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备战高考化学二轮 乙醇与乙酸 专题培优 易错 难题含详细答案
一、乙醇与乙酸练习题(含详细答案解析)
1.G是一种治疗急慢性呼吸道感染特效药中间体,其制备路线如图:
(1)化合物C中含氧官能团是_____。
(2)A→B反应类型是______。
(3)化合物F分子式为C14H21NO3,写出F构造简式______。
(4)从整个制备路线可知,反应B→C目是______。
(5)同步满足下列条件B同分异构体共有_______种。
①分子中具有苯环,能与NaHCO3溶液反应;
②能使FeCl3溶液显紫色
(6)根据已经有知识并结合有关信息,完毕以、CH3NO2为原料制备合成路线图____(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
,其中第二步反应方程式为_____。
【答案】醚键、醛基 加成反应 保护羟基不被反应,并能最终复原 13 2+O22+2H2O
【解析】
【分析】
(1)根据C构造确定其具有含氧官能团名称;
(2)物质A与HCHO发生酚羟基邻位加成反应产生;
(3)根据E、G构造,结合F分子式,确定F分子构造;
(4)根据B、C构造及最终得到G构造分析判断;
(5)根据同分异构体概念,结协议分异构体规定,写出符合规定同分异构体种类数目;
(6)与NaOH水溶液共热发生取代反应产生,该物质被催化氧化产生苯甲醛, 苯甲醛与CH3NO2发生加成反应产生,发生消去反应产生,发生加聚反应产生;
根据题意,第二步反应为苯甲醇被催化氧化产生苯甲醛。
【详解】
(1)根据C构造简式可知C中具有含氧官能团为醛基、醚键;
(2)物质A酚羟基邻位上断裂C-H键,HCHO分子中断裂C、O双键中较活泼键,两者发生加成反应产生,因此A→B反应类型是加成反应;
(3)物质E构造简式为,E与CH3CHO、H2在Pd/C作用下反应产生分子式C14H21NO3F,则F构造简式为;
(4)B构造简式为,B与反应产生C:。经一系列反应最终生成,两个官能团又复原,因此从整个制备路线可知,反应B→C目是保护羟基不被反应,并能最终复原;
(5)B构造简式为,其同分异构体符合条件:①分子中具有苯环,能与NaHCO3溶液反应,阐明分子中具有羧基-COOH;②能使FeCl3溶液显紫色,阐明分子中具有酚羟基,若具有2个侧链,则为-OH、-CH2COOH,两者在苯环上位置有邻、间、对三种;若有三个官能团,分别是-OH、-COOH、-CH3,三个官能团位置都相邻,有3种不一样构造;都相间,有1种位置;若2个相邻,一种相间,有3×2=6种,因此有三个官能团同分异构体种类数目为3+1+6=10种,则符合题意所有同分异构体种类数目是3+10=13种;
(6)一氯甲苯与NaOH水溶液共热发生取代反应产生,该物质与O2在Cu作催化剂条件下加热,发生氧化反应产生苯甲醛,苯甲醛与CH3NO2发生加成反应产生,发生消去反应产生,发生加聚反应产生,故反应流程为:;
根据题意,第二步反应为苯甲醇被催化氧化产生苯甲醛,反应方程式为:2+O22+2H2O。
【点睛】
本题考察有机物合成,波及官能团识别、有机反应类型判断、限制条件同分异构体书写、合成路线设计等,(6)中合成路线设计,需要学生运用学过知识和已知信息中转化关系中隐含信息,很好考察学生对知识迁移运用。
2.气态有机物 A在原则状况下密度为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相对分子质量计算式为M=_______。
(2)写出有关反应类型:
③_________ ; ④_________ 。
(3)写出反应①、 ④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 种措施好?_____ (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) CH2=CH2+HCl CH3CH2Cl CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O ① 反应①中反应物原子100%转化为CH3CH2Cl,且无副产物
【解析】
【分析】
根据气态有机物 A在原则状况下密度为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在原则状况下密度为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CH2=CH2,B为聚乙烯,C为CH3CH3,则反应③为加聚反应,反应④为消去反应;
(3)反应①是由CH2=CH2生成C2H5Cl,通过CH2=CH2与HCl加成来实现,故反应为:CH2=CH2+HCl CH3CH2Cl CH2=CH2+HCl
反应④是乙醇消去制乙烯,反应为:CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O;
(4)反应①是通过CH2=CH2与HCl加成来制取C2H5Cl,符合原子经济和绿色化学,原子运用率达100%;而反应⑤是通过 CH3CH3与Cl2取代来制取C2H5Cl,产物除了C2H5Cl尚有多种取代产物,原子运用率低,相比之下,用反应①更好,原因是反应①中反应物原子100%转化为CH3CH2Cl,且无副产物。
