Question

12．A是一種含碳、氫、氧三種元素的有機化合物．已知：A中碳的質量分數(shù)為44.1%，氫的質量分數(shù)為8.82%；A只含一種官能團，且每個碳原子上最多只連一個官能團；A能與乙酸發(fā)生酯化反應，但不能在兩個相鄰碳原子上發(fā)生消去反應．通過計算求：
（1）A的分子式是C₅H₁₂O₄，其結構簡式是C（CH₂OH）₄．
（2）27.2gA在空氣中充分燃燒時生成的CO₂用170ml 10mol/L的NaOH溶液吸收，反應后溶液中溶質的成分是Na₂CO₃和NaHCO₃，其物質的量是0.7mol碳酸鈉、0.3mol碳酸氫鈉．

Answer 1

分析 （1）A中碳的質量分數(shù)為44.1%，氫的質量分數(shù)為8.82%，則A中氧的質量分數(shù)為：1-44.12%-8.82%=47.06%．由此可算出C：H：O≈5：12：4，分子式為C₅H₁₂O₄，A只含有一種官能團，又能與乙酸發(fā)生酯化反應，該官能團必為羥基．但該羥基不能在兩個相鄰碳原子上發(fā)生消去反應，故鄰位碳原子上應無氫原子，該分子中各原子已達到飽和，4個氧必為4個羥基，綜上所述其結構為C（CH₂OH）₄；
（2）根據(jù)有機物A的燃燒通式計算出消耗氧氣的物質的量，再根據(jù)A的物質的量計算出生成二氧化碳的物質的量，根據(jù)n=cV計算出氫氧化鈉的物質的量，根據(jù)二氧化碳與氫氧化鈉的物質的量之比判斷反應后溶質的組成，再根據(jù)碳原子、鈉原子守恒計算出各溶質的物質的量．

解答 解：（1）由于A中碳的質量分數(shù)為44.12%，氫的質量分數(shù)為8.82%，故A中氧的質量分數(shù)為1-44.12%-8.82%=47.06%，
則C：H：O=$\frac{44.1%}{12}$：$\frac{8.82%}{1}$：$\frac{47.06}{16}$≈5：12：4，則分子式為C₅H₁₂O₄；
A只含有一種官能團，又能與乙酸發(fā)生酯化反應，該官能團必為羥基，但該羥基不能在兩個相鄰碳原子上發(fā)生消去反應，故鄰位碳原子上應無氫原子，又該分子中各原子已達到飽和，4個氧必為4個羥基，則該有機物的結構簡式為：C（CH₂OH）₄，
故答案為：C₅H₁₂O₄；C（CH₂OH）₄；
（2）27.2gA的物質的量為：$\frac{27.2g}{136g/mol}$=0.2mol，0.2molA完全燃燒生成二氧化碳的物質的量為：0.2mol×5=1mol，
170ml 10mol/L的NaOH溶液中含有氫氧化鈉的物質的量為：10mol/L×0.17L=1.7mol，
二氧化碳與氫氧化鈉的物質的量為1：1.7，則生成產(chǎn)物為Na₂CO₃、NaHCO₃的混合物，
設Na₂CO₃、NaHCO₃的物質的量分別為x、y，根據(jù)碳原子、鈉原子守恒可得：2x+y=1.7mol、x+y=1mol，
解得：x=0.7mol、y=0.3mol，
即混合物中含有0.7mol碳酸鈉、0.3mol碳酸氫鈉，
故答案為：Na₂CO₃和NaHCO₃；0.7mol碳酸鈉、0.3mol碳酸氫鈉．

點評 本題考查了有機物分子式、結構簡式的確定以及有機物官能團的結構與性質，題目難度中等，注意掌握確定有機物分子式的常用方法，（1）為易錯點，注意結構簡式的推斷．