高考化学乙醇与乙酸推断题综合题含答案
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高考化学乙醇与乙酸推断题综合题含答案
一、乙醇与乙酸练习题(含详细答案解析)
1.高血脂严重影响人体健康,化合物E是一种临床治疗高血脂症的药物。
E的合成路线如下(部分反应条件和试剂略):
请回答下列问题:
(1)试剂Ⅰ的名称是______,试剂Ⅱ中官能团的名称是______,第②步的反应类型是
_______。
(2)第①步反应的化学方程式是_____________。
(3)第⑥步反应的化学方程式是_____________。
(4)第⑦步反应中,试剂Ⅲ为单碘代烷烃,其结构简式是_________ 。
(5)C的同分异构体在酸性条件下水解,生成X、Y和CH3(CH2)4OH。
若X含有羧基和苯环,且X和Y的核磁共振氢谱都只有两种类型的吸收峰,则X与Y发生缩聚反应所得缩聚物的结构简式是___________。
【答案】甲醇溴原子取代反应
CH3I
【解析】
【分析】
【详解】
(1)试剂Ⅰ的结构简式为CH3OH,名称为甲醇;试剂Ⅱ的结构简式为BrCH2CH2CH2Br,所含官能团的名称为溴原子;根据和的结构及试剂Ⅱ判断第②
步的反应类型为取代反应。
(2)根据题给转化关系知第①步反应为CH3CH(COOH)2和CH3OH在浓硫酸、加热的条件下发生酯化反应生成CH3CH(COOCH3)2和水,化学方程式为。
(3)根据题给转化关系推断C为,结合题给信息反应知
在加热条件下反应生成,化学方程式为。
(4)试剂Ⅲ为单碘代烷烃,根据和的结
构推断,试剂Ⅲ的结构简式是CH3I。
(5)C的分子式为C15H20O5,其同分异构体在酸性条件下水解,含有酯基,生成X、Y和CH3(CH2)4OH,生成物X含有羧基和苯环,且X和Y的核磁共振氢谱均只有两种类型的吸收峰,则X为对二苯甲酸,Y为CH2OHCH2OH,则X与Y发生缩聚反应所得缩聚物的结构简
式是。
【点睛】
本题考查选修5《有机化学基础》相关知识,以简答或填空形式考查。
常涉及如下高频考点:有机物的命名;官能团的识别、检验方法和官能团转化的反应条件;反应类型判断;有机物分子中原子共线、共面分析;有机物结构简式推断及书写;有机化学反应方程式书写;同分异构数目判断及书写;有机物合成路线设计等。
解答此类题目首先要熟练掌握常见有机物官能团的性质和相互转化关系,然后阅读题给信息(转化关系和题给信息反应),与教材信息整合形成新的知识网络。
有机推断的关键点是寻找突破口,抓住突破口进行合理假设和推断。
常见突破口有:特殊颜色,特殊状态,特殊气味等物理性质;特殊反应类型和反应条件,特殊反应现象和官能团所特有的性质,特殊制法和特殊用途等。
有机合成首先判断目标有机物属于哪类有机物,其次分析目标有机物中碳原子的个数、碳链组成与原料、中间物质的组成关系。
根据给定原料,结合信息,利用反应规律合理地把目标有机物分解成若干个片段,找出官能团引入、转换的途径及保护方法。
找出关键点、突破点后,要正向思维和逆向思维、纵向思维和横向思维相结合,选择最佳合成途径。
(5)小题是本题的难点,首先根据C的分子式和题给信息确定其同分异构体属于酯类,结合水解产物的结构和性质确定X为对二苯甲酸,Y为CH2OHCH2OH,进一步写出缩聚产物的结构简式。
审清题目的要求,规范书写化学用语是得分的关键。
题目难度适中。
2.芳香族化合物C的分子式为C9H9OCl。
C分子中有一个甲基且苯环上只有一条侧链;一定条件下C能发生银镜反应;
C与其他物质之间的转化如下图所示:
(1)C的结构简式是__________________。
(2)E中含氧官能团的名称是___________;C→F的反应类型是___________。
(3)写出下列化学方程式:G在一定条件下合成H的反应________________________。
(4)D的一种同系物W(分子式为C8H8O2)有多种同分异构体,则符合以下条件W的同分异构
体有________种,写出其中核磁共振氢谱有4个峰的结构简式____________。
①属于芳香族化合物②遇FeCl3溶液不变紫色③能与NaOH溶液发生反应但不属于水解反应
(5)请设计合理方案由合成__________(无机试剂任选,用反应
