备战高考化学乙醇与乙酸(大题培优易错试卷)
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备战高考化学乙醇与乙酸(大题培优易错试卷)
一、乙醇与乙酸练习题(含详细答案解析)
1.乙醇是一种重要的化工原料,由乙醇为原料衍生出的部分化工产品如下图所示:
回答下列问题:
(1)A的结构简式为___________________。
(2)B的化学名称是____________________。
(3)由乙醇生产C的化学反应类型为____________________。
(4)E是一种常见的塑料,其化学名称是_________________________。
(5)由乙醇生成F的化学方程式为_______________________________。
【答案】CH3COOH 乙酸乙酯取代反应聚氯乙烯 CH3CH2OH CH2=CH2↑+ H2O 【解析】
【分析】
乙醇在浓硫酸作用下加热发生消去反应生成乙烯,F是乙烯;乙醇能被氧化为乙酸,A是乙酸;乙酸、乙醇在浓硫酸催化作用下生成乙酸乙酯,B是乙酸乙酯;乙醇与C的分子式比较可知,乙醇分子中的1个H原子被取代,所以反应类型为取代反应;C在浓硫酸的作
用下发生消去反应得D为CH2=CHCl,D发生加聚反应得E为,据此分析解
答;
【详解】
(1)A是乙酸,A的结构简式为CH3COOH;
(2)B为CH3COOCH2CH3,名称是乙酸乙酯;
(3)乙醇与C的分子式比较可知,乙醇分子中的1个H原子被取代,所以反应类型为取代反应;
(4)E结构简式为,其化学名称是聚氯乙烯;
(5)乙醇在浓硫酸作用下加热发生消去反应生成乙烯的方程式为CH3CH2OH
CH2=CH2↑+ H2O
2.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。
3.乙酸是非常重要的工业原料,其氯代物可由乙酸和氯气在催化剂的作用下制备。
实验室模拟工业生产食品香精菠萝酯( ) 的简易流程如下。
(1)菠萝酯的核磁共振氢谱中有__________个吸收峰。
(2)A中官能团的名称是__________。
(3)根据流程写出下列反应的化学方程式:
i.制备A: __________;该反应属于__________反应。
ii.反应室I中的反应: __________。
(4)分离室II的操作是用饱和Na2CO3溶液洗涤,而不用NaOH洗涤的原因是
__________。
【答案】7 氯原子、羧基取代
因为菠萝酯在
NaOH溶液中会发生水解反应,会减少产量
【解析】
【分析】
乙酸在光照及催化剂作用下发生烷基取代生成一氯乙酸, 一氯乙酸与苯酚反应生成
,与丙烯醇发生酯化反应生成菠萝酯,据此分析解答。
【详解】
(1)菠萝酯( )中苯环上有3种不同环境的氢,支链上有
4种不同环境的氢,其核磁共振氢谱中有7个吸收峰;
(2)乙酸在光照及催化剂作用下发生烷基取代生成一氯乙酸A的结构简式为ClCH2COOH,A 中官能团的名称是氯原子、羧基;
(3)i.制备A是乙酸在光照及催化剂作用下发生烷基取代生成一氯乙酸和氯化氢,反应的化学方程式为:;该反应属于取代反应;
ii.反应室I中苯酚与一氯乙酸发生取代反应生成和氯化氢,反应的化学
方程式为: ;
(4)分离室II的操作是用饱和Na2CO3溶液洗涤,而不用NaOH洗涤的原因是因为菠萝酯在NaOH溶液中会发生水解反应,会减少产量。
4.乙基香草醛()是食品添加剂的增香原料。
(1)写出乙基香草醛分子中两种含氧官能团的名称____________________。
(2)与乙基香草醛互为同分异构体,能与NaHCO3溶液反应放出气体,且苯环上只有一个侧链(不含R-O-R’及R-O-COOH结构)的有_________种。
(3)A是上述同分异构体中的一种,可发生以下变化:
已知:i. RCH2OH RCHO;
ii. 与苯环直接相连的碳原子上有氢时,此碳原子才可被酸性KMnO4溶液氧化为羧基。
①写出A的结构简式:_____________,反应②发生的条件是________________。
②由A可直接生成D,反应①和②的目的是__________________________________。
