高考化学培优易错试卷(含解析)之乙醇与乙酸含答案
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高考化学培优易错试卷(含解析)之乙醇与乙酸含答案
一、乙醇与乙酸练习题(含详细答案解析)
1.A是化学实验室中最常见的有机物,它易溶于水并有特殊香味,能进行如图所示的多种反应。
(1)A的官能团名称是____________,B的结构简式____________。
(2)反应②的反应类型为________________________________。
(3)发生反应①时钠在__________________________(填“液面上方”或“液体底部”)。
(4)写出反应③的化学方程式_______________________。
(5)写出反应④的化学方程式_______________________。
【答案】羟基 CH2=CH2加成反应液体底部 C2H5OH+CH3COOH CH3COOC2H5+H2O 2C2H5OH+O22CH3CHO+2H2O
【解析】
【分析】
A是化学实验室中最常见的有机物,它易溶于水并有特殊香味,A能和Na、乙酸、红热的铜丝反应,B和水在催化剂条件下反应生成A,则B为CH2=CH2,A为CH3CH2OH,在浓硫酸作催化剂条件下,乙醇和乙酸发生酯化反应生成C,C为CH3COOCH2CH3,A在红热的Cu 丝作催化剂条件下发生催化氧化反应生成D,D为CH3CHO,A和Na反应生成E,E为
CH3CH2ONa,据此分析解答。
【详解】
(1)A为乙醇,结构简式为CH3CH2OH,含有的官能团为羟基,B是乙烯,结构简式为
CH2=CH2,故答案为:羟基;CH2=CH2;
(2)反应②为乙烯和水发生反应生成乙醇,为加成反应,故答案为:加成反应;
(3)钠的密度大于乙醇,所以将钠投入乙醇中,钠在液体底部,故答案为:液体底部;
(4)反应③为乙醇和乙酸发生的酯化反应,反应的化学方程式为CH3COOH+C2H5OH
CH3COOC2H5+H2O,故答案为:CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O;(5)反应④是乙醇催化氧化生成乙醛,反应的化学方程式为:2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O,故答案为:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。
2.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Na 2CO 3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。
3.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CH3CH2Cl,且无副产物。
4.(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。
5.有机物A(C6H12O2)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 CH3COOH 醛基碳碳双键 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O 氧化反应 CH3CH(CH3)COOH+CH3CH2OH CH3CH(CH3)COOCH2CH3+H2O 酯化反应(或取代
反应) 5 HOCH2CH2CH2CHO
【解析】
【分析】
有机物A(C6H12O2)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(CH3)2CHCOOH,则A为(CH3)2CHCOOCH2CH3,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)。
6.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。
7.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。
8.以乙烯为原料生产部分化工产品的反应流程如下(部分反应条件已略去):
请回答下列问题:
(1)C所含官能团的名称为_____________。
