Question

（14分）（Ⅰ）苹果酸常用于汽水、糖果的添加剂;                    
（1）写出苹果酸中官能团的名称___________________
（2）写出苹果酸分别与下列物质反应的化学方程式
① Na                            ② Na₂CO₃                    
（3）写出其一分子内酯化成四元环酯的结构简式：                          。
（Ⅱ）CO，CH₄均为常见的可燃气体。
（1）等体积的CO，CH₄在相同的条件下分别完全燃烧，转移的电子数之比为     。
（2）120℃，101kPa下，a mL由CO，CH₄组成的混合气体在b mL氧气中完全燃烧后，恢复至原来的温度与压强。
①若混合气体与氧气恰好完全反应，产生b mLCO₂，则混合气体中CH₄的体积分数为_______。
②若燃烧后气体体积缩小了a/4 mL，则a与b关系的数学表达式为___________。

Answer 1

（Ⅰ）（1）羟基    羧基    

| ONa

| OH

（2）①2HOOC—CH—CH₂COOH＋6Na2NaOOC―CH―CH₂COONa＋3H₂↑

 

| OH

| OH

②HOOC—CH—CH₂COOH＋Na₂CO₃NaOOC―CH―CH₂COONa＋H₂O＋CO₂↑

 
(3)
（Ⅱ）（1）1:4 (3分)      （2）① 0.33（3分）     ②b≥5/4a(2分)

Ⅰ。（1）根据苹果酸的结构简式可知，含有的官能团是羟基和羧基。
（2）含有1个羟基和2个羧基，可生成1.5mol氢气和1molCO₂气体。
（3）一分子内酯化成四元环酯，说明是羟基和羧基形成的，结构简式为
Ⅱ.（1）CO和_CH4中碳原子的化合价分别为＋2价和－4价，氧化产物都是CO₂，所以转移电子的物质的量之比是2︰8＝1︰4.
（2）根据碳原子守恒可知a＝b。设混合气体中CH₄的体积分数为x，则根据燃烧的方程式可知
2CO  ＋  O₂  =   2CO₂、    CH₄   ＋   2O₂ =  CO₂   ＋   2H₂O
b－bx   (b－bx)/2                bx        2bx
所以(b－bx)/2＋2bx＝b，解得x＝1/3。
（3）设原混合气体中CO和甲烷体积分别是x和y，则
2CO  ＋  O₂  =   2CO₂、   △V     
x       x/2        x      x/2        
CH₄   ＋   2O₂ =  CO₂   ＋   2H₂O  △V
y         2y      y         2y    0
所以有x＋y＝a，x/2=a/4，且x/2＋2y≤b
解得x＝a/2，y＝a/2。
因此b≥5/4a