Question

7．某液態(tài)有機(jī)物X，其相對分子質(zhì)量小于120，11.8g該有機(jī)物在20L氧氣中完全燃燒后的產(chǎn)物只有二氧化碳和水，燃燒后氣體通過濃硫酸，測得氣體體積為17.76L，再通過堿石灰后，體積又減小11.2L（氣體體積均折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況），在濃硫酸作用下，1mol有機(jī)物X失去1mol水生成有機(jī)物Y，Y為環(huán)狀結(jié)構(gòu)且無支鏈．
（1）求X的相對分子質(zhì)量；
（2）寫出X的結(jié)構(gòu)簡式；
（3）寫出Y的結(jié)構(gòu)簡式．

Answer 1

分析 （1）通過堿石灰減小的11.2L氣體為CO₂，n（CO₂）=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，有機(jī)物X燃燒后剩余氧氣的體積為：V（O₂）=17.76 L-11.2 L=6.56 L，11.8g該有機(jī)物完全燃燒消耗氧氣的物質(zhì)的量為：$\frac{20L-6.56L}{22.4L/mol}$=0.6mol，
11.8g有機(jī)物燃燒產(chǎn)生了0.5 mol CO₂，該有機(jī)物中含有0.5molC元素，0.5molC完全燃燒消耗0.5molO₂，剩余的0.1molO₂被0.4molH元素消耗，該有機(jī)物可暫寫為C_0.5H_0.4（H₂O）_x，18g/mol×x mol=11.8g-12g/mol×0.5mol-1g/mol×0.4mol，據(jù)此計算出x，然后結(jié)合相對分子質(zhì)量小于120確定其分子式；
（2）在濃硫酸作用下，1mol有機(jī)物X失去1mol水生成有機(jī)物Y，Y為環(huán)狀結(jié)構(gòu)且無支鏈，該反應(yīng)為酯化反應(yīng)，說明X分子中含有羧基和羥基，且無支鏈，據(jù)此確定X的結(jié)構(gòu)簡式；
（3）結(jié)合酯化反應(yīng)原理及X的結(jié)構(gòu)簡式確定Y的結(jié)構(gòu)簡式．

解答 解：（1）通過堿石灰后氣體體積減小的11.2L為CO₂，n（CO₂）=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，有機(jī)物X燃燒后剩余氧氣的體積為：V（O₂）=17.76 L-11.2 L=6.56 L，消耗氧氣的物質(zhì)的量為：$\frac{20L-6.56L}{22.4L/mol}$=0.6mol，
11.8g有機(jī)物燃燒產(chǎn)生了0.5 mol CO₂，該有機(jī)物中含有0.5molC元素，0.5molC完全燃燒消耗0.5molO₂，剩余的0.1molO₂被0.4molH元素消耗，該有機(jī)物可暫寫為C_0.5H_0.4（H₂O）_x，18g/mol×x mol=11.8g-12g/mol×0.5mol-1g/mol×0.4mol，解得：x=0.3mol，
該有機(jī)物可以表示為：C_0.5H_0.4（H₂O）_0.3．整理該分子式可得：C₅H₁₀O₃，其相對分子質(zhì)量為118＜120，符合題意，
答：X的相對分子質(zhì)量為118；
（2）在濃硫酸作用下，1mol有機(jī)物X失去1mol水生成有機(jī)物Y，Y為環(huán)狀結(jié)構(gòu)且無支鏈，說明該有機(jī)物在濃硫酸作用下脫水形成環(huán)狀物內(nèi)酯，應(yīng)既有羧基，又有羥基，其結(jié)構(gòu)簡式為：HOCH₂CH₂CH₂CH₂COOH，
答：該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為HOCH₂CH₂CH₂CH₂COOH；
（3）在濃硫酸作用下，1mol有機(jī)物HOCH₂CH₂CH₂CH₂COOH失去1mol水生成有機(jī)物Y，Y的結(jié)構(gòu)簡式為：，
答：Y的結(jié)構(gòu)簡式為．

點評 本題考查有機(jī)物分子式、結(jié)構(gòu)簡式的確定，題目難度中等，正確確定X的分子式為解答關(guān)鍵，注意掌握常見有機(jī)物組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計算能力．