Question

16．分別由C、H、O三種元素組成的有機物A、B、C互為同分異構體，它們分子中C、H、O元素的質量比為15：2：8，其中化合物A的質譜圖如圖1．

A是直鏈結構，其核磁共振氫譜有三組峰，且峰面積之比為1：1：2，它能夠發生銀鏡反應．B為五元環酯．C的紅外光譜表明其分子中存在甲基．其它物質的轉化關系如圖2：
（1）I的分子式是：C₅H₈O₄．I分子中的官能團名稱是：羧基．
（2）D和H的結構簡式分別是：CH₃CH（OH）CH₂CH₂COOH、OHCCH₂CH₂CH₂COOH．
（3）寫出下列反應方程式（有機物用結構簡式表示）：D→CHOOCCH₂CH₂CH（OH）CH₃$→_{△}^{濃硫酸}$HOOCCH₂CH=CHCH₃+H₂O；H→G2HOOCCH₂CH₂CH₂CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2HOOCCH₂CH₂CH₂CHO+2H₂O．

Answer 1

分析 分別由C、H、O三種元素組成的有機物A、B、C互為同分異構體，它們分子中C、H、O元素的質量比為15：2：8，則C、H、O元素的原子個數之比=$\frac{15}{12}$：$\frac{2}{1}$：$\frac{8}{16}$=5：8：2，根據A的質譜圖知，A的相對分子質量是100，設A的分子式為（C₅H₈O₂）_x，則100x=100，故x=1，則A的分子式為C₅H₈O₂，A是直鏈結構，其核磁共振氫譜有三組峰，且峰面積之比為1：1：2，它能夠發生銀鏡反應，則A中含有醛基，A的不飽和度=$\frac{5×2+2-8}{2}$=2，A的結構簡式為OHCCH₂CH₂CH₂CHO，A發生氧化反應生成I，則I的結構簡式為HOOCCH₂CH₂CH₂COOH．B為五元環酯，B發生水解反應、酸化得到D，D發生消去反應得到C，C的紅外光譜表明其分子中存在甲基，C發生信息中反應生成E，E水解酸化得到F，F與氫氣發生加成反應得到G，G連續氧化得到I，則G中羥基位于碳鏈端位，E為鹵代烴，則E中鹵原子子位于碳鏈端位，可推知B的結構簡式為，則D為CH₃CH（OH）CH₂CH₂COOH，C為CH₃CH=CHCH₂COOH，E可以為ClCH₂CH=CHCH₂COOH，F為HOCH₂CH=CHCH₂COOH，G為HOCH₂CH₂CH₂CH₂COOH，H為OHCCH₂CH₂CH₂COOH，據此解答．

解答 解：分別由C、H、O三種元素組成的有機物A、B、C互為同分異構體，它們分子中C、H、O元素的質量比為15：2：8，則C、H、O元素的原子個數之比=$\frac{15}{12}$：$\frac{2}{1}$：$\frac{8}{16}$=5：8：2，根據A的質譜圖知，A的相對分子質量是100，設A的分子式為（C₅H₈O₂）_x，則100x=100，故x=1，則A的分子式為C₅H₈O₂，A是直鏈結構，其核磁共振氫譜有三組峰，且峰面積之比為1：1：2，它能夠發生銀鏡反應，則A中含有醛基，A的不飽和度=$\frac{5×2+2-8}{2}$=2，A的結構簡式為OHCCH₂CH₂CH₂CHO，A發生氧化反應生成I，則I的結構簡式為HOOCCH₂CH₂CH₂COOH．B為五元環酯，B發生水解反應、酸化得到D，D發生消去反應得到C，C的紅外光譜表明其分子中存在甲基，C發生信息中反應生成E，E水解酸化得到F，F與氫氣發生加成反應得到G，G連續氧化得到I，則G中羥基位于碳鏈端位，E為鹵代烴，則E中鹵原子子位于碳鏈端位，可推知B的結構簡式為，則D為CH₃CH（OH）CH₂CH₂COOH，C為CH₃CH=CHCH₂COOH，E可以為ClCH₂CH=CHCH₂COOH，F為HOCH₂CH=CHCH₂COOH，G為HOCH₂CH₂CH₂CH₂COOH，H為OHCCH₂CH₂CH₂COOH．
（1）由上述分析可知，I的結構簡式為HOOCCH₂CH₂CH₂COOH，分子式為C₅H₈O₄，含有羧基，
故答案為：C₅H₈O₄；羧基；
（2）由上述分析可知，D的結構簡式為CH₃CH（OH）CH₂CH₂COOH，H結構簡式為：OHCCH₂CH₂CH₂COOH，
故答案為：CH₃CH（OH）CH₂CH₂COOH；OHCCH₂CH₂CH₂COOH；
（3）D→C的反應方程式為：HOOCCH₂CH₂CH（OH）CH₃$→_{△}^{濃硫酸}$HOOCCH₂CH=CHCH₃+H₂O；
G→H的反應方程式為：2HOOCCH₂CH₂CH₂CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2HOOCCH₂CH₂CH₂CHO+2H₂O，
故答案為：HOOCCH₂CH₂CH（OH）CH₃$→_{△}^{濃硫酸}$HOOCCH₂CH=CHCH₃+H₂O；
2HOOCCH₂CH₂CH₂CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2HOOCCH₂CH₂CH₂CHO+2H₂O．

點評 本題考查了有機物的推斷，正確推斷A的結構簡式是關鍵，再綜合分析確定B的結構簡式，需要學生熟練正確官能團的性質與轉化，側重考查學生分析推理能力，難度中等．