Question

（14分）只含碳、氢、氧的有机物，为便于研究其燃烧时，生成物与所需氧气的量的关系，可用通式(C_xH_y)_m(H₂O)_n或(C_xO_y)_m(H₂O)_n表示它们。(m、n、x、y 均为正整数)
例如：CH₃OH、C₂H₅OH、C₃H₇OH等物质可用通式(CH₂)_m(H₂O)_n表示，其m分别为1，2，
3，n均为1。它们燃烧时所需的氧气和生成的二氧化碳的体积比均为3∶2。
（1）现有一类只含C、H、O的有机物。它们燃烧时所需消耗的氧气和生成的二氧化碳的体积比为5∶4(相同状况)，按照上述要求，该类化合物的通式可表示为                  
（2）写出这类化合物分子量最小的物质的结构简式                       。
（3）写出这类化合物中生成CO₂与H₂O的物质的量之比为1∶1，且能发生水解反应的物质的分子式                 ，该物质能发生水解的同分异构体有      种。
（4）若某一类有机物可用通式(C_xO_y)m(H₂O)n表示，则在相同的条件下，该类化合物完全燃烧时消耗的氧气体积为V₁和生成的CO₂体积为V₂，则V₁、V₂必须满足的条件是
                                           。
（5）现有一种有机物，它完全燃烧时，消耗氧气与生成CO₂的体积比为3∶4，它具有两个羧基，其余的碳原子与相同的原子或原子团结合，取0.2625g该化合物恰好能与2500ml
0.10 00mol·L^－1的NaOH完全中和，由此可知该化合物的分子式应是              
结构简式为                                              。

Answer 1

(1)(CH)m(H₂O)n；(2)CH₃CHO；(3)C₄H₈O₂，4；
(4)v₁∶v₂   (2x－y)∶2x；(5)C₆H₁₀O₈，HOOC—(CHOH)₄—COOH

对(C_xH_y)_m(H₂O)_n通式，物质完全燃烧时耗氧量与生成CO₂的体积比为3∶2因此，对于（1）和（2）应该用(C_xH_y)_m(H2O)_n求解。
（1）      由通式(C_xH_y)_m(H₂O)_n，
可得（x+y/4）∶x=5∶4，
解之，x∶y=1∶1。故答案为(CH)_m(H₂O)_n；
（2）要使相对分子质量最小，则m=n=1，得CH₃O，根据价键规律知，该式子不可能是分子式，只能是最简式。现令m=2、n=1尝试，得C₂H₄O₂，即CH₃CHO；
（3）对(CH)_m(H₂O)_n通式，物质完全燃烧生成CO₂和H₂O的物质的量为1∶1求出m=2n，若n=1，所得物质为CH₃CHO，此物不能水解，所以令n="2" ，则有m=4，此时分子式为C₄H₈O₂，写出所有结构式，能发生水解的同分异构体有4种；
（4）V₁∶V₂=（x-y/2）∶x=（2x-y）∶2 x
（5）由通式(C_xH_y)_m(H₂O)_n燃烧得V₁:V₂=（2x-y）∶2 x=3:4得出x=2y，即为 (C₂O)_a(H2O)_b
又因为它有两个羧基且取0.2625g该化合物恰好能与2500ml 0.10 00mol·L^－1的NaOH完全中和，得该有机物相对分子质量M=0.2625/(0.025*0.1/2)=210，可得40a+18b=210，令a=2，3，4，5带入式子，求得a=3，b=5；所以分子式为C₆H₁₀O₈。题目所给条件说明该有机物没有支链，所以结构简式为HOOC—(CHOH)₄—COOH