流程图表示,并注明反应条件)。
【答案】羧基、羟基消去反应 n 4
【解析】
【分析】
芳香族化合物C的分子式为C9H9OC1,C分子中有一个甲基且苯环上只有一个侧链,一定
条件下C能发生银镜反应,则含有醛基,故C的结构简式为,C发生氧化反
应生成B为,B与乙醇发生酯化反应生成A为,C能
和氢氧化钠的水溶液发生取代反应生成D为,D能和银氨溶液发生银镜反
应、酸化生成E为,E发生缩聚反应生成高分子化合物I为
,C发生消去反应生成F为,F发生氧化反应生成G为,G发生加聚反应生成高分子化合物H为。
【详解】
根据上述分析可知:A是,B是,C是,D是,E是,F是,G是,H是,I是。
(1)由上述分析,可知C的结构简式为;
(2)E为,其中的含氧官能团的名称是:羧基、羟基;C是,C 与NaOH的乙醇溶液共热,发生消去反应产生F:,所以C→F的反应类型是消去反应;
(3) G是,分子中含有不饱和的碳碳双键,在一定条件下发生加聚反应产生H:,则G在一定条件下合成H的反应方程式为:
n;
(4)D为,D的一种同系物W(分子式为C8H8O2)有多种同分异构体,符合下列
条件:①属于芳香族化合物,说明含有苯环,②遇FeCl3溶液不变紫色,说明没有酚羟基,③能与NaOH溶液发生反应但不属于水解反应,含有羧基,可以为苯乙酸、甲基苯甲酸(有邻、间、对),因此共有4种同分异构体,其中核磁共振氢谱有4个峰的结构简式为
;
(5)与NaOH 乙醇溶液共热发生消去反应产生,与HBr 在过氧化物存在的条件下发生加成反应产生,
与NaOH 的水溶液共热发生取代反应产生,然后在浓硫酸存在条件下发生酯化反应产生,故合成流程为:。
【点睛】
本题考查了有机物的推断,确定C 的结构是关键,再充分利用反应条件进行推断,注意掌握有机物的官能团性质与转化,(4)中同分异构体的书写为难点、易错点,在(5)物质合成时,要结合溶液的酸碱性确定是-COOH 还是-COONa ,要充分利用题干信息,结合已学过的物质的结构和性质分析解答。
3.如图A 、B 、C 、D 、E 、F 等几种常见有机物之间的转化关系图,其中A 是面粉的主要成分;C 和E 反应能生成F ,F 具有香味。
在有机物中,凡是具有—CHO 结构的物质,具有如下性质:
①与新制氢氧化铜悬浊液反应,产生砖红色沉淀;
②在催化剂作用下,—CHO 被氧气氧化为—COOH ,即
22R CHO+O 2R COOH ∆
−−−→催化剂——。
根据以上信息及各物质的转化关系完成下列各题。
(1)B 的化学式为_________,C 的结构简式为__________。
(2)其中能与新制氢氧化铜悬浊液反应产生砖红色沉淀的物质有_________(填名称)。
(3)C→D 的化学方程式为______________。
(4)C + E→ F 的化学方程式为 ______________。
【答案】C 6H 12O 6 CH 3CH 2OH 葡萄糖、乙醛
Cu 32232Δ
2CH CH OH+O 2CH CHO+2H O −−→ 3323252Δ
CH COOH+CH CH OH CH COOC H +H O 垐垐?噲垐?浓硫酸 【解析】
【分析】
A 为面粉的主要成分,则A 为淀粉,淀粉水解生成葡萄糖,则
B 为葡萄糖(
C 6H 12O 6),葡
萄糖发酵生成乙醇,则C 为乙醇(C 2H 5OH ) ,乙醇在铜作催化剂加热条件下被氧化生成乙醛,则D 为乙醛(CH 3CHO ),乙醛接着被氧化生成乙酸,则E 为乙酸(CH 3COOH ),乙酸与乙醇发生酯化反应生成F ,F 为乙酸乙酯 (CH 3COOCH 2CH 3)。
【详解】
(1)B 为葡萄糖,葡萄糖的分子式为 C 6H 12O 6,C 为乙醇,乙醇的结构简式为CH 3CH 2OH ,故答案为:C 6H 12O 6;CH 3CH 2OH 。
(2)在有机物中,凡是具有—CHO 结构的物质,与新制氢氧化铜悬浊液反应,产生砖红色沉淀,葡萄糖、乙醛均含醛基,均能被新制Cu (OH )2氧化,产生砖红色沉淀,故答案为:葡萄糖、乙醛。
(3)C 为乙醇,在铜作催化剂加热条件下被氧化生成乙醛,其化学反应方程式为:
Cu 32232Δ
2CH CH OH+O 2CH CHO+2H O −−→,故答案为:Cu 32232Δ
2CH CH OH+O 2CH CHO+2H O −−→。
