精选备战高考化学易错题专题复习乙醇与乙酸附答案(1)
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精选备战高考化学易错题专题复习乙醇与乙酸附答案(1)
一、乙醇与乙酸练习题(含详细答案解析)
1.乙醇(CH3CH2OH)是一种重要的有机物
(1)根据乙醇分子式和可能结构推测,1mol乙醇与足量钠反应,产生氢气的物质的量可能是________________mol。
(2)实验证明反应的乙醇与产生的氢气物质的量比值是2,该反应的化学方程式是
________________________________,乙醇的官能团是_______________。
(3)用如图装置实验,干冷烧杯罩在火焰上,有无色液体产生。
能否据此说明一定有氢气产生,判断及简述理由是_________________________。
(4)乙醇与钠反应比水与钠反应平缓的多,原因是_______________________________ 。
【答案】0.5、2.5、3 2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑羟基不能,因为氢气中会含有乙醇蒸汽乙醇分子中羟基上的氢原子没有水中氢原子活泼
【解析】
【分析】
由乙醇的结构简式CH3CH2OH,可知乙醇分子内有三种不同环境下的氢原子,如果钠置换的是羟基氢原子,则1mol乙醇与足量钠反应生成0.5mol氢气,如果钠置换的是乙基上的氢原子,则1mol乙醇与足量钠反应生成2.5mol氢气,如果乙醇中的氢原子都能够被钠置换,则1mol乙醇与足量钠反应生成3mol氢气;乙醇的结构中含有官能团-羟基,能够与金属钠反应置换出氢气,且羟基中氢原子的活泼性小于水中氢原子活泼性,乙醇和钠反应与钠与水比较要缓慢的多,据以上分析解答。
【详解】
(1)由乙醇的结构简式CH3CH2OH,可知乙醇分子内有三种不同环境下的氢原子,如果钠置换的是羟基氢原子,则1mol乙醇与足量钠反应生成0.5mol氢气,如果钠置换的是乙基上的氢原子,则1mol乙醇与足量钠反应生成2.5mol氢气,如果乙醇中的氢原子都能够被钠置换,则1mol乙醇与足量钠反应生成3mol氢气;
(2)实验证明反应的乙醇与产生的氢气物质的量比值是2,说明钠与乙醇反应置换的是羟基上的氢原子,化学方程式为2C2H5OH+2Na→2C2H5ONa+H2↑;乙醇的官能团为羟基;
(3) 图示实验装置不能说明一定有氢气产生,因为乙醇易挥发,乙醇、氢气燃烧都能生成水;
(4) 乙醇分子中羟基上的氢原子没有水中氢原子活泼,乙醇与钠反应比水与钠反应平缓的多。
2.有机物A可由葡萄糖发酵得到,也可从酸牛奶中提取.纯净的A为无色粘稠液体,易溶于水。
为研究A的组成与结构,进行了如下实验:
(1)称取A9.0g,升温使其汽化,测其密度是相同条件下H2的45倍。
则A的相对分子质量为:___。
(2)将此9.0gA在足量纯O2充分燃烧,并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰,发现两者分别增重5.4g和13.2g。
则A的分子式为:___。
(3)另取A9.0g,跟足量的NaHCO3粉末反应,生成2.24LCO2(标准状况),若与足量金属钠反应则生成2.24LH2(标准状况)。
用结构简式表示A中含有的官能团为:___、__。
(4)A的核磁共振氢谱如图:则A中含有___种氢原子。
(5)综上所述,A的结构简式为___,跟NaHCO3溶液反应的离子方程式为___。
【答案】90 C3H6O3—COOH —OH 4 CH3CHOHCOOH+HCO3-
=CH3CHOHCOO-+H2O+CO2↑
【解析】
【分析】
【详解】
(1)有机物质的密度是相同条件下H2的45倍,所以有机物质的分子式量为:45×2=90;
