全国中学生2020高中化学竞赛有机训练 10羧酸试题

全国中学生化学竞赛有机训练试题——羧酸
姓名：得分：
i．某芳香族有机物的分子式为C8H6O2，它的分子（除苯环外不含其他环）中不可能有
A 两个羟基
B 一个醛基
C 两个醛基
D 一个羧基
ii．将下列化合物按酸性由强到弱的顺序排列（用字母表示）：
A： B： C：
iii．某有机物A的结构简式为：
（1）等量的该有机物分别与足量的Na、NaOH、新制的Cu(OH)2充分反应时，理论上消耗3种物质的物质的量之比为；
（2）A在浓H2SO4作用下，若发生分子内脱水，所生成产物的结构简式为。

iv．甲酸具有下列性质：
①挥发性②酸性③比碳酸的酸性强④还原性⑤能发生酯化反应
下列各实验中，分别填出表现甲酸相应性质的编号：
（1）在碳酸钠溶液中加入甲酸有气体放出，说明甲酸具有；
（2）在甲酸钠晶体中加入浓磷酸，加热后放出能使湿润蓝色石蕊试纸变红的气体，说明甲酸具有；
（3）与乙醇、浓硫酸混和后共热，能闻到一种香味，说明甲酸具有；
（4）在甲酸溶液中加入氢氧化铜，能看到溶液变蓝色，说明甲酸具有；
（5）在新制氢氧化铜中加入甲酸溶液，加热看到有红色沉淀生成，说明甲酸具有。

v．硬脂酸不溶于水，如何用实验证明硬脂酸具有酸性。

vi．现有A、B、C、D、E、F六种化合物，它们分别由下列五种原子团中的两种不同基团组成：－CH3、－OH、－C6H5、－COOH、－CHO
①A是无色晶体，在空气中会逐渐变成粉红色；
②B、C、F都能发生银镜反应，B、C均能与氢加成变成醇，C的分子量大于B；
③1mol D可以和1mol氢氧化钠完全反应生成一种化合物，也可和2mol氢氧化钠完全反应生成另一种化合物。

D可以和A的钠盐反应生成A；
④E是由B氧化而成。

试回答下列问题：
（1）结构简式：A是；D是；F是。

（2）B发生银镜反应的化学方程式是。

（3）C 与氢气反应的化学方程式是 。

（4）上述具有酸性的化合物中，酸性由强到弱的顺序是 。

vii
．乙酸是一种重要化工原料，其蒸气在720℃时通过催化剂成乙烯酮（CH 2＝C ＝O ），乙烯酮和一些物质发生加成反应可制许多重要化合物，通式如下：
CH 2＝C ＝O ＋HA −→−[CH 2＝CA －OH]−−→
−重排
CH 3－－A 请完成下列反应式：
（1）CH 2＝C ＝O ＋C 2H 5OH → （2）CH 2＝C ＝O ＋HCl → （3）CH 2＝C ＝O ＋NH 3→ viii
．将羧酸的碱金属盐电解可得到烃类化合物。

例如：
根据下列衍变关系回答有关问题：
（1）写出电极反应式：阳极 ；阴极 。

（2）写出下列反应方程式： A →B ：
B →
C ：
（3）D 和B 在不同的条件下反应，会生成三种不同的E 。

试写出它们的结构简式： 普通E ，环状E ，高分子E 。

ix ．酒石酸的分子式是C 4H 6O 4，分子中有两个羟基。

在含0.1mol 酒石酸的饱和溶液中加入100mL1mol/L 的氢氧化钾溶液，产生沉淀，再加入20mL5mol/L 的氢氧化钾溶液后，沉淀消失。

（1）酒石酸的结构简式是 ； （2）第一次加碱液时，反应的化学方程式是 ； （3）第二次加碱液时，反应的化学方程式是 ；
x ．柠檬酸亦称“枸橼酸”，学名“2－羟基－1，2，3－三羧基丙烷”。

广泛用于食品、印染与塑料等工业。

其铁铵盐是治疗贫血药物和晒图的感光剂，其镁盐用作温和泻药，其酯可作为增塑剂。

（1）画出柠檬酸的结构简式；
（2）写出相对分子质量最小的柠檬酸的同系物的结构简式；
（3）柠檬酸在浓硫酸作用下，可得到环状化合物C6H6O6，写出任意一种可能产物的结构简式。

（4）柠檬酸的一种酯C20H34O8是广泛使用的塑料增塑剂，在酸性条件下能够生成除得到柠檬酸外，还得到一种酸和一种无支链的醇（一个酸分子中的碳原子数小于一个醇分子中的碳原子数），写出水解反应方程式。

xi．已知碳有四种二元氧化物，它们是CO、CO2、C3O2、C12O9，其中前二种的制备方法大家都很熟悉C3O2是由丙二酸在P2O5的催化作用下脱水生成的；C12O9是由苯六甲酸脱水生成的一种含有苯环的酸酐，请根据上述介绍回答下列问题（有机物请用结构简式表示）：（1）写出C12O9的结构简式；
（2）写出制备C3O2的化学方程式；
（3）邻苯二甲酸酐也可类似于制C3O2的方法制备。