3.已知A产量一般用来衡量一种国家石油化工水平,常用作水果催熟剂,现以A为重要原料合成一种具有果香味物质E,其合成路线如图所示。
已知:醛可氧化生成羧酸。回答问题:
(1)写出下列物质构造简式:A___;E___。
(2)写出下列反应化学方程式,并注明反应类型:
①___、___;
②___、___;
④___、___;
(3)若想将B直接转化为D,可加入物质为___。
【答案】CH2=CH2 CH3COOC2H5 CH2=CH2+H2OCH3CH2OH 加成反应 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O 氧化反应 CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O 酯化反应 酸性高锰酸钾溶液
【解析】
【分析】
A产量一般用来衡量一种国家石油化工水平,则A为CH2=CH2,CH2=CH2与水发生加成反应生成B为CH3CH2OH,CH3CH2OH在Cu或Ag作催化剂条件下,发生催化氧化生成C为CH3CHO,CH3CHO深入氧化生成D为CH3COOH,CH3CH2OH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CH3COOH,CH3COOH与CH3CH2OH发生酯化反应生成E为CH3COOC2H5,据此解答。
【详解】
(1)A为乙烯,具有碳碳双键,构造简式为CH2=CH2,E为乙酸乙酯,构造简式为CH3COOC2H5;
(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:CH2=CH2+H2OCH3CH2OH,反应②是乙醇氧化反应生成乙醛,反应方程式为:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,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:CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O;
(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。
4.(1)已知:
①A名称是_____;试剂Y为_________。
②B→C反应类型为________;B中官能团名称是_____,D中官能团名称是______。
(2)试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分子式与B构造可知,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构造简式可知,B发生取代反应生成C;由B、D构造可知,具有官能团分别为羧基、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分子式与B构造可知,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构造简式可知,B发生取代反应生成C;由B、D构造可知,具有官能团分别为羧基、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为羊肉特征香味成分,其合成路线如下:
已知:①RCH2CHO+HCHO+H2O
②
③原醋酸三乙酯:
(1)B是烃含氧衍生物,质谱图表明B相对分子质量为100,其中含氧元素质量分数为16%。B能发生银镜反应,且分子构造中只有一种—CH3。B构造简式为_______________________。
(2)D能发生化学反应类型有________(填序号)。
①酯化反应 ②加成反应 ③消去反应 ④加聚反应
(3)下列有关E说法中对是________(填序号)。
①E存在顺反异构 ②能使溴四氯化碳溶液褪色
③能发生水解反应 ④分子式为C11H20O2
(4)写出B→C化学方程式:____________________________________________________。
(5)写出酸性条件下F→A化学方程式:__________________________________。
(6)若用系统命名法给A命名,A名称为____________________________。
(7)与C具有相似官能团,分子构造中具有两个—CH3,一种同分异构体有________种。
【答案】CH3CH2CH2CH2CH2CHO ①②④ ②③④ 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是烃含氧衍生物,质谱图表明B相对分子质量为100,其中含氧元素质量分数为16%.B能发生银镜反应,且分子构造中只有一种-CH3,因此B为CH3CH2CH2CH2CH2CHO,则C中含-C=C-和-CHO,因此C为,C→D发生醛基加成反应,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加成反应,因此F为,F→A发生酯水解反应,因此A为,然后结合物质构造与性质来解答。