(2)9.0g物质A的物质的量为0.1mol;浓硫酸增重5.4g,则生成水的质量是5.4g,生成水的
物质的量为:
5.4g
18g/mol
=0.3mol,所含有氢原子的物质的量是0.6mol,碱石灰增重13.2g,
所以生成二氧化碳的质量是13.2g,所以生成二氧化碳的物质的量是:
13.2g
44g/mol
=0.3mol,
所以碳原子的物质的量是0.3mol,所以有机物中碳个数是3,氢个数是6,根据相对分子
质量是90,所以氧原子个数是90-312-6
16
=3,即分子式为:C3H6O3;
(3)只有羧基可以和碳酸氢钠发生化学反应生成二氧化碳,0.1molA可生成2.24LCO2(标准状况)即0.1mol二氧化碳,则含有一个-COOH;
醇羟基和羧基可以和金属钠发生反应生成氢气,0.1molA与足量金属钠反应生成2.24LH2(标准状况)即0.1mol氢气,且已知含有一个羧基,则还含有一个-OH;
(4)根据核磁共振氢谱图看出有机物中有4个峰值,则含4种环境的氢原子;
(5)综上所述A的结构简式为;与碳酸氢钠反应生成二氧化碳和水以及相应的钠盐,离子方程式为:CH3CHOHCOOH+HCO3-=CH3CHOHCOO-+H2O+CO2↑。
3.乙烯是来自石油的重要有机化工原料。
结合路线回答:
已知:2CH3CHO+O2→2CH3COOH
(1)D是高分子,用来制造包装材料,则反应V类型是____。
产物CH2=CHCOOH也能发生相同类型的化学反应,其化学方程式为:____
(2)E有香味,实验室用A和C反应来制取E
①反应IV的化学方程式是____。
②实验室制取E时在试管里加入试剂的顺序是____(填以下字母序号)。
a.先浓硫酸再A后C b.先浓硫酸再C后A c.先A再浓硫酸后C
③实验结束之后,振荡收集有E的试管,有无色气泡产生其主要原因是(用化学方程式表示)____
(3)产物CH2=CH-COOH中官能团的名称为____
(4)①A是乙醇,与A相对分子质量相等且元素种类相同的有机物的结构简式是:____、____。
②为了研究乙醇的化学性质,利用如图装置进行乙醇的催化氧化实验,并检验其产物,其中C装置的试管中盛有无水乙醇。
(加热、固定和夹持装置已略去)
(1)装置A圆底烧瓶内的固体物质是____,C装置的实验条件是____。
(2)实验时D处装有铜粉,点燃D处的酒精灯后,D中发生的主要反应的化学方程式为____
【答案】加聚反应 nCH2=CHCOOH→
3252325ΔCH COOH+C H OH H O+CH COOC H ƒ浓硫酸
C
233322Na CO +2CH COOH 2CH COONa+H O+CO ↑═ 碳碳双键、羧基 CH 3-O-CH 3 HCOOH 二氧化锰或MnO 2 热水浴 22523ΔO +2C H OH 2H O+2CH CHO →Cu
【解析】
【分析】
由流程知,A 为乙醇、B 为乙醛、C 为乙酸、D 为聚乙烯、E 为乙酸乙酯,据此回答;
【详解】
(1)D 是聚乙烯,是一种高分子化合物,则反应V 类型是加聚反应,CH 2=CHCOOH 也能发生相同类型的化学反应,即因其含有碳碳双键而发生加聚反应,其化学方程式为:nCH 2=CHCOOH→;
答案为:加聚反应;nCH 2=CHCOOH→
; (2①反应IV 为乙酸和乙醇在一定条件下发生酯化反应,则化学方程式是
3252325ΔCH COOH+C H OH H O+CH COOC H ƒ浓硫酸
;
答案为:3252325ΔCH COOH+C H OH H O+CH COOC H ƒ浓硫酸
;
②实验室制取乙酸乙酯时,试剂的添加顺序为乙醇、浓硫酸、乙酸,故选C ; 答案为:C ;
③实验结束之后,用饱和碳酸钠收集到的乙酸乙酯内混有乙酸、乙醇,振荡后,有无色气泡产生的主要原因是乙酸和碳酸钠反应产生了二氧化碳气体,化学方程式为:
233322Na CO +2CH COOH 2CH COONa+H O+CO ↑═;
