Question

【題目】A是一種含碳、氫、氧三種元素的有機化合物。已知：A中碳的質量分數為44.1%，氫的質量分數為8.82%；A只含一種官能團，且每個碳原子上最多只連一個官能團；A能與乙酸發生酯化反應，但不能在兩個相鄰碳原子上發生消去反應。通過計算求：

（1）A的分子式是_____________（寫出計算過程），其結構簡式是____________________。

（2）寫出A與乙酸反應的化學方程式：________________________________________。

（3）27.2gA在空氣中充分燃燒時至少需要空氣（標況下）多少L；生成的CO2用170ml 10mol/L的NaOH溶液吸收，反應后溶液中溶質的成分是____，其物質的量各是______；

（4）寫出所有滿足下列3個條件的A的同分異構體的結構簡式。①屬直鏈化合物；②與A具有相同的官能團；③每個碳原子上最多只連一個官能團。寫出這些同分異構體的結構簡式_______________________

Answer 1

【答案】C5H12O4 C(CH2OH)4 C(CH2OH)4+4CH3COOH → C(CH2OOCCH3)4+4H2O 134.4L Na2CO3 0.7mol NaHCO3 0.3mol CH2OH(CHOH)3CH3 CH2OH(CHOH)2CH2CH2OH CH2OHCHOHCH2CHOHCH2OH

【解析】

（1）A中碳的質量分數為44.12%，氫的質量分數為8.82%，則A中氧的質量分數為：1-44.12%-8.82%=47.06%；n(C): n(H): n(O)= ：：=5：12：4；分子式為C5H12O4，A只含有一種官能團，又能與乙酸發生酯化反應，該官能團必為羥基，但該羥基不能在兩個相鄰碳原子上發生消去反應，故鄰位碳原子上應無氫原子，該分子中各原子已達到飽和，4個氧必為4個羥基，綜上所述其結構為C（CH2OH）4；

（2）A中含有4個羥基，能夠與乙發生酯化反應，根據酯化反應原理寫出A和B反應的化學方程式；

（3）根據有機物A的燃燒通式計算出消耗氧氣的物質的量，再根據空氣中氧氣的含量計算出需要空氣的體積；根據A的物質的量計算出生成二氧化碳的物質的量，根據n=cV計算出氫氧化鈉的物質的量，根據二氧化碳與氫氧化鈉的物質的量之比判斷反應后溶質的組成，再根據碳原子、鈉原子守恒計算出各溶質的物質的量；

（4）根據同分異構體的書寫方法、有機物A的分子式及題干條件寫出出滿足條件的有機物的結構簡式。

（1）結合以上分析可知，A的分子式為C5H12O4。A只含有一種官能團，又能與乙酸發生酯化反應，該官能團必為羥基，但該羥基不能在兩個相鄰碳原子上發生消去反應，故鄰位碳原子上應無氫原子，又該分子中各原子已達到飽和，4個氧必為4個羥基，則該有機物的結構簡式為：C(CH2OH)4；

（2）結合以上分析可知，A的結構簡式為C(CH2OH)4，A中含有4個-OH，1molA可與4mol乙酸完全發生酯化反應，方程式為C(CH2OH)4+4CH3COOH →C(CH2OOCCH3)4+4H2O；

（3）A的燃燒方程式為：C5H12O4+6O2→5CO2+6H20，27.2gA（即0.2mol）在空氣中充分燃燒時消耗氧氣1.2mol，至少需要空氣（標況下）是6mol×22.4L/mol=134.4L；0.2molA完全燃燒生成二氧化碳的物質的量為：0.2mol×5=1mol，170mL10mol/L的NaOH溶液中含有氫氧化鈉的物質的量為1.7mol，二氧化碳與氫氧化鈉的物質的量為1：1.7，則生成產物為Na2CO3、NaHCO3的混合物，設Na2CO3、NaHCO3的物質的量分別為x、y，根據碳原子、鈉原子守恒可得：2x+y=1.7mol、x+y=1mol，解得：x=0.7mol、y=0.3mol，即混合物中含有0.7mol碳酸鈉、0.3mol碳酸氫鈉；

（4）A的分子式為C5H12O4，①屬直鏈化合物，有機物分子中不含支鏈；②與A具有相同的官能團，分子中只含有羥基；③每個碳原子上最多只連一個官能團，同一個C原子上不會含有2個羥基，則滿足以上條件的有機物的結構簡式為： CH2OH(CHOH)3CH3、CH2OH(CHOH)2CH2CH2OH、CH2OHCHOHCH2CHOHCH2OH。