③写出反应方程式:A→B____________________________________________,
C与NaOH水溶液共热:_____________________________________________。
④乙基香草醛的另一种同分异构体E()是一种医药中间体。
由茴香醛()合成E(其他原料自选),涉及的反应类型有(按反应顺序填写)
______________。
【答案】醛基、(酚)羟基(或醚键) 4种 NaOH醇溶液减少如酯化、成醚等副反应的发生
氧化反应、酯化反应
(或取代反应)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据乙基香草醛的结构简式可知,分子中含有的含氧官能团是醛基、(酚)羟基、醚键。
(2)能与NaHCO3溶液反应放出气体,说明含有羧基。
又因为苯环上只有一个侧链(不含R-O-R’及R-O-COOH结构),所以该侧链是-CHOHCH2COOH、-CH2CHOHCOOH、-C(CH3)OHCOOH、-CH(CH2OH)COOH,所以共计4种。
(3)①乙基香草醛的同分异构体A是一种有机酸必为含有苯环的芳香羧酸。
从A→C的分子组成的变化可知①发生的是取代反应,A中的-OH被HBr取代。
从A→B分子组成上变化说明发生的是醇脱氢氧化变成醛基的反应。
从A被氧化变成苯甲酸,又说明羧基和羟基
在同一个侧链上。
因此A的结构简式只能是。
根据反应②气化有机物分
子式的变化可知,这是卤代烃的消去反应,应该在氢氧化钠的醇溶液中加热。
②由于分子含有羧基和羟基,如果直接生成D,则容易发生酯化、成醚等副反应。
③A→B是羟基的氧化反应,方程式为。
C中含有羧基和氯原子,所以方程式为。
④乙基香草醛的另一种同分异构体E是属于酯类化合物,用茴香醛合成,从结构上分析必须将醛氧化变为羧酸,然后进行酯化变为E,其反应流程应为:
该题突出了有机化合物结构与性质的关系。
有机物的结构决定有机物的性质,有机物的性质反映有机物的结构。
这是推导判断的基础。
5.气态有机物 A在标准状况下密度为1.25g/L,A在一定条件下可以合成聚合物B,B可作食品包装袋。
(1)求算A的相对分子质量的计算式为M=_______。
(2)写出有关反应类型:
③_________ ;④_________ 。
(3)写出反应①、 ④的化学方程式
①_______。
④_______。
(4)反应①和反应⑤都能制得物质E ,你认为那 种方法好?_____ (填反应序号),理由是________。
【答案】22.4×1.25 加聚反应(聚合反应) 消除反应(消去反应) CH 2=CH 2+HCl −−−−→一定条件 CH 3CH 2Cl CH 3CH 2OH 170−−−→浓硫酸
℃ CH 2=CH 2↑+H 2O ① 反应①中反应物的原子100%转化为CH 3CH 2Cl ,且无副产物
【解析】
【分析】
根据气态有机物 A 在标准状况下密度为1.25g/L ,可知其相对分子质量为28,再根据A 在一定条件下可以合成聚合物B ,B 可作食品包装袋可知,A 为乙烯,B 为聚乙烯,C 为乙烷,从而得出答案;
【详解】
(1)A 的相对分子质量即摩尔质量为M=1.25g/L×22.4L/mol=28g/mol ;
(2)根据气态有机物 A 在标准状况下密度为1.25g/L ,可知其相对分子质量为28,再根据A 在一定条件下可以合成聚合物B ,B 可作食品包装袋可知,A 为CH 2=CH 2,B 为聚乙烯,C 为CH 3CH 3,则反应③为加聚反应,反应④为消去反应;
(3)反应①是由CH 2=CH 2生成C 2H 5Cl ,通过CH 2=CH 2与HCl 的加成来实现,故反应为:
CH 2=CH 2+HCl −−−−→一定条件 CH 3CH 2Cl CH 2=CH 2+HCl
反应④是乙醇的消去制乙烯,反应为:CH 3CH 2OH 170−−−→浓硫酸
℃
CH 2=CH 2↑+H 2O ; (4)反应①是通过CH 2=CH 2与HCl 的加成来制取C 2H 5Cl ,符合原子经济和绿色化学,原子利用率达100%;而反应⑤是通过 CH 3CH 3与Cl 2的取代来制取C 2H 5Cl ,产物除了C 2H 5Cl 还有多种取代产物,原子利用率低,相比之下,用反应①更好,原因是反应①中反应物的原子100%转化为CH 3CH 2Cl ,且无副产物。