(4)C 为乙醇,E 为乙酸,乙酸与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯 (CH 3COOCH 2CH 3)和
水,化学反应方程式为:3323252Δ
CH COOH+CH CH OH CH COOC H +H O 垐垐?噲垐?浓硫酸,故答案为:3323252Δ
CH COOH+CH CH OH CH COOC H +H O 垐垐?噲垐?浓硫酸。
【点睛】
含有醛基的有机物(醛类、甲酸、甲酸某酯、葡萄糖、麦芽糖等)能与银氨溶液发生银镜反应生成银单质,比如乙醛与银氨溶液反应:
CH 3CHO+2Ag(NH 3)2OH →n
CH 3COONH 4+H 2O+2Ag ↓+3NH 3。
4.葡萄糖在不同条件下可以转化成不同物质。
已知:RCOOH+CH 2=CH 2+12O 2RCOOCH=CH 2+H 2O
请回答下列问题:
(1)葡萄糖在酒化酶的催化作用下生成有机物A ,A 、B 、C 、D 、E 间的转化关系如图所示。
①B 是石油化工中最重要的基础原料,写出A→B 的化学方程式:_____________; ②D 的结构简式为_____________。
(2)葡萄糖在一定条件下可以被氧化为X 和Y(Y 和A 的相对分子质量相同,X 的相对分子质量介于A 、B 之间)。
X 可催化氧化成Y ,也可以与H 2反应生成Z 。
X 和Y 的结构中有一种相同的官能团是__________,检验此官能团需要使用的试剂是___________。
(3)F 是人体肌肉细胞中的葡萄糖在缺氧条件下进行无氧呼吸的产物。
F 、G 、H 间的转化关系如图所示:F G H
H 与(1)中的D 互为同分异构体。
①G还可以发生的反应有______(填序号);
a.加成反应
b.水解反应
c.氧化反应
d.消去反应
e.还原反应
②本题涉及的所有有机物中,与F不论以何种质量比混合(总质量一定),完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量不变的有__________________(填结构简式)。
【答案】CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O CH3COOCH=CH2醛基(-CHO) 银氨溶液 ace CH2OH(CHOH)4CHO 、CH3COOH、HCHO
【解析】
【分析】
(1)葡萄糖在酒化酶的作用下生成有机物A,A为CH3CH2OH,A与浓硫酸加热170℃发生消
去反应生成B,B为CH2=CH2,A连续被氧化生成C,C为CH3COOH,B与C发生信息反应
产生D为CH3COOCH=CH2,D发生加聚反应生成E,E为;
(2)葡萄糖在一定条件下可以氧化产生X、Y,其中Y和A的相对分子质量相同,根据(1)分
析可知A为CH3CH2OH,相对分子质量是46,Y为HCOOH;X的相对分子质量介于A、B之间,X可催化氧化成Y,也可以与H2反应生成Z。
则X属于醛类,其结构简式是HCHO,Z
是CH3OH;可根据银镜反应或铜镜反应使用银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液检验醛基的存在;
(3)F是人体肌肉细胞中的葡萄糖在缺氧条件下进行无氧呼吸的产物,则F是乳酸,结构简
式为,F与浓硫酸共热,发生消去反应生成G,G为CH2=CHCOOH,G和甲
醇发生酯化反应生成H,H为CH2=CHCOOCH3,根据最简式相同的物质,当它们的质量相同时,反应产生的CO2、H2O质量相同,据此分析解答。
【详解】
(1)①葡萄糖在酒化酶的催化作用下得到的A为CH3CH2OH;CH3CH2OH与浓硫酸混合加热170℃发生消去反应生成的B为CH2=CH2,则A→B反应方程式为:CH3CH2OH
CH2=CH2↑+H2O;
②CH2=CH2与CH3COOH、O2在催化剂存在时,在加热、加压条件下发生反应产生D,D结
构简式为CH3COOCH=CH2;
(2)根据前面分析可知X是HCHO,Y是HCOOH,Z是CH3OH,X和Y含有的相同的官能团是醛基(-CHO);可以选用银氨溶液或新制的Cu(OH)2悬浊液进行检验。
