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备战高考化学压轴题之乙醇与乙酸(备战高考题型整理,突破提高)及答案解析
一、乙醇与乙酸练习题(含详细答案解析)
1.乙烯是来自石油重要有机化工原料。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也能发生相似类型化学反应,其化学方程式为:____
(2)E有香味,试验室用A和C反应来制取E
①反应IV化学方程式是____。
②试验室制取E时在试管里加入试剂次序是____(填如下字母序号)。
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试验结束之后,振荡搜集有E试管,有无色气泡产生其重要原因是(用化学方程式表达)____
(3)产物CH2=CH-COOH中官能团名称为____
(4)①A是乙醇,与A相对分子质量相等且元素种类相似有机物构造简式是:____、____。
②为了研究乙醇化学性质,运用如图装置进行乙醇催化氧化试验,并检查其产物,其中C装置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圆底烧瓶内固体物质是____,C装置试验条件是____。
(2)试验时D处装有铜粉,点燃D处酒精灯后,D中发生重要反应化学方程式为____
【答案】加聚反应 nCH2=CHCOOH→ C 碳碳双键、羧基 CH3-O-CH3 HCOOH 二氧化锰或MnO2 热水浴
【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,CH2=CHCOOH也能发生相似类型化学反应,即因其具有碳碳双键而发生加聚反应,其化学方程式为:nCH2=CHCOOH→;
答案为:加聚反应;nCH2=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;
答案为:;
②试验室制取乙酸乙酯时,试剂添加次序为乙醇、浓硫酸、乙酸,故选C;
答案为:C;
③试验结束之后,用饱和碳酸钠搜集到乙酸乙酯内混有乙酸、乙醇,振荡后,有无色气泡产生重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:;
答案为:;
(3)产物CH2=CH-COOH中官能团名称为碳碳双键、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似有机物构造简式是二甲醚、甲酸,则其构造简式为:CH3-O-CH3;HCOOH;
答案为:CH3-O-CH3;HCOOH;
②运用如图装置进行乙醇催化氧化试验,并检查其产物,则其中A装置用于产生氧气,从C装置试管中盛有无水乙醇,在D装置中乙醇蒸汽和氧气混合气在D中发生催化氧化反应;则
(1)装置A圆底烧瓶内固体物质是二氧化锰,C装置试验条件是水浴加热,便于能控制温度便于乙醇持续地挥发;
答案为:二氧化锰或MnO2;热水浴;
(2)试验时D处装有铜粉,点燃D处酒精灯后,D中发生重要反应为乙醇催化氧化,则化学方程式为:;
答案为: 。
2.乙醇是一种重要化工原料,由乙醇为原料衍生出部分化工产品如下图所示:
回答问题:
(1)A构造简式为___________________。
(2)B化学名称是____________________。
(3)由乙醇生产C化学反应类型为____________________。
(4)E是一种常见塑料,其化学名称是_________________________。
(5)由乙醇生成F化学方程式为_______________________________。
【答案】CH3COOH 乙酸乙酯 取代反应 聚氯乙烯 CH3CH2OHCH2=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分子式比较可知,乙醇分子中1个H原子被取代,因此反应类型为取代反应;C在浓硫酸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构造简式为CH3COOH;
(2)B为CH3COOCH2CH3,名称是乙酸乙酯;
(3)乙醇与C分子式比较可知,乙醇分子中1个H原子被取代,因此反应类型为取代反应;
(4)E构造简式为,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方程式为CH3CH2OH CH2=CH2↑+ H2O
3.已知乙烯能发生如下转化:
(1)乙烯构造简式为:______________
(2)写出化合物官能团化学式及名称:
①B中含官能团_________名称________;
②D中含官能团__________名称_________;
(3)写出反应化学方程式
①__________反应类型:___________
②__________反应类型:___________
【答案】CH2=CH2 —OH 羟基 —COOH 羧基 加成反应 氧化反应
【解析】
【分析】
乙烯具有碳碳双键能与水发生加成反应生成B是乙醇,乙醇发生催化氧化生成C是乙醛,B与D发生酯化反应生成乙酸乙酯,则D是乙酸,据此解答。
【详解】
