题目内容

C1化学是指以一个碳原子的化合物（如CH4，CO，CO2，CH3OH，HCHO等）为原料合成各种化学产品的技术．天然气化工是指通过甲烷的化学反应来生产一系列化工产品的工艺过程，是以C1化学为中心面向21世纪的重要开发领域．以天然气为原料经下列反应路线可得工程塑料PBT．

（1）B分子结构为六元环状化合物，其中所有的氢原子所处的化学环境相同，则B的结构简式是
；B的同分异构体中与葡萄糖具有类似结构的是
．（写结构简式）
（2）F的结构简式是
HO-CH2-CH2-CH2-CH2-OH
HO-CH2-CH2-CH2-CH2-OH
；PBT属于
酯
酯
类有机高分子化合物．
（3）由A、D生成E的反应方程式为
HC≡CH+2HCHO
碱
HOCH2C≡CCH2OH
HC≡CH+2HCHO
碱
HOCH2C≡CCH2OH
，其反应类型为
加成反应
加成反应
．
（4）E的同分异构体G不能发生银镜反应，能使溴水褪色，能水解且产物的碳原子数不等，则G在NaOH溶液中发生水解反应的化学方程式是
CH2=CH-COOCH3+NaOH→CH2=CH-COONa+CH3OH
CH2=CH-COOCH3+NaOH→CH2=CH-COONa+CH3OH
．
分析：（1）甲醇氧化生成甲醛（HCHO），结合A、B的分子式可知，B为3分子甲醛形成，B分子结构为六元环状化合物，应是3分子甲醛之间的加成反应生成B；
B的同分异构体与葡萄糖结构类似，该异构体中含有1个-CHO，2个羟基-OH，为链状结构；
（2）由E→F的转化及F分子式可知，E中含有4个C原子，由HCHO+D→E，再根据已知反应信息可知，该反应为2分子甲醛与乙炔发生加成反应，D为HC≡CH，E为HOCH2-C≡C-CH2OH，E与氢气发生加成反应生成F，F与二元羧酸通过酯化反应形成高聚物PBT；
（3）由（2）中分析可知，该反应为该反应为2分子甲醛与乙炔发生加成反应生成HOCH2-C≡C-CH2OH；
（4）HOCH2-C≡C-CH2OH的同分异构体G不能发生银镜反应，分子中不含醛基-CHO或-OOCH，能使溴水褪色，含有不饱和键，能水解且产物的碳原子数不等，含有酯基，故含有1个C=C双键、1个酯基，且形成该酯的羧酸含有3个碳原子，醇为甲醇，据此判断G的结构式，书写方程式．
解答：解：（1）甲醇氧化生成甲醛（HCHO），结合A、B的分子式可知，B为3分子甲醛形成，B分子结构为六元环状化合物，应是3分子甲醛之间的加成反应生成B，故B的结构简式为：，B的同分异构体与葡萄糖结构类似，该异构体中含有1个-CHO，2个羟基-OH，为链状结构，该同分异构体的结构简式为，
故答案为：；；
（2）由E→F的转化及F分子式可知，E中含有4个C原子，由HCHO+D→E，再根据已知反应信息可知，该反应为2分子甲醛与乙炔发生加成反应，D为HC≡CH，E为HOCH2-C≡C-CH2OH，E与氢气发生加成反应生成F，故F结构简式为HO-CH2-CH2-CH2-CH2-OH，F与二元羧酸通过酯化反应形成高聚物PBT，PBT属于酯类，
故答案为：HO-CH2-CH2-CH2-CH2-OH；酯；
（3）由（2）中分析可知，该反应为该反应为2分子甲醛与乙炔发生加成反应生成HOCH2-C≡C-CH2OH，由A、D生成E的反应方程式为：HC≡CH+2HCHO
碱
HOCH2C≡CCH2OH，
故答案为：HC≡CH+2HCHO
碱
HOCH2C≡CCH2OH；加成反应；
（4）HOCH2-C≡C-CH2OH的同分异构体G不能发生银镜反应，分子中不含醛基-CHO或-OOCH，能使溴水褪色，含有不饱和键，能水解且产物的碳原子数不等，含有酯基，故含有1个C=C双键、1个酯基，且形成该酯的羧酸含有3个碳原子，醇为甲醇，故G的结构简式为：CH2=CH-COOCH3，CH2=CH-COOCH3在氢氧化钠溶液中发生水解方程式为：
CH2=CH-COOCH3+NaOH→CH2=CH-COONa+CH3OH，
故答案为：CH2=CH-COOCH3+NaOH→CH2=CH-COONa+CH3OH．
点评：本题考查有机物的推断与合成，充分利用有机物的分子式与反应信息进行判断，难度中等，能较好的考查考生的阅读、自学能力和思维能力，是热点题型．
练习册系列答案
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“C1化学”是指以分子中只含一个碳原子的物质为原料进行物质合成的化学。“C1化学”对于缓解日益 严重的能源危机、合理利用煤和天然气等化石燃料、保护环境等都有非常重要的意义。合成气(CO+H2)是 “C1化学”中的常用原料。
(1)煤气化可生成合成气，该反应的化学方程式为____________________，用该方法生产合成气的一个典型缺陷是___________。
(2)将甲烷氧化可制合成气：CH4(g)+1/2O2(g)CO(g)+2H2(g) △H=-35.6 kJ/mol。该反应是_____（填“自发”或“非自发”）反应。
(3)通过乙醇制取合成气具有良好的应用前景。由乙醇制取合成气有如下两条路线：
a．水蒸气催化重整：CH3CH2OH(g)+H2O(g)→4H2(g)+2CO(g) △H=+255.58 kJ/mol
b．部分催化氧化：CH3CH2OH(g)+1/2O2(g)→ 3H2(g)+2CO(g) △H=+13.76 kJ/mol
下列说法错误的是____。
A．从原料消耗的角度来看，a路线制氢更有价值
B．从能量消耗的角度来看，b路线制氢更加有利
C．a路线制氢由于要消耗很多能量，所以在实际生产中意义不大
D．在以上两个反应中，原子利用率较高的是b反应
(4)工业用合成气制备二甲醚的生产流程如下：