若使用银氨溶液,水浴加热会产生银镜;若使用Cu(OH)2悬浊液,加热煮沸,会产生砖红色Cu2O沉淀,据此检验醛基的存在。
(3)F为乳酸()。
G为CH2=CHCOOH,H为CH2=CHCOOCH3。
①G结构简式为:CH2=CHCOOH,分子中含有碳碳双键和羧基。
由于分子中含有不饱和的碳碳双键,因此可以发生加成反应;与氢气发生的加成反应也叫还原反应;还能够发生燃烧
等氧化反应等;由于物质分子中无酯基,因此不能发生水解反应;由于物质分子中无羟
基,则不能发生消去反应,故G可发生的反应类型是加成反应、氧化反应、还原反应,故
合理选项是ace ;
②F 是乳酸,结构简式是,分子式是C 3H 6O 3,最简式为CH 2O ;满足与F 不论以何种质量比混合(总质量一定),完全燃烧所得CO 2和H 2O 的物质的量不变的物质需与乳酸的最简式相同,在本题涉及的所有有机物中,有葡萄糖(CH 2OH(CHOH)4CHO)、乙酸(CH 3COOH)、甲醛(HCHO)。
【点睛】
本题考查有机物推断及有机物结构和性质、官能团的检验方法,根据反应条件进行推断,正确判断物质结构简式是解本题关键。
注意葡萄糖无氧呼吸产生乳酸。
对于最简式相同的物质,当这些物质质量相等时,反应产生的二氧化碳和水的物质的量相同;要明确:同分异构体的最简式相同,但最简式相同的物质却不属于同分异构体。
5.已知A 的产量通常用来衡量一个国家的石油化工水平,常用作水果催熟剂,现以A 为主要原料合成一种具有果香味的物质E ,其合成路线如图所示。
已知:醛可氧化生成羧酸。
回答下列问题:
(1)写出下列物质的结构简式:A___;E___。
(2)写出下列反应的化学方程式,并注明反应类型:
①___、___;
②___、___;
④___、___;
(3)若想将B 直接转化为D ,可加入的物质为___。
【答案】CH 2=CH 2 CH 3COOC 2H 5 CH 2=CH 2+H 2O 催化剂
加热、加压
−−−−→CH 3CH 2OH 加成反应 2CH 3CH 2OH+O 2Cu Ag −−−→或△2CH 3CHO+2H 2O 氧化反应 CH 3COOH +C 2H 5OH 垐垐?噲垐?浓硫酸
加热
CH 3COOC 2H 5+H 2O 酯化反应 酸性高锰酸钾溶液 【解析】
【分析】
A 的产量通常用来衡量一个国家的石油化工水平,则A 为CH 2=CH 2,CH 2=CH 2与水发生加成反应生成
B 为CH 3CH 2OH ,CH 3CH 2OH 在Cu 或Ag 作催化剂条件下,发生催化氧化生成
C 为CH 3CHO ,CH 3CHO 进一步氧化生成
D 为CH 3COOH ,CH 3CH 2OH 被酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液可以直接氧化生成CH 3COOH ,CH 3COOH 与CH 3CH 2OH 发生酯化反应生成
E 为CH 3COOC 2H 5,据此解答。
【详解】
(1)A 为乙烯,含有碳碳双键,结构简式为CH 2=CH 2,E 为乙酸乙酯,结构简式为
CH 3COOC 2H 5;
(2)反应①是乙烯与水发生加成反应生成乙醇,反应方程式为:
CH 2=CH 2+H 2O 催化剂
加热、加压
−−−−→CH 3CH 2OH ,反应②是乙醇氧化反应生成乙醛,反应方程式为:2CH 3CH 2OH+O 2Cu Ag −−−→或△2CH 3CHO+2H 2O ,反应④是乙酸与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,反应方程式为:CH 3COOH +C 2H 5OH 垐垐?噲垐?浓硫酸
加热
CH 3COOC 2H 5+H 2O ; (3)乙醇被酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液可以直接氧化生成乙酸。
6.有机物A(C 6H 12O 2)具有果香味,可用作食品加香剂,还可用作天然和合成树脂的溶剂。
已知:① D 、E 具有相同官能团,E 的相对分子质量比D 大;
② E 分子含有支链;
③ F 是可以使溴的四氯化碳溶液褪色的烃。
(1) B 的化学名称为____________;D 的结构简式_____________。
(2) C 、F 分子中所含的官能团的名称分别..
