Question

取3.320g只含羧基，不含其它官能團(tuán)的固態(tài)芳香族羧酸置于4L氧氣中，經(jīng)點燃，羧酸完全燃燒，反應(yīng)后氣體體積增加了0.224L，將氣體通過足量的固體Na₂O₂后，體積減少1.792L（所有體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定）．請回答：
（1）3.320g該羧酸中碳元素的物質(zhì)的量．
（2）該羧酸中C、H、O的原子個數(shù)比為？
（3）寫出符合以上各條件的相對分子質(zhì)量最小的芳香族羧酸的結(jié)構(gòu)簡式．

Answer 1

考點：有關(guān)有機(jī)物分子式確定的計算

專題：

分析：（1）利用差量法計算出該有機(jī)物燃燒生成二氧化碳的體積，然后計算出二氧化碳的物質(zhì)的量，根據(jù)碳原子守恒可知3.320g該羧酸中碳元素的物質(zhì)的量；
（2）根據(jù)耗氧量、生成二氧化碳的量列式整理出用z表示的x、y，然后計算出C、H、O的原子個數(shù)比；
（3）該固態(tài)芳香族羧酸中含苯環(huán)、羧基，至少應(yīng)該含有8個C，結(jié)合（2）的計算確定其分子式，然后寫出可能的結(jié)構(gòu)簡式．

解答： 解：（1）有關(guān)反應(yīng)方程式為：C_xH_yO_z+（x+

y

4

-

z

2

）O₂→xCO₂+

z

2

H₂O，
2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂ △V
       2              1
       a             1.792L
則：a=1.792L×2=3.584L，標(biāo)況下3.584L二氧化碳的物質(zhì)的量為：

3.584L

22.4L/mol

=0.16mol，
答：3.320g該羧酸中碳元素的物質(zhì)的量為0.16mol；
（2）根據(jù)（1）可知，該有機(jī)物燃燒生成二氧化碳的體積為3.584L，
該物質(zhì)燃燒后剩余氧氣的體積為：V=4.224L-3.584L=0.64L，
該物質(zhì)燃燒耗氧氣體積為：V=4L-0.64L=3.36L、n（耗氧）=

3.36L

22.4L/mol

=0.15mol，
則：

x+ y 4 - z 2

x

=

0.15mol

0.16mol

、

3.32g

(12x+y+16z)g/mol

×x=0.16mol，
整理可得：x=2z、y=

3

2

z，
所以：x：y：z=4：3：2，
答：該羧酸中C、H、O的原子個數(shù)比為4：3：2；
（3）該固態(tài)芳香族羧酸中含苯環(huán)、羧基，因此相對分子質(zhì)量最小的芳香族羧酸分子式為：C₈H₆O₄，其可能的結(jié)構(gòu)簡式為：、、，
答：符合以上各條件的相對分子質(zhì)量最小的芳香族羧酸的結(jié)構(gòu)簡式為（或、）．

點評：本題考查了有機(jī)物分子式、結(jié)構(gòu)簡式的確定，題目難度中等，注意掌握常見有機(jī)物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，明確質(zhì)量守恒定律在化學(xué)計算中的應(yīng)用，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計算能力．