Question

B《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》
（1）科學(xué)家致力于二氧化碳的“組合轉(zhuǎn)化”技術(shù)的研究，把過(guò)多二氧化碳轉(zhuǎn)化為有益于人類的物質(zhì)．
①如果將CO₂和H₂以1：4的比例混合，通入反應(yīng)器，在適當(dāng)?shù)臈l件下反應(yīng)，可獲得一種重要的能源．請(qǐng)完成以下化學(xué)方程式：CO₂+4H₂

 

+2H₂O
②若將CO₂和H₂以1：3的比例混合，使之發(fā)生反應(yīng)生成某種重要的化工原料和水，則生成的該重要化工原料可能是

 

（填字母）．
A．烷烴         B．烯烴        C．炔烴        D．芳香烴
③二氧化碳“組合轉(zhuǎn)化”的某烷烴碳架結(jié)構(gòu)如圖所示：，此烷烴的一溴代物有

 

種；若此烷烴為炔烴加氫制得，則此炔烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

 

，
（2）根據(jù)下面的反應(yīng)路線及所給信息填空．

①A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是

 

．
Ⅰ的反應(yīng)類型是

 

，Ⅱ的反應(yīng)類型是

 

．
②反應(yīng)Ⅳ的化學(xué)方程式是

 

．
（3）某有機(jī)物X由C、H、O三種元素組成，15gX完全燃燒可生成22gCO₂和9gH₂O．
試求：
①該有機(jī)物的最簡(jiǎn)式是

 

．
②若符合該最簡(jiǎn)式X物質(zhì)可能不止一種，則它們之間的關(guān)系是

 

（填字母）．
a．一定相互為同分異構(gòu)體
b．等質(zhì)量時(shí)完全燃燒氧氣的量相同
c．等物質(zhì)的量時(shí)完全燃燒耗氧量相同
③若X與碳酸鈉溶液反應(yīng)有氣體放出，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

 

．
④若X是具有水果香味的液體，能發(fā)生水解反應(yīng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為：

 

．
⑤若X的相對(duì)分子質(zhì)量為180，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)也能發(fā)生酯化反應(yīng)，則其分子式為

 

．

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)質(zhì)量守恒定律的微觀解釋：化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變．可知在化學(xué)反應(yīng)方程式中，反應(yīng)物和生成物中所含的原子的種類和數(shù)目相同．由此可推斷化學(xué)反應(yīng)方程式中反應(yīng)物或生成物的化學(xué)式；
②化學(xué)變化中，變化前后原子種類、個(gè)數(shù)不變；根據(jù)CO₂和H₂混合氣體發(fā)生反應(yīng)的分子數(shù)比1：3及生成水的組成與分子構(gòu)成，結(jié)合選項(xiàng)所傳遞的關(guān)于化工原料由C、H元素組成的信息，推斷生成的化工原料的分子中C、H原子的個(gè)數(shù)比；
③分子中有6中氫原子，故一溴代物有 6種，若此烴為炔烴加氫制得，則相鄰的碳原子上均至少有2個(gè)氫原子，只有左邊的碳碳鍵符合，若此烷烴為單烯烴加氫制得則相鄰的碳原子上均至少有1氫原子．
（2）由合成路線可知，反應(yīng)Ⅰ為光照條件下的取代反應(yīng)，所以A為，反應(yīng)Ⅱ?yàn)辂u代烴發(fā)生的消去反應(yīng)，反應(yīng)Ⅲ為環(huán)己烯的加成反應(yīng)，B為，反應(yīng)Ⅳ為鹵代烴的消去反應(yīng)，生成環(huán)己二烯，結(jié)合對(duì)應(yīng)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)以及題目要求解答該題；
（3）①根據(jù)質(zhì)量守恒可知，生成22g 的二氧化碳中C元素質(zhì)量即為化合物中所含C元素質(zhì)量、生成9g的水中H元素質(zhì)量即為化合物中所含H元素質(zhì)量，化合物與C、H兩種元素質(zhì)量和的差為氧元素的質(zhì)量，然后求出各自的物質(zhì)的量，由碳、氫、氧元素的物質(zhì)的量之比可推測(cè)實(shí)驗(yàn)式（最簡(jiǎn)式）；
②A、結(jié)構(gòu)相似，分子組成上相差1個(gè)或者若干個(gè)基團(tuán)的化合物互稱為同系物同系物；
B、有相同分子式而結(jié)構(gòu)不同的化合物互為同分異構(gòu)體；
C、最簡(jiǎn)式相同，質(zhì)量相等，所含C、H、O質(zhì)量相同，完全燃燒耗氧量相同；
D、最簡(jiǎn)式相同，分子式不一定相同，等物質(zhì)的量，完全燃燒耗氧量不一定相同；
③只含一種官能團(tuán)且與碳酸鈉溶液反應(yīng)有氣體放出，則含有羧基；
④酯具有水果香味的液體，可發(fā)生水解反應(yīng)，生成相應(yīng)的羧酸與醇；
⑤相對(duì)分子質(zhì)量為180，結(jié)合實(shí)驗(yàn)式求出分子式，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，含有醛基，也能發(fā)生酯化反應(yīng)含有羧基或羥基（具體根據(jù)分子式確定）．