(2)写出C+E→F的化学方程式:_______________________________________。
(3)下列说法不正确的是___
A.有机物A也可由淀粉发酵制得,能与水以任意比互溶
B.有机物B在一定条件下可以被氢气还原为A
C.可用新制的氢氧化铜悬浊液鉴别有机物B与C
D.有机物E与A性质相似,互为同系物
【答案】羧基 D
【解析】
【分析】
根据题中各物质转化关系及分子式可知,乙烯与水加成生成A,A为CH3CH2OH,乙醇催化氧化生成B,B为CH3CHO,B氧化得C为CH3COOH,D与B互为同分异构体,且D的一氯代物只有一种,乙烯在银作催化剂的条件下与氧气反应生成D为环氧乙烷,D与水发生加成得E为HOCH2CH2OH,乙二醇与乙酸反应生成F(C6H10O4),F为二乙酸乙二酯,据此解答。
【详解】
(1)C为CH3COOH,C分子中的官能团名称是羧基;
(2)C+E→F的化学方程式为;
(3)A.有机物A为乙醇,淀粉发酵可制乙醇,且乙醇能与水以任意比互溶,故A正确;B.B为CH3CHO,在一定条件下可以与氢气加成可生成乙醇,此反应也称为还原反应,故B正确;
C.B为CH3CHO,C为CH3COOH,可用新制的氢氧化铜鉴别,其中乙酸能溶解新制的氢氧
化铜,CH3CHO与新制的氢氧化铜混合加热煮沸可生成砖红色Cu2O沉淀,故C正确;D.E为HOCH2CH2OH,A为乙醇,含有的羟基数目不等,且分子组成相差也不是若干CH2基团,则E和A不可能是同系物,故D错误;
故答案为D。
9.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、。
10.乙酰苯胺()在工业上可用作橡胶硫化促进剂、纤维酯涂料的稳定剂、
过氧化氢的稳定剂等,可通过苯胺()和乙酸酐()反应
制得。
已知:纯乙酰苯胺是白色片状晶体,相对分子质量为135,熔点为114℃,易溶于有机溶剂。
在水中的溶解度如下。
温度/℃20255080100
溶解度/(g/100g水)0.460.560.84 3.45 5.5
实验室制备乙酰苯胺的步骤如下(部分装置省略):
Ⅰ.粗乙酰苯胺的制备。
将7mL(0.075mol)乙酸酐放入三口烧瓶c中,在a中放入
5mL(0.055mol)新制得的苯胺。
将苯胺在室温下逐滴滴加到三口烧瓶中。
苯胺滴加完毕,在石棉网上用小火加热回流30min,使之充分反应。
待反应完成,在不断搅拌下,趁热把反应混合物缓慢地倒入盛有100mL冷水的烧杯中,乙酰苯胺晶体析出。
充分冷却至室温后,减压过滤,用______洗涤晶体2-3次。
用滤液冲洗烧杯上残留的晶体,再次过滤,两次过滤得到的固体合并在一起。
Ⅱ.乙酰苯胺的提纯。
将上述制得的粗乙酰苯胺固体移入250mL烧杯中,加入100mL热水,加热至沸腾,待粗乙酰苯胺完全溶解后,再补加少量蒸馏水。
稍冷后,加入少量活性炭吸附色素等杂质,在搅拌下微沸5min,趁热过滤。
待滤液冷却至室温,有晶体析出,______、______,干燥后称量产品为5.40g。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是______________。
(2)写出制备乙酰苯胺的化学方程式______________。
(3)步聚I中,减压过滤的优点是_____;用滤液而不用蒸馏水冲洗烧杯的原因是
_________;洗涤晶体最好选用________(填字母)。
CC1 C.冷水 D.乙醚
A.乙醇 B.
4
(4)步骤Ⅱ中,粗乙酰苯胺溶解后,补加少量蒸馏水的目的是______________。
(5)步骤Ⅱ中,干燥前的操作是______________。
上述提纯乙酰苯胺的方法叫
_____________。
(6)乙酰苯胺的产率为______________。
(计算结果保留3位有效数字)
【答案】恒压滴液漏斗+→+CH3COOH 过滤速
度快,同时所得固体更干燥用滤液冲洗烧杯可减少乙酰苯胺的溶解损失C减少趁热过滤时乙酰苯胺的损失过滤、洗涤重结晶72.7%
【解析】
【分析】
(1)结合图示确定仪器a的名称;
(2)根据图示,装置c中制备乙酰苯胺,乙酸酐与新制的苯胺在加热条件下发生取代反应生成乙酰苯胺和乙酸;
(3)减压过滤的速度快,水分抽取的更充分;用蒸馏水冲洗烧杯会使结晶的乙酰苯胺晶体溶解,产率降低;结合乙酰苯胺不同温度下在在水中溶解度数据分析;
(4)步骤Ⅱ中,粗乙酰苯胺溶解后,补加少量蒸馏水的目的主要是避免溶剂的损失、温度的降低可能导致产物析出,影响产率;
