Question

【化學-選修5：有機化學基礎】
現有分子式為C₁₀H₁₀O₂Br₂的芳香族化合物X，X中苯環上有四個取代基，苯環上的一氯代物只有一種，其核磁共振氫譜圖中有四個吸收峰，吸收峰的面積比為1：2：6：1，在一定條件下可發生下述一系列反應，其中C能發生銀鏡反應，E遇FeCl₃溶液顯色且能與濃溴水反應．
已知：
①在稀堿溶液中，連在苯環上的溴原子不易發生水解
②兩個羥基同時連在同一碳原子上的結構是不穩定的，它將自動發生脫水反應：CH₃CH（OH）₂→CH₃CHO+H₂O
回答下列問題：
（1）X中官能團的名稱是

 

，C的結構簡式為

 

；
（2）E→F反應類型是

 

；
（3）I的結構簡式為

 

；
（4）E不具有的化學性質

 

（選填序號）；
a、取代反應     b、消去反應    c、氧化反應       d、1mol E最多能與1mol NaHCO₃反應
（5）寫出下列反應的化學方程式：①X與足量稀NaOH溶液共熱的化學方程式：

 

；②B→C的化學方程式：

 

；
（6）同時符合下列條件的E的同分異構體共有

 

種，
a、苯環上的一氯代物有兩種　    b、不能發生水解反應  
c、遇FeCl₃溶液不顯色         d、1mol E的同分異構體最多能分別與1mol NaOH和2mol Na反應
其中核磁共振氫譜為六組峰，且峰面積比為3：2：2：1：1：1的一種結構簡式為

 

．

Answer 1

考點：有機物的推斷

專題：有機物的化學性質及推斷

分析：A能連續被氧化，則A是醇，B是醛，C是羧酸，C能發生銀鏡反應，則C是HCOOH，B是HCHO，A是CH₃OH；D能與新制氫氧化銅反應，說明D中含有醛基，E遇FeCl₃溶液顯色，說明E中含有酚羥基，由于在稀堿溶液中，連在苯環上的溴原子不易發生水解，說明X中酯基為甲酸與酚形成的，即存在HCOO-，兩個羥基同時連在同一碳原子上的結構是不穩定，會發生脫水反應，說明存在-CHBr₂，芳香族化合物X，其苯環上的一溴代物只有一種，說明X中苯環上只有一類氫原子，其核磁共振氫譜圖中有四個吸收峰，說明含有4種氫原子，吸收峰的面積比為1：2：6：1，可以確定X含有2個甲基，結合E能與能與濃溴水反應，故HCOO-基團的鄰、對位位置沒有取代基，綜上分析可推知X的結構簡式為：，X水解然后酸化得D，D的結構簡式為：，D被氧化生成E，E的結構簡式為：，E和氫氣發生加成反應生成F，F的結構簡式為：，F在濃硫酸、加熱條件下生成H，H能使溴水褪色，應是發生消去反應，故H為，H能發生加聚反應生成I，I的結構簡式為：，據此解答．

解答： 解：A能連續被氧化，則A是醇，B是醛，C是羧酸，C能發生銀鏡反應，則C是HCOOH，B是HCHO，A是CH₃OH；D能與新制氫氧化銅反應，說明D中含有醛基，E遇FeCl₃溶液顯色，說明E中含有酚羥基，由于在稀堿溶液中，連在苯環上的溴原子不易發生水解，說明X中酯基為甲酸與酚形成的，即存在HCOO-，兩個羥基同時連在同一碳原子上的結構是不穩定，會發生脫水反應，說明存在-CHBr₂，芳香族化合物X，其苯環上的一溴代物只有一種，說明X中苯環上只有一類氫原子，其核磁共振氫譜圖中有四個吸收峰，說明含有4種氫原子，吸收峰的面積比為1：2：6：1，可以確定X含有2個甲基，結合E能與能與濃溴水反應，故HCOO-基團的鄰、對位位置沒有取代基，綜上分析可推知X的結構簡式為：，X水解然后酸化得D，D的結構簡式為：，D被氧化生成E，E的結構簡式為：，E和氫氣發生加成反應生成F，F的結構簡式為：，F在濃硫酸、加熱條件下生成H，H能使溴水褪色，應是發生消去反應，故H為，H能發生加聚反應生成I，I的結構簡式為：，
（1）X為，含有官能團是：酯基、溴原子；C的結構簡式為HCOOH，
故答案為：酯基、溴原子；HCOOH；
（2）E→F是和氫氣發生加成反應生成，
故答案為：加成反應；
（3）由上述分析可知，I的結構簡式為：，故答案為：；
（4）E的結構簡式為：，
a．E含有酚羥基和甲基，能發生取代反應，故不選；      
b．E不能發生消去反應，故選；       
c．E是有機物能氧化反應，且酚羥基易被氧化，故不選；    
d．羧基能和碳酸氫鈉反應，所以1molE最多能與1molNaHCO₃反應，故不選；
故答案為：b；
（5）①X與足量稀NaOH溶液共熱的化學方程式：；
②B→C的化學方程式：2CH₃OH+O₂2HCHO+2H₂O，
故答案為：；
2CH₃OH+O₂2HCHO+2H₂O；
（6）的同分異構體同時符合下列條件：b、不能發生水解反應，沒有酯基，c、遇FeCl₃溶液不顯色，說明不含酚羥基，d、1mol 該同分異構體最多能分別與1mol NaOH和2mol Na反應，含有1個-OH、1個-COOH，a、苯環上的一氯代物有兩種，苯環上有2種H原子，應含有2個取代基且處于對位，符合條件的同分異構體有：，共有4種，其中核磁共振氫譜為六組峰，且峰面積比為3：2：2：1：1：1的一種結構簡式為或，
故答案為：4；或．

點評：本題考查了有機物的推斷，明確官能團性質及轉化是解本題關鍵，對學生的邏輯推理有較高的要求，采取正、逆推法相結合確定X結構，注意X和氫氧化鈉的水溶液發生水解時不僅酯基水解，溴原子還水解，含有溴原子的碳原子上有兩個羥基時不穩定，易變成醛基，為易錯點．