答案为:233322Na CO +2CH COOH 2CH COONa+H O+CO ↑═;
(3)产物CH 2=CH-COOH 中官能团的名称为碳碳双键、羧基;
答案为:碳碳双键、羧基;
(4)①A 是乙醇,与A 相对分子质量相等且元素种类相同的有机物的结构简式是二甲醚、甲酸,则其结构简式为:CH 3-O-CH 3;HCOOH ;
答案为:CH 3-O-CH 3;HCOOH ;
②利用如图装置进行乙醇的催化氧化实验,并检验其产物,则其中A 装置用于产生氧气,从C 装置的试管中盛有无水乙醇,在D 装置中乙醇蒸汽和氧气的混合气在D 中发生催化氧化反应;则
(1)装置A 圆底烧瓶内的固体物质是二氧化锰,C 装置的实验条件是水浴加热,便于能控制温度便于乙醇持续地挥发;
答案为:二氧化锰或MnO 2;热水浴;
(2)实验时D 处装有铜粉,点燃D 处的酒精灯后,D 中发生的主要反应为乙醇的催化氧
化,则化学方程式为:22523ΔO +2C H OH 2H O+2CH CHO →Cu
; 答案为: 22523ΔO +2C H OH 2H O+2CH CHO →Cu。
4.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 CH3CH3与Cl2的取代来制取C2H5Cl,产物除了C2H5Cl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CH3CH2Cl,且无副产物。
5.(1)已知:
①A的名称是_____;试剂Y为_________。
②B→C的反应类型为________;B中官能团的名称是_____,D中官能团的名称是______。
(2)实验室由乙苯制取对溴苯乙烯,需先经两步反应制得中间体。
写出这两步反应所需的试剂及条件______、_____。
【答案】甲苯酸性高锰酸钾溶液取代反应羧基羰基液溴、溴化铁作催化剂液溴、光照
【解析】
【分析】
(1)①(1)由A的分子式与B的结构可知,应是甲苯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成苯甲酸;
②对比B、C的结构简式可知,B发生取代反应生成C;由B、D结构可知,含有的官能团分别为羧基、羰基;
(2)乙苯生成时,苯环上H原子被取代需要溴化铁作催化剂,支链上H原子被取代需要光照条件。
【详解】
(1)①由A的分子式与B的结构可知,应是甲苯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成苯甲酸;
②对比B、C的结构简式可知,B发生取代反应生成C;由B、D结构可知,含有的官能团分别为羧基、羰基;
(2) 乙苯生成时,苯环上H原子被取代需要溴化铁作催化剂,需要液溴作反应物,支链上H原子被取代需要光照条件,需要液溴作反应物。
6.有机物A是制造新型信息材料的中间体,B是制备血管紧张素抑制剂卡托普利的原料,它们有如下的转化关系:
试回答下列问题:
(1)B的名称是______________,C含有的官能团名称是_____________。
(2)C→E的反应类型是_____________,C→F的反应类型是______________。
(3)A的结构简式为____________。
(4)写出与F具有相同官能团的F的所有同分异构体_____________(填结构简式)
(5)已知,请以2一甲基丙醇和甲醇为原料,设计制备有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)的合成路线.合成路线流程图示例如下:
___________________。
【答案】2-甲基丙烯酸醇羟基和氯原子取代反应或水解反应氧化反应
ClCH2CH2CH2COOH、CH3CH(Cl)CH2COOH、CH3CH2CH(Cl)COOH、(CH3)2C(Cl)COOH
