Question

12．某有機(jī)物X的相對(duì)分子質(zhì)量小于100，1mol有機(jī)物X完全燃燒生成等物質(zhì)的量的CO₂和H₂O，同時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O₂112L．
（1）該有機(jī)物X的分子式為c．
a．C₄H₈  b．C₂H₄O  c．C₄H₈O₂  d．C₁₀H₂₀O₂₀
（2）甲物質(zhì)是X的同分異構(gòu)體，分子中含羰基和羥基，物質(zhì)甲能發(fā)生如圖所示的轉(zhuǎn)化：

已知：$→_{△}^{HIO_{4}}$ RCHO+R′CHO
①B的結(jié)構(gòu)式是．
②A→D的反應(yīng)類型為酯化反應(yīng)或取代反應(yīng)，E→F的反應(yīng)條件是NaOH醇溶液、加熱．
（3）物質(zhì)乙也是X的同分異構(gòu)體，1mol乙與足量的Na反應(yīng)可生成1molH₂，且乙不能使溴的CCl₄溶液褪色，乙分子中的官能團(tuán)連在相鄰的碳原子上．乙的核磁共振氫譜圖中有3個(gè)峰，面積比為2：1：1．
PBS是一種新型生物降解塑料，其結(jié)構(gòu)簡式為．
請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理方案以乙為原料（無機(jī)試劑自選）合成PBS（用合成路線流程圖表示，并注明反應(yīng)條件）．
提示：①可利用本題（2）中的信息．      
②合成路線流程圖示例如下：

Answer 1

分析 （1）有機(jī)物X在O₂中完全燃燒生成等物質(zhì)的量的CO₂和H₂O，則X中C、H原子數(shù)之比為1：2，設(shè)有機(jī)物X的分子式為C_nH_2nO_x，燃燒通式為：C_nH_2nO_x+$\frac{3n-x}{2}$O₂→nCO₂+nH₂O，1mol有機(jī)物X完全燃燒需要O₂為$\frac{112L}{22.4L/mol}$=5mol，則3n-x=10，且14n+16x＜100，只有C₄H₈O₂符合題意；
（2）X為C₄H₈O₂，甲物質(zhì)是X的同分異構(gòu)體，分子中含有羰基和羥基，甲與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成A，A發(fā)生信息中反應(yīng)生成B，B發(fā)生氧化反應(yīng)、酸化得到C，而C為廚房常用酸味劑，則C為CH₃COOH，故B為CH₃CHO，A為CH₃CH（OH）CH（OH）CH₃，甲為CH₃COCH（OH）CH₃．可知E為CH₃COCHBrCH₃，E→F應(yīng)為鹵代烴的消去反應(yīng)，則F為，F(xiàn)發(fā)生加聚反應(yīng)生成G為，A→D發(fā)生酯化反應(yīng)生成含有六元環(huán)的D，則D為；
（3）物質(zhì)乙也是X的同分異構(gòu)體，1mol乙與足量的Na反應(yīng)可生成1molH₂，且乙不能使溴的CCl₄溶液褪色，乙分子中的官能團(tuán)連在相鄰的碳原子上，則乙為中含2個(gè)-OH，碳原子形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，乙中有三類氫原子，其個(gè)數(shù)比為2：1：1，則乙為，由乙合成PBS（），乙先在HIO₄、加熱條件下反應(yīng)生成丁二醛，丁二醛還原得到1，4-丁二醇，丁二醛氧化得到丁二酸，最后發(fā)生縮聚反應(yīng)即可．

解答 解：（1）有機(jī)物X在O₂中完全燃燒生成等物質(zhì)的量的CO₂和H₂O，則X中C、H原子數(shù)之比為1：2，設(shè)有機(jī)物X的分子式為C_nH_2nO_x，燃燒通式為：C_nH_2nO_x+$\frac{3n-x}{2}$O₂→nCO₂+nH₂O，1mol有機(jī)物X完全燃燒需要O₂為$\frac{112L}{22.4L/mol}$=5mol，則3n-x=10，且14n+16x＜100，只有C₄H₈O₂符合題意，
故選：c；
（2）X為C₄H₈O₂，甲物質(zhì)是X的同分異構(gòu)體，分子中含有羰基和羥基，甲與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成A，A發(fā)生信息中反應(yīng)生成B，B發(fā)生氧化反應(yīng)、酸化得到C，而C為廚房常用酸味劑，則C為CH₃COOH，故B為CH₃CHO，A為CH₃CH（OH）CH（OH）CH₃，甲為CH₃COCH（OH）CH₃．可知E為CH₃COCHBrCH₃，E→F應(yīng)為鹵代烴的消去反應(yīng)，則F為，F(xiàn)發(fā)生加聚反應(yīng)生成G為，A→D發(fā)生酯化反應(yīng)生成含有六元環(huán)的D，則D為．
①B的結(jié)構(gòu)式是：，故答案為：；
②A→D為酯化反應(yīng)，反應(yīng)類型屬于取代反應(yīng)，E→F應(yīng)為鹵代烴的消去反應(yīng)，則E→F的反應(yīng)條件為NaOH醇溶液、加熱，
故答案為：酯化反應(yīng)或取代反應(yīng)；NaOH醇溶液、加熱；
（3）物質(zhì)乙也是X的同分異構(gòu)體，1mol乙與足量的Na反應(yīng)可生成1molH₂，且乙不能使溴的CCl₄溶液褪色，乙分子中的官能團(tuán)連在相鄰的碳原子上，則乙為中含2個(gè)-OH，碳原子形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，乙中有三類氫原子，其個(gè)數(shù)比為2：1：1，則乙為，由乙合成PBS（），乙先在HIO₄、加熱條件下反應(yīng)生成丁二醛，丁二醛還原得到1，4-丁二醇，丁二醛氧化得到丁二酸，最后發(fā)生縮聚反應(yīng)即可，合成路線流程圖為：，
故答案為：．

點(diǎn)評(píng) 本題考查有機(jī)物的推斷與合成，熟練掌握官能團(tuán)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化，側(cè)重考查學(xué)生分析推理能力，是對(duì)有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)的綜合考查，題目難度中等．