解答：解：①根據(jù)質(zhì)量守恒定律的微觀解釋可以知道：反應(yīng)前后的原子數(shù)目和種類應(yīng)該相等，分析題給的化學(xué)反應(yīng)方程式可以知道，反應(yīng)前出現(xiàn)了2個(gè)O，1個(gè)C，8個(gè)H，反應(yīng)后出現(xiàn)了2個(gè)O，4個(gè)H，所以在X中含有4個(gè)H和1個(gè)C，
故答案為：CH₄；  
②由反應(yīng)物CO₂和H₂混合在一定條件下以1：3（分子數(shù)比）比例發(fā)生反應(yīng)，可判斷混合氣體中C、H原子個(gè)數(shù)比為1：6；又由于反應(yīng)后生成水，即有H原子與O原子化合成水分子；而在四個(gè)選項(xiàng)中的物質(zhì)中都不含O元素，可判斷1個(gè)CO₂分子中的2個(gè)O原子應(yīng)與4個(gè)H原子結(jié)合成2個(gè)水分子，即混合氣體中的1個(gè)C原子應(yīng)與2個(gè)H原子化合成化工原料；
通過(guò)以上分析，可得出化工原料中C、H原子個(gè)數(shù)比應(yīng)為1：2；而在CH₄中C、H原子個(gè)數(shù)比為1：4，在C₂H₂中C、H原子個(gè)數(shù)比為1：1，在C₂H₄中C、H原子個(gè)數(shù)比為1：2，在C₂H₆中C、H原子個(gè)數(shù)比為1：3；
故答案為：B；
③分子中有6中氫原子，故一溴代物有 6種，若此烴為炔烴加氫制得，則相鄰的碳原子上均至少有2個(gè)氫原子，只有左邊的碳碳鍵符合，則此炔烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，故答案為：6；  ．
（2）由合成路線可知，反應(yīng)Ⅰ為光照條件下的取代反應(yīng)，所以A為，反應(yīng)Ⅱ?yàn)辂u代烴發(fā)生的消去反應(yīng)，反應(yīng)Ⅲ為環(huán)己烯的加成反應(yīng)，B為，反應(yīng)Ⅳ為鹵代烴的消去反應(yīng)，生成環(huán)己二烯，
①由以上分析可知A為，名稱為環(huán)己烷，反應(yīng)①為取代反應(yīng)，③為加成反應(yīng)，故答案為：；取代反應(yīng)；加成反應(yīng)；
②反應(yīng)Ⅳ為的消去反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為，
故答案為：．
（3）①根據(jù)質(zhì)量守恒定律得：15g X化合物中所含C元素質(zhì)量為：22g×

12

44

=6g，
                        化合物中所含H元素質(zhì)量為：9g×

2

18

=1g，
                        化合物中所含O元素質(zhì)量為：15g-6g-1g=8g，
   n（C）：n（H）：n（O）=

6g

12g/mol

：

1g

1g/mol

：

8g

16g/mol

=1：2：1，所以化合物的實(shí)驗(yàn)式（最簡(jiǎn)式）是CH₂O，
故答案為：CH₂O；
②A、最簡(jiǎn)式相同，不一定是同系物，如苯與乙炔，同系物最簡(jiǎn)式也不一定相同，如甲烷與乙烷，故A錯(cuò)誤；
B、最簡(jiǎn)式相同，不一定是同分異構(gòu)體，如苯與乙炔，故B錯(cuò)誤；
C、最簡(jiǎn)式相同，質(zhì)量相等，所含C、H、O質(zhì)量相同，完全燃燒耗氧量相同，故C正確．
D、最簡(jiǎn)式相同，分子式不一定相同，等物質(zhì)的量，完全燃燒耗氧量不一定相同，如1mol的苯與乙炔，故D錯(cuò)誤．
故答案為：C；
③只含一種官能團(tuán)且與碳酸鈉溶液反應(yīng)有氣體放出，則含有羧基，最簡(jiǎn)式為CH₂O，若含有一個(gè)羧基，分子式為C₂H₄O₂，
為飽和羧酸，所以X為乙酸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₃COOH，與Na₂CO₃反應(yīng)的方程式為2CH₃COOH+Na₂CO₃→2CH₃COONa+CO₂↑+H₂O，
故答案為：2CH₃COOH+Na₂CO₃→2CH₃COONa+CO₂↑+H₂O；
④酯具有水果香味的液體，可發(fā)生水解反應(yīng)，生成相應(yīng)的羧酸與醇，若含有一個(gè)酯基，分子式為C₂H₄O₂，為飽和一元酯，所以A為甲酸甲酯，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HCOOCH₃，
故答案為：HCOOCH₃；
⑤令分子式為（CH₂O）_n，相對(duì)分子質(zhì)量為180，所以30n=180，解得n=6，分子式為C₆H₁₂O₆，不飽和度為

2×6+2-12

2

=1，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，也能發(fā)生酯化反應(yīng)，所以為葡萄糖，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH₂OH（CHOH）₄CHO，故答案為：CH₂OH（CHOH）₄CHO．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生利用化學(xué)反應(yīng)方程式和質(zhì)量守恒定律來(lái)推斷物質(zhì)的化學(xué)式、有機(jī)物的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與分子式確定，難度中等，守恒方法是解答本題的常用方法，學(xué)生應(yīng)熟悉元素守恒、原子守恒來(lái)解答此類習(xí)題，烯烴炔烴轉(zhuǎn)化為烷烴注意結(jié)構(gòu)上氫原子的變化．