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化学 乙醇与乙酸专题 培优易错试卷练习题含答案解析
一、乙醇与乙酸练习题(含详细答案解析)
1.芳香族化合物C分子式为C9H9OCl。C分子中有一种甲基且苯环上只有一条侧链;一定条件下C能发生银镜反应;
C与其他物质之间转化如下图所示:
(1)C构造简式是__________________。
(2)E中含氧官能团名称是___________; C→F反应类型是___________。
(3)写出下列化学方程式:G在一定条件下合成H反应________________________。
(4)D一种同系物W(分子式为C8H8O2)有多种同分异构体,则符合如下条件W同分异构体有________种,写出其中核磁共振氢谱有4个峰构造简式____________。
①属于芳香族化合物 ②遇FeCl3溶液不变紫色 ③能与NaOH溶液发生反应但不属于水解反应
(5)请设计合理方案由合成__________(无机试剂任选,用反应流程图表达,并注明反应条件)。
【答案】 羧基、羟基 消去反应 n 4
【解析】
【分析】
芳香族化合物C分子式为C9H9OC1,C分子中有一种甲基且苯环上只有一种侧链,一定条件下C能发生银镜反应,则具有醛基,故C构造简式为,C发生氧化反应生成B为,B与乙醇发生酯化反应生成A为,C能和氢氧化钠水溶液发生取代反应生成D为,D能和银氨溶液发生银镜反应、酸化生成E为,E发生缩聚反应生成高分子化合物I为,C发生消去反应生成F为,F发生氧化反应生成G为,G发生加聚反应生成高分子化合物H为。
【详解】
根据上述分析可知:A是,B是,C是,D是,E是,F是,G是,H是,I是。
(1)由上述分析,可知C构造简式为;
(2)E为,其中含氧官能团名称是:羧基、羟基;C是,C与NaOH乙醇溶液共热,发生消去反应产生F:,因此C→F反应类型是消去反应;
(3) G是,分子中具有不饱和碳碳双键,在一定条件下发生加聚反应产生H: ,则G在一定条件下合成H反应方程式为:n;
(4)D为,D一种同系物W(分子式为C8H8O2)有多种同分异构体,符合下列条件:①属于芳香族化合物,阐明具有苯环,②遇FeCl3溶液不变紫色,阐明没有酚羟基,③能与NaOH溶液发生反应但不属于水解反应,具有羧基,可以为苯乙酸、甲基苯甲酸(有邻、间、对),因此共有4种同分异构体,其中核磁共振氢谱有4个峰构造简式为;
(5)与NaOH乙醇溶液共热发生消去反应产生,与HBr在过氧化物存在条件下发生加成反应产生,与NaOH水溶液共热发生取代反应产生,然后在浓硫酸存在条件下发生酯化反应产生,故合成流程为:。
【点睛】
本题考察了有机物推断,确定C构造是关键,再充足运用反应条件进行推断,注意掌握有机物官能团性质与转化,(4)中同分异构体书写为难点、易错点,在(5)物质合成时,要结合溶液酸碱性确定是-COOH还是-COONa,要充足运用题干信息,结合已学过物质构造和性质分析解答。
2.乙酸是非常重要工业原料,其氯代物可由乙酸和氯气在催化剂作用下制备。试验室模拟工业生产食品香精菠萝酯( ) 简易流程如下。
(1)菠萝酯核磁共振氢谱中有__________个吸取峰。
(2)A中官能团名称是__________。
(3)根据流程写出下列反应化学方程式:
i.制备A: __________;该反应属于__________反应。
ii.反应室I中反应: __________。
(4)分离室II操作是用饱和Na2CO3溶液洗涤,而不用NaOH洗涤原因是__________。
【答案】7 氯原子、羧基 取代 由于菠萝酯在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种不一样环境氢,支链上有4种不一样环境氢,其核磁共振氢谱中有7个吸取峰;
(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构造简式为ClCH2COOH,A中官能团名称是氯原子、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,反应化学方程式为: ;
(4)分离室II操作是用饱和Na2CO3溶液洗涤,而不用NaOH洗涤原因是由于菠萝酯在NaOH溶液中会发生水解反应,会减少产量。
3.异丁烯[CH2=C(CH3)2]是重要化工原料。
已知:
(1)异丁烯和苯酚在一定条件下反应生成对叔丁基酚(),该反应属于_________反应(填“反应类型”).
