Question

5．为测定某有机化合物A的结构，通过实验得出以下数据：
①将有机化合物A置于氧气流中充分燃烧，实验测得生成5.4g H₂O和8.8g CO₂．
②利用质谱仪测定出有机化合物A的相对分子质量为46．
③将9.2g该有机物与足量的金属钠反应，测得在标准状态下产生的氢气为2.24L．
请回答：
（1）有机化合物A中碳原子与氢原子的个数比是1：3，A的分子式是C₂H₆O，A的结构简式为CH₃CH₂OH．
（2）化合物A在一定条件下脱水可生成B，B可合成包装塑料C．A转化为B的化学反应方程式为C₂H₅OH$→_{△}^{浓硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O，反应类型为消去反应．
（3）化合物A可在一定条件下通过粮食制得，由粮食制得的A在一定温度下密闭储存，由于发生一系列的化学变化而变得更醇香．在这一系列变化过程中，最后一步化学变化的化学方程式为C₂H₅OH+CH₃COOH$?_{△}^{浓硫酸}$CH₃COOC₂H₅+H₂O，反应类型为酯化反应（或取代反应）．
（4）体育比赛中当运动员肌肉扭伤时，队医随即用氯乙烷（沸点为12.27°C）对受伤部位进行局部冷冻麻醉．请用B选择合适的方法制备氯乙烷，要求原子利用率为100%，制备反应方程式为CH₂=CH₂+HCl$→_{△}^{催化剂}$CH₃CH₂Cl，反应类型为加成反应．

Answer 1

分析 （1）浓硫酸增重为水的质量，碱石灰增重为二氧化碳的质量，以此可确定有机物中C、H原子个数比值；根据有机物与足量的金属钠反应产生氢气，可知物质中含有氧原子，根据讨论法，结合相对分子质量为46以及有机物与氢气的关系可确定分子式与结构简式；
（2）根据乙醇在一定条件下脱水可生成B，B为CH₂=CH₂，B可合成包装塑料C，C为聚乙烯；
（3）根据乙醇被氧化为乙酸，乙酸与乙醇能发生酯化反应生成酯和水，酯化反应为取代反应；
（4）原子利用率为100%，说明生成物只有一种，可用加成方法制备．

解答 解：（1）n（C）=n（CO₂）=$\frac{8.8g}{44g/mol}$=0.2mol，n（H）=2n（H₂O）=$\frac{5.4g}{18g/mol}$×2=0.6mol，则有机物中N（C）：N（H）=0.2mol：0.6mol=1：3；化合物A的相对分子质量为46，若分子中含有一个氧原子，则碳原子与氢原子的个数分别为2、6，为乙醇或二甲醚，n（乙醇）：n（氢气）=2：1，符合题意；但二甲醚与钠不反应，不符合题意；若分子中含有2个氧原子，则碳原子与氢原子的个数分别为0.93、2.8，不符合题意，所以化合物A的分子式为C₂H₆O，结构简式为CH₃CH₂OH，
故答案为：1：3；C₂H₆O；CH₃CH₂OH；
（2）乙醇在一定条件下发生消去反应可生成B，B为CH₂=CH₂，B可合成包装塑料C，C为聚乙烯，A转化为B的化学反应方程式为：C₂H₅OH $→_{△}^{浓硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O，该反应为消去反应，
故答案为：C₂H₅OH $→_{△}^{浓硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O；消去反应；
（3）发生一系列的化学变化而变得更醇香，应为乙醇被氧化为乙酸，进而发生酯化反应生成乙酸乙酯，反应的化学方程式为：，
故答案为：；酯化反应（或取代反应）；
（4）原子利用率为100%，可用加成方法制备，反应的化学方程式为：CH₂=CH₂+HCl$→_{△}^{催化剂}$CH₃CH₂Cl，该反应属于加成反应，
故答案为：CH₂=CH₂+HCl$→_{△}^{催化剂}$CH₃CH₂Cl；加成反应．

点评 本题考查有机物分子式、结构简式的确定，题目难度中等，根据讨论法确定有机物的结构简式为解答该题的关键，注意掌握常见有机物结构与性质，试题培养了学生的灵活应用能力．