Question

（14分）（Ⅰ）苹果酸常用于汽水、糖果的添加剂;                    

（1）写出苹果酸中官能团的名称___________________

（2）写出苹果酸分别与下列物质反应的化学方程式

① Na                             ② Na₂CO₃                    

（3）写出其一分子内酯化成四元环酯的结构简式：                           。

（Ⅱ）CO，CH₄均为常见的可燃气体。

（1）等体积的CO，CH₄在相同的条件下分别完全燃烧，转移的电子数之比为      。

（2）120℃，101kPa下，a mL由CO，CH₄组成的混合气体在b mL氧气中完全燃烧后，恢复至原来的温度与压强。

①若混合气体与氧气恰好完全反应，产生b mLCO₂，则混合气体中CH₄的体积分数为_______。

②若燃烧后气体体积缩小了a/4 mL，则a与b关系的数学表达式为___________。

Answer

（Ⅰ）（1）羟基     羧基    

（2）①2HOOC—CH—CH2COOH＋6Na2NaOOC―CH―CH2COONa＋3H2↑

②HOOC—CH—CH2COOH＋Na2CO3NaOOC―CH―CH2COONa＋H2O＋CO2↑

(3)

（Ⅱ）（1）1:4 (3分)       （2）① 0.33（3分）     ②b≥5/4a(2分)

【解析】Ⅰ。（1）根据苹果酸的结构简式可知，含有的官能团是羟基和羧基。

（2）含有1个羟基和2个羧基，可生成1.5mol氢气和1molCO2气体。

（3）一分子内酯化成四元环酯，说明是羟基和羧基形成的，结构简式为

Ⅱ.（1）CO和CH4中碳原子的化合价分别为＋2价和－4价，氧化产物都是CO2，所以转移电子的物质的量之比是2︰8＝1︰4.

（2）根据碳原子守恒可知a＝b。设混合气体中CH4的体积分数为x，则根据燃烧的方程式可知

2CO   ＋  O2   =   2CO2、     CH4    ＋   2O2  =  CO2    ＋   2H2O

b－bx   (b－bx)/2                bx        2bx

所以(b－bx)/2＋2bx＝b，解得x＝1/3。

（3）设原混合气体中CO和甲烷体积分别是x和y，则

2CO   ＋  O2   =   2CO2、   △V     

x       x/2        x      x/2         

CH4    ＋   2O2  =  CO2    ＋   2H2O  △V

y          2y       y         2y     0

所以有x＋y＝a，x/2=a/4，且x/2＋2y≤b

解得x＝a/2，y＝a/2。

因此b≥5/4a