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有機化合物の問題

難易度 1教科書の例題レベル高校化学 有機化合物

分子式 で表されるエステルを酸を触媒として加水分解すると、カルボン酸とアルコールが生じる。 のエステルのうち、加水分解で生じるカルボン酸が銀鏡反応を示すものは何種類あるか。その数を求めよ。ただし、立体異性体は区別しないものとする。

この問題で使うもの

この問題を解けるようになるまで(72 技能)
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一覧で見る(前提が先)
  1. 原子・分子と化学式
  2. 原子の構成と質量数
  3. 電子殻と電子配置
  4. 電子式と共有電子対・非共有電子対
  5. 実験器具の使い方と安全
  6. 気体の発生方法・性質・集め方
  7. 有機物・無機物と金属の性質
  8. 原子の構造と同位体
  9. 電子配置と価電子
  10. 周期表と周期律
  11. イオン化エネルギー・電子親和力・電気陰性度
  12. イオンと電離・電解質
  13. イオン結合と金属結合
  14. 共有結合と配位結合
  15. 分子の形と極性
  16. 分子間力と沸点
  17. 結晶の種類と性質
  18. 水溶液の性質と再結晶
  19. 溶解のしくみ(水和)と極性による溶けやすさ
  20. 有機化合物の特徴と官能基による分類
  21. 脂肪族炭化水素の置換反応・付加反応・付加重合
  22. 不飽和度
  23. 樹形図で数え上げる
  24. 積の法則と和の法則
  25. 和の法則・積の法則と樹形図
  26. 構造異性体
  27. 構造異性体の数え上げ
  28. 分解と化合(化学変化の種類)
  29. 酸化と還元
  30. 酸化・還元の定義
  31. アルコールとエーテル
  32. 酸化数と酸化・還元の判定
  33. 酸化剤と還元剤
  34. アルデヒドとケトン
  35. 酸・アルカリと中和・指示薬
  36. アレニウスとブレンステッド・ローリーの酸・塩基の定義
  37. 酸・塩基の価数・強弱と電離度
  38. 弱酸の遊離・揮発性の酸の遊離
  39. カルボン酸とエステル
  40. ベンゼンの構造と反応
  41. フェノール類の性質と反応
  42. 官能基の検出反応
  43. アルデヒド・ケトン・カルボン酸の性質
  44. アルコールの分類と反応
  45. 原子量・分子量・式量
  46. 物質量と質量・粒子の数
  47. 化学式に含まれる原子・イオンの数
  48. 元素分析と組成式
  49. 重力と力の大きさ
  50. 2 力のつり合いと作用・反作用
  51. 大気圧による力
  52. 小数の四則計算
  53. 分数のたし算・ひき算
  54. 分数のかけ算・わり算
  55. 小数と分数のまじった計算
  56. 逆算(□ を求める)
  57. 正負の数の加法・減法
  58. 四則の混じった計算の順序
  59. 正負の数の乗除・累乗と四則混合
  60. 分配法則を使った計算のくふう
  61. 文字式の計算(同類項・分配法則)
  62. 1 次方程式の解き方
  63. 比例・反比例の式とグラフ
  64. ボイル・シャルルの法則
  65. 気体の状態方程式
  66. 状態方程式と気体の質量・分子量
  67. 酸・塩基の価数と強弱
  68. ちょうど中和する体積
  69. モル濃度
  70. 中和の量的関係
  71. 分子量の測定と分子式
  72. エステルの加水分解と構造の決定

ヒント

行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。

ヒント 1

技能「エステルの加水分解と構造の決定」を使います。エステルを、加水分解で生じるカルボン酸の部分とアルコールの部分に分けて考えましょう。

ヒント 2

銀鏡反応を示すカルボン酸はギ酸 だけです。つまり、 の形のエステルを数えればよいことになります。

ヒント 3

で分子式が になるのは、 の炭素が 個のときです。炭素 個のアルコールは何種類あるか考えましょう。

答えと解説

答えを見る
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解説を読む

手順 1: エステルをカルボン酸の部分とアルコールの部分に分けて書き出す

エステル は、加水分解するとカルボン酸 とアルコール になる。 では、 の C を含めて炭素が 個なので、カルボン酸側の炭素数( の C を含む)とアルコール側の炭素数の和が になる。

  • カルボン酸の炭素 個(ギ酸 )、アルコールの炭素 個: アルコールは と の 種類 → 、
  • カルボン酸の炭素 個(酢酸 )、アルコールの炭素 個(エタノール)→
  • カルボン酸の炭素 個(プロピオン酸 )、アルコールの炭素 個(メタノール)→

のエステルは全部で 種類である。

手順 2: 生じるカルボン酸が銀鏡反応を示すかを判定する

カルボン酸のうち、銀鏡反応を示すのはギ酸だけである。ギ酸 は分子中にアルデヒド基(ホルミル基) の構造をもち、還元性を示すからである。酢酸やプロピオン酸は還元性を示さない。

加水分解でギ酸が生じるのは、 と の 種類である。

よって、答えは である。

別解

銀鏡反応を示すカルボン酸はギ酸 HCOOH だけ。したがってギ酸エステル HCOO-R で、C4H8O2 より R は C3H7-。C3H7- は、プロピル基と 2-プロピル(イソプロピル)基の 2 種。HCOOCH2CH2CH3(ギ酸プロピル)と HCOOCH(CH3)2(ギ酸イソプロピル)の 2 種。

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