Question

由本題所給的①、②兩條信息，結合已學知識，回答下列問題．
①是環戊烯的結構簡式，可進一步簡寫為，環烯烴的化學性質跟烯烴相似．  ②有機化合物中的烯鍵可以跟臭氧（O₃）反應，再在鋅粉存在下水解即將原有的烯鍵斷裂，斷裂處兩端的碳原子各結合1個氧原子而生成醛基（-CHO）或酮基（），這兩步反應合在一起，稱為“烯鍵的臭氧分解”．例如：


（1）寫出異戊二烯臭氧分解的各種產物的結構簡式    ，它們的物質的量之比為    ．
（2）a mol某烴C_nH_2n-2（該分子中無-C≡C-）和結構），發生臭氧分解后，測得有機產物中含有羰基（）b mol，則a和b的代數關系是：    或    ．
（3）寫出由環己醇（）和乙醇為有機原料，合成己二酸二乙酯的各步反應方程式    ．
（4）某烴A的化學式為C₁₀H₁₆，A經臭氧分解可得到等物質的量的兩種產物，其結構簡式分別為HCHO和．A經催化加氫后得產物B，B的化學式為C₁₀H₂₀，分析數據表明，B分子內含有六元碳環．試寫出A和B的結構簡式A    ，B    ．
（5）從香精油中分離到一種化合物[A]（C₁₀H₁₆），1mol[A]在催化加氫時可吸收2mol氫氣；1mol[A]經臭氧氧化反應再加鋅粉水解可得到1mol丙酮[（CH₃）₂C=O]和1mol3，6-二羰基庚醛，則推測得[A]的結構式為
    ．
（6）一定量的化學式均為C₄H₈的不飽和烴的混合氣體，經臭氧分解后生成8.7g酮、0.45mol的醛（其中甲醛有0.21mol）．試通過計算回答下列問題：
（a）氧化后生成哪些物質？寫出結構簡式    ．
（b）混合氣體中含哪幾種烴（寫結構簡式）？其物質的量之比為多少？    ，    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）由反應信息②可知，異戊二烯臭氧分解生成HCHO與，根據方程式可知二者物質的量之比為2：1；
（2）烴C_nH_2n-2（該分子中無-C≡C-）和結構），該有機物為鏈狀二烯烴或環烯烴，據此結合信息解答；
（3）發生消去反應所生產的環己烯，環己烯與臭氧（O₃）反應，再在鋅粉存在下水解生成OHCCH₂CH₂CH₂CH₂CHO，與新制氫氧化銅反應生成HOOCCH₂CH₂CH₂CH₂COOH，HOOCCH₂CH₂CH₂CH₂COOH與乙醇按1：2反應生成己二酸二乙酯；
（4）A的分子式為C₁₀H₁₆，不飽和度為3，A與氫氣加成生成B，B的化學式為C₁₀H₂₀，分子內含有六元碳環，故A中含有1個六元環、2個C=C雙鍵，我們先將氧化后的產物復原，去掉后加上的氧，且將空下的雙鍵位置編號，，，這樣，若②和④先接成環，①和③再接為側鏈，則能形成五圓環，不合題意，③④接成環；若②和③接成環，①和④再接為側鏈，則能形成六圓環，符合題意，據此解答；
（5）A的分子式為C₁₀H₁₆，不飽和度為3，1mol[A]在催化加氫時可吸收2mol氫氣，分子中含有2個C=C雙鍵，故A的分子中還含有1個環，三元環、四元環不穩定，由結可知，分子中存在六元環，
去掉后加上的氧，將空下的雙鍵位置編號，、，②④連接形成六元環，①③連接形成側鏈，據此書寫；
（6）一定量的化學式均為C₄H₈的不飽和烴的混合氣體，該烴屬單烯烴，它可能的結構有CH₃CH₂CH=CH₂、CH₃CH=CHCH₃、（CH₃）₂C=CH₂，經臭氧氧化分別發生反應CH₃CH₂CH=CH₂CH₃CH₂CHO+HCHO、CH₃CH=CHCH₃CH₃CHO、（CH₃）₂C=CH₂（CH₃）₂CO+HCHO，故經臭氧氧化分解后，所得產物CH₃CH₂CHO、CH₃CHO、HCHO、（CH₃）₂CO，
