Question

4．某有机物由C、H、O三种元素组成，分子中含有8个原子，1mol该有机物含有46mol质子．完全燃烧该有机物在相同条件下测定CO₂和水蒸气体积比为2：1．取2.7g该有机物恰好与30mL 1mol/L的碳酸钠溶液完全反应．（请写出必要的计算过程）求：
（1）有机物分子式；         
（2）有机物结构简式．
（3）写出该有机物在一定条件下与乙二醇反应生成六元环状化合物的方程式．

Answer 1

分析 在相同条件下测得产物CO₂气体和水蒸气的体积比为2：1，有机物A中碳原子与氢原子物质的量比为2：1×2=1：1，
2.7g该有机物恰好与30mL 1mol/L的碳酸钠溶液完全反应，则该有机物中含有羧基，根据2-COOH～Na₂CO₃关系式可知，羧基的物质的量就等于碳酸氢钠的物质的量的2倍，然后讨论出A的摩尔质量，再写成分子式和结构简式，以此解答该题．

解答 解：（1）根据CO₂和水蒸气体积比为2：1得，N（C）：N（H）=1：1，
∴设该有机物的分子式为C_xH_xO_y（x≥1，y≥1，2x+y=8），
若x=1，y=6，质子总数超过46，不符合题意，
若x=2，y=4，质子总数=6×2+1×2+8×4=46，符合题意．
∴设该有机物的分子式为C₂H₂O₄，
答：有机物分子式为C₂H₂O₄；
（2）该有机物的相对分子质量为90，
2.7g该有机物的物质的量为0.03mol，碳酸钠的物质的量为0.03mol，
∴该有机物含两个羧基，结构简式HOOC-COOH，
答：有机物的结构简式为：HOOC-COOH；
（3）该有机物在一定条件下与乙二醇反应生成六元环状化合物的方程式为HOOC-COOH+HOH₂C-CH₂OH$?_{△}^{浓硫酸}$+2H₂O，
答：该有机物在一定条件下与乙二醇反应生成六元环状化合物的方程式为HOOC-COOH+HOH₂C-CH₂OH$?_{△}^{浓硫酸}$+2H₂O．

点评 本题考查利用燃烧法确定有机物分子式、有机物结构的判断、官能团的性质等，题目难度中等，注意掌握原子守恒判断有机物的分子式方法，明确常见有机物结构与性质为解答本题的关键．