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文档简介
备战高考化学乙醇与乙酸的推断题综合热点考点难点附详细答案一、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、32CH3CH2OH+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.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。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.RCH2OHRCHO;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.A、B、C、D为常见的烃的衍生物。工业上通过乙烯水化法制取A,A催化氧化可得B,B进一步氧化得到C,C能使紫色石蕊试液变红。完成下列填空:(1)A的俗称为__________。A与氧气在加热及催化剂存在下反应生成B,常用到的催化剂是_____________,B的结构简式为________________。(2)写出A与C发生酯化反应的化学方程式。______(3)1.5gD在空气中完全燃烧,生成0.05mol二氧化碳和0.05molH2O。在标准状况下,D是气体,密度为1.34g/L,则D的分子式为__________。已知D与B具有相同的官能团,D的结构简式为________________。【答案】酒精Cu或AgCH3CHOCH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2OCH2OHCHO【解析】【分析】根据乙烯水化法可以制取乙醇,乙醇催化氧化可得乙醛,乙醛进一步氧化得到乙酸,乙酸能使紫色石蕊试液变红,则A、B、C分别为:乙醇,乙醛,乙酸;(1)乙醇俗称酒精;乙醇在Cu或Ag催化作用下氧化可得乙醛,乙醛的结构简式为CH3CHO;(2)乙醇与乙酸在浓硫酸作用下发生酯化反应生成乙酸乙酯和水;(3)气体D是的密度为1.34g/L,先计算其摩尔质量,再根据摩尔质量与相对分子质量关系确定其相对分子质量,然后根据原子守恒计算有机物分子中N(C)、N(H),再结合相对分子质量计算有机物分子中N(O),据此确定D的分子式,该有机物与B具有相同的官能团,说明含有醛基,然后书写结构简式。【详解】根据上述分析可知A是乙醇,B是乙醛,C是乙酸。(1)A是乙醇,乙醇俗称酒精,乙醇在Cu或Ag作催化剂并加热时被氧化可得乙醛,乙醛的结构简式为CH3CHO;(2)A是乙醇,含有官能团羟基;C是乙酸,含有官能团羧基,乙醇与乙酸在浓硫酸作用下发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,该反应为可逆反应,反应方程式为:CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O;(3)有机物的蒸汽密度为1.34g/L,则其摩尔质量为M=1.34g/L×22.4L/mol=30g/mol,可知其相对分子质量为30,1.5gD在空气中完全燃烧,生成0.05mol二氧化碳和0.05mol水,1.5gD的物质的量n(D)==0.05mol,根据原子守恒,可知有机物分子中N(C)==1,N(H)=×2=2,则有机物分子中N(O)==1,故该有机物分子式为CH2O,D与B具有相同的官能团,说明D分子中含有醛基,则D结构简式为HCHO。【点睛】本题考查有机物的转化与性质、分子式的确定,注意理解标况下密度与摩尔质量,醇、醛、酸三者之间的关系。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:①RCH2CHO+HCHO+H2O②③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—CH3。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】CH3CH2CH2CH2CH2CHO①②④②③④CH3CH2CH2CH2CH2CHO+CH2O+H2O+H2O+C2H5OH4-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+C2H5OH;(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.气态烃A在标准状况下的密度是,一定条件下能与等物质的量的反应生成B,B能发生银镜反应。E是不易溶于水的油状液体,有浓郁香味。