Question

有机化合物A、B分子式不同,它们只可能含碳、氢、氧元素中的两种或三种。

有机化合物A、B分子式不同,它们只可能含碳、氢、氧元素中的两种或三种。如果将A、B不论以何种比例混和，只要其物质的量之和不变，完全燃烧时所消耗的氧气和生成的水的物质的量也不变。若A是甲烷、则符合上述条件的化合物B的通式为____________，其中相对分子质量最小的有机物的分子式为_________________。

Answer 1

有机物燃烧的通式：CxHyOz+(x+y/4-z/2)O2→xCO2+y/2H2O
设A：CnHmOq B：CxHyOz 假设A。B总物质的量为3mol，则A为1mol或B为1mol
①nA=1mol,nB=2mol

生成水的物质的量为m/2+2 × y/2 ⑴
消耗氧气的物质的量为(n＋m/4－q/2)+2(x＋y/4－z/2) ⑵
②nA=2mol,nB=1mol

生成水的物质的量为2 × m/2＋y/2 ⑶
生成氧气的物质的量为2（n＋m/4+q/2)＋(x+y/4－z/2) ⑷
因为无论两者比例如何变化 只要其物质的量之和不变，完全燃烧时所消耗的氧气和生成的水的物质的量也不变
所以可以列等式即⑴=⑶ ，⑵=⑷
又因为A：CH4 即n=1 m=4 q=0
带入求解
m=y=4 , z=2x－2
所以B通式CxH4O2x-2
最小是C2H4O2

Answer 2

因为生成水的物质量不变，则两物质分子中氢原子数目相同。
消耗氧气相同，那么B的碳原子和A相等，或者多的碳原子数目要有2倍的氧原子数补充。
B通式为CmH4O2(m-1).
相对分子质量最小的为C2H4O2

追问

为什么“多的碳原子数目要有2倍的氧原子数补充”

追答

因为消耗氧气相同，氢原子一样，那么C原子消耗的氧气也要一样，这样多的碳原子就必须自己提供相应的氧原子进行反应，一个C需要2个O形成二氧化碳。