根据以上分析可知B是乙醇,C是乙醛,D是乙酸,则
(1)乙烯构造简式为CH2=CH2,故答案为:CH2=CH2;
(2)①B是乙醇,具有官能团为—OH,名为羟基,故答案为:—OH;羟基;
②D是乙酸,具有官能团为—COOH,名为羧基,故答案为:—COOH;羧基;
(3)①.反应①是乙烯与水发生加成反应,反应方程式为,故答案为:;加成反应;
②.反应②是乙醇催化氧化,反应化学方程式为,为氧化反应,故答案为:;氧化反应。
【点睛】
本题考察有机物推断,侧重考察学生推断和知识综合运用能力,波及物质推断、反应类型判断、官能团判断,明确有机物官能团及其性质、物质之间转化关系是解本题关键,题目难度不大。
4.如图A、B、C、D、E、F等几种常见有机物之间转化关系图,其中A是面粉重要成分;C和E反应能生成F,F具有香味。
在有机物中,但凡具有—CHO构造物质,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。
根据以上信息及各物质转化关系完毕下列各题。
(1)B化学式为_________,C构造简式为__________。
(2)其中能与新制氢氧化铜悬浊液反应产生砖红色沉淀物质有_________(填名称)。
(3)C→D化学方程式为______________。
(4)C + E→ F化学方程式为 ______________。
【答案】C6H12O6 CH3CH2OH 葡萄糖、乙醛
【解析】
【分析】
A为面粉重要成分,则A为淀粉,淀粉水解生成葡萄糖,则B为葡萄糖(C6H12O6),葡萄糖发酵生成乙醇,则C为乙醇(C2H5OH) ,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(CH3CHO),乙醛接着被氧化生成乙酸,则E为乙酸(CH3COOH),乙酸与乙醇发生酯化反应生成F,F为乙酸乙酯 (CH3COOCH2CH3)。
【详解】
(1)B为葡萄糖,葡萄糖分子式为 C6H12O6,C为乙醇,乙醇构造简式为CH3CH2OH,故答案为:C6H12O6;CH3CH2OH。
(2)在有机物中,但凡具有—CHO构造物质,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:,故答案为:。
(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 (CH3COOCH2CH3)和水,化学反应方程式为:,故答案为:。
【点睛】
具有醛基有机物(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,例如乙醛与银氨溶液反应:CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+H2O+2Ag↓+3NH3。
5.已知A是来自石油重要有机化工原料,E是具有果香味有机物,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毕下列各题:
(1)A分子式是___________,C名称是____________,F构造简式是____________。
(2)D分子中官能团名称是________________,请设计一种简单试验来验证D物质存在该官能团,其措施是_________________________________________________________。
(3)写出反应②、③化学方程式并指出③反应类型:
反应②:___________________________________;反应③:___________________________________,反应类型是___________反应。
【答案】C2H4 乙醛 羧基 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),则具有羧基官能团(其他合理措施均可) 2C2H5OH+O2 2CH3CHO+2H2O CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O 酯化(或取代)
【解析】
【分析】
已知A是来自石油重要有机化工原料,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,其构造简式为;
(2)D为乙酸,具有官能团名称是羧基;羧基可电离出氢离子,具有酸通性,且酸性不小于碳酸,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),则具有羧基官能团(其他合理措施均可);
(3)反应②为乙醇与氧气在Cu/Ag作催化剂条件下生成乙醛,方程式为2C2H5OH+O2 2CH3CHO+2H2O;反应③为乙酸与乙醇在浓硫酸及加热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。
6.乙烯是石油化工最重要基础原料,请根据如下框图回答:
(1)以石油为原料系列化工生产过程中,得到大量汽油、柴油等产品重要措施是_______(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,具有官能团名称是_________________.