6.有机物A 为羊肉的特征香味的成分,其合成路线如下:
已知:①RCH 2CHO +HCHO +H 2O ② ③原醋酸三乙酯:
(1)B 是烃的含氧衍生物,质谱图表明B 的相对分子质量为100,其中含氧元素的质量分数为16%。
B 能发生银镜反应,且分子结构中只有一个—CH 3。
B 的结构简式为
_______________________。
(2)D能发生的化学反应类型有________(填序号)。
①酯化反应②加成反应③消去反应④加聚反应
(3)下列关于E的说法中正确的是________(填序号)。
①E存在顺反异构②能使溴的四氯化碳溶液褪色
③能发生水解反应④分子式为C11H20O2
(4)写出B→C的化学方程式:____________________________________________________。
(5)写出酸性条件下F→A的化学方程式:__________________________________。
(6)若用系统命名法给A命名,A的名称为____________________________。
(7)与C含有相同官能团,分子结构中含有两个—CH3,一个的同分异构体有
________种。
【答案】CH3CH2CH2CH2CH2CHO ①②④②③④
CH3CH2CH2CH2CH2CHO+CH2O+H2O
+H2O+C2H5OH 4-甲基辛
酸 12
【解析】
【分析】
由已知信息①结合转化关系,可知B为醛,B是烃的含氧衍生物,质谱图表明B的相对分子质量为100,其中含氧元素的质量分数为16%.B能发生银镜反应,且分子结构中只有一个-CH3,所以B为CH3CH2CH2CH2CH2CHO,则C中含-C=C-和-CHO,所以C为
,C→D发生醛基的加成反应,D为,结合信息②可知D→E为取代反应,E→F为碳碳双键与H2的加成反应,所以F为
,F→A发生酯的水解反应,所以A为
,然后结合物质的结构与性质来解答。
【详解】
由上述分析可知:A为;B为CH3CH2CH2CH2CH2CHO;C 为;D为;F为。
(1)由上述分析可知,B中含有醛基,其结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CHO;
(2)C→D发生醛基的加成反应,D中存在-C=C-和-OH,则能发生酯化反应、加成反应、聚合
反应,与-OH相连的碳原子的邻位碳原子上没有H,不能发生消去反应,所以合理选项是
①②④;
(3)由合成路线可知,E中含有-C=C-和-COOC-,能使溴水褪色,能发生水解,其分子式为
C11H20O2,因存在-C=CH2,则不存在顺反异构,故合理说法为②③④;
(4)结合信息可知B→C的化学方程式为
CH3CH2CH2CH2CH2CHO+CH2O+H2O;
(5)酸性条件下F→A的化学方程式为
+H2O+C2 H5OH;
(6)A为,名称为4-甲基辛酸;
(7)C为,与C含有相同官能团,分子结构中含有两个-CH3,一个
的同分异构体,由含两个甲基的C4H9-有3种,-CHO与双键碳直接相连或与丁基相连,因此可能的同分异构体种类数目共有3×4=12种。
【点睛】
本题考查有机物的推断,明确有机物的结构变化、碳链、官能团的变化推断各物质是解答本题的关键,要充分利用题干信息,结合已学过的知识分析推理,试题注重考查学生的综合分析能力。
7.A是化学实验室中常见的有机物,它易溶于水并有特殊香味;B的产量可衡量一个国家石油化工发展的水平。
有关物质的转化关系如图所示:
(1)A中含有的官能团是________;B的结构简式是________;D的结构简式是________。
(2)反应①的化学方程式是___________________________________________。
(3)反应②的化学方程式是____________________________________;反应类型是
________。
【答案】羟基 CH2=CH2 CH3CHO 2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑ CH2=CH2+
H2O CH3CH2OH 加成反应
【解析】
【分析】