催化反应室中(压力2.0~ 10.0 MPa，温度230~ 280℃)进行下列反应：
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.7 kJ/mol ①
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H = -23.5 kJ/mol ②
CO(g) +H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.2 kJ/mol ③
①催化反应室中总反应3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=_____。830℃ 时反应③的K=1.0，则在催化反应室中反应③的K_______（填“>”、“<”或“=”）1.0。
②上述流程中，可以循环使用的物质有____________。
试完成下列两小题：

（1）C1化学是指从一个碳原子的化合物（如CH4，CO，CO2，CH3OH，HCHO等）出发合成各种化学品的技术。从煤、天然气制合成气再进一步制备各种化工产品和洁净燃料，已成为当今化学工业发展的必然趋势。其中甲醇是C1化学的基础。

①CO与H2按一定比例可生成乙二醇，则n(CO)/n(H2)=_____________（填数字）。

②若汽油平均组成用CmHn表示，则合成汽油控制n(CO)/n(H2)=(用m、n表示)。

③甲醇在一定条件下与CO、H2作用生成有机物A，A发生加聚可生成高分子写出生成A的化学方程式：_________________________________。

（2）已知醇醛在一定条件下能发生缩合反应，示例如下：

已知：

①1827年人们就发现有机物A，它的分子式为C13H18O7，与一分子水作用，水解生成B和C。

②B能发生银镜反应，B也可由淀粉水解得到，B的分子式为C6H12O6。

③C遇氯化铁溶液能发生显色反应，1 mol C与足量钠反应可产生1 mol H2。

④C在适当的条件下用适当氧化剂氧化，可得D，D的分子式为C7H6O3，相对分子质量D比C大14。

⑤D有两个取代基，但不是间位，它与Br2在催化剂作用下发生一溴取代，产物有四种，D能与碳酸氢钠溶液反应。

⑥D与乙酸酐〔(CH3CO)2O〕反应，可得常见药物E和乙酸，E能与碳酸氢钠反应放出二氧化碳。

试回答下列问题：

①写出结构简式：C_________________，E_________________。

②写出与D互为同分异构体，含有苯环且含有酯结构的结构简式：_________________（只需写一种）。

③B通常以六元环状结构存在，写出B的环状结构简式：_________________________。

“C1化学”是指以分子中只含一个碳原子的物质为原料进行物质合成的化学。下图是以天然气的主要成分为原料的合成路线流程图，其中“混合气体”的成分与水煤气相同；B的水溶液有杀菌防腐性能；D是C的钠盐，2mol  D分子间脱去1mol H2分子可缩合生成E；H是F与A按物质的量之比为1∶2反应的产物。

   

填写下列空白：

（1）天然气主要成分的电子式是             ；E的化学式是                   。

（2）D、G的结构简式是D                    G                         。

（3）写出下列反应式的化学方程：

A→B                                

A+F→H                                。

（08广东六校三模）“C1化学”是指以分子中只含一个碳原子的物质为原料进行物质合成的化学。下图是以天然气的主要成分为原料的合成路线流程图，其中“混合气体”的成分与水煤气相同；B的水溶液有杀菌防腐性能；D是C的钠盐，2mol  D分子间脱去1mol H2分子可缩合生成E；H是F与A按物质的量之比为1∶2反应的产物。

 

 

 

 

 

 

 

 

 填写下列空白：

（1）天然气主要成分的电子式是             ；E的化学式是                   。

（2）D、G的结构简式是D                    G                         。

（3）写出下列反应式的化学方程：

A→B                                

   A+F→H                                。