Question

7．某酯（C_nH_2nO₂）分子量不超過180，在稀硫酸催化下水解生成A和B兩種物質，且同溫同壓下相同質量的A和B蒸汽所占的體積相等，該酯最多有（　　）種．

• A． 15
• B． 23
• C． 28
• D． 32

Answer 1

分析 分子式為C_nH_2nO₂的酯的分子量不超過180，則14n+32≤180，解得n≤10.6，應用酯中C原子數至少為2，則2≤n≤10；同溫同壓下，相同質量的A和B的蒸氣所占的體積相同，根據阿伏加德羅定律可得A和B的物質的量相等，進一步推得A和B的相對分子質量相等；
分子中含有x個C原子的飽和一元醇的相對分子質量與分子中含有（x-1）個C原子的飽和一元羧酸的相對分子質量相等，設醇的分子式為C_xH_2x+2O，則羧酸的分子式為C_（x-1）H_2（x-1）O₂，則2≤x+x-1≤10，解得：1.5≤x≤5.5，即醇分子中含有的C原子數范圍為：2≤N（C）≤5，則滿足條件的醇有：乙醇、丙醇、丁醇和戊醇，滿足條件的羧酸有：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸，所以滿足條件的酯有：①甲酸乙酯，不存在同分異構體；②乙酸丙酯存在乙酸正丙酯、乙酸異丙酯；③丙酸丁酯，根據丙酸和丁醇的同分異構體判斷酯的種類；④丁酸戊酯，根據丁酸和戊醇的同分異構體判斷該酯的種類，最后判斷滿足條件的酯的同分異構體總數．

解答 解：酯（C_nH_2nO₂）分子量不超過180，則：14n+32≤180，解得：n≤10.6，應用酯中C原子數至少為2，則2≤n≤10；
同溫同壓下，相同質量的A和B的蒸氣所占的體積相同，根據阿伏加德羅定律可得A和B的物質的量相等，進一步推得A和B的相對分子質量相等，
分子中含有x個C原子的飽和一元醇的相對分子質量與分子中含有（x-1）個C原子的飽和一元羧酸的相對分子質量相等，
設醇的分子式為C_xH_2x+2O，則羧酸的分子式為C_（x-1）H_2（x-1）O₂，則2≤x+x-1≤10，解得：1.5≤x≤5.5，即醇分子中含有的C原子數范圍為：2≤N（C）≤5，
則滿足條件的醇有：乙醇、丙醇、丁醇和戊醇，滿足條件的羧酸有：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸，
所以滿足條件的酯有：①甲酸乙酯，甲酸和乙醇不存在同分異構體，二者形成的酯只有1種酯；
②乙酸丙酯，乙酸不存在同分異構體，丙醇存在2種同分異構體，總共有1×2=2種酯；
③丙酸丁酯，丙酸沒有同分異構體，丁醇有4種同分異構體，所以總共有4×1=4種酯；
④丁酸戊酯，丁酸有2種同分異構體，戊醇有8種同分異構體，總共有：8×2=16種同分異構體，
根據分析可知，滿足條件的酯種類為：1+2+4+16=23，
故選B．

點評 本題考查了同分異構體的書寫，題目難度較大，明確同分異構體的書寫原則為解答關鍵，試題計算量稍大，充分考查了學生的分析、理解能力及邏輯推理能力．