Question

3．Ⅰ、当0.2mol烃A在足量氧气中完全燃烧时生成CO₂和H₂O各1.2mol，催化加氢后生成2，2-二甲基丁烷，则A的结构简式为（CH₃）₃C-CH=CH₂．
Ⅱ、某烃1mol与2molHCl完全加成，生成的氯代烷最多还可以与4molCl₂反应，则该烃的结构简式为CH≡CH．
Ⅲ、某芳香烃A是有机合成中非常重要的原料，通过质谱法测得其最大质荷比为118；其核磁共振氢谱中有5个峰，峰面积之比为1：2：2：2：3；其苯环上只有一个取代基．以下是以A为原料合成高分子化合物F、I的路线图，试回答下列问题：

（1）A的结构简式为（2）E中的官能团名称是羟基、羧基
（3）G的结构简式为（4）反应②、④的反应类型分别是取代反应、消去反应
（5）反应⑥、⑦生成的高分子化合物的反应原理是否相同？否（填“是”或“否”）
（6）写出下列反应的化学方程式：反应③；反应⑦n$\stackrel{一定条件}{→}$+（n-1）H₂O；
（7）符合以下条件的C的同分异构体有5种（不考虑立体异构）
a、苯环上有两个取代基              
b、苯环上的一氯代物有两种
c、加入三氯化铁溶液显色
d、向1mol该物质中加入足量的金属钠可产生1mol氢气．

Answer 1

分析 Ⅰ、根据C元素、H元素守恒确定该烃的分子式为C₆H₁₂，在催化剂作用下与H₂发生加成反应，生成2，2-二甲基丁烷，则该烃的结构简式为（CH₃）₃C-CH=CH₂；
Ⅱ、烃1mol与2mol HCl完全加成，则该烃分子有2个双键或1个三键，1mol氯代烷能和4mol氯气发生完全取代反应，则氯代烷分子中有4个H原子，所以原烃分子中有2个H原子，据此确定；
Ⅲ、通过质谱法测得芳香烃A的相对分子质量为118，其苯环上只有一个取代基，其核磁共振氢谱中有5个峰，峰面积之比为1：2：2：2：3；则A物质只能为：，因此物质A与溴的四氯化碳溶液可发生加成反应得到卤代物B，卤代物在氢氧化钠的水溶液中发生取代反应生成物质：C，醇在铜做催化剂，与氧气反应生成对应的醛即物质：D；醛与氢氧化铜做氧化剂的条件下，被氧化生成对应的酸：E，而E物质在浓硫酸条件下，可脱去羟基，生成物质：G，物质G在浓硫酸的条件下，能与甲醇发生酯化反应生成物质：H 2-苯基丙烯酸甲酯；物质H可发生加聚反应生成物质I：；化合物E即含羧基由含羟基，发生缩聚反应生成F，据此进行解答．

解答 解：Ⅰn（烃）：n（C）：n（H）=n（烃）：n（CO₂）：2n（H₂O）=0.2mol：1.2mol：1.2mol×2=1：6：12，即1个分子中含有6个C原子、12个H原子，故该烃的分子式为C₆H₁₂，在催化剂作用下与H₂发生加成反应，生成2.2-二甲基丁烷，则该烃的结构简式为：（CH₃）₃C-CH=CH₂，
故答案为：（CH₃）₃C-CH=CH₂；
Ⅱ、烃1mol与2mol HCl完全加成，则该烃分子有2个双键或1个三键，1mol氯代烷能和4mol氯气发生完全取代反应，则氯代烷分子中有4个H原子，氯代烷分子中有2个H原子是烃与氯化氢加成引入的，所以原烃分子中有2个H原子，故该烃为CH≡CH，
故答案为：CH≡CH；
Ⅲ、通过质谱法测得芳香烃A的相对分子质量为118，其苯环上只有一个取代基，则A物质只能为：，因此物质A与溴的四氯化碳溶液可发生加成反应得到卤代物B，卤代物在氢氧化钠的水溶液中发生取代反应生成物质C：，醇在铜做催化剂，与氧气反应生成对应的醛即物质D：；醛与氢氧化铜做氧化剂的条件下，被氧化生成对应的酸，即物质E：，而E物质在浓硫酸条件下，可脱去羟基，生成物质：G 2-苯基丙烯酸，物质G在浓硫酸的条件下，能与甲醇发生酯化反应生成物质：H 2-苯基丙烯酸甲酯；物质H可发生加聚反应生成物质I：，化合物E即含羧基由含羟基，发生缩聚反应生成F，
（1）根据以上分析可知，A的结构简式为：，故答案为：；
（2）根据以上分析可知，E的结构简式为，该有机物分子中含有的官能团为羟基、羧基，
故答案为：羟基、羧基；
（3）根据分析可知，G的结构简式为：，故答案为：；
（4）根据分析可知，反应②为卤代物在氢氧化钠的水溶液中发生取代反应生成物质C；反应④为E物质在浓硫酸条件下，脱去羟基发生消去反应生成物质G，故答案为：取代反应、消去反应；
（5）根据以上分析，反应⑥H因为含有碳碳双键所以为加聚生成高分子I，⑦为化合物E因为含羧基由含羟基，所以发生缩聚反应生成高分子F，所以生成的高分子化合物的反应原理是不相同，故答案为：否；
（6）反应③为催化氧化生成，反应的化学方程式为：，
反应⑦为在一定条件下转化成高分子F，反应的化学方程式为：n$\stackrel{一定条件}{→}$+（n-1）H₂O；故答案为：；n$\stackrel{一定条件}{→}$+（n-1）H₂O；

（7）C为的同分异构体a、苯环上有两个取代基；b、苯环上的一氯代物有两种，则为对位结构；c、加入三氯化铁溶液显色，说明其中一个取代基为酚羟基；d、向1mol该物质中加入足量的金属钠可产生1mol氢气，说明另一个还含有一个羟基，则符合条件的取代基可能为-OH和-CH₂CH₂CH₂OH，或者-OH和-CH₂CHOHCH₃，或者-OH和-CHOHCH₂CH₃，或者-OH和-CH（CH₃）CH₂OH，或者-OH和-COH（CH₃）₂，共5种，故答案为：5．

点评 本题考查了有机推断及有机合成，题目难度较大，正确理解题干信息及合成原理为解答关键，注意掌握常见有机物结构与性质，试题有利于培养学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．