(3)B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化学方程式________________ (有机物用构造简式表达),该反应类型为______________________。
【答案】c 羟基 CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+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重要成分石油加工过程(重要为乙烯,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;乙醇中具有官能团羟基;
(3)B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)裂化目是为了提高轻质液体燃料(汽油,煤油,柴油等)产量,尤其是提高汽油产量.裂解是深度裂化以获得短链不饱和烃为重要成分石油加工过程(重要为乙烯,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,乙醇中具有官能团羟基;
故答案为:羟基;
(3)B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,反应方程式为:CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O;酯化反应属于取代反应。
【点睛】
本题重要考察乙烯化学性质,易错点为(3)B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。
7.F是一种重要化工原料,其产量一般用来衡量一种国家石油化工发展水平:有机物A分子式为,其转化关系如下图:
请回答:
(1)F构造简式是______。
(2)D中官能团名称是______。
(3)反应类型是______。
(4)写出化学方程式____。
(5)下列说法对是__。
A.有机物B和F都能使酸性溶液褪色
B.有机物C和E能用新制浊液来鉴别
C.运用植物秸秆在一定条件下可以制备有机物B
D.等质量B和F分别完全燃烧,消耗等量氧气
(6)写出B同分异构体构造简式______。
【答案】 羧基 氧化反应 ABC
【解析】
【分析】
F是一种重要化工原料,其产量一般用来衡量一种国家石油化工发展水平,应为CH2=CH2,由转化关系可知B为CH3CH2OH,C为CH3CHO,D为CH3COOH,有机物A分子式为C3H6O2,应为HCOOCH2CH3,则E为HCOOH,以此解答该题。
【详解】
(1)由以上分析可知F为CH2=CH2;
(2)D为乙酸,具有官能团为羧基;
(3)B为乙醇,发生氧化反应生成乙醛;
(4)B+E→A化学方程式为HCOOH+CH3CH2OHHCOOCH2CH3+H2O;
(5)A.乙醇具有羟基,乙烯具有碳碳双键,都可被酸性高锰酸钾氧化,则都能使酸性KMnO4溶液褪色,故A对;
B.有机物C具有醛基,E具有羧基,则能用新制Cu(OH)2浊液来鉴别,故B对;
C.运用植物秸秆在一定条件下水解生成葡萄糖,可以制备有机物乙醇,故C对;
D.等质量B和F分别完全燃烧,消耗氧气量不一样,如两者等物质量,则消耗氧气量相似,故D错误;
故答案为:ABC;
(6)B为CH3CH2OH,对应同分异构体为CH3OCH3。
【点睛】
能精确根据反应条件推断反应原理是解题关键,常见反应条件与发生反应原理类型:①在NaOH水溶液中发生水解反应,也许是酯水解反应或卤代烃水解反应;②在NaOH乙醇溶液中加热,发生卤代烃消去反应;③在浓H2SO4存在条件下加热,也许发生醇消去反应、酯化反应、成醚反应或硝化反应等;④能与溴水或溴CCl4溶液反应,也许为烯烃、炔烃加成反应;⑤能与H2在Ni作用下发生反应,则为烯烃、炔烃、芳香烃、醛加成反应或还原反应;⑥在O2、Cu(或Ag)、加热(或CuO、加热)条件下,发生醇氧化反应;⑦与O2或新制Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液反应,则该物质发生是—CHO氧化反应。(假如持续两次出现O2,则为醇→醛→羧酸过程)。