(2)对叔丁基酚和甲醛在催化剂作用下可生成油溶性聚合物,写出该反应化学方程式________________。
(3)写出符合下列条件对叔丁基酚所有同分异构体构造简式________________________________。
①含相似官能团;②不属于酚类;③苯环上一溴代物只有一种。
(4)已知由异丁烯一种同分异构体A,通过一系列变化可合成物质,其合成路线如图:
①条件1为_____________;
②写出构造简式:A_____________;B____________。
(5)异丁烯可二聚生成CH2=C(CH3)CH2C(CH3)3,写出该二聚物名称__________。异丁烯二聚时,还会生成其他二聚烯烃类产物,写出其中一种链状烯烃构造简式________________________________。
【答案】加成 KMnO4/OH﹣ CH3CH2CH=CH2 CH3CH2CHOHCH2OH 2,4,4﹣三甲基﹣1﹣戊烯 CH2=C(CH3)CH2CH2CH(CH3)2或(CH3)2C=CHC(CH3)3或(CH3)2C=CHCH2CH(CH3)2
【解析】
【分析】
(1)异丁烯和苯酚在一定条件下反应生成对叔丁基酚(),C=C转化为C-C;
(2)对叔丁基酚和甲醛在催化剂作用下可生成油溶性聚合物,为酚醛缩合反应;
(3)对叔丁基酚所有同分异构体符合:①含相似官能团-OH;②不属于酚类,-OH与苯环不直接相连;③苯环上一溴代物只有一种,苯环上只有一种H;
(4)由合成流程可知,最终生成-COOH,则-OH在短C原子上氧化生成-COOH,因此A为CH3CH2CH=CH2,B为CH3CH2CHOHCH2OH;
(5)CH2=C(CH3)CH2C(CH3)3,主链为含C=C5个C戊烯,2、4号C上有3个甲基;异丁烯二聚时,生成含1个碳碳双键有机物。
【详解】
(1)异丁烯和苯酚在一定条件下反应生成对叔丁基酚(),C=C转化为C﹣C,则为烯烃加成反应;
(2)对叔丁基酚和甲醛在催化剂作用下可生成油溶性聚合物,为酚醛缩合反应,该反应为;
(3)对叔丁基酚所有同分异构体符合:①含相似官能团﹣OH;②不属于酚类,﹣OH与苯环不直接相连;③苯环上一溴代物只有一种,苯环上只有一种H,符合条件构造简式为;
(4)由合成流程可知,最终生成﹣COOH,则﹣OH在短C原子上氧化生成﹣COOH,因此A为CH3CH2CH=CH2,B为CH3CH2CHOHCH2OH,
①由A→B转化可知,条件1为KMnO4/OH﹣;
②由上述分析可知,A为CH3CH2CH=CH2,B为CH3CH2CHOHCH2OH;
(5)CH2=C(CH3)CH2C(CH3)3,主链为含C=C5个C戊烯,2、4号C上有3个甲基,名称为2,4,4﹣三甲基﹣1﹣戊烯;异丁烯二聚时,生成含1个碳碳双键有机物,则还也许生成CH2=C(CH3)CH2CH2CH(CH3)2或(CH3)2C=CHC (CH3)3或(CH3)2C=CHCH2CH(CH3)2。
4.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。
5.气态烃A在原则状况下密度是,一定条件下能与等物质量反应生成B,B能发生银镜反应。E是不易溶于水油状液体,有浓郁香味。有关物质转化关系如下:
请回答:(1)反应类型是________。
(2)化学方程式是________。
(3)下列说法不对是________。
A.烃A构造简式是
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.等物质量A、B、C、D完全燃烧消耗氧气量依次减少
D.试验室制备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在原则状况下密度为1.16g∙L-1,则A摩尔质量为:M(A)=22.4L/mol×1.16g∙L-1≈26g/mol,因此A为C2H2;一定条件下能与等物质量H2O反应生成B,B能发生银镜反应,因此B为CH3CHO,B可与O2发生氧化反应生成C,因此C为CH3COOH,B还可以和H2发生还原反应生成D,因此D为CH3CH2OH,E是不易溶于水油状液体,有浓郁香味,则E为酯,构造简式为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,因此BC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,因此C+DE化学方程式是;答案:。
(3)A. 根据分析:A为C2H2,因此烃A构造简式是,故A对;
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,因此用新制氢氧化铜悬浊液可鉴别B、C、D、E,故B对;
C.根据分析:A为C2H2,B为CH3CHO C为CH3COOH,D为CH3CH2OH,E为CH3COOC2H5,1mol等物质量A、B、C、D完全燃烧消耗氧气量依次为2.5mol、2.5mol、2mol、3mol、5mol,不是逐渐减少,故C错误;
