Question

2．“魔棒”常用于晚会气氛的渲染，其发光原理是利用H₂O₂氧化草酸二酯产生能量，该能量被传递给荧光物质后发光．草酸二酯（CPPO）结构简式如下图所示，请回答下列问题：
（1）草酸（乙二酸）的结构简式为HOOC-COOH（或HOOCCOOH、）．
（2）关于CPPO以下说法正确的是AC
A．草酸二酯是芳香化合物              
B.1mol草酸二酯最多可与4molNaOH反应
C.1mol草酸二酯在铂催化下最多可与6molH₂加成
D．草酸二酯的分子式为C₂₆H₂₃O₈Cl₆
（3）草酸、戊醇和芳香化合物M（）在催化剂和适当条件下可以生成CPPO，
a：探究草酸与酸性高锰酸钾的反应
①向草酸溶液中逐滴加入硫酸酸化的高锰酸钾溶液时，可观察到溶液由紫红色变为近乎无色，写出上述反应的离子方程式：5H₂C₂O₄+6H⁺+2MnO₄^-=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O．
②学习小组的同学发现，当向草酸溶液中逐滴加入硫酸酸化的高锰酸钾溶液时，溶液褪色总是先慢后快．为探究其原因，同学们做了如下对比实验；

实验序号	H2C2O4（aq）		KMnO4（H+）（aq）		MnSO4（s） 质量（g）	褪色时间（S）
	C（mo•L-1）	V（mL）	C（mol•L-1）	V（mL）
实验1	0.1	2	0.01	4	0	30
实验2	0.1	2	0.01	4	5	4

由此你认为溶液褪色总是先慢后快的原因是生成的Mn²⁺对此反应起催化剂的作用．
b：探究戊醇的结构
①戊醇的醇类的同分异构体有8种；在这些同分异构体脱水后可得6种烯烃（包括顺反异构）
c：芳香化合物M的相关性质
①请写出与M具有相同种类和数目的官能团的同分异构体（不包括M）有8种．
②芳香族化合物M可以由物质N氧化得到，已知苯酚和甲醛可以发生反应
．类似的，也可以发生反应生成N，则N结构简式为 （写出其中的一种）．

Answer 1

分析 （1）草酸（乙二酸）中只有2个C，含2个COOH；
（2）CPPO中含-Cl、-COOC-，结合苯、卤代烃、酯的性质分析；
（3）a、①酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能够将草酸氧化，据此写出反应的离子方程式；
②对比试验1和试验2的反应条件的区别，可以得出影响化学反应速率的因素；
b、①先书写戊基-C₅H₁₁异构体，戊基异构数目等于戊醇的异构体数目；
c、①与具有相同种类和数目的官能团的同分异构体即移动官能团的位置不同而形成的位置异构；
②由信息可知，酚-OH的邻位易被取代，则中-OH的邻位被取代生成N，N氧化生成M，所以与（CH₃）₂C=CH₂发生加成的反应生成N

解答 解：（1）草酸（乙二酸）中只有2个C，含2个COOH，结构简式为HOOC-COOH（或HOOCCOOH、），
故答案为：HOOC-COOH（或HOOCCOOH、）；
（2）CPPO中含-Cl、-COOC-，且含有苯环，
A．草酸二酯中含苯环，是芳香化合物，故A正确；
B．含-COOC，且水解生成羧基和苯酚结构均与NaOH反应，则1mol草酸二酯最多可与6mol NaOH反应，故B错误；
C．含2个苯环与氢气发生加成反应，则1mol草酸二酯在铂催化下最多可与6mol H₂加成，故C正确；
D．草酸二酯的分子式为C₂₆H₂₄O₈Cl₆，故D错误；
故答案为：AC；
（3）a、①酸性高锰酸钾具有强氧化性，草酸能够被氧化，导致酸性高锰酸钾溶液褪色，反应的离子方程式为：5H₂C₂O₄+6H⁺+2MnO₄^-=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O，
故答案为：5H₂C₂O₄+6H⁺+2MnO₄^-=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O；
②通过两组实验比较知，其它条件相同，试验2中加入硫酸锰，其反应时间短，说明反应速率快，从而证明反应生成的Mn²⁺有催化作用，加快了反应速率，
故答案为：生成的Mn²⁺对此反应起催化剂的作用；
b、①戊基-C₅H₁₁可能的结构有：-CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃、-CH（CH₃）CH₂CH₂CH₃、-CH（CH₂CH₃）₂、-CHCH（CH₃）CH₂CH₃、-C（CH₃）₂CH₂CH₃、-C（CH₃）CH（CH₃）₂、-CH₂CH₂CH（CH₃）₂、-CH₂C（CH₃）₃，则戊醇的可能结构有8种；这些同分异构体发生消去反应后所得的烯烃有：CH₂=CHCH₂CH₂CH₃（无顺反异构）、CH₃CH=CH₂CH₂CH₃（有顺反异构）、CH₂=C（CH₃）CH₂CH₃、（CH₃）₂C=CH₂CH₃、（CH₃）₂CHCH=CH₂．故形成的烯烃共有6种．
故答案为：8；6；
c、①与具有相同种类和数目的官能团的同分异构体即位置异构，即移动3个-Cl、1个-OH和1个-COOH在苯环上的位置所形成的异构，共有8种，故答案为：8；
②由信息可知，酚-OH的邻位易被取代，则中-OH的邻位被取代生成N，N氧化生成M，所以与（CH₃）₂C=CH₂发生加成的反应生成N，则N为，
故答案为：．

点评 本题以合成的有机物考查其结构与性质，为高频考点，把握结构中官能团与性质的关系为解答的关键，侧重烯烃、醇、酯等有机物性质的考查，注意同分异构体的书写及有机反应，题目难度不大．