Question

某芳香族化合物（只含C、H、O）与苯酚无论以何种比例混合，只要总物质的量一定，完全燃烧时所消耗的氧气的质量和生成水的质量始终一定．试回答：
（1）这类物质的相对分子质量与苯酚的相对分子质量之差为______的倍数（填数字）．
（2）现有这类物质中相对分子质量最小的物质A．已知A溶液能与NaHCO₃反应放出气体．现取苯酚与A的混合物2.32g与50.0mL1.000mol/L的NaOH溶液充分反应后，加水至100mL．取出其中的10.0mL用0.100mol/L的HCl溶液滴定过量的NaOH，消耗20.0mL时至滴定终点．则该混合物中苯酚的质量分数为______（结果保留三位有效数字）．
（3）现有这类物质中相对分子质量比苯酚多220的物质B，1mol该物质B与足量NaOH溶液充分反应，最多消耗______molNaOH．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据总物质的量一定时有机物完全燃烧时，生成水的质量和消耗O₂的质量不变，则化学式中的氢原子个数相同，所消耗的氧气始终一定，说明该有机物与苯酚相比分子组成相差n个CO₂ 这样多的碳就不消耗氧气了，所以该有机物的化学式为 C₆H₆O?nCO₂，所以两者相对分子质量之差为44（CO₂）的倍数；
（2）相对分子质量最小的物质A，A溶液能与NaHCO₃反应放出气体，故A分子中含有-COOH，故A分子中含一个羟基和一个羧基，A为HO-C₆H₄-COOH，故1molA消耗2molNaOH．由酚羟基、羧基、盐酸与氢氧化钠的反应可知n（C₆H₅OH）+2×n（A）+n（HCl）=n（NaOH），再根据二者的质量之和为94 g/mol×n（C₆H₅OH）+138g/mol×n（A）=2.32 g，联立方程计算n（C₆H₅OH）、n（A），进而计算苯酚的质量，根据质量分数的定义计算；
（3）该类有机物的化学式为 C₆H₆O?nCO₂，相对分子质量比苯酚多220的物质B，故n==5，1mol该物质B与足量NaOH溶液充分反应，消耗的氢氧化钠最多，为甲酸与酚形成的酯，故B中含有1个酚羟基、5个酯基-OOCH．
解答：解：（1）根据总物质的量一定时有机物完全燃烧时，生成水的质量和消耗O₂的质量不变，则化学式中的氢原子个数相同，所消耗的氧气始终一定 说明该有机物与苯酚相比分子组成相差n个CO₂ 这样多的碳就不消耗氧气了所以该有机物的化学式为 C₆H₆O?nCO₂，所以两者相对分子质量之差为44（CO₂）的倍数，
故答案为：44；
（2）相对分子质量最小的物质A，A溶液能与NaHCO₃反应放出气体，故A分子中含有-COOH，所以A分子中含一个羟基和一个羧基，A为HO-C₆H₄-COOH，故1molA消耗2molNaOH．由酚羟基、羧基、盐酸与氢氧化钠的反应可知n（C₆H₅OH）+2×n（A）+n（HCl）=n（NaOH），故n（C₆H₅OH）+2×n（A）=n（NaOH）-n（HCl）=0.05L×1.000mol/L-0.02 L×0.100mol/L×=0.03mol，再根据二者的质量之和有94 g/mol×n（C₆H₅OH）+138g/mol×n（A）=2.32 g，联立方程解得n（C₆H₅OH）=0.01mol，n苯酚的质量m（C₆H₅OH）=0.01mol×94g/mol=0.94g，故苯酚的质量分数w （C₆H₅OH）=×100%=40.5%，
故答案为：40.5%；
（3）该类有机物的化学式为 C₆H₆O?nCO₂，相对分子质量比苯酚多220的物质B，故n==5，1mol该物质B与足量NaOH溶液充分反应，消耗的氢氧化钠最多，为甲酸与酚形成的酯，故B中含有1个酚羟基、5个酯基-OOCH，1mol酚羟基消耗1molNaOH，1mol-OOCH消耗2molNaOH，故最多消耗氢氧化钠为1mol+2mol×5=11mol，
故答案为：11．
点评：考查有机物的结构推断、官能团的性质、滴定应用等，难度中等，推断物质A的结构是解题的关键，（3）中注意羧酸与酚形成的酯基1mol消耗2mol氢氧化钠．