有关物质的转化关系如下:请回答:(1)的反应类型是________。(2)的化学方程式是________。(3)下列说法不正确的是________。A.烃A的结构简式是B.用新制氢氧化铜悬浊液可鉴别B、C、D、E(必要时可以加热)C.等物质的量的A、B、C、D完全燃烧消耗的氧气量依次减少D.实验室制备E时可用浓硫酸作催化剂和吸水剂【答案】氧化反应C【解析】【分析】烃A在标准状况下的密度为1.16g∙L-1,则A的摩尔质量为:M(A)=22.4L/mol×1.16g∙L-1≈26g/mol,所以A为C2H2;一定条件下能与等物质的量的H2O反应生成B,B能发生银镜反应,所以B为CH3CHO,B可与O2发生氧化反应生成C,所以C为CH3COOH,B还可以和H2发生还原反应生成D,所以D为CH3CH2OH,E是不易溶于水的油状液体,有浓郁香味,则E为酯,结构简式为CHgCOOC2H5。以此来解答。【详解】(1)根据分析:B为CH3CHO,B可与O2发生氧化反应生成C,所以BC的反应类型是氧化反应;答案:氧化反应。(2)根据分析:C为CH3COOH,D为CH3CH2OH,E为CHgCOOC2H5,所以C+DE的化学方程式是;答案:。(3)A.根据分析:A为C2H2,所以烃A的结构简式是,故A正确;B.根据分析:B为CH3CHO与新制氢氧化铜悬浊液加热会产生红色沉淀,C为CH3COOH与新制氢氧化铜悬浊液反应,蓝色沉淀溶解;D为CH3CH2OH与新制氢氧化铜悬浊液不反应,混溶,E为CHgCOOC2H5新制氢氧化铜悬浊液不反应且分层,所以用新制氢氧化铜悬浊液可鉴别B、C、D、E,故B正确;C.根据分析:A为C2H2,B为CH3CHOC为CH3COOH,D为CH3CH2OH,E为CH3COOC2H5,1mol等物质的量的A、B、C、D完全燃烧消耗的氧气量依次为2.5mol、2.5mol、2mol、3mol、5mol,不是逐渐减少的,故C错误;D.由E为CH3COOC2H5,实验室制备E时可用浓硫酸作催化剂和吸水剂,故D正确;所以答案:C。8.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。9.实验室通常用无水乙醇和浓硫酸加热到170℃制取乙烯,反应方程式为:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O。若温度过高或加热时间过长,制得的乙烯往往混有CO2、SO2、H2O(g)。(1)试用下图所示的装置设计一个实验,验证制得的气体中含有杂质气体:二氧化碳,二氧化硫和水蒸气,按气流的方向,各装置的连接顺序是_______。(2)实验时若观察到:①中A瓶中溶液褪色,B瓶中溶液颜色逐渐变浅,C瓶中溶液不褪色,则B瓶的作用是_______,C瓶的作用是_________。(3)若气体通过装置③中所盛溶液时,产生白色沉淀,它可以用来验证的气体是____。(4)装置②中所加的试剂名称是____________。(5)乙烯在一定条件下能制得聚乙烯,写出相应的化学反应方程式:_____________________。(6)某同学做此实验时发现装置④存在的不妥之处是:_________________________。【答案】④②①③除去或吸收SO2检验SO2是否除尽CO2无水硫酸铜nCH2=CH2④装置中缺少温度计【解析】【分析】【详解】(1)在检验其它物质时可能会引入水,所以应该先检验水;由于乙烯和SO2都能使溴水和高锰酸钾溶液褪色,先检验SO2、然后除去SO2、再检验乙烯,最后检验二氧化碳。所以各装置的连接顺序是④②①③;(2)实验时若观察到:①中A瓶中溶液褪色,B瓶中溶液颜色逐渐变浅,C瓶中溶液不褪色,则A瓶的作用是检验是否有SO2,B瓶的作用是除去或吸收SO2;C瓶的作用是检验SO2是否除尽。(3)若气体通过装置③中所盛溶液时,产生白色沉淀,它可以用来验证的气体是CO2;(4)装置②检验水蒸气,则其中所加的试剂名称是无水硫酸铜;(5)乙烯发生加聚反应的方程式为nCH2=CH2;(6)用无水乙醇和浓硫酸加热到170℃制取乙烯,而该装置中缺少温度计。10.实验室制备1,2-二溴乙烷的反应原理如下:CH3CH2OHCH2=CH2,CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br用少量的溴和足量的乙醇制备1,2-二溴乙烷的装置如图所示:有关数据列表如下:回答下列问题:(1)在装置c中应加入_______(选填序号),其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体。①水②浓硫酸③氢氧化钠溶液④饱和碳酸氢钠溶液(2)判断d管中制备1,2-二溴乙烷反应已结束的最简单方法是_________。