Question

取3.320 g只含羧基、不含其他官能團(tuán)的固態(tài)芳香羧酸置于4.00 L氧氣中，經(jīng)電火花引燃，羧酸完全燃燒，反應(yīng)后氣體體積增加0.224 L，將氣體通過足量的Na₂O₂后，體積減少1.792 L(所有體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)。請回答：

(1)3.320 g該羧酸中C原子的物質(zhì)的量為___________；

(2)列式計算3.320 g該羧酸中H、O原子的物質(zhì)的量；

(3)該羧酸的實驗式為___________；

(4)寫出符合以上條件的相對分子質(zhì)量最小的芳香族羧酸的可能的結(jié)構(gòu)簡式。

Answer 1

解析：(1)反應(yīng)后的氣體為CO₂和O₂的混合氣體，通過Na₂O₂氣體體積減少1.792 L，由2Na₂O₂+2CO₂2Na₂CO₃+O₂有：

n(CO₂)==0.160 mol。

(2)依燃燒通式

C_xH_yO_z+()O₂xCO₂+H₂O

可得3.320 g該羧酸中

n(C)=n(CO₂)=0.160 mol，

而n(O)-n(H)==0.010 mol，

且0.160 mol×12 g/mol+n(H)×1 g/mol+n(O)×16 g/mol=3.320 g。

解得n(H)=0.120 mol，n(O)=0.080 mol。

(3)n(C)∶n(H)∶n(O)=0.160 mol∶0.120 mol∶0.080 mol=4∶3∶2。

則該羧酸的實驗式為C₄H₃O₂。

(4)相對分子質(zhì)量最小的芳香羧酸，至少應(yīng)含有一個苯環(huán)，從而可確定該羧酸的分子式為C₈H₆O₄。因該羧酸中只含羧基，不含其他官能團(tuán)，則應(yīng)含2個—COOH，有鄰、間、對三種同分異構(gòu)體。

答案：(1)0.160 mol  (2)H：0.120 mol  O：0.080 mol  (3)C₄H₃O₂