8.已知烃D在原则状况下密度为1.25g·L-1,C、H都是具有浓郁香味、不易溶于水油状液体。有关物质转化关系如下(转化条件都已省略):
请回答:
(1)B中官能团名称是____。
(2)C4H10→D反应条件是____。
(3)E+G→F化学方程式____。
(4)下列说法对是____。
A.C、H属于同一种物质
B.可以用新制氢氧化铜悬浊液鉴别B、E和G
C.有机物A、G在一定条件下反应所得产物是B同分异构体
D.一定条件下A转化成G,B转化成E,都属于氧化反应
【答案】羧基 高温 CH3CH2OH+HCOOH HCOOCH2CH3+H2O BC
【解析】
【分析】
D在原则状况下密度为1.25g•L-1,标况下其摩尔质量=1.25g/L×22.4L/mol=28g/mol,则D为CH2=CH2,D和水发生加成反应生成E为CH3CH2OH,E、G发生酯化反应生成H为HCOOCH2CH3,CO和氢气反应生成A,C、H都是具有浓郁香味、不易溶于水油状液体,为酯,则B为羧酸、A为醇,根据C原子个数知,A为CH3OH,B为CH3COOH,C为CH3COOCH3,结合题目分析解答。
【详解】
D在原则状况下密度为1.25g•L-1,标况下其摩尔质量=1.25g/L×22.4L/mol=28g/mol,则D为CH2=CH2,D和水发生加成反应生成E为CH3CH2OH,E、G发生酯化反应生成H为HCOOCH2CH3,CO和氢气反应生成A,C、H都是具有浓郁香味、不易溶于水油状液体,为酯,则B为羧酸、A为醇,根据C原子个数知,A为CH3OH,B为CH3COOH,C为CH3COOCH3;
(1)B为CH3COOH,B中官能团名称是羧基;
(2)C4H10→D反应为烷烃裂解反应,该反应条件是高温;
(3)E是CH3CH2OH,G是HCOOH,E+G→F化学方程式CH3CH2OH+HCOOH HCOOCH2CH3+H2O;
(4)A.C是乙酸甲酯、H是甲酸乙酯,因此C、H不属于同一种物质,是同分异构体,故错误;
B.B为乙酸、E为乙醇、G为甲酸,乙酸和新制氢氧化铜悬浊液发生中和反应得到澄清溶液、E和新制氢氧化铜悬浊液互溶、G和新制氢氧化铜悬浊液在加热条件下发生反应生成砖红色沉淀,现象不一样,因此可以用新制氢氧化铜悬浊液鉴别B、E和G,故对;
C.A为甲醇、G为甲酸,则A、G在一定条件下得到产物是甲酸甲酯,B是乙酸,两者分子式相似而构造不一样,因此有机物A、G在一定条件下反应所得产物是B同分异构体,故对;
D.A为甲醇、G为甲酸、B是乙酸、E是乙醇,A转化为G为氧化反应,B转化为E为还原反应,故错误;
故答案为BC。
【点睛】
能精确根据反应条件推断反应原理是解题关键,常见反应条件与发生反应原理类型:①在NaOH水溶液中发生水解反应,也许是酯水解反应或卤代烃水解反应;②在NaOH乙醇溶液中加热,发生卤代烃消去反应;③在浓H2SO4存在条件下加热,也许发生醇消去反应、酯化反应、成醚反应或硝化反应等;④能与溴水或溴CCl4溶液反应,也许为烯烃、炔烃加成反应;⑤能与H2在Ni作用下发生反应,则为烯烃、炔烃、芳香烃、醛、酮加成反应或还原反应;⑥在O2、Cu(或Ag)、加热(或CuO、加热)条件下,发生醇氧化反应;⑦与O2或新制Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液反应,则该物质发生是—CHO氧化反应。(假如持续两次出现O2,则为醇→醛→羧酸过程)。
9.试验室一般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,制得乙烯往往混有CO2、SO2、H2O(g)。
(1)试用下图所示装置设计一种试验,验证制得气体中具有杂质气体:二氧化碳,二氧化硫和水蒸气,按气流方向,各装置连接次序是_______。
(2)试验时若观测到: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瓶作用是_______,C瓶作用是_________。
(3)若气体通过装置③中所盛溶液时,产生白色沉淀,它可以用来验证气体是____。
(4)装置②中所加试剂名称是____________。
(5)乙烯在一定条件下能制得聚乙烯,写出对应化学反应方程式:_____________________。
