Question

烴是由碳和氫兩種元素組成的有機化合物．為了測定氣態烴A的化學式，取一定量的A置于密閉容器中燃燒，定性實驗表明產物是CO₂、CO和水蒸氣．甲、乙兩學生設計了如下兩個實驗方案，均認為根據自己的方案能求出A的最簡式（烴中碳與氫原子個數的最簡比）．他們測得的有關數據如圖中所示（圖中的箭頭表示氣體的流向，實驗前系統內的空氣已排除）：

試回答：
（1）根據兩方案，你認為誰能求出A的最簡式______（填“甲”或“乙”）．
（2）請根據你選出的方案，通過計算求出A的最簡式．即C：H=______．
（3）若要確定A的化學式，是否還需要測定其它數據______．原因是______．
（4）烴A在密閉容器中燃燒生成CO₂、CO和水蒸氣的反應化學方程式為______．
（5）烴A在光照條件下，可與Cl₂反應，除生成HCl氣體外，還可依次生成CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄，分別寫出烴A與Cl₂在光照條件下發生的四個化學反應方程式：______．

Answer 1

（1）根據甲方案：燃燒產物

濃硫酸

濃硫酸增重2.52g（可以確定生成水的質量即為2.52g）

堿石灰

堿石灰增重1.30g（即生成二氧化碳的質量是1.30g）

點燃

生成CO₂1.76g，即一氧化碳燃燒產生的二氧化碳的質量是1.76g，可以獲得一氧化碳的質量，可以獲得有關A中碳、氫原子個數之比，進而確定分子式，但是方案乙中，堿石灰增重5.60g，增加的是二氧化碳和水的總質量，無法確定各自的質量是多少，故乙方案不能確定分子的結構簡式，答：方案甲能求出A的最簡式；
（2）根據方案甲，可以知道H₂O-m（H）-n（H） CO₂--m（C）--n（C）
2.52g 0.28g0.28mol1.30g+1.76g0.8345g

0.8345g

12g/mol

所以n（C）：n（H）=

0.8345g

12g/mol

：0.28mol=1：4，即A的最簡式為CH₄，
（3）CH₄中H的百分含量已經達到最大，所以CH₄即為A的分子式，答：不需要測定其他數據；CH₄中H的百分含量已經達到最大，碳原子已經飽和．
（4）由（2）可知，烴A為CH₄，則CH₄在密閉容器中燃燒生成CO₂、CO和水蒸氣的反應，其反應的化學方程式為：7CH₄+12O₂

點燃 .

4CO+3CO₂+14H₂O．
（5）由（2）可知，烴A為CH₄，CH₄在光照條件下，可與Cl₂反應，除生成HCl氣體外，還可依次生成CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄，分別寫出CH₄與Cl₂在光照條件下，發生的四個化學反應的化學方程式分別為：CH₄+Cl₂

光

CH₃Cl+HCl；CH₃C1+Cl₂

光

CH₂Cl₂+HCl；
CH₂Cl₂+Cl₂

光

CHCl₃+HCl；CHCl₃+Cl₂

光

CCl₄+HCl．
故答案為：
（1）甲；
（2）1：4；
（3）不需要測定其他數據． CH₄中H的百分含量已經達到最大，碳原子已經飽和；
（4）7CH₄+12O₂

點燃 .

4CO+3CO₂+14H₂O；
（5）CH₄+Cl₂

光

CH₃Cl+HCl；CH₃C1+Cl₂

光

CH₂Cl₂+HCl；
CH₂Cl₂+Cl₂

光

CHCl₃+HCl；CHCl₃+Cl₂

光

CCl₄+HCl．