高中有机化学里面有这样一道习题:
取3.40g只含羟基不含其它官能团的液态饱和多元醇,置于5.00L氧气中经点燃,醇完全燃烧,反应后气体体积减少了0.56L,将气体经过足量氧化钙吸收,体积又减少了2.80L(认定该反应皆在标况下进行).则
1, 3.40克醇中,碳,氢,氧的物质的量分别是_______摩尔,且个数之比是_______.
2, 以上比值能否确定该醇的分子式,试说明原因.
3, 该醇的上的任一个羟基换成一个卤原子,得到的产物只有一种,则该醇的结构简式.
解法一:1),经分析知醇和燃烧后的产物水在标况下都呈液态,而氧气和二氧化碳为气态.通过物料守衡知道一体积氧气对应一体积二氧化碳(且知道二氧化碳的体积为2.80L).则该反应中减少了0.56L体积,应该是0.56L的氧气反应变成了液态的水.那么总共参加反应的氧气为0.56 2.80=3.36L,即4.80g. 这可是解决问题的关键所在.从总体看就是3.40克醇和4.80g.的氧气恰好完全反应,得2.80L的二氧化碳即5.5g.再通过质量守衡知道产生水为3.40 4.80-5.5=2.70g.再通过质量守衡就知道3.40克醇中碳,氢，氧，三原子物质的量分别是0.125摩,0.3摩,0.1摩.其个数之比为5:12:4
2),以上比值可以确定该醇的分子式,因为饱和多元醇的通式为CnH2n 2Ox ,而以上的碳氢个数比恰好满足条件,故起分子式就是 C5H12O4.
3),通过第三问的提示,不难看出该醇的结构简式为C(CH2OH)4
解法二:依题意知醇和水为液态,氧气和二氧化碳为气态,醇在5.00L氧气中完全燃烧得二氧化碳2.80L,可利用差量法求解,且列出反应的方程式为
CnH2n 2Ox (l) (3n 1-x)/2 O2 (g)→ n CO2 (g) n 1 H2O(l) △V
-----------------------(3n 1-x)/2 ------------n ----------------------------(n 1-x)/2
------------------------------------------------------2.80 -------------------------0.56
推出有 0.56n = 2.80(n 1-x)/2………①
再利用醇的通式得 3.40/(14n 2 16x) = 2.80/22.4n………②
有①②可得n=5,x=4.
我们会发现解法一是按出题者的意思去一步步实现的,而解法二却是独辟蹊径,轻易解题.事实上一和二的两种解题方法,正是有机化学中最为常用的两种方法:质量守衡和差量法!
