Question

20．芳香酯類化合物A、B互為同分異構(gòu)體，均含C、H、O三種元素．相同狀況下，A、B蒸氣對氫氣的相對密度是97，分子中碳、氫原子個數(shù)相同，且碳、氫原子數(shù)之和是氧原子數(shù)的5倍．
（1）A的分子式是C₁₀H₁₀O₄．
已知：各有機物間存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系

其中C能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，F(xiàn)經(jīng)連續(xù)氧化可生成C，C與D是相對分子質(zhì)量相同的不同類型的有機物，可以發(fā)生酯化反應(yīng)．
（2）完全燃燒時，1mol D與1mol下列有機物耗氧量相同的是ad（填字母代號）．
a．C₂H₄　　　b．C₃H₈O　　　c．C₂H₆O₂　　　d．C₃H₆O₃
（3）水楊酸與小蘇打溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：．
（4）寫出C與足量銀氨溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式HCOOH+2Ag（NH₃）₂OH $\stackrel{水浴加熱}{→}$（NH₄）₂CO₃+2Ag↓+2NH₃+H₂O．
（5）用甲苯和必要的無機試劑按下列路線可以合成水楊酸．

請根據(jù)所學(xué)知識完成下列問題．
①根據(jù)所學(xué)知識補充流程圖中的條件或試劑：
[條件a]氯化鐵作催化劑；（試劑a）酸性高錳酸鉀溶液；（試劑b）NaOH水溶液．
②步驟2與步驟3能否交換，請判斷并說明理由：否，酚羥基易被氧化．
（6）同時符合下列要求的化合物有3種．
①與A互為同分異構(gòu)體  ②可以水解  ③苯環(huán)上有兩個取代基，且苯環(huán)上的一氯代物只有1種
（7）1mol上述（6）中的一種有機物X在水溶液中，能與4mol NaOH共熱發(fā)生反應(yīng)，寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式：+4NaOH$\stackrel{△}{→}$2CH3COONa++4H₂O．

Answer 1

分析 芳香酯類化合物A、B中一定有苯環(huán)，且A、B蒸氣對氫氣的相對密度是97，則A、B的分子量是194，分子中C、H原子個數(shù)相同，且C、H原子總數(shù)是氧原子數(shù)的5倍，則分子式一定是C₁₀H₁₀O₄，芳香酯的同分異構(gòu)體有和兩種，
A水解生成CD和水楊酸，C能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，則C為HCOOH，D為CH₃CH₂OH，則A是、B是，
B水解生成水楊酸、E和F，F(xiàn)經(jīng)連續(xù)氧化可生成C，則F為CH₃OH，則E為CH₃COOH，
（5）
甲苯和氯氣在氯化鐵作催化劑條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成鄰甲基氯苯，鄰甲基氯苯被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成鄰氯苯甲酸，則試劑a為酸性高錳酸鉀溶液，鄰氯苯甲酸在高溫高壓條件下反應(yīng)生成M，M酸化得到水楊酸，說明鄰氯苯甲酸在堿性條件下發(fā)生水解反應(yīng)生成M，M酸化得到水楊酸，試劑b為NaOH的水溶液．

解答 解：芳香酯類化合物A、B中一定有苯環(huán)，且A、B蒸氣對氫氣的相對密度是97，則A、B的分子量是194，分子中C、H原子個數(shù)相同，且C、H原子總數(shù)是氧原子數(shù)的5倍，則分子式一定是C₁₀H₁₀O₄，芳香酯的同分異構(gòu)體有和兩種，
A水解生成CD和水楊酸，C能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，則C為HCOOH，D為CH₃CH₂OH，則A是、B是，
B水解生成水楊酸、E和F，F(xiàn)經(jīng)連續(xù)氧化可生成C，則F為CH₃OH，則E為CH₃COOH，
（1）A是，A的分子式是C₁₀H₁₀O₄，故答案為：C₁₀H₁₀O₄；
（2）D為CH₃CH₂OH，1molD完全燃燒消耗氧氣物質(zhì)的量=（2+$\frac{6}{4}$-$\frac{1}{2}$）mol=3mol，設(shè)有機物化學(xué)式為CxHyOz，1mol有機物完全燃燒耗氧量=1mol×（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$），
完全燃燒時，1mol D與1mol下列有機物耗氧量相同，則（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）=3，
a．C₂H₄中（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）=2+1-0=3，故正確；　　
b．C₃H₈O中（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）=3+2-0.5=4.5，故錯誤；　　　
c．C₂H₆O₂中（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）=2+2.5-1=3.5，故錯誤；　　
d．C₃H₆O₃中（x+$\frac{y}{4}$-$\frac{z}{2}$）=3+1.5-1.5=3，故正確；
故選ad；
（3）水楊酸中的羧基可以和碳酸氫鈉發(fā)生反應(yīng)，生成二氧化碳，即：，故答案為：；
（4）甲酸中含有醛基，具有還原性，能被銀氨溶液氧化，反應(yīng)方程式為：HCOOH+2Ag（NH₃）₂OH $\stackrel{水浴加熱}{→}$（NH₄）₂CO₃+2Ag↓+2NH₃+H₂O，屬于氧化反應(yīng)，
故答案為：HCOOH+2Ag（NH₃）₂OH $\stackrel{水浴加熱}{→}$（NH₄）₂CO₃+2Ag↓+2NH₃+H₂O；
（5）
甲苯和氯氣在氯化鐵作催化劑條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成鄰甲基氯苯，鄰甲基氯苯被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成鄰氯苯甲酸，則試劑a為酸性高錳酸鉀溶液，鄰氯苯甲酸在高溫高壓條件下反應(yīng)生成M，M酸化得到水楊酸，說明鄰氯苯甲酸在堿性條件下發(fā)生水解反應(yīng)生成M，M酸化得到水楊酸，試劑b為NaOH的水溶液；
①通過以上分析知，[條件a]氯化鐵作催化劑；（試劑a）為酸性高錳酸鉀溶液；（試劑b）為NaOH水溶液，
故答案為：氯化鐵作催化劑；酸性高錳酸鉀溶液；NaOH水溶液；
②步驟2與步驟3能否交換，不能，因為酚羥基易被氧化，故答案為：不能；酚羥基易被氧化；
（6）同時符合下列要求的化合物，①與A互為同分異構(gòu)體，說明分子式為C₁₀H₁₀O₄；
②可以水解，說明含有酯基；
③苯環(huán)上有兩個取代基，且苯環(huán)上的一氯代物只有1種，說明含有苯環(huán)且苯環(huán)上只有一種氫原子，
這兩個取代基相同且位于對位，
取代基可能是CH₃COO-、HCOOCH₂-、-COOCH₃，所以符合條件的有3種，
故答案為：3；
（7）1mol上述（6）中的一種有機物X在水溶液中，能與4mol NaOH共熱發(fā)生反應(yīng)，則X水解生成羧基和酚羥基，則為，該反應(yīng)方程式為+4NaOH$\stackrel{△}{→}$2CH3COONa++4H₂O，
故答案為：+4NaOH$\stackrel{△}{→}$2CH3COONa++4H₂O．

點評 本題考查有機物推斷，為高頻考點，涉及物質(zhì)推斷、物質(zhì)的量的計算、方程式的書寫、同分異構(gòu)體種類判斷等知識點，側(cè)重考查學(xué)生分析推斷能力，正確推斷AB結(jié)構(gòu)簡式是解本題關(guān)鍵，難點是（2）題計算及（6）題限制型同分異構(gòu)體種類判斷，題目難度中等．