(6)某同学做此试验时发现装置④存在不妥之处是:_________________________。
【答案】④②①③ 除去或吸取SO2 检查SO2与否除尽 CO2 无水硫酸铜 nCH2=CH2 ④装置中缺乏温度计
【解析】
【分析】
【详解】
(1)在检查其他物质时也许会引入水,因此应当先检查水;由于乙烯和SO2都能使溴水和高锰酸钾溶液褪色,先检查SO2、然后除去SO2、再检查乙烯,最终检查二氧化碳。因此各装置连接次序是④②①③;
(2)试验时若观测到: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瓶作用是检查与否有SO2,B瓶作用是除去或吸取SO2;C瓶作用是检查SO2与否除尽。
(3)若气体通过装置③中所盛溶液时,产生白色沉淀,它可以用来验证气体是CO2;
(4)装置②检查水蒸气,则其中所加试剂名称是无水硫酸铜;
(5)乙烯发生加聚反应方程式为nCH2=CH2;
(6)用无水乙醇和浓硫酸加热到170℃制取乙烯,而该装置中缺乏温度计。
10.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。
11.某化学小组采用类似制乙酸乙酯装置(如图),以环已醇制备环已烯。
已知:
密度(g/cm3)
熔点(℃)
沸点(℃)
溶解性
环已醇
0.96
25
161
能溶于水
环已烯
0.81
-103
83
难溶于水
(1)制备粗品
将12.5mL环已醇加入试管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内得到环已烯粗品。
①A中碎瓷片作用是:_______________,导管B除了导气外还具有作用是:_______________。
②试管C置于冰水浴中目是。:_______________
(2)制备精品
①环已烯粗品中具有环已醇和少许酸性杂质等。加入饱和食盐水,振荡、静置、分层,环已烯在:_______________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 防止环已烯挥发 上层 c
【解析】
【分析】
(1)①根据制乙烯试验知识,发生装置A中碎瓷片作用是防止暴沸,由于生成环已烯沸点为83℃,要得到液态环已烯,导管B除了导气外还具有冷凝作用,便于环已烯冷凝;②冰水浴目是减少环已烯蒸气温度,使其液化;
(2)①环已烯不溶于氯化钠溶液,且密度比水小,分层后环已烯在上层,由于分液后环已烯粗品中还具有少许酸和环已醇,提纯产物时用c(Na2CO3溶液)洗涤可除去酸;
【详解】
(1)①根据制乙烯试验知识,发生装置A中碎瓷片作用是防止暴沸,由于生成环已烯沸点为83℃,要得到液态环已烯,导管B除了导气外还具有冷凝作用,便于环已烯冷凝,故答案为:防止暴沸;冷凝;
②冰水浴目是减少环已烯蒸气温度,使其液化,故答案为:防止环已烯挥发;
(2)①环已烯是烃类,不溶于氯化钠溶液,且密度比水小,振荡、静置、分层后环已烯在上层,由于分液后环已烯粗品中还具有少许酸和环已醇,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】
环已烯是烃类,不溶于氯化钠溶液,且密度比水小。
12.试验室用少许溴和足量乙醇制备1,2一二溴乙烷装置如图所示:
有关数据列表如下:
乙醇
1.2二溴乙烷
乙醚
状态
无色液体
无色液体
无色液体
密度/g/cm﹣3
0.79
2.2
0.71
沸点/℃
78.5
132
34.6
熔点/℃
﹣130
9
﹣116
请按规定回答问题:
(1)写出A装置中化学反应方程式_____;
(2)装置C中盛有氢氧化钠溶液,其作用是_____
(3)在此制备试验中,要尽量迅速地把反应温度提高到170℃左右,其最重要目是_____
(4)判断该制备反应已经结束最简单措施是_____;
(5)若产物中有少许未反应Br2,最佳用_____洗涤除去;(填对选项前字母)
a 水 b 亚硫酸氢钠 c 碘化钠溶液 d 乙醇
(6)反应过程中应用冷水冷却装置D,其重要目是_____;但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是_____.
