Question

【題目】某中學(xué)化學(xué)興趣小組對(duì)乙醇的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行探究。

猜想一：乙醇結(jié)構(gòu)是CH3CH2OH。

猜想二：乙醇結(jié)構(gòu)是CH3OCH3。制定并實(shí)施方案：按右圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)定乙醇與鈉反應(yīng)（放熱）生成氫氣的體積，并據(jù)此計(jì)算乙醇分子中能與足量金屬鈉反應(yīng)的氫原子的數(shù)目。試回答下列問(wèn)題：

（1）指出實(shí)驗(yàn)裝置中的錯(cuò)誤 _________________________ 。

（2）如果實(shí)驗(yàn)裝置和操作正確，且結(jié)論符合猜想一，則參加反應(yīng)的乙醇的物質(zhì)的量與產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量之比可能為：_______________________。

（3）如果實(shí)驗(yàn)裝置和操作正確，且結(jié)論符合猜想二，則參加反應(yīng)的乙醇的物質(zhì)的量與產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量之比可能為：____________。

（4）如果實(shí)驗(yàn)裝置正確，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為2.3g乙醇與足量金屬鈉反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生了標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣約0.56L，則乙醇的結(jié)構(gòu)應(yīng)為___________,理由是_____________。

（5）該實(shí)驗(yàn)獲得成功的關(guān)鍵，除了需要糾正圖中的裝置錯(cuò)誤以外，還需注意下列問(wèn)題中的___________。①裝置的氣密性良好；②實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前準(zhǔn)確測(cè)定乙醇的量；③氫氣的體積測(cè)算準(zhǔn)確;④廣口瓶中水的體積大于560mL；

Answer 1

【答案】 廣口瓶中進(jìn)氣導(dǎo)管不應(yīng)插入水中，排水導(dǎo)管應(yīng)插到廣口瓶底部 1：0.5； 1：1.5；1：1； 1：2.5；1：2；1：3 1：3 1mol乙醇中只有1mol活潑H CH 3CH2OH ①②③④

【解析】本題的解題關(guān)鍵在于清楚實(shí)驗(yàn)原理，即測(cè)出一定量乙醇與鈉反應(yīng)（放熱）生成氫氣的體積，并據(jù)此計(jì)算乙醇分子中能與金屬鈉反應(yīng)的氫原子的數(shù)目。（1）利用排水測(cè)定生成氫氣的體積，廣口瓶中進(jìn)氣導(dǎo)管不應(yīng)插入水中，排水導(dǎo)管應(yīng)插到廣口瓶底部；（2）若乙醇結(jié)構(gòu)是CH3CH2OH，令CH3CH2OH的物質(zhì)的量為1mol；只有羥基上的氫反應(yīng)，根據(jù)氫原子守恒，生成氫氣的物質(zhì)的量為0.5mol，參加反應(yīng)的乙醇的物質(zhì)的量與產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量之比為1:0.5；只有甲基上的氫反應(yīng)，根據(jù)氫原子守恒，生成氫氣的物質(zhì)的量為1.5mol，參加反應(yīng)的乙醇的物質(zhì)的量與產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量之比為1:1.5；只有亞甲基上的氫反應(yīng)，根據(jù)氫原子守恒，生成氫氣的物質(zhì)的量為1mol，參加反應(yīng)的乙醇的物質(zhì)的量與產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量之比為1:1；若甲基、亞甲基上的氫反應(yīng)，根據(jù)氫原子守恒，生成氫氣的物質(zhì)的量為2.5mol，參加反應(yīng)的乙醇的物質(zhì)的量與產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量之比為1:2.5；若甲基、羥基上的氫反應(yīng)，根據(jù)氫原子守恒，生成氫氣的物質(zhì)的量為2mol，參加反應(yīng)的乙醇的物質(zhì)的量與產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量之比為1:2；若亞甲基、羥基上的氫反應(yīng)，根據(jù)氫原子守恒，生成氫氣的物質(zhì)的量為1.5mol，參加反應(yīng)的乙醇的物質(zhì)的量與產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量之比為1:1.5；若甲基、亞甲基上、羥基的氫全部反應(yīng)，根據(jù)氫原子守恒，生成氫氣的物質(zhì)的量為3mol，參加反應(yīng)的乙醇的物質(zhì)的量與產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量之比為1:3；（3）若乙醇結(jié)構(gòu)是CH3OCH3，令CH3OCH3的物質(zhì)的量為1mol；甲基上的氫全部反應(yīng)，根據(jù)氫原子守恒，生成氫氣的物質(zhì)的量為3mol，參加反應(yīng)的乙醇的物質(zhì)的量與產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量之比為1：3；（4）2.3g乙醇的物質(zhì)的量為=0.05mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.56L氫氣的物質(zhì)的量為=0.025mol，所以每摩爾乙醇與鈉反應(yīng)提供的氫原子為×0.025mol×2=1mol，所以，乙醇的結(jié)構(gòu)應(yīng)為CH3CH2OH，1mol乙醇中只有1mol活潑H；（5）該實(shí)驗(yàn)原理是測(cè)出一定量乙醇與鈉反應(yīng)（放熱）生成氫氣的體積，并據(jù)此計(jì)算乙醇分子中能與金屬鈉反應(yīng)的氫原子的數(shù)目，據(jù)此推斷結(jié)構(gòu)。氣密性好才能收集到氣體；乙醇的量，氫氣的體積準(zhǔn)確，定量計(jì)算結(jié)論才正確；鈉足量才能保證乙醇完全反應(yīng)；由于2.3g乙醇與足量金屬鈉反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生了標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣約0.56L，所以廣口瓶中水的體積大于560mL；①②③④。