(5)步骤Ⅱ中,干燥前的操作是过滤、洗涤;上述提纯乙酰苯胺的过程中,步聚I和步骤Ⅱ两次对制得的产品进行结晶处理,据此分析解答;
(6)根据题中数据和发生的制备反应判断过量的反应物是谁,根据不足量计算出生成乙酰苯胺的物质的量,再根据实际上生成的乙酰苯胺的质量计算出产率。
【详解】
(1)根据图示,仪器a的名称恒压分液漏斗;
(2)根据图示,装置c中制备乙酰苯胺,乙酸酐与新制的苯胺在加热条件下发生取代反应生成乙酰苯胺和乙酸,化学方程式
加热+CH3COOH;
+−−−→
(3)减压过滤的速度快,水分抽取的更充分,减压过滤的优点是过滤速度快,同时所得固体更干燥;用蒸馏水冲洗烧杯会使结晶的乙酰苯胺晶体溶解,产率降低,则用滤液而不用蒸馏水冲洗烧杯的原因是用滤液冲洗烧杯可减少乙酰苯胺的溶解损失;乙酰苯胺易溶于有机溶剂,根据不同温度下乙酰苯胺在水中的溶解度表数据可知,温度越高,溶解度越大,则洗涤晶体最好选用冷水,答案选C;
(4)步骤Ⅱ中,粗乙酰苯胺溶解后,补加少量蒸馏水的目的是可以避免在趁热过滤时因溶剂的损失或温度的降低导致乙酰苯胺的损失,影响产率;
(5) 步骤Ⅱ中,干燥前的操作是过滤、洗涤;上述提纯乙酰苯胺的过程中,步聚I和步骤Ⅱ两次对制得的产品进行结晶处理,提纯乙酰苯胺的方法叫重结晶;
(6)7mL(0.075mol)乙酸酐和5mL(0.055mol)新制得的苯胺反应制取乙酰苯胺,反应为
+−−−→
加热+CH3COOH,根据反应可知,乙酸酐过量,理论上反应生成的乙酰苯胺的物质的量为0.055mol,则该实验苯乙酰胺的产率
=
5.40g
135g/mol0.055mol
⨯
×100%=72.7%。
11.苯甲酸甲酯是一种重要的工业原料,有机化学中通过酯化反应原理,可以进行苯甲酸甲酯的合成。
有关物质的物理性质、实验装置如下所示:
苯甲酸甲醇苯甲酸甲酯
熔点/℃122.4-97-12.3
沸点/℃24964.3199.6
密度/g.cm-3 1.26590.792 1.0888
水溶性微溶互溶不溶
实验一:制取苯甲酸甲酯
在大试管中加入15g苯甲酸和一定量的甲醇,边振荡边缓慢加入一定量浓硫酸,按图A连接仪器并实验。
(1)苯甲酸与甲醇反应的化学方程式为_____________________________________________。
(2)大试管Ⅰ中除了装有15g苯甲酸和一定量的甲醇和一定量浓硫酸外还需要加入沸石,其作用是_______________________。
(3)中学实验室中制取乙酸乙酯时为了提高产率可以采取的措施有:(答两条措施)
_______________。
实验二:提纯苯甲酸甲酯
该实验要先利用图B装置把图A中制备的苯甲酸甲酯水洗提纯,再利用图C装置进行蒸馏提纯
(4)用图B装置进行水洗提纯时,为了洗去苯甲酸甲酯中过量的酸,B装置中应加入
______________。
(5)用图C装置进行蒸馏提纯时,当温度计显示_________℃时,可用锥形瓶收集苯甲酸甲酯。
【答案】+CH 3OH Δ−−−→浓硫酸+H 2O 防暴沸 使用浓硫酸吸水、把酯蒸出反应体系、提高醇的用量等 固体Na 2CO 3 199.6
【解析】
【分析】
(1)苯甲酸与甲醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成苯甲酸甲酯和水,据此写反应的化学方程式;
(2)实验室做酯化反应实验时加入沸石,其作用防暴沸;
(3酯化反应是可逆反应,采取适当的措施使平衡向右移动即可提高产率;
(4)用图B 装置进行水洗提纯并继续用C 获得酯,则B 装置中应加入能与酸反应而不和酯反应的固体物质;
(5)用图C 装置进行蒸馏提纯时,当温度计达到苯甲酸甲酯的沸点时,可用锥形瓶收集苯甲酸甲酯;
【详解】
(1)苯甲酸与甲醇发生酯化反应生成苯甲酸甲酯和水,反应的化学方程式为
+CH 3OH Δ−−−→浓硫酸+H 2O ; 答案为:+CH 3OH Δ−−−→浓硫酸+H 2O ;
(2)进行酯化反应实验时,出于安全考虑,必须加入沸石或碎瓷片防暴沸;
答案为:防暴沸;
(3酯化反应是可逆反应,平衡向右移动即可提高产率,相应的措施是:使用浓硫酸吸水、把酯蒸出反应体系、提高醇的用量等;
答案为:使用浓硫酸吸水、把酯蒸出反应体系、提高醇的用量等;
(4)用图B 装置进行水洗提纯时,为了洗去苯甲酸甲酯中过量的酸又防止酯反应,B 装置中应加入碳酸钠,后续用蒸馏提纯苯甲酸甲酯,而其沸点199.6°C ,故B 中加入的是碳酸钠固体;