【答案】CH3CH2OHCH2=CH2+H2O 除去杂质CO2和SO2 也许存在重要副反应有:乙醇在浓硫酸存在下在140℃脱水生成乙醚. 观测D中颜色与否完全褪去 b 避免溴大量挥发 产品1,2一二溴乙烷熔点(凝固点)低,过度冷却会凝固而堵塞导管
【解析】
【分析】
试验室制备1,2-二溴乙烷:三颈烧瓶A中发生反应是乙醇在浓硫酸作用下发生分子内脱水制取乙烯,乙醇发生了消去反应,反应方程式为:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,假如D中导气管发生堵塞事故,A中产生乙烯气体会导致装置B中压强增大,长导管液面会上升,因此装置B中长玻璃管可判断装置与否堵塞,装置B起缓冲作用,浓硫酸具有脱水性、吸水性和强氧化性,能氧化乙醇,反应方程式为:CH3CH2OH+4H2SO4(浓)4SO2↑+CO2↑+7H2O+C,也许生成酸性气体为二氧化硫、二氧化碳,装置C中放氢氧化钠溶液,发生反应:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O,除去杂质气体,乙烯具有不饱和键C=C双键,能卤素单质发生加成反应,D中乙烯和溴加成生成1,2-二溴乙烷,反应为:CH2=CH2+Br-Br→CH2Br-CH2Br,制得1,2-二溴乙烷。
【详解】
(1)由上述分析可知,装置A中化学反应方程式为:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O;
(2)由上述分析可知,装置C作用为:除去杂质CO2和SO2;
(3)乙醇在140℃时发生取代反应生成乙醚,导致生成乙烯量减少,故答案为:也许存在重要副反应有:乙醇在浓硫酸存在下在140℃脱水生成乙醚;
(4)乙烯和溴发生加成反应而使溴水褪色,假如观测到D中颜色完全褪去就阐明该制备反应已经结束,故答案为:观测D中颜色与否完全褪去;
(5)溴在水中溶解度较小,但溴具有强氧化性,能氧化还原性物质,这几种物质只有亚硫酸钠能被溴氧化,故选b;
(6)溴有毒且易挥发,因此反应过程中应用冷水冷却装置D;产品1,2一二溴乙烷熔点(凝固点)低,过度冷却会凝固而堵塞导管,故答案为:产品1,2一二溴乙烷熔点(凝固点)低,过度冷却会凝固而堵塞导管。
13.乙酸乙酯广泛用于染料、香料等工业,中学化学试验常用a装置来制备。
(1)若试验时是用C2H518OH,试写出大试管中发生反应方程式___(规定标出18O位置)。
(2)试验时饱和Na2CO3溶液作用是___。
(3)反应结束后,将试管中搜集到产品倒入___中(填仪器名称),振荡、静置,然后分液。
(4)如图分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇混合物试验操作流程图在上述试验过程中,所波及三次分离操作分别是___。
A.①蒸馏②过滤③分液 B.①蒸馏②分液③分液
C.①分液②蒸馏③蒸馏 D.①分液②蒸馏②结晶、过滤
【答案】CH3COOH+C2H518OHCH3CO18OCH2CH3+H2O 溶解乙醇,中和乙酸,减少乙酸乙酯在水中溶解度,减少损失 分液漏斗 C
【解析】
【分析】
乙酸具有羧基,乙醇具有羟基,在浓硫酸作用下,加热,发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,饱和碳酸钠可溶解乙醇、中和乙酸,减少乙酸乙酯溶解度;最终将搜集到产品倒入分液漏斗中,振荡、静置分层,然后分液。
【详解】
(1)乙酸与乙醇在浓硫酸作用下,加热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,醇脱氢酸脱羟基,其反应为CH3COOH+C2H518OHCH3CO18OCH2CH3+H2O。
(2)生成乙酸乙酯中具有乙酸和乙醇,饱和Na2CO3溶液作用是溶解乙醇,中和乙酸,减少乙酸乙酯在水中溶解度,减少损失,故答案为:溶解乙醇,中和乙酸,减少乙酸乙酯在水中溶解度,减少损失。
