Question

12．A是一种含碳、氢、氧三种元素的有机化合物．已知：A中碳的质量分数为44.1%，氢的质量分数为8.82%；A只含一种官能团，且每个碳原子上最多只连一个官能团；A能与乙酸发生酯化反应，但不能在两个相邻碳原子上发生消去反应．通过计算求：
（1）A的分子式是C₅H₁₂O₄，其结构简式是C（CH₂OH）₄．
（2）27.2gA在空气中充分燃烧时生成的CO₂用170ml 10mol/L的NaOH溶液吸收，反应后溶液中溶质的成分是Na₂CO₃和NaHCO₃，其物质的量是0.7mol碳酸钠、0.3mol碳酸氢钠．

Answer 1

分析 （1）A中碳的质量分数为44.1%，氢的质量分数为8.82%，则A中氧的质量分数为：1-44.12%-8.82%=47.06%．由此可算出C：H：O≈5：12：4，分子式为C₅H₁₂O₄，A只含有一种官能团，又能与乙酸发生酯化反应，该官能团必为羟基．但该羟基不能在两个相邻碳原子上发生消去反应，故邻位碳原子上应无氢原子，该分子中各原子已达到饱和，4个氧必为4个羟基，综上所述其结构为C（CH₂OH）₄；
（2）根据有机物A的燃烧通式计算出消耗氧气的物质的量，再根据A的物质的量计算出生成二氧化碳的物质的量，根据n=cV计算出氢氧化钠的物质的量，根据二氧化碳与氢氧化钠的物质的量之比判断反应后溶质的组成，再根据碳原子、钠原子守恒计算出各溶质的物质的量．

解答 解：（1）由于A中碳的质量分数为44.12%，氢的质量分数为8.82%，故A中氧的质量分数为1-44.12%-8.82%=47.06%，
则C：H：O=$\frac{44.1%}{12}$：$\frac{8.82%}{1}$：$\frac{47.06}{16}$≈5：12：4，则分子式为C₅H₁₂O₄；
A只含有一种官能团，又能与乙酸发生酯化反应，该官能团必为羟基，但该羟基不能在两个相邻碳原子上发生消去反应，故邻位碳原子上应无氢原子，又该分子中各原子已达到饱和，4个氧必为4个羟基，则该有机物的结构简式为：C（CH₂OH）₄，
故答案为：C₅H₁₂O₄；C（CH₂OH）₄；
（2）27.2gA的物质的量为：$\frac{27.2g}{136g/mol}$=0.2mol，0.2molA完全燃烧生成二氧化碳的物质的量为：0.2mol×5=1mol，
170ml 10mol/L的NaOH溶液中含有氢氧化钠的物质的量为：10mol/L×0.17L=1.7mol，
二氧化碳与氢氧化钠的物质的量为1：1.7，则生成产物为Na₂CO₃、NaHCO₃的混合物，
设Na₂CO₃、NaHCO₃的物质的量分别为x、y，根据碳原子、钠原子守恒可得：2x+y=1.7mol、x+y=1mol，
解得：x=0.7mol、y=0.3mol，
即混合物中含有0.7mol碳酸钠、0.3mol碳酸氢钠，
故答案为：Na₂CO₃和NaHCO₃；0.7mol碳酸钠、0.3mol碳酸氢钠．

点评 本题考查了有机物分子式、结构简式的确定以及有机物官能团的结构与性质，题目难度中等，注意掌握确定有机物分子式的常用方法，（1）为易错点，注意结构简式的推断．