(3)将1,2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物应在水的________(填“上”或“下”)层。(4)若产物中有少量未反应的Br2,最好用_______(填正确选项前的序号)洗涤除去。①水②氢氧化钠溶液③碘化钠溶液④乙醇(5)以1,2-二溴乙烷为原料,制备聚氯乙烯,为了提高原料利用率,有同学设计了如下流程:1,2-二溴乙烷通过(①)反应制得(②),②通过(③)反应制得氯乙烯,由氯乙烯制得聚氯乙烯。①__________________(填反应类型)②__________________(填该物质的电子式)③__________________(填反应类型)写出第一步的化学方程式________________________________。【答案】③溴的颜色完全褪去下②消去反应加成反应BrCH2CH2Br+2NaOHCH≡CH↑+2NaBr+2H2O【解析】【分析】实验室制备1,2-二溴乙烷的反应原理为:乙醇发生消去反应生成乙烯:CH3CH2OHCH2=CH2,然后乙烯与溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷:CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br;产物中混有的溴单质可以用氢氧化钠溶液除去,(1)气体为二氧化硫、二氧化碳,二氧化碳、二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应;(2)乙烯和溴水发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷为无色;(3)1,2-二溴乙烷和水不互溶,1,2-二溴乙烷密度比水大;(4)常温下下Br2和氢氧化钠发生反应,可以除去混有的溴;(5)以1,2-二溴乙烷为原料,制备聚氯乙烯,可以先用1,2-二溴乙烷通过消去反应制得乙炔,然后通过乙炔与氯化氢的加成反应制得氯乙烯,最后由氯乙烯通过加聚反应制得聚氯乙烯,据此进行解答。【详解】(1)浓硫酸具有强氧化性,将乙醇氧化成二氧化碳,自身被还原成二氧化硫,二氧化碳、二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应而被吸收,所以③正确;(2)乙烯和溴水发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷为无色,D中溴颜色完全褪去说明反应已经结束;(3)1,2-二溴乙烷和水不互溶,1,2-二溴乙烷密度比水大,有机层在下层;(4)①溴更易溶液1,2-二溴乙烷,用水无法除去溴,故①错误;②常温下Br2和氢氧化钠发生反应:2NaOH+Br2═NaBr+NaBrO+H2O,再分液除去,故②正确;③NaI与溴反应生成碘,碘与1,2-二溴乙烷互溶,不能分离,故③错误;④酒精与1,2-二溴乙烷互溶,不能除去混有的溴,故④错误;答案选②;(5)以1,2-二溴乙烷为原料,制备聚氯乙烯,可以先用1,2-二溴乙烷通过消去反应制得乙炔,然后通过乙炔与氯化氢的加成反应制得氯乙烯,最后由氯乙烯通过加聚反应制得聚氯乙烯,反应①为1,2-二溴乙烷通过消去反应反应制得乙炔,②乙炔为共价化合物,分子中含有碳碳三键,乙炔的电子式为:;③为乙炔与氯化氢的加成反应制得氯乙烯;第一步反应为1,2-二溴乙烷通过消去反应反应制得乙炔,反应方程式为:BrCH2CH2Br+2NaOHCH≡CH↑+NaBr+2H2O。11.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HClB.稀H2SO4C.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。12.乙酸乙酯是中学化学中的重要物质。小明通过自主学习成功地制取并提纯了乙酸乙酯:小明的知识储备:①乙醇能和氯化钙形成CaCl2·6C2H5OH②有关物质的沸点:制备过程:装置如图所示,A中放有浓硫酸,B中放有10mL无水乙醇和5mL冰醋酸,D中放有滴有酚酞的饱和碳酸钠溶液。迅速升温到170℃进行反应。(1)请补充出乙酸与乙醇发生酯化反应的化学方程式___。(2)实验装置还缺少___。(3)实验过程中滴加大约3mL浓硫酸,B的容积最合适的是___。(填字母)A.25mLB.50mLC.250mLD.500mL(4)小明在D中观察到了明显的的分层现象,其下层显___色。产品提纯:①将D中混合物转入分液漏斗进行分液。②有机层用5mL饱和氯化钙溶液洗涤,最后用水洗涤。有机层倒入一干燥的烧瓶中,用无水硫酸镁干燥,得粗产物。