【解析】
【分析】
A的分子式C8H13O2Cl,结合转化关系可知,A在酸性条件、条件都有能水解,故A含有1个酯基;E能连续被氧化生成HOOCCH(CH3)COOH,则E中含有醇羟基,C发生水解反应生成E,结合A知,C中含有Cl原子,C连续被氧化生成F,F能发生消去反应生成D,D酸化得到B,则B中含有羧基,则E结构简式为HOCH2CH(CH3)CH2OH、C结构简式为
ClCH2CH(CH3)CH2OH、F结构简式为ClCH2CH(CH3)COOH,D结构简式为
CH2=CH(CH3)COONa,B结构简式为CH2=CH(CH3)COOH,则A结构简式为
CH2=C(CH3)COOCH2CH(CH3)CH2Cl,据以上分析解答。
【详解】
A的分子式C8H13O2Cl,结合转化关系可知,A在酸性条件、条件都有能水解,故A含有1
个酯基;E能连续被氧化生成HOOCCH(CH3)COOH,则E中含有醇羟基,C发生水解反应生成E,结合A知,C中含有Cl原子,C连续被氧化生成F,F能发生消去反应生成D,D酸化得到B,则B中含有羧基,则E结构简式为HOCH2CH(CH3)CH2OH、C结构简式为
ClCH2CH(CH3)CH2OH、F结构简式为ClCH2CH(CH3)COOH,D结构简式为
CH2=CH(CH3)COONa,B结构简式为CH2=CH(CH3)COOH,则A结构简式为
CH2=C(CH3)COOCH2CH(CH3)CH2Cl;
(1)B结构简式为CH2=CH(CH3)COOH,B的名称是2-甲基丙烯酸,C结构简式为
ClCH2CH(CH3)CH2OH,C含有的官能团名称是醇羟基和氯原子,故答案为:2-甲基丙烯酸;醇羟基和氯原子;
(2)C→E的反应类型是取代反应或水解反应,C→F的反应类型是氧化反应,故答案为:取代反应或水解反应;氧化反应;
(3)A的结构简式为CH2=C(CH3)COOCH2CH(CH3)CH2Cl,故答案为:
CH2=C(CH3)COOCH2CH(CH3)CH2Cl;
(4)与F具有相同官能团的F的所有同分异构体为ClCH2CH2CH2COOH、
CH3CH(Cl)CH2COOH、CH3CH2CH(Cl)COOH、(CH3)2C(Cl)COOH,故答案为:ClCH2CH2CH2COOH、CH3CH(Cl)CH2COOH、CH3CH2CH(Cl)COOH、(CH3)2C(Cl)COOH;
(5)2-甲基1-丙醇发生连续氧化反应生成2-甲基丙酸、2-甲基丙酸和溴发生取代反应生成(CH3)2CBrCOOH,(CH3)2CBrCOOH和NaOH的醇溶液发生消去反应生成CH2=C(CH3)COONa,CH2=C(CH3)COONa酸化得到CH2=C(CH3)COOH,CH2=C(CH3)COOH和甲醇发生酯化反应生成CH2=C(CH3)COOCH3,CH2=C(CH3)COOCH3发生加聚反应生成高分子化合物,所以其合成路线
为。
7.石油通过裂解可以得到乙烯,乙烯的产量可以用来衡量一个国家石油化工发展水平。
下图是由乙烯为原料生产某些化工产品的转化关系图。
(1)乙烯生成B的反应类型是_______________________。
(2)A的名称是_______________________________ 。
(3)C中含有的官能团是 _________________________(填名称)。
(4)写出B+D→E的化学反应方程式:___________________________。
(5)写出与D同类的E的两种同分异构体的结构简式_____________;_____________。
【答案】加成聚乙烯醛基 CH3CH2OH + CH3COOH CH3COOCH2CH3+ H2O CH3-CH2-CH2-COOH CH3-CH(CH3)-COOH
【解析】
【详解】