(3)反应结束后,将试管中搜集到产品倒入分液漏斗中,振荡、静置分层,然后分液,故答案为:分液漏斗。
(4)乙酸乙酯是不溶于水物质,乙醇和乙酸均是易溶于水,且乙酸与碳酸钠反应得到醋酸钠,因此环节①是互不相溶液体分离,采用分液措施;醋酸钠和乙醇碳酸钠水溶液是互溶,其中乙醇沸点很低,可以采用蒸馏措施将乙醇分离出来;对醋酸钠和碳酸钠,醋酸钠与硫酸反应得到醋酸,碳酸钠能和硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,再蒸馏可以获得乙酸,选C,故答案为:C。
【点睛】
试验室制备乙酸乙酯注意:先加乙醇,再加浓硫酸(加入碎瓷片以防暴沸),最终加乙酸,然后加热,酯化反应是一种可逆反应,为了提高酯产量,必须尽量使反应向有助于生成酯方向进行,一般是使反应物酸和醇中一种过量。
14.试验室在蒸馏烧瓶中加NaBr、适量水、95%乙醇和浓硫酸,用酒精灯对烧瓶微热,边反应边蒸馏,蒸出溴乙烷用水下搜集法获得。其中也许发生副反应有:2HBr+H2SO4(浓)→Br2+SO2+2H2O
完毕下列填空:
(1)制备溴乙烷化学方程式为:_________、_______。
(2)反应中加入少许水不能产生作用是__________(选填编号)
A 防止溴乙烷被浓硫酸氧化 B 减少溴化氢挥发
C 使反应混合物分层 D 溶解溴化钠
(3)为了保证容器均匀受热和控制恒温,加热措施最佳采用________。
(4)采用边反应边蒸馏操作设计,其重要目是_________。
(5)溴乙烷可用水下搜集法获得根据是___________。
(6)下列装置在试验中既能吸取HBr气体,又能防止液体倒吸是__________(选填编号)
(7)粗产品用水洗涤后有机层仍呈红棕色,欲除去该杂质,可加入试剂为________(选填编号)
A 碘化钾溶液 B 亚硫酸钠溶液 C 氢氧化钠溶液
(8)如下环节,可用于检查溴乙烷中溴元素,其对操作次序是:取少许溴乙烷,然后_______。
【答案】NaBr+H2SO4NaHSO4+HBr C2H5OH+HBr C2H5Br+H2O C 水浴加热 使反应平衡正向移动,提高产物产率 溴乙烷难溶于水且密度比水大 A B 加入适量氢氧化钠水溶液,加热,冷却后,加入足量稀硝酸,再加入硝酸银溶液
【解析】
【分析】
浓硫酸和溴化钠反应生成溴化氢,然后运用溴化氢和乙醇反应制备溴乙烷,因浓硫酸具有强氧化性,也许将溴化钠氧化生成溴单质,使溶液呈橙色;然后运用冷水冷却进行搜集溴乙烷;溴乙烷可以与氢氧化钠溶液发生取代反应生成乙醇和溴化钠,溴化钠可以与硝酸银溶液反应生成淡黄色沉淀。
【详解】
(1)溴化钠与浓硫酸在加热条件下反应生成溴化氢,其反应方程式为:NaBr+H2SO4NaHSO4+HBr;溴化氢与乙醇发生取代反应生成溴乙烷,其反应方程式为:C2H5OH+HBr C2H5Br+H2O;
(2)溴化钠极易溶于水,反应中加入适量水,能溶解NaBr,溴化氢极易溶于水,因浓硫酸具有强氧化性,易与NaBr发生氧化还原反应,为减少副反应发生,可先加水稀释,减少硫酸浓度,可减少溴化氢氧化,故答案为:C;
(3)溴乙烷沸点是38.4℃,控制恒温,38.4℃,采用水浴加热,水变成蒸汽温度不超过100℃,为了保证容器均匀受热和控制恒温,一般采用水浴加热;
(4)采用边反应边蒸馏操作措施,及时分馏出产物,减少生成物浓度,可促使平衡正向移动,可以提高乙醇转化率;
(5)溴乙烷为有机物,密度比水大且难溶于水,因此溴乙烷可用水下搜集法搜集和从水中分离;
(6)A.HBr气体极易溶于水,对于极易溶于水气体,吸取装置中导管与干燥管连接,干燥管球形部分空间大有缓冲作用,当水进入干燥管内,烧杯内液面下减少于导管口,液体又流落到烧杯中,能防止倒吸,故A符合;
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