Question

4．A～I是常见有机物，它们之间的转化关系如图所示．其中A是一种烃，E的分子式为C₄H₈O₂，H为有香味的油状物质．

已知：CH₃CH₂Br+NaOH$\stackrel{水}{→}$CH₃CH₂OH+NaBr
（1）0.2mol A完全燃烧生成17.6g CO₂，7.2g H₂O，则A的结构简式为CH₂=CH₂．
（2）D、G分子中含有官能团的名称分别为羧基、羟基．
（3）①、②、⑥的反应类型分别为加成反应、氧化反应、取代反应．
（4）有机物G可能具有的性质为acde．
a．与金属钠反应          b．与NaOH溶液反应       c．易溶于水
d．使酸性高锰酸钾溶液褪色      e.1mol G完全燃烧消耗2.5mol O₂
（5）请写出②、⑤、⑦的化学方程式
反应②2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu/Ag}$2CH₃CHO+2H₂O；
反应⑤CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br；
反应⑦CH₂OHCH₂OH+2CH₃COOHCH₃COOCH₂CH₂OOCCH₃+2H₂O．
（6）实验室用图装置通过反应④制备有机物E

a．向试管a中加入碎瓷片的目的是防止暴沸．
b．试管b中所装试剂为饱和碳酸钠溶液，其作用是降低乙酸乙酯溶解度，吸收乙醇，除去乙酸．反应一段时间后，试管b中的现象是液面上有无色油状液体生成．
c．分离试管b中的混合物得到E，所用到的主要仪器是分液漏斗．
（7）J是有机物I的同系物，且比I多3个碳原子．请写出J可能的结构简式CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃、、；．

Answer 1

分析 根据17.6g CO₂的物质的量为：n（CO₂）=$\frac{17.6g}{44g/mol}$=0.4mol，水的物质的量为$\frac{7.2g}{18g/mol}$=0.4mol，A是一种烃，根据元素守恒可知0.2mol A中n（C）=0.4mol，n（H）=0.4mol×2=0.8mol，则1molA中n（C）=2mol，n（H）=4mol，A为CH₂=CH₂，A→B：CH₂=CH₂与水加成反应生成CH₃CH₂OH，B→C：乙醇在Cu或Ag作催化剂条件下发生氧化反应生成乙醛，
C→D：CH₃CHO和氧气反应生成乙酸，A→D：CH₂=CH₂与氧气反应生成乙酸，反应为：CH₂=CH₂+O₂$→_{加热加压}^{催化剂}$CH₃COOH，B+D→E：CH₃CH₂OH和CH₃COOH在浓硫酸作用下发生酯化反应，A→F：CH₂=CH₂与溴单质发生加成反应生成1，2-二溴乙烷，F→G：1，2-二溴乙烷发生水解生成乙二醇，G+D→H：乙二醇和乙酸反应生成乙酸乙二酯，据此答题．
（1）根据元素守恒A为CH₂=CH₂；
（2）根据D、G的结构简式解答；
（3）根据①为加成反应；②为氧化反应；③为氧化反应；④为取代反应；⑤为加成反应；⑥为取代反应；⑦为取代反应分析；
（4）有机物G为CH₂OHCH₂OH，根据醇羟基的性质分析；
（5）B→C：乙醇在Cu或Ag作催化剂条件下发生氧化反应生成乙醛，A→F：CH₂=CH₂与溴单质发生加成反应生成1，2-二溴乙烷，G+D→H：乙二醇和乙酸反应生成乙酸乙二酯；
（6）加入碎瓷片或沸石，可防止液体飞溅；制备乙酸乙酯时常用饱和碳酸钠溶液吸收乙酸乙酯；乙酸乙酯密度比水小，不溶于饱和碳酸钠溶液，分离互不相溶的液体，可以分液方法分离；
（7）I为乙烷，J是有机物I的同系物，且比I多3个碳原子为戊烷，戊烷由三种同分异构体；