③将粗产物蒸馏,收集馏分,得到纯净干燥的乙酸乙酯。(5)操作②的目的为洗去___,操作③中,应收集___℃馏分。【答案】CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O温度计A无色乙醇77【解析】【分析】制备:A中放有浓硫酸,B中放有10mL无水乙醇和5mL冰醋酸,D中放有滴有酚酞的饱和碳酸钠溶液。乙醇与浓硫酸在140℃作用会产生乙醚,所以需要迅速升温到170℃进行反应,因此需要有温度计测定温度;乙酸、乙醇以及生产的乙酸乙酯沸点均较低,因此在装置D中收集,乙酸、乙醇易溶于碳酸钠溶液,装置C可以防止倒吸;乙酸乙酯的密度小于水,因此在上层;下层碳酸钠溶液中滴有酚酞,吸收乙酸后碱性减弱,溶液呈无色;提纯:先将D中混合物分液,取上层有机层加入5mL饱和氯化钙溶液洗去乙醇,再用水洗去过量的氯化钙溶液,之后进行干燥,此时粗产品中还要副产品乙醚,可以蒸馏分离,收集77℃的馏分即为乙酸乙酯。【详解】(1)乙酸与乙醇发生酯化反应的化学方程式为:CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O;(2)该实验中需要有温度计测定温度;(3)B中混合物总体积约为3mL+10mL+5mL=18mL,所以选用25mL圆底烧瓶最为合适;(4)乙酸乙酯密度小于水,所以下层为无机层,下层碳酸钠溶液中滴有酚酞,吸收乙酸后碱性减弱,溶液呈无色;(5)乙醇能和氯化钙形成CaCl2·6C2H5OH,因此该操作目的是洗去乙醇;粗产品中还要副产品乙醚,可以蒸馏分离,收集77℃的馏分即为乙酸乙酯。13.某课外小组设计的实验室制取乙酸乙酯的装置如图所示,A中放有浓硫酸,B中放有乙醇、无水醋酸钠,D中放有饱和碳酸钠溶液。已知:①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl2·6C2H5OH②有关有机物的沸点:试剂乙醚乙醇乙酸乙酸乙酯沸点(0C)34.778.511877.1密度(g/cm3)0.7140.7891.0490.903请回答:(1)仪器A的名称:___________;实验前检查装置气密性的方法是____________________;写出烧瓶B中有关反应的化学方程式:________、______________。(2)球形干燥管C的作用是_________________。若反应前向D中加入几滴酚酞,溶液呈红色,产生此现象的原因是(用离子方程式表示)___________________;反应结束后,D中的现象是_______________________。(3)从D中分离出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水,应先加入无水氯化钙,除去____________;再加入(此空从下列选项中选择)_________;然后进行蒸馏,收集77℃左右的馏分,以得到较纯净的乙酸乙酯。A.浓硫酸B.碱石灰C.无水硫酸钠D.生石灰【答案】分液漏斗在连接好装置后,酒精灯微热烧瓶,若导管口有气泡冒出,且松手后导管内形成一段水柱,则气密性良好CH3COOH+CH3CH2OH+H2OCH3COONa+H2SO4CH3COOH+NaHSO4防止倒吸CO32-+H2OHCO3-+OH-红色褪去(或红色变浅)且出现分层现象乙醇和水C【解析】【分析】(1)仪器A的名称是分液漏斗,设法使装置内外形成气压差是气密性检查的常用手段,烧瓶B中乙酸和乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,CH3COONa和H2SO4反应生成醋酸和Na2SO4;(2)圆底烧瓶受热不均,球形干燥管的管口伸入液面下可能发生倒吸,同时起冷凝作用;醇与乙酸都易挥发,制备的乙酸乙酯含有乙醇与乙酸,通常用饱和碳酸钠溶液吸收乙酸乙酯,反应掉挥发出来的乙酸,使之转化为乙酸钠溶于水中,便于闻乙酸乙酯的香味,溶解挥发出来的乙醇,降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于分层得到酯,故D中的溶液为饱和的碳酸钠溶液,碳酸根水解,溶液呈碱性,反应后溶液分层,上层无色油体液体,由于碳酸钠与乙酸反应,故下层溶液颜色变浅;(3)用氯化钙除去少量乙醇,用无水硫酸钠除去少量的水,无水硫酸钠吸水形成硫酸钠结晶水合物;不能选择P2O5、碱石灰和NaOH等固体干燥剂,以防乙酸乙酯在酸性(P2O5遇水生成酸)或碱性条件下水解。