

分析 （1）氯化鈣增加3.6g為生成水的質量，堿石灰質量增加15.4g為生成二氧化碳的質量，根據質量守恒計算5.4g消耗氧氣的質量，進而計算燃燒此有機物3.24g需消耗O₂的質量；
（2）計算有機物A、二氧化碳與水的物質的量，根據原子守恒計算有機物分子中N（C）、N（H），再根據有機物的相對分子質量計算分子中N（O），進而確定有機物分子式；
（3）該有機物1分子中有1個苯環(huán)，結合分子式書寫可能的結構簡式．

解答 解：（1）氯化鈣增加3.6g為生成水的質量，堿石灰質量增加15.4g為生成二氧化碳的質量，根據質量守恒定律，則消耗O₂的質量為：3.6g+15.4g-5.4g=13.6g，燃燒此有機物3.24g需消耗O₂的質量為13.6g×$\frac{3.24g}{5.4g}$=8.16g，
答：燃燒此有機物3.24g需消耗O₂的質量為8.16g；
（2）5.4g 有機物A的物質的量為$\frac{5.4g}{108g/mol}$=0.05mol，生成水為$\frac{3.6g}{18g/mol}$=0.2mol，生成二氧化碳為$\frac{15.4g}{44g/mol}$=0.35mol，則有機物A分子中N（C）=$\frac{0.35mol}{0.05mol}$=7，N（H）=$\frac{0.2mol×2}{0.05mol}$=8，故分子中N（O）=$\frac{108-12×7-8}{16}$=1，則A的分子式為：C₇H₈O，
答：有機物A的分子式為：C₇H₈O；
（3）有機物A的分子式為：C₇H₈O，分子中有1個苯環(huán)，可能的結構簡式為，
答：有機物A的可能的結構簡式為：，
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點評 本題考查有機物分子式確定、同分異構體書寫等，掌握燃燒熱利用原子守恒確定有機物分子方法，有利于基礎知識的鞏固．