Question

5．在相同條件下，某烴的含氧衍生物A（氣態(tài)）的密度是H₂的28倍，其中碳和氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和為71.4%．已知A能發(fā)生如下所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系，其中C能使溴的四氯化碳溶液褪色，H的化學(xué)式為C₉H₁₂O₄．

試回答下列問(wèn)題：
（1）A中含氧官能團(tuán)的名稱(chēng)為醛基．
（2）C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₂=CHCH₂OH；B→D的反應(yīng)類(lèi)型為加成反應(yīng)．
（3）寫(xiě)出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：
①E→F：2HOCH₂-CH₂COOH+O₂$→_{△}^{催化劑}$2OHCCH₂COOH+2H₂O．
②G→H：HOOCCH₂COOH+2CH₂=CHCH₂OH$?_{△}^{濃硫酸}$CH₂=CHCH₂OOCCH₂COOCH₂CH=CH₂+2H₂O．
（4）某芳香族化合物M，與A含有相同類(lèi)型和數(shù)目的官能團(tuán)，且相對(duì)分子質(zhì)量比A大76，則：
①M(fèi)的分子式為C₉H₈O．
②寫(xiě)出滿(mǎn)足下列條件的M的所有同分異構(gòu)體：、．
a．苯環(huán)上只有一個(gè)取代基
b．能與金屬Na反應(yīng)，但官能團(tuán)不直接相連
c．屬于芳香族化合物，不與FeCl₃溶液發(fā)生顯色反應(yīng)．

Answer 1

分析 烴的含氧衍生物A的密度是H₂的28倍，則Mr（A）=28×2=56，分子中碳和氫元素總相對(duì)原子質(zhì)量為56×71.4%=40，故含有1個(gè)O原子，分子中最大C原子數(shù)目為$\frac{40}{12}$=3…4，由于2個(gè)碳原子最多需要6個(gè)氫原子飽和，故分子中含有3碳原子、4個(gè)原子，則A的分子式為C₃H₄O，A能與銀氨溶液反應(yīng)，說(shuō)明含有-CHO，不飽和度為2，分子中還含有1個(gè)碳碳雙鍵，故A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₂=CH-CHO，A發(fā)生還原反應(yīng)生成C，而C能使溴的四氯化碳溶液褪色，則醛基被還原為羥基，故C為CH₂=CHCH₂OH，A發(fā)生氧化反應(yīng)、酸化生成B為CH₂=CH-COOH，B與HBr發(fā)生加成反應(yīng)生成D，則D為鹵代烴，D發(fā)生水解反應(yīng)生成E為醇，E可以連續(xù)發(fā)生氧化反應(yīng)，故D為BrCH₂CH₂COOH，則E為HOCH₂CH₂COOH，F(xiàn)為OHCCH₂COOH，G為HOOCCH₂COOH，G與足量的C發(fā)生酯化反應(yīng)生成H，而H的化學(xué)式為C₉H₁₂O₄，則H為CH₂=CHCH₂OOCCH₂COOCH₂CH=CH₂，據(jù)此解答．

解答 解：烴的含氧衍生物A的密度是H₂的28倍，則Mr（A）=28×2=56，分子中碳和氫元素總相對(duì)原子質(zhì)量為56×71.4%=40，故含有1個(gè)O原子，分子中最大C原子數(shù)目為$\frac{40}{12}$=3…4，由于2個(gè)碳原子最多需要6個(gè)氫原子飽和，故分子中含有3碳原子、4個(gè)原子，則A的分子式為C₃H₄O，A能與銀氨溶液反應(yīng)，說(shuō)明含有-CHO，不飽和度為2，分子中還含有1個(gè)碳碳雙鍵，故A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₂=CH-CHO，A發(fā)生還原反應(yīng)生成C，而C能使溴的四氯化碳溶液褪色，則醛基被還原為羥基，故C為CH₂=CHCH₂OH，A發(fā)生氧化反應(yīng)、酸化生成B為CH₂=CH-COOH，B與HBr發(fā)生加成反應(yīng)生成D，則D為鹵代烴，D發(fā)生水解反應(yīng)生成E為醇，E可以連續(xù)發(fā)生氧化反應(yīng)，故D為BrCH₂CH₂COOH，則E為HOCH₂CH₂COOH，F(xiàn)為OHCCH₂COOH，G為HOOCCH₂COOH，G與足量的C發(fā)生酯化反應(yīng)生成H，而H的化學(xué)式為C₉H₁₂O₄，則H為CH₂=CHCH₂OOCCH₂COOCH₂CH=CH₂，
（1）A為CH₂=CH-CHO，分子中含氧官能團(tuán)為醛基，故答案為：醛基；
（2）C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₂=CHCH₂OH，B發(fā)生加成反應(yīng)生成D，所以反應(yīng)類(lèi)型是加成反應(yīng)，
故答案為：CH₂=CHCH₂OH；加成反應(yīng)；
（3）①該反應(yīng)為催化氧化反應(yīng)，反應(yīng)方程式為2HOCH₂-CH₂COOH+O₂$→_{△}^{催化劑}$2OHCCH₂COOH+2H₂O，
故答案為：2HOCH₂-CH₂COOH+O₂$→_{△}^{催化劑}$2OHCCH₂COOH+2H₂O；
②該反應(yīng)為酯化反應(yīng)，反應(yīng)方程式為HOOCCH₂COOH+2CH₂=CHCH₂OH$?_{△}^{濃硫酸}$CH₂=CHCH₂OOCCH₂COOCH₂CH=CH₂+2H₂O，
故答案為：HOOCCH₂COOH+2CH₂=CHCH₂OH$?_{△}^{濃硫酸}$CH₂=CHCH₂OOCCH₂COOCH₂CH=CH₂+2H₂O；
（4）①A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₂=CHCHO，某芳香族化合物M，說(shuō)明M中含有苯環(huán)，與A含有相同類(lèi)型和數(shù)目的官能團(tuán)，說(shuō)明A中含有碳碳雙鍵和醛基，且相對(duì)分子質(zhì)量比A大76，一個(gè)苯基式量為77，A的式量是55，可知苯中一個(gè)H原子被-CH=CHCHO取代，所以A的分子式為C₉H₈O，故答案為：C₉H₈O；
②M的同分異構(gòu)體符合下列條件：
a．苯環(huán)上只有一個(gè)取代基；
b．能與金屬Na反應(yīng)，但官能團(tuán)不直接相連，說(shuō)明含有醇羥基或酚羥基；
c．屬于芳香族化合物，不與FeCl₃溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，說(shuō)明不含酚羥基，則符合條件的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為、，
故答案為：、．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物推斷，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析推斷能力，正確判斷A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是解本題關(guān)鍵，根據(jù)反應(yīng)條件進(jìn)行推斷，難點(diǎn)是同分異構(gòu)體種類(lèi)判斷，題目難度不大．