Question

A是一种含碳、氢、氧三种元素的有机化合物。已知：A中碳的质量分数为44.1%，氢的质量分数为8.82%；A只含一种官能团，且每个碳原子上最多只连一个官能团；A能与乙酸发生酯化反应，但不能在两个相邻碳原子上发生消去反应。通过计算求：
（1）A的分子式是_____________（写出计算过程），其结构简式是____________________。  
（2）写出A与乙酸反应的化学方程式：________________________________________。
（3）27.2gA在空气中充分燃烧时至少需要空气（标况下）多少L；生成的CO₂用170ml 10mol/L的NaOH溶液吸收，反应后溶液中溶质的成分是什么，其物质的量各是多少？
（4）写出所有满足下列3个条件的A的同分异构体的结构简式。①属直链化合物；②与A具有相同的官能团；③每个碳原子上最多只连一个官能团。写出这些同分异构体的结构简式。

Answer 1

(1)C₅H₁₂O₄3分,只有答案无解题过程的只得1分     C(CH₂OH)₄1分
（2）C(CH₂OH)₄+4CH₃COOH →  C(CH₂OOCCH₃)₄+4H₂O 1分
（3）134.4L 2分，只有答案无解题过程的只得1分;
Na₂CO₃  0.7mol 2分; NaHCO₃   0.3mol2分，此问解题过程正确再得2分
（4）CH₂OH(CHOH)₃CH₃1分  CH₂OH(CHOH)₂CH₂CH₂OH 1分 CH₂OHCHOHCH₂CHOHCH₂OH1分

试题分析： （1）根据题中信息得，n(C): n(H): n(O)=(44.1%÷12):( 8.82%÷1):[( 1-44.1%-8.82%)÷16]≈5:12:4，A的分子式为C₅H₁₂O₄。又因A只含一种官能团，且每个碳原子上最多只连一个官能团，A能与乙酸发生酯化反应，表明A中含有-OH，其结构简式为C(CH₂OH)₄。
（2）A与乙酸发生酯化反应，方程式为C(CH₂OH)₄+4CH₃COOH →  C(CH₂OOCCH₃)₄+4H₂O。
（3）A的燃烧方程式为：C₅H₁₂O₄+6O₂→5CO₂+6H₂0，27.2gA（即0.2mol）在空气中充分燃烧时至少需要空气（标况下）是134.4L。生成CO₂为1.2mol，发生反应的化学方程为：1.2CO₂+1.7NaOH=xNa₂CO₃+yNaHCO₃+0.85H₂O，即x+y=1.2，2x+y=1.7，解得x=0.5，y=0.7。
故反应后溶液中溶质的成分及各个物质的量是Na₂CO₃为0.7mol，NaHCO₃为0.3mol。
（4）①属直链化合物，表明没有支链；②与A具有相同的官能团，说明含有-OH；③每个碳原子上最多只连一个官能团。综合以上信息得，这些同分异构体的结构简式为CH₂OH(CHOH)₃CH₃、CH₂OH(CHOH)₂CH₂CH₂OH、CH₂OHCHOHCH₂CHOHCH₂OH。
点评：本题考查有机物分子式的确定，以及有机物官能团的结构和性质，题目难度中等，本题易错点为（3），注意结构简式的推断。