【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中具有醛基,其构造简式为CH3CH2CH2CH2CH2CHO;
(2)C→D发生醛基加成反应,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相连碳原子邻位碳原子上没有H,不能发生消去反应,因此合理选项是①②④;
(3)由合成路线可知,E中具有-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化学方程式为CH3CH2CH2CH2CH2CHO+CH2O+H2O;
(5)酸性条件下F→A化学方程式为+H2O+C2H5OH;
(6)A为,名称为4-甲基辛酸;
(7)C为,与C具有相似官能团,分子构造中具有两个-CH3,一种同分异构体,由含两个甲基C4H9-有3种,-CHO与双键碳直接相连或与丁基相连,因此也许同分异构体种类数目共有3×4=12种。
【点睛】
本题考察有机物推断,明确有机物构造变化、碳链、官能团变化推断各物质是解答本题关键,要充足运用题干信息,结合已学过知识分析推理,试题重视考察学生综合分析能力。
6.A、B、C、D在一定条件下转化关系如图所示(反应条件已省略)。其中,A是一种气态烃,在原则状况下密度是1.25 g·L-1,其产量是衡量一种国家石油化工发展水平标志;C分子式为C2H4O2;B和C在浓硫酸和加热条件下发生反应,生成有机物D有特殊香味。
试回答问题:
(1)A分子式为________,丙烯酸分子构造中所含官能团名称是________,丙烯分子中最多有________个原子共平面。
(2)丙烯酸乙酯也许发生反应类型有________。
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)写出聚丙烯酸构造简式________。
(4)写出丙烯酸与B反应化学方程式_________________________________________________。
(5)下列有关说法对是________(填编号)。
A.D与丙烯酸乙酯互为同系物
B.B→C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是衡量一种国家石油化工发展水平标志,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是衡量一种国家石油化工发展水平标志,因此为乙烯,其分子式为C2H4;根据丙烯酸构造简式CH2=CHCOOH,具有官能团是羧基和碳碳双键;碳碳双键共面以及三点确定,因此丙烯酸中共面原子有7个;
(2) 丙烯酸乙酯中具有酯基和碳碳双键,能发生加成反应、加聚反应、水解(取代反应)因此①②③对;
答案选B;
(3)丙烯酸中具有碳碳双键,通过发生加聚反应,生成聚丙烯酸,因此构造简式为;
(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,与丙烯酸乙酯具有官能团不一样,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对;
C、乙烯和丙烯酸中都具有碳碳双键,都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,选项C错误;
D、乙醇和乙酸沸点不一样,互溶两种液体,因此采用蒸馏措施进行分离,选项D对。
答案选BD。
7.已知A、B、C、D均为烃衍生物,它们之间转化关系如下图所示:
A俗称酒精;B是甲醛同系物;C分子式为C2H4O2。完毕下列填空:
(1)A构造简式为_________________;C构造简式为_________________。
(2)下列能用来检查B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名称为_______________;A与C反应生成D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,其构造简式为CH3CH2OH,故答案为CH3CH2OH,C为乙酸,其构造简式为CH3COOH,故答案为CH3COOH;
⑵B为乙醛,检查乙醛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乙酸乙酯,故答案为乙酸乙酯;A与C反应生成D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分子式相似,构造式不一样,互为同分异构体,故答案为b。
8.烃A与等物质量H2O反应生成B,B一种同系物(比B少一种碳原子)溶液可以浸制动物标本。M是有芳香气味、不易溶于水油状液体。有关物质转化关系如图:
请回答:
(1)写出A构造式____。
(2)写出B官能团名称___。
(3)写出M与NaOH溶液在加热条件下反应化学方程式___。
(4)下列说法不对是___。
a.烃A在一定条件下可与氯化氢发生反应得到氯乙烯
b.有机物C溶液可以除去水垢
c.有机物B能与银氨溶液反应产生银镜
d.有机物C和D发生加成反应生成M
