题目内容

A~X七种有机物间转化关系如图所示.其中气体A在标准状况下密度为1.25g/L,且碳元素的质量分数为85.7%;E普遍存在于许多食物中(如花生、菠菜等);F分子中含有一个六元环,晶体X中仅含C、H、O三种元素,且原子个数比为1:3:3.试回答下列问题:

(1)C的结构简式为
 
;晶体X的化学式为
 
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(2)下列转化过程涉及的有机化学反应中,属于取代反应的是
 
(填序号).
①A→B ②B→C ③C→D ④D→E ⑤C、E→F
(3)写出D与新制Cu(OH)2悬浊液反应的方程式:
 
;写出C与E生成高分子化合物的化学方程式:
 
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(4)简述确定有机物B中官能团的实验方法:
 
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(5)有机物W是F的同系物,具有和F相似的结构,分子组成比F多四个碳原子,也含有六元环,其1H-NMR谱图上只有一个峰,写出一种符合上述条件的W的结构简式:
 
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(6)有机物Y是一种重要有机化工原料,可制备调香剂、皮肤创伤的愈合剂和某些药品(如头孢)等,Y的分子组成比E少一个氧原子,Y有两种不同的含氧官能团.通过电解方法可由E制取Y,电解槽中阳极通常用石墨,阴极用复合膜电极,采用阳离子交换膜,电解质溶液为饱和E与H2SO4的混合溶液.写出电解槽中阴极的电极反应式:
 
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考点:有机物的推断
专题:有机物的化学性质及推断
分析:根据A的密度和碳元素的质量分数可知A为乙烯CH2=CH2,结合转化关系图,B为1、2-二卤代烷CH2XCH2X,其在NaOH溶液中水解得HOH2C-CH2OH,C为乙二醇,乙二醇氧化得D为乙二醛HOC-CHO,乙二醛被新制氢氧化铜氧化为E,E为乙二酸HOOC-COOH,C乙二醇和E乙二酸发生酯化反应得六元环酯F为,依次可解答(1)至(3)题;(4)有机物W是非电解质,不能发生电离,检验卤素种类需先取代出卤素离子;(5)与F结构相似,多4个C原子,且1H-NMR谱图上只有一个峰,且C原子只有4键,据此推断;(6)阴极发生还原反应.
解答: 解:根据A的密度和碳元素的质量分数可知A为乙烯,结合转化关系图,B为1、2-二卤代烷,其在NaOH溶液中水解得C,C为乙二醇,乙二醇氧化得D为乙二醛,乙二醛被新制氢氧化铜氧化为E,E为乙二酸,C乙二醇和E乙二酸发生酯化反应得六元环酯F.
(1)C为乙二醇,结构简式为:,;X是乙二酸溶液结晶产物,乙二酸中C、H、O原子个数比为1:2:2,X中C、H、O原子个数比为1:3:3,说明乙二酸结晶时有结晶水,应是H2C2O4?2H2O,故答案为:H2C2O4?2H2O
(2)A为乙烯,结合转化关系图,B为1、2-二卤代烷,其在NaOH溶液中水解得C,C为乙二醇,乙二醇氧化得D为乙二醛,乙二醛被新制氢氧化铜氧化为E,E为乙二酸,C乙二醇和E乙二酸发生酯化反应得六元环酯F,所以①A→B为加成反应,②B→C取代反应 ③C→D为氧化反应 ④D→E为氧化反应 ⑤C、E→F为缩聚反应也可看成取代反应,故答案为:②⑤
(3)D是乙二醛与新制Cu(OH)2悬浊液反应的方程式为OHC-CHO+4Cu(OH)2+2NaOH
加热
NaOOC-COONa+2Cu2O↓+6H2O;C是乙二醇E是乙二酸,C与E通过缩聚反应生成高分子化合物的化学方程式为:nHOOC-COOH+nHOCH2-CH2OH
催化剂
△
H-[OCH2CH2OOC-COOCH2CH2O]n-OH+(2n-1)H2O
故答案为:OHC-CHO+4Cu(OH)2+2NaOH
加热
NaOOC-COONa+2Cu2O↓+6H2O;nHOOC-COOH+nHOCH2-CH2OH
催化剂
△
H-[OCH2CH2OOC-COOCH2CH2O]n-OH+(2n-1)H2O
(4)B为1、2-二卤代烷,是非电解质,不能电离出卤素离子,需先在NaOH溶液中水解出卤素离子,再用硝酸中和成酸性,然后加入AgNO3溶液,通过观察卤化银沉淀的颜色确定卤素种类,故答案为:取适量B与NaOH溶液共热,再加入硝酸酸化,然后加入硝酸银溶液,观察生成沉淀的颜色;
(5)已知F分子中含有一个六元环,C是乙二醇E是乙二酸,C与E生成的F应是,其同系物W比F多4个C,且H原子等效,可能为故答案为:
(6)据题意Y为HOOC-CHO,由HOOC-COOH生成Y发生了还原反应,阴极发生还原反应,在酸性条件下其电极反应式应为HOOC-COOH+2H++2e-═HOOC-CHO+H2O
故答案为:HOOC-COOH+2H++2e-═HOOC-CHO+H2O
点评:本题考查范围广,有一定难度,主线推断是醇醛酸的转化,各个问题需要仔细审题认真完成.
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