C 2H 4发生加聚反应得到A ,A 为聚乙烯,乙烯与水发生加成反应生成B ,B 为CH 3CH 2OH ,乙醇在催化剂条件下发生氧化反应C ,C 为CH 3CHO ,CH 3CHO 可进一步氧化生成
D ,D 为CH 3COOH ,CH 3CH 2OH 和CH 3COOH 在浓硫酸作用下反应生成
E ,E 为CH 3COOCH 2CH 3。
(1)乙烯与水发生加成反应生成CH 3CH 2OH ,故答案为加成反应;
(2)C 2H 4发生加聚反应得到的A 为聚乙烯,故答案为聚乙烯;
(3)C 为CH 3CHO ,含有的官能团为醛基,故答案为醛基;
(4)反应B+D→E 是乙醇与乙酸在浓硫酸、加热条件下生成乙酸乙酯,反应方程式为:CH 3CH 2OH+CH 3COOH
CH 3COOCH 2CH 3+H 2O ,故答案为CH 3CH 2OH+CH 3COOH CH 3COOCH 2CH 3+H 2O ;
(5)D(CH 3COOH)属于羧酸,与D 同类的E 的两种同分异构体的结构简式为:CH 3-CH 2-CH 2-COOH 、CH 3-CH(CH 3)-COOH ,故答案为CH 3-CH 2-CH 2-COOH ;CH 3-CH(CH 3)-COOH 。
8.已知A 是来自石油的重要有机化工原料,E 是具有果香味的有机物,F 是一种高聚物,可制成多种包装材料。
根据下图转化关系完成下列各题:
(1)A 的分子式是___________,C 的名称是____________,F 的结构简式是
____________。
(2)D 分子中的官能团名称是________________,请设计一个简单实验来验证D 物质存在该官能团,其方法是_________________________________________________________。
(3)写出反应②、③的化学方程式并指出③的反应类型:
反应②:___________________________________;反应③:
___________________________________,反应类型是___________反应。
【答案】C 2H 4 乙醛
羧基 向D 中滴几滴NaHCO 3溶液(或紫色石蕊试剂),若有气泡产生(或溶液变红),则含有羧基官能团(其他合理方法均可) 2C 2H 5OH+O 2 Cu −−→△
2CH 3CHO+2H 2O CH 3COOH+C 2H 5OH CH 3COOC 2H 5+H 2O 酯化
(或取代)
【解析】
【分析】 已知A 是来自石油的重要有机化工原料,则A 为乙烯;F 是一种高聚物,则F 为聚乙烯;B 可被氧化,且由乙烯生成,则B 为乙醇;D 为乙酸,C 为乙醛;E 是具有果香味的有机物,
由乙酸与乙醇反应生成,则为乙酸乙酯。
【详解】
(1)分析可知,A为乙烯,其分子式为C2H4;C为乙醛;F为聚乙烯,其结构简式为;
(2)D为乙酸,含有的官能团名称是羧基;羧基可电离出氢离子,具有酸的通性,且酸性大于碳酸,则可用向D中滴几滴NaHCO3溶液(或紫色石蕊试剂),若有气泡产生(或溶液变红),则含有羧基官能团(其他合理方法均可);
(3)反应②为乙醇与氧气在Cu/Ag作催化剂的条件下生成乙醛,方程式为2C2H5OH+O2 Cu
−−→
2CH3CHO+2H2O;反应③为乙酸与乙醇在浓硫酸及加热的条件下反应生成乙酸乙酯△
和水,属于取代反应,方程式为CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O。
9.乙烯是石油化工最重要的基础原料,请根据以下框图回答:
(1)以石油为原料的系列化工生产过程中,得到大量汽油、柴油等产品的主要方法是
_______(选填序号)。
a. 水解
b. 分馏
c. 裂解
d. 裂化
(2)有机物A俗称酒精,含有的官能团名称是_________________.