A是化学实验室中常见的有机物,它易溶于水并有特殊香味;B的产量可衡量一个国家石
油化工发展的水平,则B是乙烯、A是乙醇;乙醇和乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯,C 是乙酸乙酯;乙醇发生催化氧化生成乙醛,则D是乙醛;乙醇和钠发生置换反应生成乙醇钠和氢气,E是乙醇钠。
【详解】
(1)根据以上分析,A是乙醇,结构简式是C2H5OH,含有的官能团是羟基;B是乙烯,结构简式是CH2=CH2;D是乙醛,结构简式是CH3CHO。
(2) 乙醇和钠发生置换反应生成乙醇钠和氢气,反应①的化学方程式是2CH3CH2OH+
2Na→2CH3CH2ONa+H2↑。
(3)B是乙烯,乙烯和水在催化剂作用下发生加成反应生成乙醇,反应②的化学方程式是CH2=CH2+H2O CH3CH2OH;反应类型是加成反应。
【点睛】
本题考查有机的推断,涉及烯、醇、羧酸的性质与转化等,是对常见有机物知识的简单运用,注意对官能团结构和性质的理解。
8.下图中的A、B、C、D、E、F、G均为有机物(有些物质未写出)
据上图回答问题:
(1)A的结构简式_______,D的名称是__________。
(2)反应①③④的反应类型分别为_____________、____________和__________。
(3)除去F中杂质C、D时,最后要用分液的方法进行混和物的分离,F产物从分液漏斗的_______ (填“上口倒出”或“下口放出”)。
(4)写出反应②的反应方程式为_________________________________。
【答案】乙醇水解反应(取代反应)酯化反应(取代反应)消去反应上口倒出+H2O
【解析】
【分析】
由E的结构可推知B为,D的分子式为C2H6O,在浓硫酸、170℃条件下得
到G(C2H4),则D为CH3CH2OH,G为CH2=CH2,C与D在浓硫酸、加热条件下得到F,结合F的分子式可知,F应为酯,则C为CH3COOH,F为CH3COOCH2CH3,A水解、酸化得到
B、C、D,则A为,据此解答。
【详解】
根据上述分析可知:A为, B为,C为CH3COOH, D为CH3CH2OH,E为,F为CH3COOCH2CH3,G为CH2=CH2。
(1)根据上面的分析可知,A为,D为CH3CH2OH,D的名称是乙醇;
(2)根据上面的分析可知,反应①为酯的水解反应(取代反应),③为酯化反应(取代反应),④为消去反应;
(3)F为CH3COOCH2CH3,C为CH3COOH,D为CH3CH2OH,由于F的密度小于水,乙醇、乙酸都溶于水,所以用分液的方法分离混合物,F产物在上层,要从分液漏斗的上口倒出;
(4)反应②是发生分子内的酯化反应,反应的反应方程式为
+H2O。
【点睛】
本题考查有机物的推断的知识,主要是酯的水解反应、酯化反应、醇的消去反应,掌握各类官能团的性质与转化是本题解答的关键。
注意根据转化关系中E的结构以及D、G的分子式进行推断。
9.已知A、B、C、D均为烃的衍生物,它们之间的转化关系如下图所示:
A俗称酒精;B是甲醛的同系物;C的分子式为C2H4O2。
完成下列填空:
(1)A的结构简式为_________________;C的结构简式为_________________。
(2)下列能用来检验B的试剂为________________。
(双选)
a.新制Cu(OH)2
b.银氨溶液
c.紫色石蕊试液
(3)D的名称为_______________;A与C反应生成D的反应类型为_______________。
(4)D与CH3CH2CH2COOH互为_______________。
a.同系物
b.同分异构体
c.同素异形体
【答案】CH3CH2OH CH3COOH a b 乙酸乙酯取代反应 b
【解析】
【分析】
B是甲醛的同系物,根据A为乙醇,氧化推出B为乙醛,乙醛又被氧化变为乙酸,C为乙酸,乙酸和乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯。
【详解】
⑴A俗名酒精,其结构简式为CH3CH2OH,故答案为CH3CH2OH,C为乙酸,其结构简式为CH3COOH,故答案为CH3COOH;
⑵B为乙醛,检验乙醛的试剂是银氨溶液和新制氢氧化铜,故答案为a、b
