Question

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，分子量最小，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26.25g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

考點：有關有機物分子式確定的計算

專題：計算題

分析：（1）若有機物表示為C_m（H₂O）_n，則消耗的氧氣和生成的二氧化碳的體積比為1：1，實際為5：4，大于1：1，故有機物組成可表示為（C_xH_y）_m（H₂O）_n，則（x+

y

4

）：x=5：4，整理得x=y，故該類化合物可以表示為（CH）_m（H₂O）_n，
（2）由于H原子為偶數，故當m=2、n=1時，這類化合物分子量最小；
（3）生成CO₂與H₂O的物質的量之比為1：1，則m+2n=2m，故m=2n，且能發生水解反應，應屬于酯類，相等分子質量最小，故n=2，m=4，該化合物為C₄H₈O₂，根據形成酯的酸與醇確定酯可能的結構；
（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V₂，1mol耗氧量為（x-

y

2

）mol，生成CO₂ 為xmol，體積之比等于物質的量之比；
（5）有機物，它完全燃燒時，消耗氧氣與生成CO₂的體積比為3：4，小于1：1，可以表示為（C_xO_y）_m（H₂O）_n，故（x-

y

2

）mol：xmol=3：4，則x=2y，則有機物可以表示為（C₂O）_m（H₂O）_n，根據氫氧化鈉的物質的量計算有機物的物質的量，進而計算有機物的相對分子質量，結合相對分子質量討論m、n的值，確定有機物分子式，再根據有機物具有兩個羧基，其余的碳原子與相同的原子或原子團結合，確定有機物結構簡式．

解答： 解：（1）若有機物表示為C_m（H₂O）_n，則消耗的氧氣和生成的二氧化碳的體積比為1：1，實際為5：4，大于1：1，故有機物組成可表示為（C_xH_y）_m（H₂O）_n，則（x+

y

4

）：x=5：4，整理得x=y，故該類化合物可以表示為（CH）_m（H₂O）_n，故答案為：（CH）_m（H₂O）_n；
（2）由于H原子為偶數，當m=2、n=1時，這類化合物分子量最小，分子式為C₂H₄O，結構簡式為CH₃CHO，故答案為：CH₃CHO；
（3）生成CO₂與H₂O的物質的量之比為1：1，則m+2n=2m，故m=2n，且能發生水解反應，應屬于酯類，相等分子質量最小，故n=2，m=4，該化合物為C₄H₈O₂，若為甲酸與丙醇形成的酯，丙醇有2種，故有2種酯，可以為乙酸乙酯，也可以為丙酸甲酯，故共有4種結構，故答案為：C₄H₈O₂；4；
（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V₂，1mol耗氧量為（x-

y

2

）mol，生成CO₂ 為xmol，體積之比等于物質的量之比，故V₁：V₂=（x-

y

2

）mol：xmol=（2x-y）：2x，故答案為：V₁：V₂=（2x-y）：2x；
（5）有機物，它完全燃燒時，消耗氧氣與生成CO₂的體積比為3：4，小于1：1，可以表示為（C_xO_y）_m（H₂O）_n，故（x-

y

2

）mol：xmol=3：4，則x=2y，則有機物可以表示為（C₂O）_m（H₂O）_n，
有機物具有兩個羧基，取26.25g該化合物恰好能與2500ml 0.10 00mol?L^-1的NaOH完全中和，則有機物的物質的量=

1

2

×2.5L×0.1mol/L=0.125mol，故有機物的相對分子質量=

26.25

0.125

=210，
故18n+40m=210，且m+n≥4，討論可知m=3、n=5，故有機物分子為C₆H₁₀O₈，分子中除兩個羧基，其余的碳原子與相同的原子或原子團結合，故有機物的結構簡式為：HOOC-（CHOH）₄-COOH，
故答案為：C₆H₁₀O₈；HOOC-（CHOH）₄-COOH．

點評：本題考查有機物分子式確定、有機物燃燒的有關計算，關鍵是對通式的理解，側重考查學生分析解決問題的能力，難度較大．