Question

18．A、B、C、D、E、F、G、H八種有機(jī)物間轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示．其中氣體A在標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度為1.25g/L．且碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85.7%；E普遍存在于食物中（如菠菜等）；F分子中含有一個(gè)六元環(huán)，晶體H中僅含C、H、O三種元素，且原子個(gè)數(shù)比為1：3：3．

回答下列問題：
（1）C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOCH₂CH₂OH；晶體H的化學(xué)式為H₂C₂O₄.2H₂O．
（2）下列轉(zhuǎn)化過程涉及的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中，屬于取代反應(yīng)的是②⑤（填序號(hào)）．
①A→B   ②B→C    ③C→D    ④D→E    ⑤C、E→F
（3）寫出D與新制Cu（OH）₂懸濁液反應(yīng)的方程式：OHC-CHO+4Cu（OH）₂+2NaOH$\stackrel{△}{→}$NaOOC-COONa+2Cu₂O↓+6H₂O，寫出C與E生成高分子化合物的化學(xué)方程式：．
（4）簡(jiǎn)述確定有機(jī)物B中官能團(tuán)種類的實(shí)驗(yàn)方法：取少量B先與NaOH溶液共熱，再加硝酸酸化后加入AgNO₃溶液，觀察生成沉淀顏色，觀察生成沉淀顏色便可確定．
（5）有機(jī)物W與F的有相同的官能團(tuán)（包括種類及數(shù)目），分子組成比F多四個(gè)碳原子，也含有一個(gè)六元環(huán)，其¹H-NMR上只有一個(gè)峰，寫出符合上述條件的W的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：．
（6）G的相對(duì)分子質(zhì)量為44，則A→G反應(yīng)過程中，理論上制備G的原子利用率為：25.4%．

Answer 1

分析 氣體A在標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度為1.25g/L，其摩爾質(zhì)量=1.25g×22.4g/mol=28g/mol，且碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85.7%，A中碳原子個(gè)數(shù)=$\frac{28×85.7%}{12}$=2，且A是有機(jī)物，所以A是CH₂=CH₂；
B和NaOH的水溶液反應(yīng)生成C，C能被氧氣氧化生成D，D被新制氫氧化銅氧化生成E羧酸，則D中含有醛基，C中含有醇羥基，C和E發(fā)生酯化反應(yīng)生成F，F(xiàn)分子中含有一個(gè)六元環(huán)，根據(jù)碳原子守恒知，F(xiàn)是，所以C是HOCH₂CH₂OH，E是HOOCCOOH，D是OHCCHO，B和氫氧化鈉水溶液發(fā)生取代反應(yīng)生成HOCH₂CH₂OH，則B是鹵代烴，A和氯氣或溴發(fā)生加成反應(yīng)生成B；
晶體H中僅含C、H、O三種元素，且原子個(gè)數(shù)比為1：3：3，E是HOOCCOOH，其分子式為：C₂H₂O₄，H是乙二酸的結(jié)晶水化物，且C、H、O原子個(gè)數(shù)比為1：3：3，根據(jù)碳原子守恒知，該結(jié)晶水化物中含有2個(gè)碳原子，則H個(gè)數(shù)是6，O個(gè)數(shù)是6，所以該結(jié)晶水化物中含2個(gè)H₂O，
G的相對(duì)分子質(zhì)量為44，A和氯氣、氫氧化鈣反應(yīng)生成G，G為CH₃CHO，據(jù)此分析解答．

解答 解：氣體A在標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度為1.25g/L，其摩爾質(zhì)量=1.25g×22.4g/mol=28g/mol，且碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85.7%，A中碳原子個(gè)數(shù)=$\frac{28×85.7%}{12}$=2，且A是有機(jī)物，所以A是CH₂=CH₂；
B和NaOH的水溶液反應(yīng)生成C，C能被氧氣氧化生成D，D被新制氫氧化銅氧化生成E羧酸，則D中含有醛基，C中含有醇羥基，C和E發(fā)生酯化反應(yīng)生成F，F(xiàn)分子中含有一個(gè)六元環(huán)，根據(jù)碳原子守恒知，F(xiàn)是，所以C是HOCH₂CH₂OH，E是HOOCCOOH，D是OHCCHO，B和氫氧化鈉水溶液發(fā)生取代反應(yīng)生成HOCH₂CH₂OH，則B是鹵代烴，A和氯氣或溴發(fā)生加成反應(yīng)生成B；
晶體H中僅含C、H、O三種元素，且原子個(gè)數(shù)比為1：3：3，E是HOOCCOOH，其分子式為：C₂H₂O₄，H是乙二酸的結(jié)晶水化物，且C、H、O原子個(gè)數(shù)比為1：3：3，根據(jù)碳原子守恒知，該結(jié)晶水化物中含有2個(gè)碳原子，則H個(gè)數(shù)是6，O個(gè)數(shù)是6，所以該結(jié)晶水化物中含2個(gè)H₂O，
G的相對(duì)分子質(zhì)量為44，A和氯氣、氫氧化鈣反應(yīng)生成G，G為CH₃CH₂OH，
（1）C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOCH₂CH₂OH；晶體H的化學(xué)式為H₂C₂O₄.2H₂O，
故答案為：HOCH₂CH₂OH；H₂C₂O₄.2H₂O；
（2）根據(jù)以上分析知，屬于取代反應(yīng)的是B→C、C、E→F，
故選：②⑤；
（3）乙二醛和新制氫氧化銅反應(yīng)生成乙二酸鈉、氧化亞銅和水，反應(yīng)方程式為：
OHC-CHO+4Cu（OH）₂+2NaOH$\stackrel{△}{→}$NaOOC-COONa+2Cu₂O↓+6H₂O，
在濃硫酸作催化劑、加熱條件下，乙二酸和乙二醇發(fā)生酯化反應(yīng)，反應(yīng)方程式為：
，
故答案為：OHC-CHO+4Cu（OH）₂+2NaOH$\stackrel{△}{→}$NaOOC-COONa+2Cu₂O↓+6H₂O；
；
（4）B中含有鹵原子，鹵原子和氫氧化鈉水溶液發(fā)生取代反應(yīng)生成醇和氫鹵酸，氫鹵酸和硝酸酸化的硝酸銀溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成沉淀，根據(jù)沉淀顏色判斷鹵原子，所以其檢驗(yàn)方法是：取少量B先與NaOH溶液共熱，再加硝酸酸化后加入AgNO₃溶液，觀察生成沉淀顏色，
故答案為：取少量B先與NaOH溶液共熱，再加硝酸酸化后加入AgNO₃溶液，觀察生成沉淀顏色；
（5）F是乙二酸乙二酯，有機(jī)物W是F的同系物，分子組成比F多4個(gè)碳原子，也含有六元環(huán)，其¹H-NMR譜圖上只有一個(gè)峰說(shuō)明只含一種類型的氫原子，所以符合上述條件的W的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：，故答案為：；
（6）G是CH₃CHO，A是乙烯，發(fā)生的反應(yīng)為
2CH₂=CH₂+2Cl₂+2Ca（OH）₂$\stackrel{一定條件下}{→}$2CH₂CHO+CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，
原子利用率=$\frac{44×2}{28×2+71×2+74×2}×100%$=25.4%，
故答案為：25.4%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物推斷，側(cè)重考查學(xué)生分析判斷、計(jì)算能力，根據(jù)反應(yīng)條件、分子組成、物質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行推斷，難點(diǎn)是（6）中原子利用率的計(jì)算，注意鹵代烴中鹵原子檢驗(yàn)方法，必須在酸性條件下檢驗(yàn)，題目難度中等．