是___________、______________。
(3) 写出有机物B 生成C 的化学反应方程式:___________________;反应类型是________。
(4) 写出有机物B 与E 反应生成A 的化学反应方程式:_______________________;反应类型是________。
(5) E 的同分异构体中能同时满足下列条件的共有________种(不含立体异构) ,并写出任意一种符合条件的同分异构体结构简式__________________。
①能与Na 反应; ②能发生银镜反应。
【答案】乙醇 CH 3COOH 醛基 碳碳双键 2CH 3CH 2OH +O 2
2CH 3CHO+2H 2O 氧化反应 CH 3CH(CH 3)COOH+CH 3CH 2OH
CH 3CH(CH 3)COOCH 2CH 3+H 2O 酯化反应(或取代
反应) 5 HOCH 2CH 2CH 2CHO
【解析】
【分析】
有机物A(C 6H 12O 2)具有果香味,可用作食品加香剂,则A 为酯,B 和E 发生酯化反应生成A ,则B 和E 为醇和酸,B 能够发生氧化反应生成C ,C 能够继续发生氧化反应生成D ,则B 为醇,D 为酸;D 、E 具有相同官能团,E 的相对分子质量比D 大,则E 中含有四个碳原子,B 中含有2个碳原子,E 分子含有支链,因此B 为乙醇,E 为(CH 3)2CHCOOH ,则A 为(CH 3)2CHCOOCH 2CH 3,C 为乙醛,D 为乙酸;乙醇在浓硫酸存在时发生脱水反应生成F ,F 是可以使溴的四氯化碳溶液褪色的烃,则F 为乙烯,据此分析解答。
【详解】
根据上述分析,A为(CH3)2CHCOOCH2CH3,B为乙醇,C为乙醛,D为乙酸,E为
(CH3)2CHCOOH,F为乙烯。
(1) B为乙醇;D为乙酸,结构简式为CH3COOH,故答案为:乙醇;CH3COOH;
(2) C为乙醛,F为乙烯,所含的官能团分别是醛基、碳碳双键,故答案为:醛基;碳碳双键;
(3) 有机物B生成C的化学反应方程式为2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O,该反应属于氧化反应,故答案为:2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O;氧化反应;
(4) 有机物B与E反应生成A的化学反应方程式
CH3CH(CH3)COOH+CH3CH2OH CH3CH(CH3)COOCH2CH3+H2O,该反应为酯化反应,也是取代反应,故答案为:CH3CH(CH3)COOH+CH3CH2OH CH3CH(CH3)COOCH2CH3+H2O;酯
化反应或取代反应;
(5) E为(CH3)2CHCOOH,E的同分异构体中能同时满足下列条件:①能与Na反应,说明结构中含有羟基或羧基;②能发生银镜反应,说明结构中含有醛基,因此E的同分异构体中含有醛基和羟基,除去醛基,还有3个碳原子,满足条件的有:醛基连接在1号碳原子上,羟基有3种连接方式;醛基连接在2号碳原子上,羟基有2种连接方式,共5种同分异构体,如HOCH2CH2CH2CHO、CH3CHOHCH2CHO等,故答案为:5;HOCH2CH2CH2CHO(或
CH3CHOHCH2CHO等)。
7.A、B、C、D在一定条件下的转化关系如图所示(反应条件已省略)。
其中,A是一种气态烃,在标准状况下的密度是1.25 g·L-1,其产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志;C的分子式为C2H4O2;B和C在浓硫酸和加热的条件下发生反应,生成的有机物D有特殊的香味。
试回答下列问题:
(1)A的分子式为________,丙烯酸分子结构中所含的官能团名称是________,丙烯分子中最多有________个原子共平面。
(2)丙烯酸乙酯可能发生的反应类型有________。
①加成反应②取代反应③加聚反应④中和反应
A.①③ B.①②③
C.①③④ D.①②③④
(3)写出聚丙烯酸的结构简式________。
(4)写出丙烯酸与B反应的化学方程式
_________________________________________________。
(5)下列有关说法正确的是________(填编号)。
A.D与丙烯酸乙酯互为同系物
B.B→C的转化是氧化反应
C.可以用酸性KMnO4溶液鉴别A和丙烯酸
D.蒸馏能分离B和C的混合物
【答案】C2H4碳碳双键、羧基 7 B CH2=CHCOOH+CH3CH2OH
CH2=CHCOOCH2CH3+H2O BD
【解析】
【分析】
(1) A是衡量一个国家石油化工发展水平的标志,因此为乙烯,乙烯与水反应生成B为乙醇,B被酸性高锰酸钾氧化生成C为乙酸,乙醇与乙酸发生酯化反应生成D为乙酸乙酯,丙烯转化为丙烯酸,丙烯酸与乙醇发生酯化反应生成丙烯酸乙酯,据此分析解答。
【详解】
(1) A是衡量一个国家石油化工发展水平的标志,因此为乙烯,其分子式为C2H4;根据丙烯酸的结构简式CH2=CHCOOH,含有的官能团是羧基和碳碳双键;碳碳双键共面以及三点确定,因此丙烯酸中共面的原子有7个;
(2) 丙烯酸乙酯中含有酯基和碳碳双键,能发生加成反应、加聚反应、水解(取代反应)因此
①②③正确;
答案选B;
(3)丙烯酸中含有碳碳双键,通过发生加聚反应,生成聚丙烯酸,因此结构简式为
;
(4) 乙烯通过和水发生加成反应生成乙醇,则B为乙醇,因此乙醇和丙烯酸发生酯化反应:CH2=CHCOOH+CH3CH2OH CH2=CHCOOCH2CH3+H2O;
(5) A、C为乙酸,D为乙酸乙酯,与丙烯酸乙酯含有的官能团不同,因此不属于同系物,选项A错误;
B、乙醇转化成乙酸,少氢多氧,属于氧化反应,选项B正确;
C、乙烯和丙烯酸中都含有碳碳双键,都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,选项C错误;
D、乙醇和乙酸的沸点不同,互溶两种液体,因此采用蒸馏方法进行分离,选项D正确。
答案选BD。
8.将0.1mol有机化合物A与标准状况下5.6L氧气混合,一定条件下两者完全反应,只有CO、CO2和H2O三种产物,将全部产物依次通入足量的浓硫酸和碱石灰中,浓硫酸增重5.4克,碱石灰增重4.4克,还有标准状况下2.24L气体的剩余,求:
(1)有机化合物A的分子式_______(要求写出推理过程);
(2)若有机化合物A能与钠反应放出氢气,请写出A的结构简式_________;
(3)写出所有比A多一个—CH2—原子团的同系物的结构简式_________。
【答案】C2H6O CH3CH2OH 、
【解析】
【分析】
【详解】
(1)有机物燃烧生成的水被浓硫酸吸收,浓硫酸增加的质量就是水的质量,n(H2O)=
5.4g÷18g/mol=0.3mol;生成的CO2被碱石灰吸收,碱石灰增加的质量就是CO2的质量,
n(CO2)= 4.4g÷44g/mol=0.1mol;还有标准状况下2.24L气体,则该气体是CO,n(CO)=
2.24L÷22.4L/mol=0.1mol;0.1mol该有机物含有的C元素的物质的量是n(C)= n(CO2)+
n(CO)=0.1mol+0.1mol=0.2mol,含有H元素的物质的量是n(H)=2 n(H2O)=2×0.3mol=0.6mol,含有O元素的物质的量是n(O)=2n(CO2)+ n(CO)+ n(H2O)-2n(O2)= 2×0.1mol+0.1mol+0.3mol-(5.6L÷22.4L/mol) ×2=0.1mol,1mol有机物含有的C、H、O元素的物质的量分别是2mol、6mol、1mol,因此该有机物的化学式是C2H6O;
