Question

取3.320 g只含羧基、不含其他官能團的固態芳香羧酸置于4.00 L氧氣中，經電火花引燃，羧酸完全燃燒，反應后氣體體積增加0.224 L，將氣體通過足量的Na₂O₂后，體積減少1.792 L(所有體積均在標準狀況下測定)。請回答：

(1)3.320 g該羧酸中C原子的物質的量為___________；

(2)列式計算3.320 g該羧酸中H、O原子的物質的量；

(3)該羧酸的實驗式為___________；

(4)寫出符合以上條件的相對分子質量最小的芳香族羧酸的可能的結構簡式。

Answer 1

解析：(1)反應后的氣體為CO₂和O₂的混合氣體，通過Na₂O₂氣體體積減少1.792 L，由2Na₂O₂+2CO₂2Na₂CO₃+O₂有：

n(CO₂)==0.160 mol。

(2)依燃燒通式

C_xH_yO_z+()O₂xCO₂+H₂O

可得3.320 g該羧酸中

n(C)=n(CO₂)=0.160 mol，

而n(O)-n(H)==0.010 mol，

且0.160 mol×12 g/mol+n(H)×1 g/mol+n(O)×16 g/mol=3.320 g。

解得n(H)=0.120 mol，n(O)=0.080 mol。

(3)n(C)∶n(H)∶n(O)=0.160 mol∶0.120 mol∶0.080 mol=4∶3∶2。

則該羧酸的實驗式為C₄H₃O₂。

(4)相對分子質量最小的芳香羧酸，至少應含有一個苯環，從而可確定該羧酸的分子式為C₈H₆O₄。因該羧酸中只含羧基，不含其他官能團，則應含2個—COOH，有鄰、間、對三種同分異構體。

答案：(1)0.160 mol  (2)H：0.120 mol  O：0.080 mol  (3)C₄H₃O₂