Question

3．菠萝酯是一种具有菠萝香气的食用香料，是化合物甲与苯氧乙酸发生化学反应的产物．
（1）甲一定含有的官能团的名称是羟基．
（2）5.8g甲完全燃烧可产生0.3mol CO₂和0.3mol H₂O，甲蒸气对氢气的相对密度是29，甲分子中不含甲基，且为链状结构，其结构简式是CH₂=CH-CH₂-OH．
（3）苯氧乙酸有多种酯类的同分异构体，其中能与FeCl₃溶液发生显色反应，且有2种一硝基取代物的同分异构体是（写出任意2种的结构简式）、等．
（4）已知：RCH₂COOH$→_{催化剂}^{Cl_{2}}$RCHCOOHCl
RONa$→_{△}^{Cl-R′}$ROR′（R-，R′-代表烃基）菠萝酯的合成路线如下：

①试剂X不可选用的是（选填字母）ac．
a．CH₃COONa溶液    b．NaOH溶液  c．NaHCO₃溶液       d．Na
②丙的结构简式是ClCH₂COOH，反应Ⅱ的反应类型是取代反应．
③反应Ⅳ的化学方程式是．

Answer 1

分析 （1）根据酯化反应是酸与醇类间的反应判断有机物甲中含有的官能团；
（2）由题意可知，甲中含有羟基，甲蒸气对氢气的相对密度是29，相同条件下的气体密度之比等于其相对分子质量之比，所以甲的相对分子质量为58，根据n=$\frac{m}{M}$计算5.8g甲的物质的量，根据质量守恒计算参加反应的氧气的质量，根据原子守恒计算甲分子中C、H原子数目，判断甲是否含有氧元素，比较计算甲分子中氧原子数目，据此确定甲的分子式，结合甲的结构特点确定其结构简式；
（3）能与FeCl₃溶液发生显色反应说明含有酚羟基，且有2种一硝基取代物，苯环上有2个不同取代基且处于对位位置符合，据此写出其结构简式；
（4）苯酚和氢氧化钠或钠反应生成苯酚钠，催化剂条件下，乙和氯气反应生成丙，丙和苯酚钠反应生成，结合反应信息可知，丙是ClCH₂COOH，故乙为乙酸，CH₂=CH-CH₂-OH和发生酯化反应生成菠萝酯．

解答 解：（1）菠萝酯是一种具有菠萝香气的食用香料，是化合物甲与苯氧乙酸发生酯化反应的产物，由于苯氧乙酸中含有羧基，所以化合物甲中一定含有官能团羟基，
故答案为：羟基；
（2）由题意可知，甲中含有羟基，甲蒸气对氢气的相对密度是29，相同条件下的气体密度之比等于其相对分子质量之比，所以甲的相对分子质量为58，5.8g甲的物质的量=$\frac{5.8g}{58g/mol}$=0.1mol，
质量守恒可知，参加反应的氧气的质量=0.3mol×44g/mol+0.3mol×18g/mol-5.8g=12.8g，氧气物质的量=$\frac{12.8g}{32g/mol}$=0.4mol，
根据氧原子守恒，可知5.8g甲中n（O）=0.3mol×2+0.3mol-0.4mol×2=0.1mol，
根据原子守恒可知，甲分子中N（C）=$\frac{0.3mol}{0.1mol}$=3、N（H）=$\frac{0.3mol×2}{0.1mol}$=6、N（O）=$\frac{0.1mol}{0.1mol}$=1，
故甲的分子式为C₃H₆O，甲分子中不含甲基，且为链状结构，其结构简式是CH₂=CH-CH₂-OH，
故答案为：CH₂=CH-CH₂-OH；
（3）能与FeCl₃溶液发生显色反应说明含有酚羟基，且有2种一硝基取代物，说明苯环上有2个取代基且处于对位位置，所以其同分异构体是、、，
故答案为：、等；
（4）苯酚和氢氧化钠或钠反应生成苯酚钠，催化剂条件下，乙和氯气反应生成丙，丙和苯酚钠反应生成，结合反应信息可知，丙是ClCH₂COOH，故乙为乙酸，CH₂=CH-CH₂-OH和发生酯化反应生成菠萝酯，
①苯酚具有酸性但酸性弱于醋酸、碳酸，所以苯酚能和碳酸钠、氢氧化钠反应生成苯酚钠，不能和醋酸钠、碳酸氢钠反应，
故选：ac；
②通过以上分析知，其结构简式为：ClCH₂COOH，反应Ⅱ属于取代反应，
故答案为：ClCH₂COOH；取代反应；
③在催化剂、加热条件下，CH₂=CH-CH₂-OH和发生酯化反应生成菠萝酯，反应方程式为：，
故答案为：．

点评 本题考查有机物的推断，需要学生对给予的信息进行利用，较好的考查学生的阅读能力、自学能力，题目难度中等，（4）注意根据有机物的结构与反应信息确定丙的结构突破口，答题时注意把握题给信息，注意养成仔细审题的良好习惯．