(3)B的分子式为C2H4O2,与纯碱反应能生成二氧化碳气体,写出反应A+B→C的化学方程式________________ (有机物用结构简式表示),该反应类型为
______________________。
【答案】c 羟基 CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O 酯化反应或取代反应【解析】
【分析】
(1)裂解是深度裂化以获得短链不饱和烃为主要成分的石油加工过程(主要为乙烯,丙烯,丁二烯等不饱和烃);
(2)乙烯与水发生加成反应,生成乙醇;乙醇中含有官能团羟基;
(3)B的分子式为C2H4O2,与纯碱反应能生成二氧化碳气体,则B为乙酸,乙酸与乙醇发生酯化反应,酯化反应属于取代反应。
【详解】
(1)裂化的目的是为了提高轻质液体燃料(汽油,煤油,柴油等)的产量,特别是提高汽油的产量.裂解是深度裂化以获得短链不饱和烃为主要成分的石油加工过程(主要为乙烯,丙烯,丁二烯等不饱和烃);
答案选c;
(2)乙烯与水发生加成反应,生成乙醇,乙醇俗称酒精,乙醇中含有官能团羟基;
故答案为:羟基;
(3)B的分子式为C2H4O2,与纯碱反应能生成二氧化碳气体,则B为乙酸,乙酸与乙醇发
生酯化反应,反应的方程式为:CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O;酯化反应
属于取代反应。
【点睛】
本题主要考查乙烯的化学性质,易错点为(3)B的分子式为C2H4O2,与纯碱反应能生成二氧化碳气体,则B为乙酸,乙酸与乙醇发生酯化反应。
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.某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置(如图),以环己醇制备环己烯。
已知:
(1)制备粗品
将12.5mL环己醇加入试管A中,再加入lmL浓硫酸,摇匀后放入碎瓷片,缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品。
①A中碎瓷片的作用是:_______________,导管B除了导气外还具有的作用是:
_______________。
②试管C置于冰水浴中的目的是。
:_______________
(2)制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。
加入饱和食盐水,振荡、静置、分层,环己烯在:_______________层(填上或下),分液后用:_______________ (填入编号)洗涤。
a.KMnO4溶液b.稀H2SO4c.Na2CO3溶液
【答案】防止暴沸冷凝防止环己烯挥发上层 c
【解析】
【分析】
(1)①根据制乙烯实验的知识,发生装置A中碎瓷片的作用是防止暴沸,由于生成的环己烯的沸点为83℃,要得到液态环己烯,导管B除了导气外还具有冷凝作用,便于环己烯冷凝;②冰水浴的目的是降低环己烯蒸气的温度,使其液化;
(2)①环己烯不溶于氯化钠溶液,且密度比水小,分层后环己烯在上层,由于分液后环己烯粗品中还含有少量的酸和环己醇,提纯产物时用c(Na2CO3溶液)洗涤可除去酸;
【详解】
(1)①根据制乙烯实验的知识,发生装置A中碎瓷片的作用是防止暴沸,由于生成的环己烯的沸点为83℃,要得到液态环己烯,导管B除了导气外还具有冷凝作用,便于环己烯冷凝,故答案为:防止暴沸;冷凝;
②冰水浴的目的是降低环己烯蒸气的温度,使其液化,故答案为:防止环己烯挥发;(2)①环己烯是烃类,不溶于氯化钠溶液,且密度比水小,振荡、静置、分层后环己烯在上层,由于分液后环己烯粗品中还含有少量的酸和环己醇,联想:制备乙酸乙酯提纯产物时用c(Na2CO3溶液)洗涤可除去酸;故答案为:上层;c。
【点睛】
环己烯是烃类,不溶于氯化钠溶液,且密度比水小。
12.实验室合成乙酸乙酯的步骤如下:在图甲的圆底烧瓶内加入乙醇、浓硫酸和乙酸,加热回流一段时间,然后换成图乙装置进行蒸馏,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:
(1)图甲中冷凝水从________(a或b)进,图乙中B装置的名称为________;