⑶D是乙醇和乙酸发生酯化反应生成的乙酸乙酯,故答案为乙酸乙酯;A与C反应生成D 的反应类型为取代反应(酯化反应),故答案为取代反应(酯化反应)。
⑷D为乙酸乙酯CH3COOCH2CH3,与CH3CH2CH2COOH分子式相同,结构式不同,互为同分异构体,故答案为b。
10.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、。
11.实验室合成乙酸乙酯的步骤如下:在圆底烧瓶内加入乙醇、浓硫酸和乙酸,瓶口竖直安装通有冷却水的冷凝管(使反应混合物的蒸气冷凝为液体流回烧瓶内),加热回流一段时间后换成蒸馏装置进行蒸馏(如下图所示),得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产
品。
请回答下列问题:
(已知:乙醇、乙酸、乙酸乙酯的沸点依次是78.4℃、118℃、77.1℃)
(1)在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸外,还应放入几块碎瓷片,其目的是
_________________________。
(2)配制乙醇和浓硫酸的混合液的方法是:先在烧瓶中加入一定量的_______,然后慢慢将________加入烧瓶,边加边振荡。
(3)在该实验中,若用1 mol乙醇和1 mol 乙酸在浓硫酸作用下加热,充分反应,不能生成1 mol乙酸乙酯的主要原因是__________________。
(4)现拟分离含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗产品,下图是分离操作步骤流程图。
请在图中圆括号内填入适当的试剂,在方括号内填入适当的分离方法。
试剂:a是__________,试剂:b是_______________。
分离方法:①是_________________,②是__________________,③是_______________。
【答案】防止烧瓶中液体暴沸乙醇浓硫酸该反应是可逆反应,反应不能进行到底;乙醇、乙酸受热挥发原料损失饱和碳酸钠溶液硫酸分液蒸馏蒸馏
【解析】
【分析】
【详解】
(1)加入碎瓷片可防止液体暴沸,故答案为防止液体暴沸;
(2)浓硫酸溶于水放出大量的热,且密度比水大,为防止酸液飞溅,应先在烧瓶中加入一定量的乙醇,然后慢慢将浓硫酸加入烧瓶,边加边振荡,故答案为乙醇;浓硫酸;
(3)乙酸和乙醇制备乙酸乙酯的反应为可逆反应,反应物不能完全转化,另外乙醇、乙酸受热挥发原料损失,也使得1 mol乙醇和1 mol 乙酸在浓硫酸作用下加热,不能生成1 mol乙酸乙酯,故答案为该反应是可逆反应,反应不能进行完全;乙醇、乙酸受热挥发原料损失;
(4)乙酸乙酯是不溶于水的液体,而且饱和碳酸钠溶液能降低乙酸乙酯的溶解度,乙醇和乙酸均易溶于水,且乙酸能与碳酸钠反应生成乙酸钠、水和CO2,故分离粗产品乙酸乙酯、
乙酸、乙醇、水的混合物,加入的试剂a为饱和碳酸钠溶液,实现酯与乙酸和乙醇的分离,分离油层和水层采用分液的方法即可;对水层中的乙酸钠和乙醇进一步分离时应采取蒸馏操作分离出乙醇;然后水层中的乙酸钠,根据强酸制弱酸,要用硫酸反应得到乙酸,即试剂b为硫酸,再蒸馏得到乙酸,故答案为饱和Na2CO3溶液;硫酸;分液;蒸馏;蒸馏。
12.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。
13.实验室用如图所示的装置制备乙酸乙酯,回答下列相关问题:
(1)连接好装置后,在加入试剂之前需要进行的操作是_________________________。
(2)甲试管中需加入少量____________以防止暴沸。
(3)浓硫酸在反应中的作用是________________________________。
(4)甲试管中发生反应的化学方程式为_______________________________。
(5)乙中球形管的作用是________________________________________。
(6)上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是___________(填序号)。
A .中和乙酸和乙醇
