Question

化合物CO、HCOOH和HOOC—CHO（乙醛酸）分別燃燒時，消耗的氧氣和生成的二氧化碳的體積比都是1∶2，后兩者的分子式可以分別看成是（CO）（H₂O）和（CO）₂（H₂O）。也就是說：只要分子式符合（CO）_n(H₂O)_m（ n和m均為正整數）的各種有機物，它們燃燒時消耗的氧氣和生成的二氧化碳的體積比總是1∶2。

現有一些只含C、H、O三種元素的有機物，它們燃燒時消耗的氧氣和生成的二氧化碳的體積比是3∶4。

（1）這些有機物中，相對分子質量最小的化合物是________。

（2）某兩種碳原子數相同的上述有機物，若它們的相對分子質量分別為a和b（a＞b）。則a-b必定是________（填入一個數字）的整數倍。

（3）在這些有機物中有一種化合物，它含有兩個羧羥基，取0.2625 g該有機物恰好能跟25.00 mL 0.100 mol·L^-1 NaOH溶液完全中和，由此可以計算得知該化合物的相對分子質量是__________________，并可推導它的分子式應為____________________。

Answer 1

（1）C₂H₂O₂  （2）18   （3）210  （C₂O）₃（H₂O）₅

解析：燃燒時消耗的氧氣和生成的二氧化碳的體積比是1∶2。符合這個條件的有機物分子式就是（CO）_n(H₂O)_m（n和m均為正整數）該通式實際可分為兩部分即（CO）_n和（H₂O）_m，（H₂O）_m→mH₂O過程中不消耗氧氣，而（CO）_n→nCO₂的過程中消耗氧氣的物質的量恰好是生成二氧化碳的一半。可見消耗的氧氣和生成的二氧化碳的體積比為1∶2是由于（CO）_n→nCO₂造成的。要求消耗氧氣量和生成的二氧化碳的物質的量之比為3∶4。即演繹推理：

4CO_x+3O₂4CO₂，根據氧原子守恒得x=（即C₂O形式）。

所以該有機物通式為（C₂O）_n（H₂O）_m(n和m均為正整數)。

（1）中相對分子質量最小的有機物分子式為C₂H₂O₂（n=1，m=1）。

（2）中題目指定碳原子個數相同，即n不變，Δm≥1(m均為正整數)，所以a-b必定是18的倍數。

（3）中由于題設化合物有2個羧羥基，因此它的摩爾質量是：

討論n=2時，（C₂O）₂相對分子質量是80，從210減去80余130，不是18的整數倍，n=3時，m=5，分子式應為（C₂O）₃（H₂O）₅。