Question

20．已知A物质是一种气态烷烃，标况下取22.4L该烃完全燃烧消耗氧气的质量是160g，A的一氯代物有两种同分异构体分别为B和C．各物质转化关系如图所示：（部分反应物及产物略去）

又知：H不能发生银镜反应，请从反应图式中各物质间的关系，回答下列问题：
（1）写出下列物质的结构简式ACH₃CH₂CH₃    CCH₃CHClCH₃
（2）写出下列反应的化学方程式：（注明反应条件及反应类型）
A→B：CH₃CH₂CH₃+Cl₂ $\stackrel{光照}{→}$CH₃CH₂CH₂Cl+HCl，取代反应反应类型
B→D：CH₃CH₂CH₂Cl+NaOH$→_{△}^{醇}$CH₃CH=CH₂↑+NaCl+H₂O，消去反应反应类型
E→H：2（CH₃）₂CHOH+O₂ $→_{△}^{Cu}$2CH₃COCH₃+2H₂O，氧化反应反应类型
G+E→I：（CH₃）₂CHOH+CH₃COOH CH₃COOCH（CH₃）₂+H₂O，取代反应或酯化反应反应类型
（3）已知H的一种同分异构体K能发生银镜反应，写出K与银氨溶液反应的化学方程式：CH₃CH₂CHO+2[Ag（NH₃）₂]OH $\stackrel{水浴}{→}$CH₃CH₂COOH+2Ag↓+3NH₃↑+H₂O．

Answer 1

分析 烷烃的化学式为C_nH_2n+2，根据燃烧方程式：C_nH_2n+2+（n+$\frac{2n+2}{4}$）O₂$\stackrel{点燃}{→}$nCO₂+（n+1）H₂O来进行计算气态烷烃A的化学式C₃H₈，A的一氯代物有两种同分异构体分别为B和C，CH₃CH₂CH₂Cl、CH₃CHClCH₃，C在氢氧化钠的水溶液中取代，生成醇E，E催化氧化生成H，但H不能发生银镜反应，说明H为酮，则E为（CH₃）₂CHOH，逆推C为CH₃CHClCH₃，B为CH₃CH₂CH₂Cl，B能在氢氧化钠的醇溶液中消去，D为CH₃CH=CH₂，D被酸性高锰酸钾氧化，E为醇，G+E能发生酯化反应，所以G为羧酸，G为CH₃COOH，F为二氧化碳，据此分析解答．

解答 解：标况下取22.4L该烃的物质的量为n=$\frac{V}{{V}_{m}}$=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，氧气的质量是160g，物质的量为n=$\frac{m}{M}$=$\frac{160g}{32g/mol}$=5mol，烷烃的化学式为C_nH_2n+2，
C_nH_2n+2+（n+$\frac{2n+2}{4}$）O₂$\stackrel{点燃}{→}$nCO₂+（n+1）H₂O，

1               n+$\frac{2n+2}{4}$
1                  5
则有：n+$\frac{2n+2}{4}$=5，解得n=3，故烷烃化学式为C₃H₈，结构简式只有一种：CH₃CH₂CH₃，A的一氯代物有两种同分异构体分别为B和C，CH₃CH₂CH₂Cl、CH₃CHClCH₃，C在氢氧化钠的水溶液中取代，生成醇E，E催化氧化生成H，但H不能发生银镜反应，说明H为酮，则E为（CH₃）₂CHOH，逆推C为CH₃CHClCH₃，B为CH₃CH₂CH₂Cl，B能在氢氧化钠的醇溶液中消去，D为CH₃CH=CH₂，D被酸性高锰酸钾氧化，E为醇，G+E能发生酯化反应，所以G为羧酸，G为CH₃COOH，F为二氧化碳，
A→B：CH₃CH₂CH₃+Cl₂ $\stackrel{光照}{→}$CH₃CH₂CH₂Cl+HCl，
B→D：CH₃CH₂CH₂Cl+NaOH$→_{△}^{醇}$CH₃CH=CH₂↑+NaCl+H₂O，
E→H：2（CH₃）₂CHOH+O₂ $→_{△}^{Cu}$2CH₃COCH₃+2H₂O，
G+E→I：（CH₃）₂CHOH+CH₃COOH CH₃COOCH（CH₃）₂+H₂O，
（1）该烃1mol，氧气5mol，根据燃烧方程式：C_nH_2n+2+（n+$\frac{2n+2}{4}$）O₂$\stackrel{点燃}{→}$nCO₂+（n+1）H₂O，计算得气态烷烃A的化学式C₃H₈，结构简式只有一种：CH₃CH₂CH₃，根据H不能发生银镜反应，说明H为酮，逆推C为CH₃CHClCH₃，
故答案为：CH₃CH₂CH₃；CH₃CHClCH₃；
（2）根据以上分析，A→B为烷烃的取代，B→D为卤代烃的消去，E→H为醇的催化氧化，G+E→I为酸和醇的酯化反应，也为取代反应，
故答案为：CH₃CH₂CH₃+Cl₂  $\stackrel{光照}{→}$CH₃CH₂CH₂Cl+HCl，取代反应；CH₃CH₂CH₂Cl+NaOH$→_{△}^{醇}$CH₃CH=CH₂↑+NaCl+H₂O，消去反应；2（CH₃）₂CHOH+O₂  $→_{△}^{Cu}$2CH₃COCH₃+2H₂O，氧化反应；（CH₃）₂CHOH+CH₃COOH  CH₃COOCH（CH₃）₂+H₂O，取代反应或酯化反应；
（3）H为CH₃COCH₃，其同分异构体的结构简式为CH₃CH₂CHO，该同分异构体与银氨溶液反应的化学方程式为：CH₃CH₂CHO+2[Ag（NH₃）₂]OH $\stackrel{水浴}{→}$CH₃CH₂COOH+2Ag↓+3NH₃↑+H₂O，
故答案为：CH₃CH₂CHO+2[Ag（NH₃）₂]OH $\stackrel{水浴}{→}$CH₃CH₂COOH+2Ag↓+3NH₃↑+H₂O．

点评 本题考查有机推断，涉及烯烃、醇、醛、羧酸等性质以及学生推理能力等，是对有机化合物知识的综合考查，能较好的考查考生的思维能力，推出A的分子式，H不能发生银镜反应，判断H为酮，以此推出其它物质的结构是解题的关键，题目难度中等，是高考热点题型．