请写出制备邻苯二甲酸酐的化学方程式。

xii．丙二酸（HOOCCH2COOH）与P4O10共热得A气体，A的分子量是空气平均分子量的二倍多，A分别和H2O、NH3反应生成丙二酸、丙二酸胺。

A和O2混合遇火花发生爆炸。

（1）写出A的分子式和结构式；
（2）A跟H2O的反应式（配平）；
（3）A跟NH3的反应式（配平）；
（4）A属哪一类化合物？按此类化合物命名之。

xiii．中和1.2312g平面构型的羧酸消耗18.00mL 1.20mol/L NaOH溶液，将该羧酸加热脱水，生成含碳量为49.96％的化合物。

确定符合上述条件的摩尔质量最大的羧酸及其脱水产
物的结构式，简述推理过程。

核酸的结构式：脱水产物的结构式：
推理过程：
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i D
ii B＞A＞C
iii（1）3︰2︰3 （2）
iv （1）③（2）①②（3）⑤（4）②（5）④
v 将硬脂酸与滴有酚酞的氢氧化钠溶液作用
vi （1）C6H5OH HOCOOH HCOOH
（2）CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OH CH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O
−Ni C6H5CH2OH
（3）C6H5CHO＋H2−→
（4）F－E－D－A
vii
（1）CH 3－－OC 2H 5 （2）CH 3－－Cl （3）CH 3－－NH 2
viii （1）阳极：2ClCH 2COO －－2e －＝ClCH 2CH 2Cl ＋2CO 2 阴极：2H ＋＋2e －＝H 2
↑ （2）A →B ：ClCH 2CH 2Cl ＋2NaOH −→−
∆
HOCH 2CH 2OH ＋2NaCl B →C ：HOCH 2CH 2OH ＋O 2−−
→−催化剂
OHCCHO ＋2H 2O （3）普通E ：HOCH 2CH 2OOCCOOH 环状E ： 高分子E ：OCCOOCH 2CH 2O ix （1）HOOCCH 2CH 2COOH （2）HOOCCH 2CH 2COOH ＋KOH ＝HOOCCH 2CH 2COOK ↓＋
H 2O （3）HOOCCH 2CH 2COOK ＋KOH ＝KOOCCH 2CH 2COOK ↓＋H 2O
x
（1）HO －C －COOH CH 2COOH CH 2COOH
（2）HO －C －COOH COOH
COOH
（3）
（酯也可以）
（4）
＋4H 2O −→
−+
H HO －C －COOH CH 2COOH
CH 2COOH
＋CH 3COOH ＋4CH 3CH 2CH 2CH 2OH
xi （1）
（2）HOOCCH 2COOH P O 25
−→−−O ＝C ＝C ＝C ＝O ＋2H 2O
（3）
xii （1）C 3O 2 O ＝C ＝C ＝C ＝O
（2）C 3O 2＋2H 2O ＝HOOCCH 2COOH （2）C 3O 2＋2NH 3＝H 2NOCCH 2CONH 2 （4）酸酐或氧化物 丙二酸酐
xiii 羧酸的结构式：
COOH
COOH
COOH COOH
H OOC
H OOC
脱水产物的结构式；C
C C
C
C C
O O
O
O O
O
O
O O
设羧酸为n 元酸；则：
羧酸的摩尔质量为M ＝1.2312g/[(1.20mol/L ×18.00mL/1000)/n ]＝57n g/mol
羧基（COOH ）的摩尔质量为45g/mol ，对于n 元酸；n 个羧基的摩尔质量为45n g/mol ； n 元酸分子中除羧基外的基团的摩尔质量为(57－45)×n ＝12n ，n ＝1，2，3，4……； 该基团只能是n 个碳原子才能保证羧酸的摩尔质量为57n g/mol 。

对于一元酸：n ＝1，结构为：C －COOH ；不存在。

对于二元酸：n ＝2；结构为：HOOC －C ≡C －COOH （尚非最大摩尔质量平面结构） 对于三元酸：n ＝3，无论3个碳呈链状结构还是三元环结构；都不存在。

对于四元酸：n ＝4；结构为：
H OOC COOH
COOH H OOC 或C C C C COOH
COOH
H OOC
H
OOC
或H
第一个结构符合题意；但尚非最大摩尔质量的平面结构羧酸（注；且不能稳定存在）后两者具非平面结构；不符合题意。

（最右边的结构可不写）
五元酸跟三元酸一样不能存在。

（或得出结论：n为奇数均不能成立。

）
对于六元酸：n＝6，羧酸及其脱水产物结构式如上。

羧酸具平面结构；符合题意。

脱水产物的碳含量＝12M C/(12M C＋9M O)＝50%。

符合题意。

n更大；不可能再出现平面结构的羧酸。

（或用碳架结构表示）。