(2)若有机化合物A能与钠反应放出氢气,则该有机物是饱和一元醇,A的结构简式是CH3CH2OH;
(3)比A多一个—CH2—原子团的同系物是C3H8O,所有的结构简式是、。
9.某兴趣小组在实验室用乙醇、浓硫酸和溴化钠和水混合反应来制备溴乙烷,并探究溴乙烷的性质。
有关数据见下表:
I. 溴乙烷的制备
反应原理如下,实验装置如上图(加热装置、夹持装置均省略):
H2SO4+NaBr 微沸
NaHSO4+HBr↑ CH3CH2OH+HBr −−−→
加热CH3CH2Br+H2O
(1)图甲中A 仪器的名称_____,图中B 冷凝管的作用为_____。
(2)若图甲中A 加热温度过高或浓硫酸的浓度过大,均会使 C 中收集到的粗产品呈橙色,原因是A 中发生了副反应生成了_____;F 连接导管通入稀NaOH 溶液中,其目的主要是吸收_____等尾气防止污染空气
II. 溴乙烷性质的探究
用如图实验装置验证溴乙烷的性质:
(3)在乙中试管内加入 10mL6mol·L -1NaOH 溶液和 2mL 溴乙烷,振荡、静置,液体分层,水浴加热。
该过程中的化学方程式为_______。
(4)若将乙中试管里的 NaOH 溶液换成NaOH 乙醇溶液,为证明产物为乙烯,将生成的气体通入如图丙装置。
a 试管中的水的作用是_______;若无 a 试管,将生成的气体直接通入b 试管中,则 b中的试剂可以为 _____。
【答案】三颈烧瓶冷凝回流,增加反应物利用率 Br2 SO2、Br2、HBr
CH3CH2Br+NaOH2H O
∆
−−−→CH3CH2OH+NaBr 吸收乙醇溴水(或溴的CCl4溶液)
【解析】
【分析】
装置甲中通过浓硫酸和溴化钠反应生成溴化氢,然后利用溴化氢和乙醇反应制备溴乙烷,因浓硫酸具有强氧化性,可能将溴化钠氧化生成溴单质,使溶液呈橙色,冷凝管进行冷凝回流,然后利用冷水冷却进行收集溴乙烷;溴乙烷能够与氢氧化钠溶液发生取代反应生成乙醇,溴乙烷能够在NaOH乙醇溶液、加热条件下发生消去反应生成乙烯,乙烯能够使酸性高锰酸钾溶液褪色,但需要注意除去乙烯气体中混有的乙醇,需要除去乙醇,以此解答本题。
【详解】
I.(1)仪器A为三颈烧瓶;乙醇易挥发,冷凝管的作用为冷凝回流,增加反应物利用率;
(2)若图甲中A加热温度过高或浓硫酸的浓度过大,均会使C中收集到的粗产品呈橙色,考虑到浓硫酸具有强氧化性,反应温度过高会使反应剧烈,产生橙色的Br2,发生反应的化学方程式为:2HBr+H2SO4(浓)=Br2+SO2+2H2O;F连接导管通入稀NaOH溶液中,考虑到反应产生SO2,Br2,HBr气体,会污染大气,应用NaOH溶液吸收,则其目的主要是:吸收SO2,Br2,HBr,防止污染空气;
II.(3)溴乙烷不溶于水,一开始出现分层,当加入NaOH溶液水浴加热发生反应,产生
NaBr和乙醇,反应为:CH3CH2Br+NaOH2H O
∆
−−−→CH3CH2OH+NaBr;
(4)为证明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中反应的气体产物为乙烯,将生成的气体通入如图丙装置,随着反应的发生,产生的乙烯中可能会混有乙醇,乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,则应先除去混有的乙醇,再验证乙烯,所以a试管中的水的作用是:吸收乙醇,若无a试管,b试管中的试剂应为能与乙烯反应而不与乙醇反应,可考虑溴水(或溴的CCl4溶
