Question

5．有机物A、B、C、D、E、F、G、H相互关系如下图．5.9克H能与100mL1mol/LNaOH溶液恰好完全反应．0.1molH还能与足量的钠反应放出2.24L（STP）氢气，H分子结构中含有一个甲基．

（1）写出H的结构简式：HOOC-C（CH₃）-COOH；E的结构简式：CH₂=C（CH₃）-COONa；
（2）C→G的反应类型是取代反应、D→E的反应类型是消去反应；
（3）写出 D→E 的化学反应方程式BrCH₂-CH（CH₃）-COOH+2NaOH$→_{△}^{乙醇}$CH₂=C（CH₃）-COONa+NaBr+2H₂O；
（4）写出 A→E+F的化学反应方程式CH₂=C（CH₃）-COOCH₂-CH（CH₃）-CH₂Br+2NaOH$→_{△}^{水}$CH₂=C（CH₃）-COONa+HOCH₂-CH（CH₃）-CH₂OH+NaBr；
（5）A、B、C、D、E、F、G、H中属于同一种物质的是E和F；
（6）H的同分异构体有很多种，写出两种属于二元酯类的同分异构体CH₃COOCH₂OOCH、HCOOCH（CH₃）OOCH、HCOOCH₂CH₂OOCH．

Answer 1

分析 A的分子式为C₈H₁₃O₂Br，A在氢氧化钠水溶液、浓硫酸作用下发生反应，结合转化关系可知故A含有酯基，A的不饱和度为$\frac{2×8+2-13-1}{2}$=2，故A分子中还含有C=C双键，C连续氧化生成D，故C含有-OH，D中含有-COOH，D在氢氧化钠醇溶液、加热条件下生成E，E酸化生成B，故C中含有-Br，且B、C含有相同的碳原子数目为4，碳链类似，C在氢氧化钠水溶液中发生水解反应生成G，F含有2个-OH，G连续氧化生成H，5.9g物质H能与1mol/LNaOH的溶液100mL恰好完全反应，说明H中含有羧基，0.1mol物质H与足量金属钠反应在标准状况下生成2.24L氢气，氢气的物质的量为$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，故H中含有1个-COOH、1个-OH或含有2个-COOH，若H中含有1个-COOH、1个-OH，则5.9g物质H的物质的量为1mol/L×0.1L=0.1mol，则物质H的相对分子质量为$\frac{5.9}{0.1}$=59，不合题意，故H中不可能含有1个-COOH、1个-OH，故H中含有2个-COOH，H的分子结构中含有一个甲基，所以H为HOOC-C（CH₃）-COOH，结合转化关系可知，
G为HOCH₂-CH（CH₃）-CH₂OH，C为BrCH₂-CH（CH₃）-CH₂OH，D为BrCH₂-CH（CH₃）-COOH，E为CH₂=C（CH₃）-COONa，B为CH₂=C（CH₃）-COOH，A为CH₂=C（CH₃）-COOCH₂-CH（CH₃）-CH₂Br，F为CH₂=C（CH₃）-COONa，以此解答该题．

解答 解：A的分子式为C₈H₁₃O₂Br，A在氢氧化钠水溶液、浓硫酸作用下发生反应，结合转化关系可知故A含有酯基，A的不饱和度为$\frac{2×8+2-13-1}{2}$=2，故A分子中还含有C=C双键，C连续氧化生成D，故C含有-OH，D中含有-COOH，D在氢氧化钠醇溶液、加热条件下生成E，E酸化生成B，故C中含有-Br，且B、C含有相同的碳原子数目为4，碳链类似，C在氢氧化钠水溶液中发生水解反应生成G，F含有2个-OH，G连续氧化生成H，5.9g物质H能与1mol/LNaOH的溶液100mL恰好完全反应，说明H中含有羧基，0.1mol物质H与足量金属钠反应在标准状况下生成2.24L氢气，氢气的物质的量为$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，故H中含有1个-COOH、1个-OH或含有2个-COOH，若H中含有1个-COOH、1个-OH，则5.9g物质H的物质的量为1mol/L×0.1L=0.1mol，则物质H的相对分子质量为$\frac{5.9}{0.1}$=59，不合题意，故H中不可能含有1个-COOH、1个-OH，故H中含有2个-COOH，H的分子结构中含有一个甲基，所以H为HOOC-C（CH₃）-COOH，结合转化关系可知，
G为HOCH₂-CH（CH₃）-CH₂OH，C为BrCH₂-CH（CH₃）-CH₂OH，D为BrCH₂-CH（CH₃）-COOH，E为CH₂=C（CH₃）-COONa，B为CH₂=C（CH₃）-COOH，A为CH₂=C（CH₃）-COOCH₂-CH（CH₃）-CH₂Br，F为CH₂=C（CH₃）-COONa，
（1）由以上分析可知H为HOOC-C（CH₃）-COOH，E为CH₂=C（CH₃）-COONa，故答案为：HOOC-C（CH₃）-COOH；CH₂=C（CH₃）-COONa；
（2）C为BrCH₂-CH（CH₃）-CH₂OH，在氢氧化钠水溶液中发生取代反应生成HOCH₂-CH（CH₃）-CH₂OH，D为BrCH₂-CH（CH₃）-COOH，发生消去反应生成CH₂=C（CH₃）-COONa，
故答案为：取代反应；消去反应；
（3）D→E是BrCH₂-CH（CH₃）-COOH在氢氧化钠醇溶液、加热条件下，发生消去反应与中和反应生成CH₂=C（CH₃）-COONa，反应方程式为：BrCH₂-CH（CH₃）-COOH+2NaOH$→_{△}^{乙醇}$CH₂=C（CH₃）-COONa+NaBr+2H₂O，
故答案为：BrCH₂-CH（CH₃）-COOH+2NaOH$→_{△}^{乙醇}$CH₂=C（CH₃）-COONa+NaBr+2H₂O；
（4）A为CH₂=C（CH₃）-COOCH₂-CH（CH₃）-CH₂Br，E为CH₂=C（CH₃）-COONa，A在碱性条件下发生水解反应生成E，反应的方程式为CH₂=C（CH₃）-COOCH₂-CH（CH₃）-CH₂Br+2NaOH$→_{△}^{水}$CH₂=C（CH₃）-COONa+HOCH₂-CH（CH₃）-CH₂OH+NaBr，
故答案为：CH₂=C（CH₃）-COOCH₂-CH（CH₃）-CH₂Br+2NaOH$→_{△}^{水}$CH₂=C（CH₃）-COONa+HOCH₂-CH（CH₃）-CH₂OH+NaBr；
（5）由以上分析可知E、F属于同一物质，故答案为：E和F；
（6）H为HOOC-C（CH₃）-COOH，属于二元酯类的同分异构体有CH₃COOCH₂OOCH、HCOOCH（CH₃）OOCH、HCOOCH₂CH₂OOCH，
故答案为：CH₃COOCH₂OOCH、HCOOCH（CH₃）OOCH、HCOOCH₂CH₂OOCH．

点评 本题考查有机物的推断，为高考常见题型，难度较大，是对有机物知识的综合运用及学生思维能力的考查，根据转化关系并结合A的分子式，判断A含有官能团，进而推断各物质含有的官能团，根据H的与氢氧化钠及与钠反应，推断H的结构是解题的关键．