Question

20．甜樱桃中含有一种羟基酸X，实验测得X的蒸气密度是相同条件下H₂密度的67倍，且分子中碳链结构无支链．又已知13.4g X在氧气中完全燃烧只生成17.6g CO₂和5.4g H₂O．另取等质量的X与足量的碳酸氢钠溶液反应，生成标准状况下的气体4.48L．X在一定条件下可发生如下转化：
[X]$→_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$[Y]$\stackrel{Br/CCl_{4}}{→}$[Z]$\stackrel{足量NaOH醇溶液}{→}$[W]，其中W的分子式为C₄O₄Na₂．回答下列问题：
（1）X的分子式为C₄H₆O₅，分子中含氧官能团的名称为羟基、羧基．
（2）Z的结构简式为HOOCCHBrCHBrCOOH，X→Y的反应类型是消去反应．
（3）写出Z→W的化学方程式：+4NaOH$→_{△}^{醇溶液}$NaOOCC≡CCOONa+2NaBr+4H₂O．

Answer 1

分析 羟基酸X即含羟基和羧基，实验测得X的蒸气密度是相同条件下H₂密度的67倍，则X的相对分子质量为134，且分子中碳链结构无支链，又已知13.4g即0.1mol X在氧气中完全燃烧只生成17.6g 即0.4molCO₂和5.4g即0.3mol H₂O，每个分子中含有4个碳原子、6个氢原子，另取等质量的X与足量的碳酸氢钠溶液反应，生成标准状况下的气体4.48L即0.2mol，所以每个分子中两个羧基，所以每个X分子中含有一个羟基、两个羧基，结合X的相对分子质量可知X为HOOCCH₂CHOHCOOH，X在浓硫酸加热的条件下发生消去反应生成Y为HOOCCH=CHCOOH，Y与溴发生加成反应生成Z为HOOCCHBrCHBrCOOH，Z在氢氧化钠醇溶液中发生消去反应生成W，W的分子式为C₄O₄Na₂，所以W为NaOOCC≡CCOONa，据此答题．

解答 解：羟基酸X即含羟基和羧基，实验测得X的蒸气密度是相同条件下H₂密度的67倍，则X的相对分子质量为134，且分子中碳链结构无支链，又已知13.4g即0.1mol X在氧气中完全燃烧只生成17.6g 即0.4molCO₂和5.4g即0.3mol H₂O，每个分子中含有4个碳原子、6个氢原子，另取等质量的X与足量的碳酸氢钠溶液反应，生成标准状况下的气体4.48L即0.2mol，所以每个分子中两个羧基，所以每个X分子中含有一个羟基、两个羧基，结合X的相对分子质量可知X为HOOCCH₂CHOHCOOH，X在浓硫酸加热的条件下发生消去反应生成Y为HOOCCH=CHCOOH，Y与溴发生加成反应生成Z为HOOCCHBrCHBrCOOH，Z在氢氧化钠醇溶液中发生消去反应生成W，W的分子式为C₄O₄Na₂，所以W为NaOOCC≡CCOONa，
（1）X为HOOCCH₂CHOHCOOH，X的分子式为 C₄H₆O₅，分子中含氧官能团的名称为羟基、羧基，
故答案为：C₄H₆O₅；羟基、羧基；
（2）根据上面的分析，Z为HOOCCHBrCHBrCOOH，X→Y的反应类型是消去反应，
故答案为：HOOCCHBrCHBrCOOH；消去反应；
（3）Z→W的化学方程式为+4NaOH$→_{△}^{醇溶液}$NaOOCC≡CCOONa+2NaBr+4H₂O，
故答案为：+4NaOH$→_{△}^{醇溶液}$NaOOCC≡CCOONa+2NaBr+4H₂O．

点评 本题主要考查有机化学合成与推断、有机方程式、结构简式综合运用，注意有机基础知识的灵活运用，难度中等．