Question

16．聚乙烯醇（PVA）是一种人工合成的水溶性高分子化合物，广泛应用于粘合剂、纤维浆料、纸品加工剂等产品．由有机物A合成吸水材料PVA及聚酯纤维的合成路线如图所示．

已知：①有机物A组成中含碳37.5%，含氢12.5%，其余是氧，又测得A蒸汽在同温同压下对氢气的相对密度为16．
②RCOOR′+R″OH→RCOOR″+R′OH（R、R′、R″均代表烃基）
请回答下列问题：
（1）A的分子式为CH₄O；B中所含有的官能团的名称为酯基、碳碳双键；C的结构简式为．
（2）D→E的反应类型为取代反应；F的名称为对苯二甲酸（或1，4苯二甲酸）．
（3）G→聚酯纤维的化学方程式为+$\stackrel{H+}{?}$+（2n-1）CH₃OH；G的同分异构体有多种，则满足下列条件的共有12种．
①苯环上只有两个取代基；
②1mol该物质与足量的NaHCO₃溶液反应生成2molCO₂气体．
（4）写出由合成的流程图（写出反应物和反应条件）．注：书写格式参照如下示例流程图：
CH₃CHO$→_{催化剂}^{O_{2}•△}$CH₃COOH$→_{浓H_{2}SO_{4}，△}^{CH_{3}CH_{2}OH}$CH₃COOCH₂CH₃．

Answer 1

分析 根据C在酸性条件下水解生成和CH₃COOH可知，该反应为酯的水解，C的结构简式为：；B通过反应生成C，该反应应该为加聚反应，则B为；CH₃COOH与M发生加成反应生成B，则M为CH≡CH；
有机物A组成中含碳37.5%，含氢12.5%，其余是氧，则A分子中C、H、O原子个数之比为：$\frac{37.5%}{12}$：$\frac{12.5%}{1}$：$\frac{1-37.5%-12.5%}{16}$=1：4：1，则A的最简式为CH₄O，由于H原子已经达到饱和，则A为甲醇（CH₃OH）；结合A与HBr反应得D，D与甲苯反应生成E，E氧化生成F，F与甲醇反应生成G可知，F为、E为、D为CH₃Cl；G→聚酯纤维的反应为水解反应，反应的化学方程式为：+$\stackrel{H+}{?}$+（2n-1）CH₃OH，据此进行解答．

解答 解：根据C在酸性条件下水解生成和CH₃COOH可知，该反应为酯的水解，C的结构简式为：；B通过反应生成C，该反应应该为加聚反应，则B为；CH₃COOH与M发生加成反应生成B，则M为CH≡CH；
有机物A组成中含碳37.5%，含氢12.5%，其余是氧，则A分子中C、H、O原子个数之比为：$\frac{37.5%}{12}$：$\frac{12.5%}{1}$：$\frac{1-37.5%-12.5%}{16}$=1：4：1，则A的最简式为CH₄O，由于H原子已经达到饱和，则A为甲醇（CH₃OH）；结合A与HBr反应得D，D与甲苯反应生成E，E氧化生成F，F与甲醇反应生成G可知，F为、E为、D为CH₃Cl，
（1）根据分析可知，A为CH₃OH，其分子式为：CH₄O；B为，其含有的官能团为碳碳双键和酯基；C的结构简式为：，
故答案为：CH₄O；  ；酯基、碳碳双键；；
（2）D→E的反应CH₃Cl与甲苯反应生成和HCl，该反应为取代反应；F为，其名称为对苯二甲酸（或1，4苯二甲酸），
故答案为：取代反应； 对苯二甲酸（或1，4苯二甲酸）；
（3）G→聚酯纤维的反应为缩聚反应，该反应的化学方程式为：+$\stackrel{H+}{?}$+（2n-1）CH₃OH；
G为，②1mol该物质与足量的NaHCO₃溶液反应生成2molCO₂气体，说明有机物分子中含有2个羧基又①苯环上只有两个取代基，则其取代基可能为：①-COOH、-CH₂CH₂COOH、②-CH₂COOH、-CH₂COOH、③-COOH、-CH（CH₃）COOH、④-CH₃、CH（COOH）₂，每一种存在邻、间、对三种结构，所有总共有含有3×4=12种结构，
故答案为：+$\stackrel{H+}{?}$+（2n-1）CH₃OH；12；
（4）由合成，根据逆合成法，可以由催化氧化生成，苯甲醇可以由通过水解反应生成，可用甲苯与氯气通过取代反应生成，所以合成流程为，
故答案为：．

点评 本题考查了有机合成，题目难度较大，明确合成原理及常见有机物结构与性质为解答关键，试题侧重考查学生的分析、理解能力，（3）中同分异构体的书写为解答难点、易错点，需要根据题中性质条件明确满足条件的有机物分子中两个取代基结构．