Question

19．研究常見(jiàn)有機(jī)化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化關(guān)系對(duì)學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)具有重要意義．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）組成最簡(jiǎn)單的烴的化學(xué)式為CH₄；amolH₂與bmolC₂H₄反應(yīng)生成xmolC₂H₆，反應(yīng)后的混合氣體完全燃燒，消耗氧氣的物質(zhì)的量為（3b+0.5a）mol．
（2）能證明甲烷是正四面體結(jié)構(gòu)而不是平面結(jié)構(gòu)的是CH₂Cl₂（填：CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃和CCl₄）不存在同分異構(gòu)體現(xiàn)象，戊烷的同分異構(gòu)體有3種，已知同一碳原子上氫原子具有相同的性質(zhì)，寫(xiě)出一氯化物只有一種的戊烷的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式（CH₃）₄C；下列有機(jī)分子中，所有原子不可能在同一平面上的是BD（填序號(hào)）
A．CH₂=CH₂  B．CH₂=CH-CH₃  C．=CH₂  D．
（3）乙烯是一種重要的化工原料，以乙烯為原料可以合成許多產(chǎn)品，轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖．

i．反應(yīng)①的反應(yīng)類(lèi)型為加成反應(yīng)．
ii．有機(jī)物B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₃COOH．
iii．反應(yīng)②的化學(xué)方程式為CH₃CH₂OH+CH₃COOH$→_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O．
iV．反應(yīng)③的化學(xué)方程式為2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O．
V．要制取較純凈的氯乙烷，應(yīng)選擇途徑2，理由是只生成一種產(chǎn)物，產(chǎn)物較純凈．

Answer 1

分析 （1）組成最簡(jiǎn)單的烴為甲烷；完全燃燒生成CO₂、H₂O，根據(jù)原子守恒計(jì)算消耗氧氣的物質(zhì)的量；
（2）若為平面結(jié)構(gòu)，CH₃Cl、CHCl₃和CCl₄只有一種，而CH₂Cl₂有2種結(jié)構(gòu)；
戊烷有正戊烷、異戊烷、新戊烷3種同分異構(gòu)體；一氯化物只有一種的戊烷為新戊烷；
丙烯、甲苯中含有甲基，具有甲烷的四面體結(jié)構(gòu)，所有原子不可能在同一平面上；
（3）乙烯與水在一定條件下發(fā)生加成反應(yīng)生成CH₃CH₂OH，乙醇發(fā)生氧化反應(yīng)生成生成A為CH₃CHO，CH₃CHO進(jìn)一步氧化生成B為CH₃COOH，乙酸與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成CH₃COOC₂H₅，乙烯與HCl發(fā)生加成反應(yīng)生成氯乙烯，乙烯與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成乙烷，乙烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成氯乙烷．

解答 解：（1）組成最簡(jiǎn)單的烴為CH₄；完全燃燒生成CO₂、H₂O，根據(jù)C原子守恒可知，生成CO₂為2b mol，根據(jù)H原子守恒可知，生成H₂O為$\frac{2amol+4bmol}{2}$=（a+2b）mol，由O原子守恒可知消耗氧氣的物質(zhì)的量為$\frac{2bmol×2+（a+2b）mol}{2}$=（3b+0.5a）mol，
故答案為：CH₄；（3b+0.5a）mol；
（2）若為平面結(jié)構(gòu)，CH₃Cl、CHCl₃和CCl₄只有一種，而CH₂Cl₂有2種結(jié)構(gòu)，CH₂Cl₂只有一種結(jié)構(gòu)可以證明甲烷為正四面體；
戊烷有正戊烷、異戊烷、新戊烷3種同分異構(gòu)體；一氯化物只有一種的戊烷為（CH₃）₄C；
乙烯為平面結(jié)構(gòu)，所有原子在同一平面上，苯乙烯中旋轉(zhuǎn)碳碳單鍵，可以使苯環(huán)與碳碳雙鍵形成的平面共面，所有原子可能在同一平面上，而丙烯、甲苯中含有甲基，具有甲烷的四面體結(jié)構(gòu)，所有原子不可能在同一平面上；
故答案為：CH₂Cl₂；3；（CH₃）₄C；BD；
（3）乙烯與水在一定條件下發(fā)生加成反應(yīng)生成CH₃CH₂OH，乙醇發(fā)生氧化反應(yīng)生成生成A為CH₃CHO，CH₃CHO進(jìn)一步氧化生成B為CH₃COOH，乙酸與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成CH₃COOC₂H₅，乙烯與HCl發(fā)生加成反應(yīng)生成氯乙烯，乙烯與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成乙烷，乙烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)生成氯乙烷．
i．反應(yīng)①的反應(yīng)類(lèi)型為：加成反應(yīng)，故答案為：加成反應(yīng)；
ii．有機(jī)物B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：CH₃COOH，故答案為：CH₃COOH；
iii．反應(yīng)②的化學(xué)方程式為：CH₃CH₂OH+CH₃COOH$→_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O，
故答案為：CH₃CH₂OH+CH₃COOH$→_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O；
iV．反應(yīng)③的化學(xué)方程式為：2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O，
故答案為：2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O；
V．要制取較純凈的氯乙烷，應(yīng)選擇途徑2，理由是：只生成一種產(chǎn)物，產(chǎn)物較純凈，
故答案為：只生成一種產(chǎn)物，產(chǎn)物較純凈．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物推斷、混合物計(jì)算、有機(jī)物結(jié)構(gòu)、同分異構(gòu)體等，（1）中注意利用原子守恒計(jì)算忽略，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解掌握，難度不大．