Question

16．A～K分別代表九種不同的有機(jī)物．它們之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖：

（1）A的結(jié)構(gòu)式為；F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為；指出C→G的反應(yīng)類型酯化反應(yīng)．
（2）寫出下列轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式
①C→DHOCH₂CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$OHC-CHO+2H₂O
②G→Hn CH₂=CHCOOCH₂CH₂OH$\stackrel{一定條件下}{→}$
（3）與有機(jī)物Ⅰ互為同分異構(gòu)體，且結(jié)構(gòu)中含有羧基和羥基的有機(jī)物共有12種．
（4）已知標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.68L氣體A在足量氧氣中完全燃燒，若將產(chǎn)物通入足量的澄清石灰水，得到白色沉淀的質(zhì)量為15.0g；若用足量堿石灰吸收燃燒產(chǎn)物，增重9.3g．
①燃燒產(chǎn)物中水的質(zhì)量為2.7g．
②假如氣體A是兩種等物質(zhì)的量的氣體混合物，其中只有一種是烴，請(qǐng)寫出它們可能的分子式（只要求寫出一組）C₄H₆和H₂（或“C₃H₈和CO”或“C₃H₆和CH₂O”等）．

Answer 1

分析 C能在Cu加熱條件下與氧氣反應(yīng)，D能與氫氧化銅反應(yīng)生成E，C含有羥基-OH，D含有醛基，E含有羧基，且三者含有相同碳原子數(shù)目，C、E生成F，F(xiàn)的分子式為C₄H₄O₄，故C中含有2個(gè)C原子，由A、B、C的轉(zhuǎn)化可知，A中含有2個(gè)C原子，能與溴反應(yīng)，含有不飽和鍵，故A為CH₂=CH₂，B為BrCH₂CH₂Br，C為HOCH₂CH₂OH，D為OHC-CHO，E為HOOC-COOH，F(xiàn)為，由G的分子式可知，乙二醇與丙烯酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成G，K為CH₂=CHCOOH，G為CH₂=CHCOOCH₂CH₂OH，由I的分子式可知，乙二醇與CH₃CH₂COOH發(fā)生酯化反應(yīng)生成I，J為CH₃CH₂OH，I為CH₃CH₂COOCH₂CH₂OH，據(jù)此解答（1）（2）（3）；
（4）根據(jù)有機(jī)物燃燒時(shí)，有機(jī)物中的碳全部轉(zhuǎn)化為二氧化碳，二氧化碳與足量的氫氧化鈣完全反應(yīng)，生成不溶于水的白色沉淀碳酸鈣，利用生成碳酸鈣的質(zhì)量計(jì)算燃燒生成二氧化碳的質(zhì)量；堿石灰既能吸收燃燒生成的水，又能吸收燃燒生成的二氧化碳，因此，增重的質(zhì)量即燃燒生成二氧化碳和水的質(zhì)量總和，從而求出水的質(zhì)量，根據(jù)生成二氧化碳和水的質(zhì)量計(jì)算出可燃物中C、H元素的物質(zhì)的量，再根據(jù)條件求出分子式．

