Question

15．有机物A有如图所示转化关系．在A的质谱图中质荷比最大值为88，其分子中C、H、O三种元素的质量比为6：1：4，且A不能使Br₂的CCl₄溶液褪色；1mol B反应生成了2mol C．

已知：RCH（OH）-CH（OH）R′$\stackrel{HIO_{4}}{→}$RCHO+R′CHO
请回答下列问题：
（1）A的结构简式为CH₃COCH（OH）CH₃．
（2）若①、②、③三步反应的产率分别为90.0%、82.0%、75.0%，则由A合成H的总产率为55.4%．
（3）D+E→F的反应类型为酯化反应．
（4）写出C与银氨溶液反应的离子方程式为CH₃CHO+2[Ag（NH₃）₂]⁺+2OH^- $\stackrel{△}{→}$CH₃COO^-+NH₄⁺+2Ag↓+3NH₃+H₂O．
（5）若H分子中所有碳原子不在一条直线上，则H在一定条件下合成顺丁橡胶的化学方程式为．
若H分子中所有碳原子均在一条直线上，则G转化为H的化学方程式为CH₃CHBrCHBrCH₃+2NaOH$→_{△}^{醇}$H₃CC≡CCH₃↑+2NaBr+2H₂O．
（6）有机物A有很多同分异构体，请写出同时满足下列条件的一种异构体X的结构简式：．
a．X核磁共振氢谱有3个峰，峰面积之比为1：1：2
b．1mol X可在HIO₄加热的条件下反应，可形成1mol 二元醛
c．1mol X最多能与2mol Na反应
d．X不与NaHCO₃反应，也不与NaOH反应，也不与Br₂发生加成反应．

Answer 1

分析 由于A分子中C、H、O三种元素的质量比为6：1：4可知C、H、O的物质的量之比为$\frac{6}{12}$：$\frac{1}{1}$：$\frac{4}{16}$=2：4：1，故A的最简式为C₂H₄O，又由于A的质谱图中质荷比最大值为88，所以A的分子式为C₄H₈O₂，根据分子式可知A的不饱和度为1，且A不能使Br₂的CCl₄溶液褪色，说明A没有碳碳双键，而A能与氢气发生加成反应，则A中存在C=O键，根据1mol B反应生成了2mol C，结合已知条件可推知A的结构简式为CH₃COCH（OH）CH₃，则B为CH₃CH（OH）CH（OH）CH₃，C为CH₃CHO，乙醛发生氧化反应生成D为CH₃COOH，乙醛与氢气发生加成反应生成E为CH₃CH₂OH，乙酸与乙醇发生酯化反应生成F为CH₃COOCH₂CH₃．由于B与HBr发生取代反应生成卤代物G为CH₃CHBrCHBrCH₃，G在NaOH醇溶液中发生消去反应，（5）中若H分子中所有碳原子不在一条直线上，则H为1，3-丁二烯，若H分子中所有碳原子均在一条直线上，H为H₃CC≡CCH₃，据此解答．

解答 解：由于A分子中C、H、O三种元素的质量比为6：1：4可知C、H、O的物质的量之比为$\frac{6}{12}$：$\frac{1}{1}$：$\frac{4}{16}$=2：4：1，故A的最简式为C₂H₄O，又由于A的质谱图中质荷比最大值为88，所以A的分子式为C₄H₈O₂，根据分子式可知A的不饱和度为1，且A不能使Br₂的CCl₄溶液褪色，说明A没有碳碳双键，而A能与氢气发生加成反应，则A中存在C=O键，根据1mol B反应生成了2mol C，结合已知条件可推知A的结构简式为CH₃COCH（OH）CH₃，则B为CH₃CH（OH）CH（OH）CH₃，C为CH₃CHO，乙醛发生氧化反应生成D为CH₃COOH，乙醛与氢气发生加成反应生成E为CH₃CH₂OH，乙酸与乙醇发生酯化反应生成F为CH₃COOCH₂CH₃．由于B与HBr发生取代反应生成卤代物G为CH₃CHBrCHBrCH₃，G在NaOH醇溶液中发生消去反应，（5）中若H分子中所有碳原子不在一条直线上，则H为1，3-丁二烯，若H分子中所有碳原子均在一条直线上，H为H₃CC≡CCH₃．
（1）由上面的分析可知，A为CH₃COCH（OH）CH₃，故答案为：CH₃COCH（OH）CH₃；
（2）由A合成H的总产率应为①，②、③三步反应的产率之积，所以由A合成H的总产率=90.0%×82.0%×75.0%=55.4%，
故答案为：55.4%；
（3）D+E→F反应为乙酸与乙醇反应生成乙酸乙酯，反应类型为酯化反应，故答案为：酯化反应；
（4）由上面的分析可知，C为乙醛，它与银氨溶液反应的离子方程式为：CH₃CHO+2[Ag（NH₃）₂]⁺+2OH^- $\stackrel{△}{→}$CH₃COO^-+NH₄⁺+2Ag↓+3NH₃+H₂O，
故答案为：CH₃CHO+2[Ag（NH₃）₂]⁺+2OH^- $\stackrel{△}{→}$CH₃COO^-+NH₄⁺+2Ag↓+3NH₃+H₂O；
（5）G为CH₃CHBrCHBrCH₃，G在NaOH醇溶液中发生消去反应生成H，
若H分子中所有碳原子不在一条直线上，则H为1，3-丁二烯，H在一定条件下合成顺丁橡胶的化学方程式为，
若H分子中所有碳原子均在一条直线上，则H为H₃CC≡CCH₃，G转化为H的化学方程式为：CH₃CHBrCHBrCH₃+2NaOH$→_{△}^{醇}$H₃CC≡CCH₃↑+2NaBr+2H₂O，
故答案为：；
CH₃CHBrCHBrCH₃+2NaOH$→_{△}^{醇}$H₃CC≡CCH₃↑+2NaBr+2H₂O；
（6）A的结构简式为：，其同分异构体X符合条件：
a．X核磁共振氢谱有3个峰，峰面积之比为1：1：2，即X有三种位置的氢，且个数之比为1：1：2，
b．1mol X可在HIO₄加热的条件下反应，可形成1mol 二元醛，根据信息可知X应为含有两个羟基的环状物，
c．1mol X最多能与2mol Na反应，说明X有2个羟基，
d．X不与NaHCO₃反应，也不与NaOH反应，也不与Br₂发生加成反应，说明有X没有羧基，不含有碳碳双键，故X的结构简式为，
故答案为：．

点评 本题考查有机物推断，关键是确定A的结构简式，再根据反应条件、题给信息采用正向思维进行推断，熟练掌握官能团的性质与转化，侧重考查学生分析推断能力及知识迁移能力，题目难度中等．