答案为:固体Na 2CO 3;
(5)用图C 装置进行蒸馏提纯时,要收集目标产物苯甲酸甲酯,则温度计达到苯甲酸甲酯的沸点199.6°C 时,可用锥形瓶收集苯甲酸甲酯;
答案为:199.6。
12.有关催化剂的催化机理等问题可从“乙醇催化氧化实验”得到一些认识,其实验装置如图所示。
其实验操作为预先使棉花团浸透乙醇,并按照图示安装好装置;在铜丝的中间部分加热,片刻后开始(间歇性)鼓入空气,即可观察到明显的实验现象。
请回答以下问题:
(1)被加热的铜丝处发生反应的化学方程式为________________________________。
(2)从A 管中可观察到____________的实验现象。
从中可认识到在该实验过程中,催化剂参加了化学反应,还可认识到催化剂起催化作用时需要一定的
_______________________。
(3)实验一段时间后,如果撤掉酒精灯,反应还能否继续进行?__________,原受热部分的铜丝有什么现象?____________,产生这种现象是因为_________________________。
【答案】2CH 3CH 2OH +O 22CH 3CHO +2H 2O 受热部分的铜丝随间歇性地鼓入空气而交替出现变黑、变亮 温度 能 仍可看到原受热部分的铜丝交替出现变黑、变亮的现象 因为醇的催化氧化反应是放热反应
【解析】
【分析】
(1)被加热的铜丝处,乙醇被氧化生成乙醛和水;(2)加热时,Cu 被氧化生成CuO ,然后CuO 氧化乙醇生成乙醛、Cu 和水,重复发生上述反应,且该反应需要在一定温度下进行;(3)撤掉酒精灯,反应仍进行,与反应放热有关。
【详解】
(1)被加热的铜丝处,乙醇被氧化生成乙醛和水,该反应为2CH 3CH 2OH +
O 22CH 3CHO +2H 2O ;
(2)加热时,Cu 被氧化生成CuO ,然后CuO 氧化乙醇生成乙醛、Cu 和水,重复发生上述反应,则可观察到A 处受热部分的铜丝随间歇性地鼓人空气而交替出现变黑变亮,且该反应需要在一定温度下进行,则认识到催化剂起催化作用时需要一定的温度;
(3)撤掉酒精灯,反应仍进行,是因醇的催化氧化反应是放热反应,温度较高,原受热的铜丝处仍可看到原受热部分的铜丝交替出现变黑一变亮的现象,答:反应仍可继续进行;仍可看到原受热部分的铜丝交替出现变黑一变亮的现象;因为醇的催化氧化反应是放热反应。
13.已知下列数据: 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/()1g mL -⋅
-78.30.79
乙醇114.1
乙酸16.6117.9 1.05
-770.90
乙酸乙酯84
某学生在实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下:
①配制2mL浓硫酸、3mL乙醇(含18O)和2mL乙酸的混合溶液。
②按如图连接好装置(装置气密性良好)并加入混合液,用小火均匀加热3~5min。
③待试管乙收集到一定量产物后停止加热,撤出试管乙并用力振荡,然后静置待分层。
④分离出乙酸乙酯,洗涤、干燥。
(1)配制①中混合溶液的方法为_______________________________;反应中浓硫酸的作用是____________________________;写出制取乙酸乙酯的反应的化学方程式:
____________________________(标出18O)。
(2)上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是________(填字母)。
A.中和乙酸和乙醇 B.中和乙酸并吸收乙醇
C.减少乙酸乙酯的溶解 D.加速酯的生成,提高其产率
(3)步骤②中需要小火均匀加热,其主要原因是____________________________;步骤③所观察到的现象是_______________________________________;欲将乙试管中的物质分离以得到乙酸乙酯,必须使用的仪器有___________;分离时,乙酸乙酯应从仪器
_____________(填“下口放”或“上口倒”)出。
(4)该同学反复实验,得出乙醇与乙酸的用量和得到的乙酸乙酯生成量如下表:
实验乙醇/mL乙酸/mL乙酸乙酯/mL
①22 1.33
②32 1.57
③42x
④52 1.76
⑤23 1.55。