Question

5．A是一种重要的化工原料，用来衡量一个国家的石油化工发展水平，相同条件下存在如下转化关系（部分反应物、反应条件和产物已省略），其中E为具有果香气味的物质，F是高聚物．
（1）写出下列反应的反应类型：A→G加成，B→C氧化，并写出B→C的方程式2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+H₂O．
（2）B的结构式为；写出其官能团的电子式，1个该官能团含有9个电子，氢氧根与其组成元素相同，电子式为，含有有10个电子；高聚物F是常用的塑料之一，它的链节可表示为-CH₂CH₂-．
（3）某有机物H含有与D相同的官能团，含有2个甲基，且与E互为同分异构体，写出H的结构简式CH₃CH（CH₃）COOH，其与过量Na₂CO₃反应的化学方程式为CH₃CH（CH₃）COOH+Na₂CO₃→CH₃CH（CH₃）COONa+NaHCO₃．
（4）据报道，最近摩托罗拉（MOTOROLA）公司研发了一种由B和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量是现用镍氢电池和锂电池的10倍，可连续使用1个月充电一次．假定放电过程中，B完全氧化产生的CO₂被充分吸收生成CO₃^2-
①该电池反应的总离子方程式为C₂H₆O+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+5H₂O；
②B在负极发生反应（填正或负），电极反应式为C₂H₆O+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O；
（5）最近，又有科学家制造出一种固体电解质的燃料电池，其效率更高．一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气．其中固体电解质是掺杂了Y₂O₃（Y：钇）的ZrO₂（Zr：锆）固体，它在高温下能传导O^2-离子（其中氧化反应发生完全）．以丁烷（C₄H₁₀）代表汽油．
①电池的正极反应式为O₂+4e^-=2O^2-；
②放电时固体电解质里的O^2-离子的移动方向是向负极移动（填正或负）．

Answer 1

分析 A是来自石油的重要有机化工原料，此物质可以用来衡量一个国家石油化工发展水平，所以A是CH₂=CH₂，E是具有果香味的有机物，E是酯，酸和醇反应生成酯，则B和D一种是酸一种是醇，B能被氧化生成D，A反应生成B，碳原子个数不变，所以B是乙醇，D是乙酸，铜作催化剂、加热条件下，乙醇被氧气氧化生成C，所以C是乙醛，A反应生成F，F是一种高聚物，可制成多种包装材料，所以F是聚乙烯，以此解答该题．

解答 解：A是来自石油的重要有机化工原料，此物质可以用来衡量一个国家石油化工发展水平，所以A是CH₂=CH₂，E是具有果香味的有机物，E是酯，酸和醇反应生成酯，则B和D一种是酸一种是醇，B能被氧化生成D，A反应生成B，碳原子个数不变，所以B是乙醇，D是乙酸，铜作催化剂、加热条件下，乙醇被氧气氧化生成C，所以C是乙醛，A反应生成F，F是一种高聚物，可制成多种包装材料，所以F是聚乙烯，
（1）A→G为加成反应，B→C是乙醇在Cu或Ag作催化剂条件下发生氧化反应生成CH₃CHO，反应的化学方程式为2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+H₂O，
故答案为：加成；氧化；2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+H₂O；
（2）乙醇结构式是：，含有的官能团为羟基，电子式为，含有9个电子，氢氧根含有10个电子，电子式为，F为聚乙烯，含有的链节为-CH₂CH₂-，
故答案为：；；9；；10；-CH₂CH₂-；
（3）D为乙酸，某有机物H含有与D相同的官能团，含有2个甲基，且与E互为同分异构体，H的结构简式为CH₃CH（CH₃）COOH，与过量Na₂CO₃反应生成碳酸氢钠，化学方程式为CH₃CH（CH₃）COOH+Na₂CO₃→CH₃CH（CH₃）COONa+NaHCO₃，故答案为：CH₃CH（CH₃）COOH；CH₃CH（CH₃）COOH+Na₂CO₃→CH₃CH（CH₃）COONa+NaHCO₃；
（4）①放电过程中，乙醇完全氧化产生的CO₂被充分吸收生成CO₃^2-，则反应的总方程式为C₂H₆O+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+5H₂O，
故答案为：C₂H₆O+3O₂+4OH^-=2CO₃^2-+5H₂O；
②乙醇碱性燃料电池中，负极上燃料失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为C₂H₆O+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O，
故答案为：负；C₂H₆O+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O；
（5）①正极上氧气得电子生成氧离子，电极反应式为O₂+4e^-=2O^2-，故答案为：O₂+4e^-=2O^2-；
②放电时，电解质中阴离子向负极移动，所以电解质中氧离子向负极移动，故答案为：负．

点评 本题考查有机物的推断，题目难度中等，明确有机物的结构与性质为解答该题的关键，根据反应流程中官能团的变化及反应条件判断，试题培养了学生的分析、理解能力及逻辑推理能力．