解答 解：根据17.6g CO₂的物质的量为：n（CO₂）=$\frac{17.6g}{44g/mol}$=0.4mol，水的物质的量为$\frac{7.2g}{18g/mol}$=0.4mol，A是一种烃，根据元素守恒可知0.2mol A中n（C）=0.4mol，n（H）=0.4mol×2=0.8mol，则1molA中n（C）=2mol，n（H）=4mol，A为CH₂=CH₂，
A→B：CH₂=CH₂与水在一定条件下发生加成反应生成CH₃CH₂OH，反应为CH₂=CH₂+H₂O$→_{加热加压}^{催化剂}$CH₃CH₂OH，
A→I：CH₂=CH₂与氢气在一定条件下发生加成反应生成C₂H₆，反应为CH₂=CH₂+H₂$→_{加热加压}^{催化剂}$CH₃CH₃，
B→C：乙醇在Cu或Ag作催化剂条件下发生氧化反应，反应为：2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu/Ag}$2CH₃CHO+2H₂O，
C→D：CH₃CHO和氧气反应，醛基被氧化为CH₃COOH，反应为：2CH₃CHO+O₂$→_{△}^{催化剂}$2CH₃COOH，
B+D→E：CH₃CH₂OH和CH₃COOH在浓硫酸作用下反应：CH₃CH₂OH+CH₃COOHCH₃COOCH₂CH₃+H₂O，生成E为CH₃COOCH₂CH₃，
A→F：CH₂=CH₂与溴单质发生加成反应：CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br，生成1，2-二溴乙烷，
F→G：CH₂BrCH₂Br+2NaOH$→_{△}^{H_{2}O}$CH₂OHCH₂OH+2NaBr，生成乙二醇，
G+D→H：CH₂OHCH₂OH+2CH₃COOHCH₃COOCH₂CH₂OOCCH₃+2H₂O，
（1）根据以上分析可知A为乙烯，A的结构简式为CH₂=CH₂，
故答案为：CH₂=CH₂；
（2）D为乙酸含有羧基，G为乙二醇，含有羟基，
故答案为：羧基、羟基；
（3）反应①A→B：CH₂=CH₂与水在一定条件下发生加成反应生成CH₃CH₂OH，反应为CH₂=CH₂+H₂O$→_{加热加压}^{催化剂}$CH₃CH₂OH，
反应②B→C：乙醇在Cu或Ag作催化剂条件下发生氧化反应，反应为：2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu/Ag}$2CH₃CHO+2H₂O，
反应⑥F→G：1，2-二溴乙烷在碱性条件下发生水解反应，水解反应属于取代反应，反应为：CH₂BrCH₂Br+2NaOH$→_{△}^{H_{2}O}$CH₂OHCH₂OH+2NaBr，生成乙二醇，
故答案为：加成反应、氧化反应、取代反应；
（4）a．与金属钠反应CH₂OHCH₂OH+2Na→CH₂ONaCH₂ONa+H₂↑，故a正确；
b．醇不能与NaOH溶液反应，故b错误；
c．乙二醇易溶于水，故C正确；
d．乙二醇醇羟基能被酸性高锰酸钾溶液氧化褪色，故d正确；
e．G为CH₂OHCH₂OH，2CH₂OHCH₂OH+5O₂$\stackrel{点燃}{→}$4CO₂+6H₂O，1mol G完全燃烧消耗2.5molO₂，故e正确；
故答案为：acde；
（5）反应②：乙醇在Cu或Ag作催化剂条件下发生氧化反应，反应为：2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu/Ag}$2CH₃CHO+2H₂O，
反应⑤：CH₂=CH₂与溴单质发生加成反应：CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br，
反应⑦：CH₂OHCH₂OH+2CH₃COOHCH₃COOCH₂CH₂OOCCH₃+2H₂O，
故答案为：2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu/Ag}$2CH₃CHO+2H₂O；CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br；CH₂OHCH₂OH+2CH₃COOHCH₃COOCH₂CH₂OOCCH₃+2H₂O；
（6）乙醇乙酸的混合液体加热容易暴沸，为防止液体飞溅，应加入碎瓷片或沸石，制备乙酸乙酯时常用饱和碳酸钠溶液吸收乙酸乙酯，主要是利用了乙酸乙酯难溶于饱和碳酸钠，降低乙酸乙酯溶解度，易于分层，乙醇与水混溶，乙酸能被碳酸钠吸收，易于除去杂质，乙酸乙酯密度比水小，在溶液的上层，不溶于饱和碳酸钠溶液，可观察到b试管中液面上有无色油状液体生成，用分液的方法分离，用分液漏斗分离混合物，
故答案为：防止暴沸；降低乙酸乙酯溶解度，吸收乙醇，除去乙酸；饱和碳酸钠溶液；液面上有无色油状液体生成；分液漏斗；
（7）I为乙烷，J是有机物I的同系物，且比I多3个碳原子为戊烷，戊烷的三种同分异构体分别为CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃，拿下1个碳原子作为支链为，拿下2个碳原子作为支链为，
故答案为：CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃、、．

点评 本题考查有机物推断，为高频考点，把握官能团与性质的关系、掌握烯烃、卤代烃、醇、醛、羧酸之间的转化关系是解答的关键，题目难度中等．