(2)反应中加入过量的乙醇,目的是________;
(3)现拟分离粗产品乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物,下列框图是分离操作步骤流程图:
则试剂a是________,分离方法I是________,试剂b是________;
A.稀HCl B.稀H2SO4 C.稀HNO3
(4)甲、乙两位同学欲将所得含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品提纯得到乙酸乙酯,在未用指示剂的情况下,他们都是先加NaOH溶液中和酯中过量的酸,然后用蒸馏法将酯分离出来.甲、乙两人蒸馏产物结果如下:甲得到了显酸性的酯的混合物,乙得到了大量水溶性的物质。
丙同学分析了上述实验目标产物后认为上述实验没有成功;试解答下列问题:
①甲实验失败的原因是________;
②乙实验失败的原因是________。
【答案】b 尾接管提高乙酸的转化率饱和Na2CO3溶液分液 B 所加NaOH溶液不足未将酸完全反应所加NaOH溶液过量,酯发生水解
【解析】
【分析】
【详解】
(1)为了达到更好的冷凝效果,冷凝器进水为下口进上口出,B装置的名称是尾接管;(2)为了提高乙酸的转化率,实验时加入过量的乙醇;
(3)乙酸乙酯是不溶于水的物质,乙醇和水互溶,乙酸和碳酸钠反应,加入饱和碳酸钠溶液,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,再蒸馏得到乙酸,故选B;
(4)①甲得到显酸性的酯的混合物,酸有剩余,说明是所加NaOH溶液不足未将酸完全反应;
②乙得到大量水溶性物质,说明没有酯,是因为所加NaOH溶液过量,酯发生水解。
13.有关催化剂的催化机理等问题可以从“乙醇催化氧化实验”得到一些认识,某教师设计
了如图所示装置(夹持装置等已省略),其实验操作为:先按图安装好装置,关闭活塞a 、b 、c ,在铜丝的中间部分加热片刻,然后打开活塞a 、b 、c ,通过控制活塞a 和b ,而有节奏(间歇性)地通入气体。
在M 处观察到明显的实验现象。
试回答以下问题:
(1)写出A 中发生反应的化学方程式:_____________________;B 的作用是____________________;C 中热水的作用是_________________________________________。
(2)写出M 处发生反应的化学方程式为_________________________。
(3)从M 管中可观察到的现象为_______________________,从中可认识到该实验过程中催化剂________(填“参加”或“不参加”)化学反应,还可以认识到催化剂起催化作用需要一定的________。
(4)实验进行一段时间后,如果撤掉酒精灯,反应________(填“能”或“不能”)继续进行,其原因是_________________________________。
【答案】2H 2O 2
2
MnO
2H 2O+O 2↑ 干燥O 2 使D 中乙醇变为蒸气进入M 中参加反应
2CH 3CH 2OH+O 2Cu
−−→△
2CH 3CHO+2H 2O 受热部分的铜丝由于间歇性地鼓入氧气而交替出现变黑、变红的现象 参加 温度 能 乙醇的催化氧化反应是放热反应,反应放出的热量能维持反应继续进行 【解析】 【分析】 【详解】
(1)A 中是过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为2H 2O 2
2H 2O+O 2↑;B 是吸收氧气中的水蒸气;C 是加热乙醇得到乙醇蒸气进入
M ,故答案为:2H 2O 22H 2O+O 2↑;干燥O 2;使D 中乙醇变为蒸气进入M 中参加
反应;
(2)M 处发生的反应是乙醇的催化氧化反应生成乙醛,反应的化学方程式为:2CH 3CH 2OH+O 2
2CH 3CHO+2H 2O ,
故答案为:2CH 3CH 2OH+O 2
2CH 3CHO+2H 2O ;
(3)铜丝做催化剂,和氧气反应生成氧化铜,和乙醇反应又生成铜,热部分的铜丝由于间歇性地鼓入空气而交替出现变黑,变红的现象;催化剂参加反应过程,催化作用需要一定。