Question

化合物CO、HCOOH和HOOC—CHO（乙醛酸）分别燃烧时，消耗的氧气和生成的二氧化碳的体积比都是1∶2，后两者的分子式可以分别看成是（CO）（H₂O）和（CO）₂（H₂O）。也就是说：只要分子式符合（CO）_n(H₂O)_m（ n和m均为正整数）的各种有机物，它们燃烧时消耗的氧气和生成的二氧化碳的体积比总是1∶2。

现有一些只含C、H、O三种元素的有机物，它们燃烧时消耗的氧气和生成的二氧化碳的体积比是3∶4。

（1）这些有机物中，相对分子质量最小的化合物是________。

（2）某两种碳原子数相同的上述有机物，若它们的相对分子质量分别为a和b（a＞b）。则a-b必定是________（填入一个数字）的整数倍。

（3）在这些有机物中有一种化合物，它含有两个羧羟基，取0.2625 g该有机物恰好能跟25.00 mL 0.100 mol·L^-1 NaOH溶液完全中和，由此可以计算得知该化合物的相对分子质量是__________________，并可推导它的分子式应为____________________。

Answer 1

（1）C₂H₂O₂  （2）18   （3）210  （C₂O）₃（H₂O）₅

解析:

燃烧时消耗的氧气和生成的二氧化碳的体积比是1∶2。符合这个条件的有机物分子式就是（CO）_n(H₂O)_m（n和m均为正整数）该通式实际可分为两部分即（CO）_n和（H₂O）_m，（H₂O）_m→mH₂O过程中不消耗氧气，而（CO）_n→nCO₂的过程中消耗氧气的物质的量恰好是生成二氧化碳的一半。可见消耗的氧气和生成的二氧化碳的体积比为1∶2是由于（CO）_n→nCO₂造成的。要求消耗氧气量和生成的二氧化碳的物质的量之比为3∶4。即演绎推理：

4CO_x+3O₂4CO₂，根据氧原子守恒得x=（即C₂O形式）。

所以该有机物通式为（C₂O）_n（H₂O）_m(n和m均为正整数)。

（1）中相对分子质量最小的有机物分子式为C₂H₂O₂（n=1，m=1）。

（2）中题目指定碳原子个数相同，即n不变，Δm≥1(m均为正整数)，所以a-b必定是18的倍数。

（3）中由于题设化合物有2个羧羟基，因此它的摩尔质量是：

×2=210 g·mol^-1

讨论n=2时，（C₂O）₂相对分子质量是80，从210减去80余130，不是18的整数倍，n=3时，m=5，分子式应为（C₂O）₃（H₂O）₅。