解答 解：C能在Cu加熱條件下與氧氣反應(yīng)，D能與氫氧化銅反應(yīng)生成E，C含有羥基-OH，D含有醛基，E含有羧基，且三者含有相同碳原子數(shù)目，C、E生成F，F(xiàn)的分子式為C₄H₄O₄，故C中含有2個(gè)C原子，由A、B、C的轉(zhuǎn)化可知，A中含有2個(gè)C原子，能與溴反應(yīng)，含有不飽和鍵，故A為CH₂=CH₂，B為BrCH₂CH₂Br，C為HOCH₂CH₂OH，D為OHC-CHO，E為HOOC-COOH，F(xiàn)為，由G的分子式可知，乙二醇與丙烯酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成G，K為CH₂=CHCOOH，G為CH₂=CHCOOCH₂CH₂OH，由I的分子式可知，乙二醇與CH₃CH₂COOH發(fā)生酯化反應(yīng)生成I，J為CH₃CH₂OH，I為CH₃CH₂COOCH₂CH₂OH，
（1）A為CH₂=CH₂，結(jié)構(gòu)式為；F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，乙二醇與丙烯酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成G，
故答案為：；；酯化反應(yīng)；
（2）①C→D是乙二醇氧化生成乙二醛，反應(yīng)方程式為：HOCH₂CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$OHC-CHO+2H₂O，
②G→H是CH₂=CHCOOCH₂CH₂OH發(fā)生加聚反應(yīng)，反應(yīng)方程式為：n CH₂=CHCOOCH₂CH₂OH$\stackrel{一定條件下}{→}$，
故答案為：HOCH₂CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$OHC-CHO+2H₂O；n CH₂=CHCOOCH₂CH₂OH$\stackrel{一定條件下}{→}$；
（3）I為CH₃CH₂COOCH₂CH₂OH，與有機(jī)物Ⅰ互為同分異構(gòu)體，且結(jié)構(gòu)中含有羧基和羥基，可以看作丁烷中的氫原子被-OH、-COOH取代，
若丁烷為CH₃CH₂CH₂CH₃，若取代不同碳原子上的H原子，當(dāng)-COOH取代甲基上H原子，-OH可以分別取代其它碳原子上H原子，有3種，當(dāng)-COOH取代亞甲基上H原子，-OH可以分別取代其它碳原子上H原子，有3種；若取代同一碳原子上的H原子是有2種，有8種；
若丁烷為CH₃CH（CH₃）₂，若取代不同碳原子上的H原子，當(dāng)-COOH取代甲基上H原子，-OH可以分別取代其它碳原子上H原子，有2種，當(dāng)-COOH取代次甲基上H原子，-OH可以分別取代其它碳原子上H原子，有1種，若取代同一碳原子上的H原子時(shí)有1種，有4種，
故符合條件的同分異構(gòu)體總共有8+4=12，
故答案為：12；
（4）①設(shè)燃燒產(chǎn)物中CO₂的質(zhì)量為x．
CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O
44            100
x             15.0g
 x=6.6g
而堿石灰既能吸收燃燒生成的水，又能吸收燃燒生成的二氧化碳，因此，增重的質(zhì)量即燃燒生成二氧化碳和水的質(zhì)量總和：m（CO₂）+m（H₂O）=9.3g，m（H₂O）=9.3g-6.6g=2.7g，故答案為：2.7g；
②無色可燃?xì)怏wn（氣體）=$\frac{1.68L}{22.4L/mol}$=0.075mol，
n（CaCO₃）=$\frac{15.0g}{100g/mol}$=0.15mol，則n（C）=0.15mol；
n（H₂O）=$\frac{2.7g}{18g/mol}$=0.15mol，則n（H）=n（H₂O）×2=0.3mol，
即0.075mol氣體中含有0.15molC，0.3molH，所以1mol氣體中含有2molC，4molH，可能含有氧元素，所以該氣體的分子式是C₂H₄或C₂H₄Ox（常溫下不是氣體）；因?yàn)閱我粴怏w為C₂H₄，現(xiàn)為等物質(zhì)的量的兩種氣體的混合物，所以在2mol混合氣體中，應(yīng)含有4molC原子，8molH原子，這兩種氣體可能是C₄H₆和H₂（或“C₃H₈和CO”或“C₃H₆和CH₂O”等），
故答案為：C₄H₆和H₂（或“C₃H₈和CO”或“C₃H₆和CH₂O”等）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查燃燒法確定有機(jī)物分子組成的知識(shí)以及有機(jī)物的推斷，根據(jù)反應(yīng)中碳原子數(shù)目關(guān)系確定物質(zhì)C含有2個(gè)碳原子是推斷的關(guān)鍵，再結(jié)合反應(yīng)的條件及產(chǎn)物的分子式進(jìn)行推斷，（3）同分異構(gòu)體書寫為易錯(cuò)點(diǎn)、難度，注意利用取代法進(jìn)行判斷，難度中等．