Question

（14分）（Ⅰ）蘋果酸常用于汽水、糖果的添加劑;                    

（1）寫出蘋果酸中官能團的名稱___________________

（2）寫出蘋果酸分別與下列物質反應的化學方程式

① Na                             ② Na₂CO₃                    

（3）寫出其一分子內酯化成四元環酯的結構簡式：                           。

（Ⅱ）CO，CH₄均為常見的可燃氣體。

（1）等體積的CO，CH₄在相同的條件下分別完全燃燒，轉移的電子數之比為      。

（2）120℃，101kPa下，a mL由CO，CH₄組成的混合氣體在b mL氧氣中完全燃燒后，恢復至原來的溫度與壓強。

①若混合氣體與氧氣恰好完全反應，產生b mLCO₂，則混合氣體中CH₄的體積分數為_______。

②若燃燒后氣體體積縮小了a/4 mL，則a與b關系的數學表達式為___________。

 

Answer 1

【答案】

（Ⅰ）（1）羥基     羧基    

（2）①2HOOC—CH—CH₂COOH＋6Na2NaOOC―CH―CH₂COONa＋3H₂↑

 

②HOOC—CH—CH₂COOH＋Na₂CO₃NaOOC―CH―CH₂COONa＋H₂O＋CO₂↑

 

(3)

（Ⅱ）（1）1:4 (3分)       （2）① 0.33（3分）     ②b≥5/4a(2分)

【解析】Ⅰ。（1）根據蘋果酸的結構簡式可知，含有的官能團是羥基和羧基。

（2）含有1個羥基和2個羧基，可生成1.5mol氫氣和1molCO₂氣體。

（3）一分子內酯化成四元環酯，說明是羥基和羧基形成的，結構簡式為

Ⅱ.（1）CO和_CH4中碳原子的化合價分別為＋2價和－4價，氧化產物都是CO₂，所以轉移電子的物質的量之比是2︰8＝1︰4.

（2）根據碳原子守恒可知a＝b。設混合氣體中CH₄的體積分數為x，則根據燃燒的方程式可知

2CO   ＋  O₂   =   2CO₂、     CH₄    ＋   2O₂  =  CO₂    ＋   2H₂O

b－bx   (b－bx)/2                bx        2bx

所以(b－bx)/2＋2bx＝b，解得x＝1/3。

（3）設原混合氣體中CO和甲烷體積分別是x和y，則

2CO   ＋  O₂   =   2CO₂、   △V     

x       x/2        x      x/2         

CH₄    ＋   2O₂  =  CO₂    ＋   2H₂O  △V

y          2y       y         2y     0

所以有x＋y＝a，x/2=a/4，且x/2＋2y≤b

解得x＝a/2，y＝a/2。

因此b≥5/4a