Question

A是一種含碳、氫、氧三種元素的有機化合物。已知：A中碳的質量分數為44.1%，氫的質量分數為8.82%；A只含一種官能團，且每個碳原子上最多只連一個官能團；A能與乙酸發生酯化反應，但不能在兩個相鄰碳原子上發生消去反應。通過計算求：
（1）A的分子式是_____________（寫出計算過程），其結構簡式是____________________。  
（2）寫出A與乙酸反應的化學方程式：________________________________________。
（3）27.2gA在空氣中充分燃燒時至少需要空氣（標況下）多少L；生成的CO₂用170ml 10mol/L的NaOH溶液吸收，反應后溶液中溶質的成分是什么，其物質的量各是多少？
（4）寫出所有滿足下列3個條件的A的同分異構體的結構簡式。①屬直鏈化合物；②與A具有相同的官能團；③每個碳原子上最多只連一個官能團。寫出這些同分異構體的結構簡式。

Answer 1

(1)C₅H₁₂O₄3分,只有答案無解題過程的只得1分     C(CH₂OH)₄1分
（2）C(CH₂OH)₄+4CH₃COOH →  C(CH₂OOCCH₃)₄+4H₂O 1分
（3）134.4L 2分，只有答案無解題過程的只得1分;
Na₂CO₃  0.7mol 2分; NaHCO₃   0.3mol2分，此問解題過程正確再得2分
（4）CH₂OH(CHOH)₃CH₃1分  CH₂OH(CHOH)₂CH₂CH₂OH 1分 CH₂OHCHOHCH₂CHOHCH₂OH1分

試題分析： （1）根據題中信息得，n(C): n(H): n(O)=(44.1%÷12):( 8.82%÷1):[( 1-44.1%-8.82%)÷16]≈5:12:4，A的分子式為C₅H₁₂O₄。又因A只含一種官能團，且每個碳原子上最多只連一個官能團，A能與乙酸發生酯化反應，表明A中含有-OH，其結構簡式為C(CH₂OH)₄。
（2）A與乙酸發生酯化反應，方程式為C(CH₂OH)₄+4CH₃COOH →  C(CH₂OOCCH₃)₄+4H₂O。
（3）A的燃燒方程式為：C₅H₁₂O₄+6O₂→5CO₂+6H₂0，27.2gA（即0.2mol）在空氣中充分燃燒時至少需要空氣（標況下）是134.4L。生成CO₂為1.2mol，發生反應的化學方程為：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。
故反應后溶液中溶質的成分及各個物質的量是Na₂CO₃為0.7mol，NaHCO₃為0.3mol。
（4）①屬直鏈化合物，表明沒有支鏈；②與A具有相同的官能團，說明含有-OH；③每個碳原子上最多只連一個官能團。綜合以上信息得，這些同分異構體的結構簡式為CH₂OH(CHOH)₃CH₃、CH₂OH(CHOH)₂CH₂CH₂OH、CH₂OHCHOHCH₂CHOHCH₂OH。
點評：本題考查有機物分子式的確定，以及有機物官能團的結構和性質，題目難度中等，本題易錯點為（3），注意結構簡式的推斷。