【详解】(1)仪器A的名称是分液漏斗,实验前检查装置气密性的方法是在连接好装置后,酒精灯微热烧瓶,若导管口有气泡冒出,且松手后导管内形成一段水柱,则气密性良好;烧瓶B中乙酸和乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,化学方程式为CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5+H2O,CH3COONa和H2SO4反应生成醋酸和Na2SO4,化学方程式为CH3COONa+H2SO4CH3COOH+NaHSO4;故答案为:分液漏斗;在连接好装置后,酒精灯微热烧瓶,若导管口有气泡冒出,且松手后导管内形成一段水柱,则气密性良好;CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5+H2O;CH3COONa+H2SO4CH3COOH+NaHSO4;(2)圆底烧瓶受热不均,球形干燥管的管口伸入液面下可能发生倒吸,球形干燥管体积大,可以防止倒吸,同时起冷凝作用;碳酸根水解CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-,溶液呈碱性,加入几滴酚酞,溶液呈红色;碳酸钠水解呈碱性,乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,密度比水小,溶液分层,上层无色油体液体,乙酸和碳酸钠反应而使溶液红色变浅;故答案为:防止倒吸;;红色褪去(或红色变浅)且出现分层现象;(3)用氯化钙除去少量乙醇,用无水硫酸钠除去少量的水,无水硫酸钠吸水形成硫酸钠结晶水合物,不能选择P2O5、碱石灰和NaOH等固体干燥剂,以防乙酸乙酯在酸性(P2O5遇水生成酸)或碱性条件下水解;故答案为:乙醇;C。【点睛】圆底烧瓶受热不均,球形干燥管的管口伸入液面下可能发生倒吸,球形干燥管体积大,可以防止倒吸,同时起冷凝作用。14.苯甲酸乙酯稍有水果气味,用于配制香水香精和人造精油,也大量用于食品中,实验室制备方法如下:Ⅰ苯甲酸乙酯粗产品的制备在干燥的50mL三颈圆底烧瓶中,加入6.1g苯甲酸、过量无水乙醇、8mL苯和1mL浓硫酸,摇匀后加沸石,安装分水器。水浴加热,开始控制回流速度1~2d/s。反应时苯一乙醇﹣水会形成“共沸物”蒸馏出来。加热回流约1小时,至分水器中不再有小水珠生成时,停止加热。改为蒸馏装置,蒸出过量乙醇和苯。沸点(℃)相对分子质量苯甲酸249122苯甲酸乙酯212.6150(1)写出苯甲酸与用18O标记的乙醇酯化反应的方程式___________________。(2)装置A的名称及冷水通入口_________________________。(3)通过分水器不断分离除去反应生成的水,目的是___________________。还有什么方法可以实现同样的目的_____________(任答两种)。(4)实验过程中没有加沸石,请写出补加沸石的操作___________________。(5)图二装置中的错误______________________。Ⅱ.苯甲酸乙酯的精制将苯甲酸乙酯粗产品用如下方法进行精制:将烧瓶中的液体倒入盛有30mL冷水的烧杯中,搅拌下分批加入饱和Na2CO3溶液(或研细的粉末),至无气体产生,pH试纸检测下层溶液呈中性。用分液漏斗分出粗产物,水层用乙醚(10mL)萃取。合并有机相,用无水CaCl2干燥。干燥后的粗产物先用水浴蒸除乙醚,再改用减压蒸馏,收集馏分。(6)加入饱和碳酸钠溶液除了可以降低苯甲酸乙酯溶解度外,还有的作用是__________。(7)按照纠正后的操作进行,测得产品体积为5mL(苯甲酸乙酯密度为1.05g•cm﹣3)。实验的产率为_________。【答案】+CH3CH218OH+H2O球形冷凝管,a使平衡正移,提高苯甲酸乙酯的产率从生成物中不断分离苯甲酸乙酯;使用过量乙醇停止加热,待液体冷却后补加沸石温度计位置,冷凝水进出口除去甲酸70%【解析】【分析】【详解】(1)酯化反应时酸中羟基和醇中羟基上氢结合生成水,故苯甲酸与用18O标记的乙醇酯化反应的方程式为+CH3CH218OH+H2O;(2)装置A为球形冷凝管,冷凝水下进上出,故答案为:球形冷凝管,a;(3)通过分水器不断分离除去反应生成的水,目的是使平衡正移,提高苯甲酸乙酯的产率,也可利用从生成物中不断分离苯甲酸乙酯;使用过量乙醇等方法,故答案为:平衡正移,提高苯甲酸乙酯的产率;从生成物中不断分离苯甲酸乙酯;使用过量乙醇;(4)补加沸石的操作:停止加热,待液体冷却后补加沸石,故答案为:停止加热,待液体冷却后补加沸石;(5)图二装置中温度计没有放置在蒸馏烧瓶支管口出,冷凝管中为了充分冷凝水流方向应为下进上出,故答案为:温度计位置,冷凝水进出口;(6)饱和碳酸钠溶液除了可以降低
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