Question

12．A、B、C、D、E、F、G均為有機物，其中A 常用來衡量一個國家石油化工發展水平的標志性物質，它們之間有如下轉化關系．請回答下列問題：
（1）A、B中官能團的名稱：A碳碳雙鍵  B羥基
（2）在F的同系物中最簡單的有機物的空間構型為正四面體，
（3）寫出與F互為同系物的含5個碳原子的所有同分異構體的結構簡式：CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃，CH₃CH₂CH（CH₃）₂，C（CH₃）₄
（4）寫出下列編號對應反應的化學反應方程式，并注明反應類型：
①CH₂=CH₂+H₂O$→_{△}^{催化劑}$CH₃CH₂OH、加成反應
②2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O、氧化反應
④CH₃CH₂OH+CH₃COOH$→_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O、酯化或取代反應
（5）工業上常以石墨為電極，KOH溶液為電解質溶液，一端通空氣，另一端通B氣體構成原電池，請你寫出該電池的電極反應式，正極O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．負極CH₃CH₂OH+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O．

Answer 1

分析 A 常用來衡量一個國家石油化工發展水平的標志性物質，則A為CH₂=CH₂；乙烯與水發生加成反應生成B為CH₃CH₂OH，乙醇發生催化氧化生成C為CH₃CHO，乙醛進一步發生氧化反應生成D為CH₃COOH，乙酸與乙醇發生酯化反應生成E為CH₃COOCH₂CH₃，乙烯與氫氣發生加成反應生成F為C₂H₆，乙烯與HCl發生生成G為CH₃CH₂Cl，乙烷與氯氣發生取代反應生成氯乙烷；
（5）正極發生還原反應，氧氣在正極獲得電子，堿性條件下生成氫氧根離子，負極發生氧化反應，乙醇在負極失去電子，堿性條件下生成碳酸根與水．

解答 解：A 常用來衡量一個國家石油化工發展水平的標志性物質，則A為CH₂=CH₂；乙烯與水發生加成反應生成B為CH₃CH₂OH，乙醇發生催化氧化生成C為CH₃CHO，乙醛進一步發生氧化反應生成D為CH₃COOH，乙酸與乙醇發生酯化反應生成E為CH₃COOCH₂CH₃，乙烯與氫氣發生加成反應生成F為C₂H₆，乙烯與HCl發生生成G為CH₃CH₂Cl，乙烷與氯氣發生取代反應生成氯乙烷．
（1）A為CH₂=CH₂，含有官能團為：碳碳雙鍵，B為CH₃CH₂OH，含有官能團為：羥基，故答案為：碳碳雙鍵；羥基；
（2）F為C₂H₆，在F的同系物中最簡單的有機物為甲烷，空間構型為正四面體，故答案為：正四面體；
（3）F為C₂H₆，與F互為同系物的含5個碳原子的所有同分異構體的結構簡式：CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃，CH₃CH₂CH（CH₃）₂，C（CH₃）₄，故答案為：CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃，CH₃CH₂CH（CH₃）₂，C（CH₃）₄；
（4）反應①是乙烯與水發生加成反應生成B為CH₃CH₂OH，反應方程式為：CH₂=CH₂+H₂O$→_{△}^{催化劑}$CH₃CH₂OH，
反應②是乙醇發生氧化反應生成乙醛，反應方程式為：2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O，
反應④是乙酸與乙醇發生酯化反應生成乙酸乙酯，反應方程式為：CH₃CH₂OH+CH₃COOH$→_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O，也屬于取代反應，
故答案為：CH₂=CH₂+H₂O$→_{△}^{催化劑}$CH₃CH₂OH，加成；
2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O，氧化；
CH₃CH₂OH+CH₃COOH$→_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O，酯化或取代；
（5）工業上常以石墨為電極，KOH溶液為電解質溶液，一端通空氣，另一端通CH₃CH₂OH氣體構成原電池，正極發生還原反應，氧氣在正極獲得電子，堿性條件下生成氫氧根離子，正極電極反應式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，負極發生氧化反應，乙醇在負極失去電子，堿性條件下生成碳酸根與水，負極電極反應式為：CH₃CH₂OH+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；CH₃CH₂OH+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+11H₂O．

點評 本題考查有機物推斷，涉及烷烴、烯烴、醇、醛、羧酸之間的轉化關系是關鍵，難度不大，注意基礎知識的理解掌握．