【答案】H-CC-H 醛基 CH3COOCH2CH3+NaOHCH3COONa+CH3CH2OH d
【解析】
【分析】
由转化关系结合M分子式可知M为CH3COOCH2CH3,则C为CH3COOH,D为CH3CH2OH,则B为CH3CHO,A应为CH≡CH,以此解答该题。
【详解】
由转化关系结合M分子式可知M为CH3COOCH2CH3,则C为CH3COOH,D为CH3CH2OH,则B为CH3CHO,A应为CH≡CH;
(1)由以上分析可知A为乙炔,构造式为H-C≡C-H;
(2)B为CH3CHO,所含官能团名称为醛基;
(3)M 为CH3COOCH2CH3,在NaOH溶液中加热发生水解反应化学反应方程式为CH3COOCH2CH3+NaOHCH3CH2OH+CH3COONa;
(4)a.烃A为乙炔,在一定条件下可与氯化氢发生反应生成氯乙烯,故a对;
b.有机物C为乙酸,具有酸性,可以除去水垢,故b对;
c.有机物B为乙醛,在水浴加热条件下能与银氨溶液反应产生光亮银镜,故c对;
d.乙醇和乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯,不是加成反应,故d错误;
故答案为d。
9.取0.92 g由C、H、O三种元素构成有机物A,在足量氧气中完全燃烧,若将燃烧产物通过碱石灰,碱石灰质量增长2.84 g;若将燃烧产物通过浓硫酸,浓硫酸质量增长1.08 g;已知:A蒸气对氢气相对密度为23。
(1)A分子式是_____;
(2)A1H核磁共振谱图如图所示,写出其构造简式:_____;它一种同分异构体构造简式为_____。
【答案】C2H6O CH3CH2OH CH3OCH3
【解析】
【详解】
生成水物质量为=0.06mol,生成二氧化碳物质量为=0.04mol,A蒸气对氢气相对密度为23,则A相对分子质量为23×2=46,A物质量为=0.02mol,
(1)A中含C原子数为0.04mol/0.02mol=2,含H原子数为0.06mol*2/0.02mol=6,含O原子数为(46-122-6)/16=1,则分子式为C2H6O,故答案为:C2H6O;
(2)A1H核磁共振谱图中含3种H,其构造简式为CH3CH2OH;它一种同分异构体构造简式为CH3OCH3,故答案为:CH3CH2OH;CH3OCH3。
【点睛】
本题考察有机物分子式确实定,侧重于学生分析能力和计算能力考察,注意根据相对分子质量确定氧原子个数,计算二氧化碳、水物质量、质量可计算O质量,进而计算有机物试验式。
10.试验室用氧化锌作催化剂、以乙二醇和碳酸氢钠为复合解聚剂常压下迅速、彻底解聚聚对苯二甲酸乙二醇酯,同步回收对苯二甲酸和乙二醇。反应原理如下:
试验环节如下:
环节1:在题图1所示装置四颈烧瓶内依次加入洗净矿泉水瓶碎片、氧化锌、碳酸氢钠和乙二醇,缓慢搅拌,油浴加热至180 ℃,反应0.5 h。
环节2:降下油浴,冷却至160 ℃,将搅拌回流装置改为图2所示搅拌蒸馏装置,水泵减压,油浴加热蒸馏。
环节3:蒸馏完毕,向四颈烧瓶内加入沸水,搅拌。维持温度在60 ℃左右,抽滤。
环节4:将滤液转移至烧杯中加热煮沸后,趁热边搅拌边加入盐酸酸化至pH为1~2。用砂芯漏斗抽滤,洗涤滤饼多次直至洗涤滤液pH=6,将滤饼摊开置于微波炉中微波干燥。
请回答问题:
(1) 环节1中将矿泉水瓶剪成碎片目是______________________________。
(2) 环节2中减压蒸馏目是____________________,蒸馏出物质是________。
(3) 抽滤结束后停止抽滤对操作措施是________。若滤液有色,可采用措施是________。
(4) 该试验中,不采用水浴加热原因是________。
【答案】增大接触面积,加紧解聚速率,且有助于搅拌 减少蒸馏温度,防止引起副反应 乙二醇 拔下抽气泵与吸滤瓶间橡皮管,再关闭抽气泵 加入活性炭脱色 水浴温度不能超过100 ℃
【解析】
【分析】
(1) 根据反应速率影响原因进行分析;
(2)减少蒸馏温度,防止引起副反应,采用减压蒸馏;蒸馏出物质是乙二醇;
(3) 根据抽滤操作进行分析;
(4)水浴温度不能超过100 ℃,据此分析。
【详解】
(1) 为了增大接触面积,加紧解聚速率,且有助于搅拌,环节1中将矿泉水瓶剪成碎片;
(2)减少蒸馏温度,防止引起副反应,环节2采用减压蒸馏措施;蒸馏出物质是乙二醇;
(3) 抽滤结束后停止抽滤时应拔下抽气泵与吸滤瓶间橡皮管,再关闭抽气;若滤液有色,可加入活性炭脱色;
(4) 该试验中,温度超过100 ℃,而水浴温度不能超过100 ℃,不采用水浴加热。
11.试验室合成乙酸乙酯环节如下: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冷凝管(使反应混合物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),得到具有乙醇、乙酸和水乙酸乙酯粗产品。请回答问题:
(已知:乙醇、乙酸、乙酸乙酯沸点依次是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,其目是_________________________。
(2)配制乙醇和浓硫酸混合液措施是:先在烧瓶中加入一定量_______,然后慢慢将________加入烧瓶,边加边振荡。
