Question

（14分）只含碳、氫、氧的有機物，為便于研究其燃燒時，生成物與所需氧氣的量的關系，可用通式(C_xH_y)_m(H₂O)_n或(C_xO_y)_m(H₂O)_n表示它們。(m、n、x、y 均為正整數)
例如：CH₃OH、C₂H₅OH、C₃H₇OH等物質可用通式(CH₂)_m(H₂O)_n表示，其m分別為1，2，
3，n均為1。它們燃燒時所需的氧氣和生成的二氧化碳的體積比均為3∶2。
（1）現有一類只含C、H、O的有機物。它們燃燒時所需消耗的氧氣和生成的二氧化碳的體積比為5∶4(相同狀況)，按照上述要求，該類化合物的通式可表示為                  
（2）寫出這類化合物分子量最小的物質的結構簡式                       。
（3）寫出這類化合物中生成CO₂與H₂O的物質的量之比為1∶1，且能發生水解反應的物質的分子式                 ，該物質能發生水解的同分異構體有      種。
（4）若某一類有機物可用通式(C_xO_y)m(H₂O)n表示，則在相同的條件下，該類化合物完全燃燒時消耗的氧氣體積為V₁和生成的CO₂體積為V₂，則V₁、V₂必須滿足的條件是
                                           。
（5）現有一種有機物，它完全燃燒時，消耗氧氣與生成CO₂的體積比為3∶4，它具有兩個羧基，其余的碳原子與相同的原子或原子團結合，取0.2625g該化合物恰好能與2500ml
0.10 00mol·L^－1的NaOH完全中和，由此可知該化合物的分子式應是              
結構簡式為                                              。

Answer 1

(1)(CH)m(H₂O)n；(2)CH₃CHO；(3)C₄H₈O₂，4；
(4)v₁∶v₂   (2x－y)∶2x；(5)C₆H₁₀O₈，HOOC—(CHOH)₄—COOH

對(C_xH_y)_m(H₂O)_n通式，物質完全燃燒時耗氧量與生成CO₂的體積比為3∶2因此，對于（1）和（2）應該用(C_xH_y)_m(H2O)_n求解。
（1）      由通式(C_xH_y)_m(H₂O)_n，
可得（x+y/4）∶x=5∶4，
解之，x∶y=1∶1。故答案為(CH)_m(H₂O)_n；
（2）要使相對分子質量最小，則m=n=1，得CH₃O，根據價鍵規律知，該式子不可能是分子式，只能是最簡式。現令m=2、n=1嘗試，得C₂H₄O₂，即CH₃CHO；
（3）對(CH)_m(H₂O)_n通式，物質完全燃燒生成CO₂和H₂O的物質的量為1∶1求出m=2n，若n=1，所得物質為CH₃CHO，此物不能水解，所以令n="2" ，則有m=4，此時分子式為C₄H₈O₂，寫出所有結構式，能發生水解的同分異構體有4種；
（4）V₁∶V₂=（x-y/2）∶x=（2x-y）∶2 x
（5）由通式(C_xH_y)_m(H₂O)_n燃燒得V₁:V₂=（2x-y）∶2 x=3:4得出x=2y，即為 (C₂O)_a(H2O)_b
又因為它有兩個羧基且取0.2625g該化合物恰好能與2500ml 0.10 00mol·L^－1的NaOH完全中和，得該有機物相對分子質量M=0.2625/(0.025*0.1/2)=210，可得40a+18b=210，令a=2，3，4，5帶入式子，求得a=3，b=5；所以分子式為C₆H₁₀O₈。題目所給條件說明該有機物沒有支鏈，所以結構簡式為HOOC—(CHOH)₄—COOH