Question

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，分子量最小，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26.25g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

考点：有关有机物分子式确定的计算

专题：计算题

分析：（1）若有机物表示为C_m（H₂O）_n，则消耗的氧气和生成的二氧化碳的体积比为1：1，实际为5：4，大于1：1，故有机物组成可表示为（C_xH_y）_m（H₂O）_n，则（x+

y

4

）：x=5：4，整理得x=y，故该类化合物可以表示为（CH）_m（H₂O）_n，
（2）由于H原子为偶数，故当m=2、n=1时，这类化合物分子量最小；
（3）生成CO₂与H₂O的物质的量之比为1：1，则m+2n=2m，故m=2n，且能发生水解反应，应属于酯类，相等分子质量最小，故n=2，m=4，该化合物为C₄H₈O₂，根据形成酯的酸与醇确定酯可能的结构；
（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V₂，1mol耗氧量为（x-

y

2

）mol，生成CO₂ 为xmol，体积之比等于物质的量之比；
（5）有机物，它完全燃烧时，消耗氧气与生成CO₂的体积比为3：4，小于1：1，可以表示为（C_xO_y）_m（H₂O）_n，故（x-

y

2

）mol：xmol=3：4，则x=2y，则有机物可以表示为（C₂O）_m（H₂O）_n，根据氢氧化钠的物质的量计算有机物的物质的量，进而计算有机物的相对分子质量，结合相对分子质量讨论m、n的值，确定有机物分子式，再根据有机物具有两个羧基，其余的碳原子与相同的原子或原子团结合，确定有机物结构简式．

解答： 解：（1）若有机物表示为C_m（H₂O）_n，则消耗的氧气和生成的二氧化碳的体积比为1：1，实际为5：4，大于1：1，故有机物组成可表示为（C_xH_y）_m（H₂O）_n，则（x+

y

4

）：x=5：4，整理得x=y，故该类化合物可以表示为（CH）_m（H₂O）_n，故答案为：（CH）_m（H₂O）_n；
（2）由于H原子为偶数，当m=2、n=1时，这类化合物分子量最小，分子式为C₂H₄O，结构简式为CH₃CHO，故答案为：CH₃CHO；
（3）生成CO₂与H₂O的物质的量之比为1：1，则m+2n=2m，故m=2n，且能发生水解反应，应属于酯类，相等分子质量最小，故n=2，m=4，该化合物为C₄H₈O₂，若为甲酸与丙醇形成的酯，丙醇有2种，故有2种酯，可以为乙酸乙酯，也可以为丙酸甲酯，故共有4种结构，故答案为：C₄H₈O₂；4；
（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V₂，1mol耗氧量为（x-

y

2

）mol，生成CO₂ 为xmol，体积之比等于物质的量之比，故V₁：V₂=（x-

y

2

）mol：xmol=（2x-y）：2x，故答案为：V₁：V₂=（2x-y）：2x；
（5）有机物，它完全燃烧时，消耗氧气与生成CO₂的体积比为3：4，小于1：1，可以表示为（C_xO_y）_m（H₂O）_n，故（x-

y

2

）mol：xmol=3：4，则x=2y，则有机物可以表示为（C₂O）_m（H₂O）_n，
有机物具有两个羧基，取26.25g该化合物恰好能与2500ml 0.10 00mol?L^-1的NaOH完全中和，则有机物的物质的量=

1

2

×2.5L×0.1mol/L=0.125mol，故有机物的相对分子质量=

26.25

0.125

=210，
故18n+40m=210，且m+n≥4，讨论可知m=3、n=5，故有机物分子为C₆H₁₀O₈，分子中除两个羧基，其余的碳原子与相同的原子或原子团结合，故有机物的结构简式为：HOOC-（CHOH）₄-COOH，
故答案为：C₆H₁₀O₈；HOOC-（CHOH）₄-COOH．

点评：本题考查有机物分子式确定、有机物燃烧的有关计算，关键是对通式的理解，侧重考查学生分析解决问题的能力，难度较大．