Question

19．研究常見有機化合物的組成、結構、性質及相互轉化關系對學習有機化學具有重要意義．請回答下列問題：
（1）組成最簡單的烴的化學式為CH₄；amolH₂與bmolC₂H₄反應生成xmolC₂H₆，反應后的混合氣體完全燃燒，消耗氧氣的物質的量為（3b+0.5a）mol．
（2）能證明甲烷是正四面體結構而不是平面結構的是CH₂Cl₂（填：CH₃Cl、CH₂Cl₂、CHCl₃和CCl₄）不存在同分異構體現(xiàn)象，戊烷的同分異構體有3種，已知同一碳原子上氫原子具有相同的性質，寫出一氯化物只有一種的戊烷的結構簡式（CH₃）₄C；下列有機分子中，所有原子不可能在同一平面上的是BD（填序號）
A．CH₂=CH₂  B．CH₂=CH-CH₃  C．=CH₂  D．
（3）乙烯是一種重要的化工原料，以乙烯為原料可以合成許多產(chǎn)品，轉化關系如圖．

i．反應①的反應類型為加成反應．
ii．有機物B的結構簡式為CH₃COOH．
iii．反應②的化學方程式為CH₃CH₂OH+CH₃COOH$→_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O．
iV．反應③的化學方程式為2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O．
V．要制取較純凈的氯乙烷，應選擇途徑2，理由是只生成一種產(chǎn)物，產(chǎn)物較純凈．

Answer 1

分析 （1）組成最簡單的烴為甲烷；完全燃燒生成CO₂、H₂O，根據(jù)原子守恒計算消耗氧氣的物質的量；
（2）若為平面結構，CH₃Cl、CHCl₃和CCl₄只有一種，而CH₂Cl₂有2種結構；
戊烷有正戊烷、異戊烷、新戊烷3種同分異構體；一氯化物只有一種的戊烷為新戊烷；
丙烯、甲苯中含有甲基，具有甲烷的四面體結構，所有原子不可能在同一平面上；
（3）乙烯與水在一定條件下發(fā)生加成反應生成CH₃CH₂OH，乙醇發(fā)生氧化反應生成生成A為CH₃CHO，CH₃CHO進一步氧化生成B為CH₃COOH，乙酸與乙醇發(fā)生酯化反應生成CH₃COOC₂H₅，乙烯與HCl發(fā)生加成反應生成氯乙烯，乙烯與氫氣發(fā)生加成反應生成乙烷，乙烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應生成氯乙烷．

解答 解：（1）組成最簡單的烴為CH₄；完全燃燒生成CO₂、H₂O，根據(jù)C原子守恒可知，生成CO₂為2b mol，根據(jù)H原子守恒可知，生成H₂O為$\frac{2amol+4bmol}{2}$=（a+2b）mol，由O原子守恒可知消耗氧氣的物質的量為$\frac{2bmol×2+（a+2b）mol}{2}$=（3b+0.5a）mol，
故答案為：CH₄；（3b+0.5a）mol；
（2）若為平面結構，CH₃Cl、CHCl₃和CCl₄只有一種，而CH₂Cl₂有2種結構，CH₂Cl₂只有一種結構可以證明甲烷為正四面體；
戊烷有正戊烷、異戊烷、新戊烷3種同分異構體；一氯化物只有一種的戊烷為（CH₃）₄C；
乙烯為平面結構，所有原子在同一平面上，苯乙烯中旋轉碳碳單鍵，可以使苯環(huán)與碳碳雙鍵形成的平面共面，所有原子可能在同一平面上，而丙烯、甲苯中含有甲基，具有甲烷的四面體結構，所有原子不可能在同一平面上；
故答案為：CH₂Cl₂；3；（CH₃）₄C；BD；
（3）乙烯與水在一定條件下發(fā)生加成反應生成CH₃CH₂OH，乙醇發(fā)生氧化反應生成生成A為CH₃CHO，CH₃CHO進一步氧化生成B為CH₃COOH，乙酸與乙醇發(fā)生酯化反應生成CH₃COOC₂H₅，乙烯與HCl發(fā)生加成反應生成氯乙烯，乙烯與氫氣發(fā)生加成反應生成乙烷，乙烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應生成氯乙烷．
i．反應①的反應類型為：加成反應，故答案為：加成反應；
ii．有機物B的結構簡式為：CH₃COOH，故答案為：CH₃COOH；
iii．反應②的化學方程式為：CH₃CH₂OH+CH₃COOH$→_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O，
故答案為：CH₃CH₂OH+CH₃COOH$→_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O；
iV．反應③的化學方程式為：2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O，
故答案為：2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O；
V．要制取較純凈的氯乙烷，應選擇途徑2，理由是：只生成一種產(chǎn)物，產(chǎn)物較純凈，
故答案為：只生成一種產(chǎn)物，產(chǎn)物較純凈．

點評 本題考查有機物推斷、混合物計算、有機物結構、同分異構體等，（1）中注意利用原子守恒計算忽略，側重考查學生對基礎知識的理解掌握，難度不大．