(3)在该试验中,若用1 mol乙醇和1 mol 乙酸在浓硫酸作用下加热,充足反应,不能生成1 mol乙酸乙酯重要原因是__________________。
(4)现拟分离含乙酸、乙醇和水乙酸乙酯粗产品,下图是分离操作环节流程图。请在图中圆括号内填入合适试剂,在方括号内填入合适分离措施。
试剂:a是__________,试剂:b是_______________。
分离措施: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,反应不能进行究竟;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反应为可逆反应,反应物不能完全转化,此外乙醇、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液体,并且饱和碳酸钠溶液能减少乙酸乙酯溶解度,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、水混合物,加入试剂a为饱和碳酸钠溶液,实现酯与乙酸和乙醇分离,分离油层和水层采用分液措施即可;对水层中乙酸钠和乙醇深入分离时应采用蒸馏操作分离出乙醇;然后水层中乙酸钠,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.试验室制备1,2-二溴乙烷反应原理如下:
CH3CH2OHCH2=CH2,CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br
用少许溴和足量乙醇制备1,2-二溴乙烷装置如图所示:
有关数据列表如下:
回答问题:
(1)在装置c中应加入_______(选填序号),其目是吸取反应中也许生成酸性气体。
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最简单措施是_________。
(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________(填“上”或“下”)层。
(4)若产物中有少许未反应Br2,最佳用_______(填对选项前序号)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,为了提高原料运用率,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__________________(填该物质电子式)
③__________________(填反应类型)
写出第一步化学方程式________________________________。
【答案】③ 溴颜色完全褪去 下 ② 消去反应 加成反应 BrCH2CH2Br+2NaOHCH≡CH↑+2NaBr+2H2O
【解析】
【分析】
试验室制备1,2-二溴乙烷反应原理为: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加成反应制得氯乙烯,最终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取,因此③对;
(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中溴颜色完全褪去阐明反应已经结束;
(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对;
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加成反应制得氯乙烯,最终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,分子中具有碳碳三键,乙炔电子式为:;
③为乙炔与氯化氢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。
13.苯甲酸甲酯是一种重要工业原料,有机化学中通过酯化反应原理,可以进行苯甲酸甲酯合成。有关物质物理性质、试验装置如下所示:
苯甲酸
甲醇
苯甲酸甲酯
熔点/℃
122.4
-97
-12.3
沸点/℃
249
64.3
199.6
密度/g.cm-3
1.2659
0.792
1.0888
水溶性
微溶
互溶
不溶
试验一:制取苯甲酸甲酯
在大试管中加入15g苯甲酸和一定量甲醇,边振荡边缓慢加入一定量浓硫酸,按图A连接仪器并试验。
(1)苯甲酸与甲醇反应化学方程式为_____________________________________________。
(2)大试管Ⅰ中除了装有15g苯甲酸和一定量甲醇和一定量浓硫酸外还需要加入沸石,其作用是_______________________。
(3)中学试验室中制取乙酸乙酯时为了提高产率可以采用措施有:(答两条措施)_______________。
试验二:提纯苯甲酸甲酯
该试验要先运用图B装置把图A中制备苯甲酸甲酯水洗提纯,再运用图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,可用锥形瓶搜集苯甲酸甲酯。