根據n=計算丙酮的物質的量，結合方程式（CH₃）₂C=CH₂（CH₃）₂CO+HCHO計算（CH₃）₂C=CH₂臭氧氧化生成的HCHO的物質的量，進而計算CH₃CH₂CH=CH₂生成的CH₃CH₂CHO、HCHO的物質的量，根據醛的總的物質的量計算乙醛的物質的量，結合方程式計算各烴的物質的量，據此解答．
解答：解：（1）由反應信息②可知，異戊二烯臭氧分解方程式為CH2=C（CH₃）CH=CH₂2HCHO+，由方程式可知HCHO與二者物質的量之比為2：1，
故答案為：HCHO、，2：1；
（2）烴C_nH_2n-2（該分子中無-C≡C-）和結構），若為鏈狀二烯烴，分子含有2個C=C雙鍵，由反應信息可知，1mol該烴氧化生成4mol，則b=4a；若為環烯烴，分子中含有1個C=C雙鍵，故1mol該烴氧化生成2mol，則b=2a，故答案為：b=4a或b=2a；
（3）發生消去反應所生產的環己烯，環己烯與臭氧（O₃）反應，再在鋅粉存在下水解生成OHCCH₂CH₂CH₂CH₂CHO，與新制氫氧化銅反應生成HOOCCH₂CH₂CH₂CH₂COOH，HOOCCH₂CH₂CH₂CH₂COOH與乙醇按1：2反應生成己二酸二乙酯，合成己二酸二乙酯的各步反應方程式為：
①、
②、
③、
④，
故答案為：①、
②、
③、
④；
（4）A的分子式為C₁₀H₁₆，不飽和度為3，A與氫氣加成生成B，B的化學式為C₁₀H₂₀，分子內含有六元碳環，故A中含有1個六元環、2個C=C雙鍵，我們先將氧化后的產物復原，去掉后加上的氧，且將空下的雙鍵位置編號，，，這樣，若②和④先接成環，①和③再接為側鏈，則能形成五圓環，不合題意，③④接成環；若②和③接成環，①和④再接為側鏈，則能形成六圓環，符合題意，故A為，B為，
故答案為：，；
（5）A的分子式為C₁₀H₁₆，不飽和度為3，1mol[A]在催化加氫時可吸收2mol氫氣，分子中含有2個C=C雙鍵，故A的分子中還含有1個環，三元環、四元環不穩定，由結可知，分子中存在六元環，
去掉后加上的氧，且將空下的雙鍵位置編號，、，②④連接形成六元環，①③連接形成側鏈，故A為，
故答案為：；
（6）（a）一定量的化學式均為C₄H₈的不飽和烴的混合氣體，該烴屬單烯烴，它可能的結構有CH₃CH₂CH=CH₂、CH₃CH=CHCH₃、（CH₃）₂C=CH₂，經臭氧氧化分別發生反應CH₃CH₂CH=CH₂CH₃CH₂CHO+HCHO、CH₃CH=CHCH₃CH₃CHO、（CH₃）₂C=CH₂（CH₃）₂CO+HCHO，故經臭氧氧化分解后，所得產物CH₃CH₂CHO、CH₃CHO、HCHO、（CH₃）₂CO，故答案為：CH₃CH₂CHO、CH₃CHO、HCHO、（CH₃）₂CO；
（b）由（a）的分析可知，混合氣體中含（CH₃）₂C=CH₂、CH₃CH₂CH=CH₂、CH₃CH=CHCH₃，
丙酮的物質的量為=0.15mol，結合方程式（CH₃）₂C=CH₂（CH₃）₂CO+HCHO可知（CH₃）₂C=CH₂的物質的量為0.15mol，氧化生成的HCHO的物質的量為0.15mol，由方程式可知，CH₃CH₂CH=CH₂生成的HCHO的物質的量為0.21mol-0.15mol=0.06mol，故CH₃CH₂CH=CH₂的物質的量為0.06mol、CH₃CH₂CHO的物質的量為0.06mol，故乙醛的物質的量為0.45mol-0.21mol-0.06mol=0.18mol，由方程式可知CH₃CH=CHCH₃的物質的量為0.09mol，故、（CH₃）₂C=CH₂、CH₃CH₂CH=CH₂、CH₃CH=CHCH₃、（CH₃）₂C=CH₂的物質的量之比為0.15mol：0.06mol：0.09mol=5：2：3，
故答案為：（CH₃）₂C=CH₂、CH₃CH₂CH=CH₂、CH₃CH=CHCH₃，5：2：3．
點評：題目綜合性較大、題量較大，涉及有機物的推斷與合成、官能團的性質、同分異構體書寫、有機物計算以及對反應信息的利用能力等，難度中等，理解給予的反應信息是解題的關鍵．