Question

A～X七种有机物间转化关系如图所示．其中气体A在标准状况下密度为1.25g/L，且碳元素的质量分数为85.7%；E

A～X七种有机物间转化关系如图所示．其中气体A在标准状况下密度为1.25g/L，且碳元素的质量分数为85.7%；E普遍存在于许多食物中（如花生、菠菜等）；F分子中含有一个六元环，晶体X中仅含C、H、O三种元素，且原子个数比为1：3：3．试回答下列问题：（1）C的结构简式为______；晶体X的化学式为______．（2）下列转化过程涉及的有机化学反应中，属于取代反应的是______（填序号）．①A→B　②B→C　③C→D　④D→E　⑤C、E→F（3）写出D与新制Cu（OH）2悬浊液反应的方程式：______；写出C与E生成高分子化合物的化学方程式：______．（4）简述确定有机物B中官能团的实验方法：______．（5）有机物W是F的同系物，具有和F相似的结构，分子组成比F多四个碳原子，也含有六元环，其1H-NMR谱图上只有一个峰，写出一种符合上述条件的W的结构简式：______．（6）有机物Y是一种重要有机化工原料，可制备调香剂、皮肤创伤的愈合剂和某些药品（如头孢）等，Y的分子组成比E少一个氧原子，Y有两种不同的含氧官能团．通过电解方法可由E制取Y，电解槽中阳极通常用石墨，阴极用复合膜电极，采用阳离子交换膜，电解质溶液为饱和E与H2SO4的混合溶液．写出电解槽中阴极的电极反应式：______．

Answer 1

根据A的密度和碳元素的质量分数可知A为乙烯，结合转化关系图，B为1、2-二卤代烷，其在NaOH溶液中水解得C，C为乙二醇，乙二醇氧化得D为乙二醛，乙二醛被新制氢氧化铜氧化为E，E为乙二酸，C乙二醇和E乙二酸发生酯化反应得六元环酯F．
（1）C为乙二醇，结构简式为：，；X是乙二酸溶液结晶产物，乙二酸中C、H、O原子个数比为1：2：2，X中C、H、O原子个数比为1：3：3，说明乙二酸结晶时有结晶水，应是H₂C₂O₄?2H₂O，故答案为：H₂C₂O₄?2H₂O
（2）A为乙烯，结合转化关系图，B为1、2-二卤代烷，其在NaOH溶液中水解得C，C为乙二醇，乙二醇氧化得D为乙二醛，乙二醛被新制氢氧化铜氧化为E，E为乙二酸，C乙二醇和E乙二酸发生酯化反应得六元环酯F，所以①A→B为加成反应，②B→C取代反应　③C→D为氧化反应　④D→E为氧化反应　⑤C、E→F为缩聚反应也可看成取代反应，故答案为：②⑤
（3）D是乙二醛与新制Cu（OH）₂悬浊液反应的方程式为OHC-CHO+4Cu（OH）₂+2NaOH

加热

NaOOC-COONa+2Cu₂O↓+6H₂O；C是乙二醇E是乙二酸，C与E通过缩聚反应生成高分子化合物的化学方程式为：nHOOC-COOH+nHOCH₂-CH₂OH

催化剂

△

H-[OCH₂CH₂OOC-COOCH₂CH₂O]n-OH+（2n-1）H₂O
故答案为：OHC-CHO+4Cu（OH）₂+2NaOH

加热

NaOOC-COONa+2Cu₂O↓+6H₂O；nHOOC-COOH+nHOCH₂-CH₂OH

催化剂

△

H-[OCH₂CH₂OOC-COOCH₂CH₂O]n-OH+（2n-1）H₂O
（4）B为1、2-二卤代烷，是非电解质，不能电离出卤素离子，需先在NaOH溶液中水解出卤素离子，再用硝酸中和成酸性，然后加入AgNO₃溶液，通过观察卤化银沉淀的颜色确定卤素种类，故答案为：取适量B与NaOH溶液共热，再加入硝酸酸化，然后加入硝酸银溶液，观察生成沉淀的颜色；
（5）已知F分子中含有一个六元环，C是乙二醇E是乙二酸，C与E生成的F应是，其同系物W比F多4个C，且H原子等效，可能为故答案为：
（6）据题意Y为HOOC-CHO，由HOOC-COOH生成Y发生了还原反应，阴极发生还原反应，在酸性条件下其电极反应式应为HOOC-COOH+2H⁺+2e-═HOOC-CHO+H₂O
故答案为：HOOC-COOH+2H⁺+2e-═HOOC-CHO+H₂O