Question

4．某有機物由C、H、O三種元素組成，分子中含有8個原子，1mol該有機物含有46mol質子．完全燃燒該有機物在相同條件下測定CO₂和水蒸氣體積比為2：1．取2.7g該有機物恰好與30mL 1mol/L的碳酸鈉溶液完全反應．（請寫出必要的計算過程）求：
（1）有機物分子式；         
（2）有機物結構簡式．
（3）寫出該有機物在一定條件下與乙二醇反應生成六元環(huán)狀化合物的方程式．

Answer 1

分析 在相同條件下測得產(chǎn)物CO₂氣體和水蒸氣的體積比為2：1，有機物A中碳原子與氫原子物質的量比為2：1×2=1：1，
2.7g該有機物恰好與30mL 1mol/L的碳酸鈉溶液完全反應，則該有機物中含有羧基，根據(jù)2-COOH～Na₂CO₃關系式可知，羧基的物質的量就等于碳酸氫鈉的物質的量的2倍，然后討論出A的摩爾質量，再寫成分子式和結構簡式，以此解答該題．

解答 解：（1）根據(jù)CO₂和水蒸氣體積比為2：1得，N（C）：N（H）=1：1，
∴設該有機物的分子式為C_xH_xO_y（x≥1，y≥1，2x+y=8），
若x=1，y=6，質子總數(shù)超過46，不符合題意，
若x=2，y=4，質子總數(shù)=6×2+1×2+8×4=46，符合題意．
∴設該有機物的分子式為C₂H₂O₄，
答：有機物分子式為C₂H₂O₄；
（2）該有機物的相對分子質量為90，
2.7g該有機物的物質的量為0.03mol，碳酸鈉的物質的量為0.03mol，
∴該有機物含兩個羧基，結構簡式HOOC-COOH，
答：有機物的結構簡式為：HOOC-COOH；
（3）該有機物在一定條件下與乙二醇反應生成六元環(huán)狀化合物的方程式為HOOC-COOH+HOH₂C-CH₂OH$?_{△}^{濃硫酸}$+2H₂O，
答：該有機物在一定條件下與乙二醇反應生成六元環(huán)狀化合物的方程式為HOOC-COOH+HOH₂C-CH₂OH$?_{△}^{濃硫酸}$+2H₂O．

點評 本題考查利用燃燒法確定有機物分子式、有機物結構的判斷、官能團的性質等，題目難度中等，注意掌握原子守恒判斷有機物的分子式方法，明確常見有機物結構與性質為解答本題的關鍵．