液),故答案为:吸收乙醇;溴水(或溴的CCl4溶液)。
10.苯甲酸甲酯是重要的化工原料,某化学兴趣小组仿照实验室制乙酸乙酯的原理以苯甲酸和甲醇为原料制备苯甲酸甲酯。
有关数据如下:
相对分子质量熔点/℃沸点/℃
密度/(g•cm-
3)
水溶性
苯甲酸122122.4249 1.2659微溶
甲醇32-9764.60.792互溶
苯甲酸甲
酯
136-12.3196.6 1.0888不溶
Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗产品
在圆底烧瓶中加入12.2g苯甲酸和20mL甲醇,再小心加入3mL浓硫酸,混匀后,投入几粒碎瓷片,在圆底烧瓶上连接冷凝回流装置后,小心加热2小时,得苯甲酸甲酯粗产品。
回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为_____。
(2)实验中,应选择_____(填序号)作为冷凝回流装置,该仪器的名称为_____。
(3)使用过量甲醇的原因是_____。
Ⅱ.粗产品的精制
苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、苯甲酸和水等,现拟用下列流程图进行精制。
(4)饱和碳酸钠溶液的作用是_____,操作b的名称为_____。
(5)该实验中制得苯甲酸甲酯8.5g,则苯甲酸甲酯的产率为_____。
【答案】C6H5COOH+CH3OH C6H5COOCH3+H2O B 球型冷凝管甲醇沸点低,损失大或甲醇过量可以提高苯甲酸的利用率除去苯甲酸甲酯中的苯甲酸,溶解甲醇,降低苯甲酸甲酯的溶解度蒸馏 62.5%
【解析】
【分析】
该实验的目的是制备苯甲酸甲酯,实验原理是
+CH 3OH
+H 2O ,然后逐步分析;
【详解】 (1)根据实验目的,制备苯甲酸甲酯,其反应方程式为
+CH 3OH +H 2O ;
(2)冷凝管的作用是冷凝回流,球形冷凝管的冷却效果比直形冷凝管好,因此选用B 装置作冷凝回流装置;
(3)该反应为可逆反应,增加甲醇的量,促进平衡向正反应方向进行,可以提高苯甲醇的利用率,同时甲醇的沸点较低,加热时,造成甲醇大量挥发,损失大;
(4)根据题意,粗产品中含有少量的甲醇、苯甲酸,加入饱和碳酸钠溶液,可以吸收甲醇,中和苯甲酸,降低苯甲酸甲酯的溶解度;然后采用蒸馏的方法分离出苯甲酸甲酯和甲醇;
(5)苯甲酸的物质的量为12.2g 122g/mol =0.1mol ,甲醇的物质的量为3
20mL 0.792g/cm 32g/mol
=0.495mol ,根据反应方程式,苯甲酸不足,甲醇过量,因此理论上生成苯甲酸甲酯的物质的量为0.1mol ,即质量为0.1mol×136g·
mol -1=13.6g ,则苯甲酸甲酯的产率为8.5g 13.6g
×100%=62.5%。
【点睛】
易错点是冷凝管的选择,实验中圆底烧瓶连接冷凝回流装置,即冷凝管是竖直放置,球形冷凝管冷凝效果比直形冷凝管好,因此选择B ,直形冷凝管一般用于蒸馏或分馏中冷凝。
11.某化学活动小组设计以下装置进行不同的实验。
其中a 为用于鼓入空气的气囊,b 为螺旋状铜丝,c 中盛有冰水。
(1)若用A 装置做乙醇与乙酸的酯化反应实验,则还需连接的装置是____________(填序号),该装置中应加入试剂____________。
从实验安全角度考虑,A 装置试管中除加入反应液外,还需加入的固体物质是____________。
(2)该小组同学欲做乙醇氧化成乙醛的实验,则应选用的装置是____________(填序号),再用制得的乙醛溶液进行银镜反应,正确的操作顺序是____________(填序号)。
①向试管中滴入3滴乙醛溶液
②一边振荡一边滴入2%的稀氨水,直至最初产生的沉淀恰好溶解为止。