B .中和乙酸并吸收部分乙醇
C .乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度比在水中的溶解度小,有利于分层析出
(7)欲将乙中的物质分离得到乙酸乙酯,采取的实验方法是___________;分离时,乙酸乙酯应该从仪器的__________________(填“下口放出”或“上口倒出”)。
【答案】检验装置的气密性 碎瓷片(或沸石) 作催化剂和吸水剂
24H SO 3253252CH COOH+C H OH CH COOC H +H O ∆
垐垐垎噲垐垐浓 防止倒吸 BC 分液 上口倒出
【解析】
【分析】
【详解】
(1)连接好装置后,在加入试剂之前需要检验装置的气密性,故答案为:检验装置的气密性;
(2)甲试管中在浓硫酸作用下,乙醇和乙酸共热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,为防止加热过程中暴沸,应加入碎瓷片(或沸石)防止暴沸,故答案为:碎瓷片(或沸石);
(3)浓硫酸在反应中起催化剂的作用,可以加快化学反应速率;该反应为可逆反应,浓硫酸可以吸收生成的水,使酯化反应向生成乙酸乙酯的方向进行,提高乙酸乙酯的产率,故答案为:作催化剂和吸水剂;
(4)在浓硫酸作用下,乙醇和乙酸共热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,反应的化学方程式
为24H SO 3253252CH COOH+C H OH CH COOC H +H O ∆
垐垐垎噲垐垐浓,故答案为:24H SO 3253252CH COOH+C H OH CH COOC H +H O ∆
垐垐垎噲垐垐浓; (5)乙酸乙酯中混有乙醇和乙酸,二者均易溶于水,乙中球形管可防止倒吸,故答案为:防止倒吸;
(6)乙中的饱和碳酸钠溶液能够中和挥发出来的乙酸,使之转化为乙酸钠溶于水中;能够溶解挥发出来的乙醇;能够降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于分层得到酯,则B 、C 项正确,故答案为:BC ;
(7)乙酸乙酯不溶于水,可用分液的方法将乙中的混合液分离得到乙酸乙酯,因乙酸乙酯的密度小于水,分液时,下层水溶液从下口流出后,为防止发生污染,再将乙酸乙酯从分液漏斗的上口倒出,故答案为:分液;上口倒出。
14.经测定乙醇的分子式是C 2H 6O ,由于有机化合物普遍存在同分异构现象,推测乙醇分子的结构可能是下列两种之一:
Ⅰ. Ⅱ.
为确定其结构,应利用物质的特殊性质进行定性、定量实验。
现给出乙醇、钠、水及必要的仪器,甲、乙、丙三名学生利用如图所示装置进行实验确定乙醇分子的结构。
图中量气装置由甲、乙两根玻璃管组成,它们用橡皮管连通,并装入适量水。
甲管有刻度(0~200mL ),供量气用;乙管可上下移动,以调节液面高低。
(1)学生甲得到一组实验数据; 乙醇的物质的量
氢气的体积(标准状况下) 0.01mol 0.112L
根据以上数据推断,乙醇的结构应为___(填“Ⅰ”或“Ⅱ”),原因是___。
(2)学生乙认为:为了较准确地测量氢气的体积,除了必须检查整个装置的气密性外,在读取反应前后甲管中液面读数的过程中,应注意___(填序号)。
a.视线与凹液面最低处相平
b.等待片刻,待乙管中液面不再上升时,立刻读数
c.读数时应上下移动乙管,使甲、乙两管液面相平
d.读数时不一定使甲、乙两管液面相平 (3)学生丙不想通过称取乙醇的质量来确定乙醇的物质的量,那么他还需要知道的数据是___。
【答案】Ⅰ 乙醇和钠反应产生氢气,由表中数据可知0.01mol 乙醇与钠反应产生0.005mol 氢气,说明1个乙醇分子中只有1个氢原子与其他原子不同,可确定乙醇分子的结构为Ⅰ ac 乙醇样品的密度及体积
【解析】
【分析】
【详解】
(1)乙醇的物质的量是0.01mol ,生成氢气的物质的量是22.4L 0.112L /mol
=0.005mol ;Ⅰ中有5个氢原子直接与碳原子形成C H -键,有1个氢原子直接与氧原子形成O H -键,Ⅱ中6个氢原子全部与碳原子形成C H -键;与足量的钠反应,若乙醇分子的结构是Ⅰ,则有4种可能情况:①6个氢原子全部反应;②有5个氢原子反应;③只有1个氢原子反应;④。