【答案】+CH3OH+H2O 防暴沸 使用浓硫酸吸水、把酯蒸出反应体系、提高醇用量等 固体Na2CO3 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,据此写反应化学方程式;
(2)试验室做酯化反应试验时加入沸石,其作用防暴沸;
(3酯化反应是可逆反应,采用合适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沸点时,可用锥形瓶搜集苯甲酸甲酯;
【详解】
(1)苯甲酸与甲醇发生酯化反应生成苯甲酸甲酯和水,反应化学方程式为+CH3OH+H2O;
答案为:+CH3OH+H2O;
(2)进行酯化反应试验时,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,对应措施是:使用浓硫酸吸水、把酯蒸出反应体系、提高醇用量等;
答案为:使用浓硫酸吸水、把酯蒸出反应体系、提高醇用量等;
(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中加入是碳酸钠固体;
答案为:固体Na2CO3;
(5)用图C装置进行蒸馏提纯时,要搜集目产物苯甲酸甲酯,则温度计达到苯甲酸甲酯沸点199.6°C时,可用锥形瓶搜集苯甲酸甲酯;
答案为:199.6。
14.已知下列数据:
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/
乙醇
78.3
0.79
乙酸
16.6
117.9
1.05
乙酸乙酯
77
0.90
某学生在试验室制取乙酸乙酯重要环节如下:
①配制浓硫酸、乙醇(含)和乙酸混合溶液。
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待试管乙搜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中混合溶液措施为_______________________________;反应中浓硫酸作用是____________________________;写出制取乙酸乙酯反应化学方程式:____________________________(标出)。
(2)上述试验中饱和碳酸钠溶液作用是________(填字母)。
A.中和乙酸和乙醇 B.中和乙酸并吸取乙醇
C.减少乙酸乙酯溶解 D.加速酯生成,提高其产率
(3)环节②中需要小火均匀加热,其重要原因是____________________________;环节③所观测到现象是_______________________________________;欲将乙试管中物质分离以得到乙酸乙酯,必须使用仪器有___________;分离时,乙酸乙酯应从仪器_____________(填“下口放”或“上口倒”)出。
(4)该同学反复试验,得出乙醇与乙酸用量和得到乙酸乙酯生成量如下表:
试验
乙醇/
乙酸/
乙酸乙酯/
①
2
2
1.33
②
3
2
1.57
③
4
2
x
④
5
2
1.76
⑤
2
3
1.55
表中数据x范围是__________________;试验①②⑤探究是_____________________。
【答案】将浓硫酸加入乙醇中,边加边振荡,然后加入乙酸(或先将乙醇与乙酸混合后再加入浓硫酸,并在加入过程中不停振荡) 作催化剂、吸水剂 BC 大火加热会导致大量原料汽化而损失 液体分层,上层为无色有香味液体,下层为浅红色液体,振荡后下层液体颜色变浅 分液漏斗 上口倒 增长乙醇或乙酸用量对酯产量影响
【解析】
【分析】
【详解】
(1)混合时浓硫酸相称于被稀释,故应将浓硫酸加入乙醇中,然后再加入乙酸,也可先将乙醇与乙酸混合好后再加入浓硫酸;因酯化反应速率慢且为可逆反应,使用浓硫酸可加紧酯化反应速率并有助于平衡向生成酯方向移动(吸取了水);酯化反应机理是酸脱羟基醇脱氢,故生成酯中具有。故答案为:将浓硫酸加入乙醇中,边加边振荡,然后加入乙酸(或先将乙醇与乙酸混合后再加入浓硫酸,并在加入过程中不停振荡); 作催化剂、吸水剂; ;
(2)使用饱和碳酸钠溶液目是:①除去混入乙酸乙酯中乙酸;②吸取乙酸乙酯中乙醇;③减少乙酸乙酯溶解度并有助于液体分层。故答案为:BC;
(3)由表中数据知乙醇沸点(78.3℃)与乙酸乙酯沸点(77℃)很靠近,若用大火加热,大量乙醇会被蒸发出来,导致原料大量损失;因酯密度不大于水密度,故上层为油状有香味无色液体,又因会有一定量乙酸汽化,进入乙中与Na2CO3反应,故下层液体红色变浅;将分层液体分离开必须使用分液漏斗,分液时上层液体应从上口倒出。故答案为:大火加热会导致大量原料汽化而损失;液体分层,上层为无色有香味液体,下层为浅红色液体,振荡后下层液体颜色变浅 ;分液漏斗;上口倒;
(4)因在乙酸物质量相似条件下,增长乙醇物质量平衡向右移动,乙酸乙酯物质量增长,减少乙醇物质量平衡向左移动,乙酸乙酯物质量减少,因此1.57<X<1.76,根据试验①②⑤条件异同可知,试验①②⑤探究是增长乙醇或乙酸用量对酯产量影响,故答案为:1.57<X<1.76;增长乙醇或乙酸用量对酯产量影响;
【点睛】
本题考察了乙酸乙酯制备措施,注意把握乙酸乙酯制备原理和试验措施,明确乙酸乙酯与
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