Question

4．A～X七種有機物間轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示．其中氣體A在標準狀況下密度為1.25g/L，且碳元素的質(zhì)量分數(shù)為85.7%；E普遍存在于許多食物中（如花生、菠菜等）；F分子中含有一個六元環(huán)，晶體X中僅含C、H、O三種元素，且原子個數(shù)比為1：3：3．試回答下列問題：

（1）C的結(jié)構(gòu)簡式為HOCH₂CH₂OH；晶體X的化學式為H₂C₂O₄•2H₂O．
（2）下列轉(zhuǎn)化過程涉及的有機化學反應(yīng)中，屬于取代反應(yīng)的是②⑤（填序號）．
①A→B ②B→C ③C→D ④D→E ⑤C、E→F
（3）寫出D與新制Cu（OH）₂懸濁液反應(yīng)的方程式：OHC-CHO+4Cu（OH）₂+2NaOH$\stackrel{△}{→}$NaOOC-COONa+2Cu₂O↓+6H₂O；寫出C與E生成高分子化合物的化學方程式：nHOOC-COOH+nHOCH₂-CH₂OH$→_{△}^{催化劑}$H-n-OH+（2n-1）H₂O．
（4）簡述確定有機物B中官能團的實驗方法：取適量B與NaOH溶液共熱，再加入硝酸酸化，然后加入硝酸銀溶液，觀察生成沉淀的顏色．
（5）有機物W是F的同系物，具有和F相似的結(jié)構(gòu)，分子組成比F多四個碳原子，也含有六元環(huán)，其¹H-NMR譜圖上只有一個峰，寫出一種符合上述條件的W的結(jié)構(gòu)簡式：．
（6）有機物Y是一種重要有機化工原料，可制備調(diào)香劑、皮膚創(chuàng)傷的愈合劑和某些藥品（如頭孢）等，Y的分子組成比E少一個氧原子，Y有兩種不同的含氧官能團．通過電解方法可由E制取Y，電解槽中陽極通常用石墨，陰極用復合膜電極，采用陽離子交換膜，電解質(zhì)溶液為飽和E與H₂SO₄的混合溶液．寫出電解槽中陰極的電極反應(yīng)式：HOOC-COOH+2H⁺+2e-═HOOC-CHO+H₂O．

Answer 1

分析 根據(jù)A的密度和碳元素的質(zhì)量分數(shù)可知A為乙烯CH₂=CH₂，結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系圖，B為1、2-二鹵代烷CH₂XCH₂X，其在NaOH溶液中水解得HOH₂C-CH₂OH，C為乙二醇，乙二醇氧化得D為乙二醛HOC-CHO，乙二醛被新制氫氧化銅氧化為E，E為乙二酸HOOC-COOH，C乙二醇和E乙二酸發(fā)生酯化反應(yīng)得六元環(huán)酯F為，依次可解答（1）至（3）題；（4）有機物W是非電解質(zhì)，不能發(fā)生電離，檢驗鹵素種類需先取代出鹵素離子；（5）與F結(jié)構(gòu)相似，多4個C原子，且¹H-NMR譜圖上只有一個峰，且C原子只有4鍵，據(jù)此推斷；（6）陰極發(fā)生還原反應(yīng)．

解答 解：根據(jù)A的密度和碳元素的質(zhì)量分數(shù)可知A為乙烯，結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系圖，B為1、2-二鹵代烷，其在NaOH溶液中水解得C，C為乙二醇，乙二醇氧化得D為乙二醛，乙二醛被新制氫氧化銅氧化為E，E為乙二酸，C乙二醇和E乙二酸發(fā)生酯化反應(yīng)得六元環(huán)酯F．
（1）C為乙二醇，結(jié)構(gòu)簡式為：HOCH₂CH₂OH，；X是乙二酸溶液結(jié)晶產(chǎn)物，乙二酸中C、H、O原子個數(shù)比為1：2：2，X中C、H、O原子個數(shù)比為1：3：3，說明乙二酸結(jié)晶時有結(jié)晶水，應(yīng)是H₂C₂O₄•2H₂O，
故答案為：HOCH₂CH₂OH；H₂C₂O₄•2H₂O；
（2）A為乙烯，結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系圖，B為1、2-二鹵代烷，其在NaOH溶液中水解得C，C為乙二醇，乙二醇氧化得D為乙二醛，乙二醛被新制氫氧化銅氧化為E，E為乙二酸，C乙二醇和E乙二酸發(fā)生酯化反應(yīng)得六元環(huán)酯F，所以①A→B為加成反應(yīng)，②B→C取代反應(yīng)�、跜→D為氧化反應(yīng)�、蹹→E為氧化反應(yīng)�、軨、E→F為縮聚反應(yīng)也可看成取代反應(yīng)，
故答案為：②⑤；
（3）D是乙二醛與新制Cu（OH）₂懸濁液反應(yīng)的方程式為OHC-CHO+4Cu（OH）₂+2NaOH$\stackrel{△}{→}$NaOOC-COONa+2Cu₂O↓+6H₂O；C是乙二醇E是乙二酸，C與E通過縮聚反應(yīng)生成高分子化合物的化學方程式為：nHOOC-COOH+nHOCH₂-CH₂OH$→_{△}^{催化劑}$H-[OCH₂CH₂OOC-COOCH₂CH₂O]n-OH+（2n-1）H₂O，
故答案為：OHC-CHO+4Cu（OH）₂+2NaOH$\stackrel{△}{→}$NaOOC-COONa+2Cu₂O↓+6H₂O；nHOOC-COOH+nHOCH₂-CH₂OH$→_{△}^{催化劑}$H-[OCH₂CH₂OOC-COOCH₂CH₂O]n-OH+（2n-1）H₂O；
（4）B為1、2-二鹵代烷，是非電解質(zhì)，不能電離出鹵素離子，需先在NaOH溶液中水解出鹵素離子，再用硝酸中和成酸性，然后加入AgNO₃溶液，通過觀察鹵化銀沉淀的顏色確定鹵素種類，
故答案為：取適量B與NaOH溶液共熱，再加入硝酸酸化，然后加入硝酸銀溶液，觀察生成沉淀的顏色；
（5）已知F分子中含有一個六元環(huán)，C是乙二醇E是乙二酸，C與E生成的F應(yīng)是，其同系物W比F多4個C，且H原子等效，可能為，
故答案為：；
（6）Y分子組成比E少一個氧原子，則Y的結(jié)構(gòu)簡式為：OHC-COOH，通過電解方法可由E制取Y，電解槽中陽極通常用石墨，陰極用復合膜電極，采用陽離子交換膜，電解質(zhì)溶液為飽和E與硫酸的混合溶液，陰極上乙二酸得電子和氫離子反應(yīng)生成OHC-COOH和水，所以陰極的電極反應(yīng)式：HOOC-COOH+2H⁺+2eˉ=OHC-COOH+H₂O，
故答案為：HOOC-COOH+2H⁺+2e-═HOOC-CHO+H₂O

點評 本題考查了有機物的推斷及電解原理，明確有機物的官能團及其性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，注意鹵代烴中鹵原子的檢驗方法，注意鹵原子檢驗時要先用酸中和堿，然后再和硝酸銀反應(yīng)，為易錯點，題目難度較大．