D. 由E为CH3COOC2H5,试验室制备E时可用浓硫酸作催化剂和吸水剂,故D对;
因此答案:C。
6.有机物A是制造新型信息材料中间体,B是制备血管紧张素克制剂卡托普利原料,它们有如下转化关系:
试回答问题:
(1)B名称是______________,C具有官能团名称是_____________。
(2)C→E反应类型是_____________,C→F反应类型是______________。
(3)A构造简式为____________。
(4)写出与F具有相似官能团F所有同分异构体_____________(填构造简式)
(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)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分子式C8H13O2Cl,结合转化关系可知,A在酸性条件、条件均有能水解,故A具有1个酯基;E能持续被氧化生成HOOCCH(CH3)COOH,则E中具有醇羟基,C发生水解反应生成E,结合A知,C中具有Cl原子,C持续被氧化生成F,F能发生消去反应生成D,D酸化得到B,则B中具有羧基,则E构造简式为HOCH2CH(CH3)CH2OH、C构造简式为ClCH2CH(CH3)CH2OH、F构造简式为ClCH2CH(CH3)COOH,D构造简式为CH2=CH(CH3)COONa,B构造简式为CH2=CH(CH3)COOH,则A构造简式为CH2=C(CH3)COOCH2CH(CH3)CH2Cl,据以上分析解答。
【详解】
A分子式C8H13O2Cl,结合转化关系可知,A在酸性条件、条件均有能水解,故A具有1个酯基;E能持续被氧化生成HOOCCH(CH3)COOH,则E中具有醇羟基,C发生水解反应生成E,结合A知,C中具有Cl原子,C持续被氧化生成F,F能发生消去反应生成D,D酸化得到B,则B中具有羧基,则E构造简式为HOCH2CH(CH3)CH2OH、C构造简式为ClCH2CH(CH3)CH2OH、F构造简式为ClCH2CH(CH3)COOH,D构造简式为CH2=CH(CH3)COONa,B构造简式为CH2=CH(CH3)COOH,则A构造简式为CH2=C(CH3)COOCH2CH(CH3)CH2Cl;
(1)B构造简式为CH2=CH(CH3)COOH,B名称是2-甲基丙烯酸,C构造简式为ClCH2CH(CH3)CH2OH,C具有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反应类型是取代反应或水解反应,C→F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构造简式为CH2=C(CH3)COOCH2CH(CH3)CH2Cl,故答案为:CH2=C(CH3)COOCH2CH(CH3)CH2Cl;
(4)与F具有相似官能团F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-丙醇发生持续氧化反应生成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,因此其合成路线为。
7.化合物G是合成新农药茚虫威重要中间体,以化合物 为原料合成G工艺流程如下:
(1)化合物G中含氧官能团名称为_____。B→C反应类型为________。
(2)D分子式为C10H9O4Cl,其构造简式为________。
(3)F到G过程中除生成G外还生成_______,此外同等条件下还也许生成有机副产物(与G互为同分异构体),其构造简式为______。
(4)请以 和ClCH2CH2CH2OH为原料制备,其对应合成路线流程图如下,请在“”上面“( )”中写反应物,下面“( )”中写反应条件,横线上填有机产物(图示例见本题题干):
ClCH2CH2CH2OH ③ ClCH2CH2COOH ⑥
①_______;②_______;③_______;④_______;⑤_______;⑥_______;⑦______;⑧_______;
【答案】羰基 取代反应 HCl O2 Cu,加热 ClCH2CH2CHO O2 催化剂、加热 ClCH2CH2COCl AlCl3
【解析】
【分析】
(1)根据构造简式确定官能团,由官能团变化确定反应类型;
(2)对比C、E构造简式,可知C发生酯水解反应、酸化得到D;
(3) 由官能团变化可知,F发生取代反应生成G,Cl取代邻位H原子成环;
(4) 以 和ClCH2CH2CH2OH为原料制备,先将ClCH2CH2CH2OH分别氧化生成醛、酸,再发生题中E→F→G反应生成目物。
【详解】
(1)由构造简式可知E具有羧基,G具有羰基,B发生取代反应生成C,故化合物G中含氧官能团名称为:羧基;B→C反应类型为取代反应;
(2)对比C、E构造简式,可知C发生酯水解反应、酸化得到D为;
(3)由官能团变化可知,F发生取代反应生成G,还生成HCl ;Cl取代邻位H原子成环,则生成副产物也许为;
(4) 以 和ClCH2CH2CH2OH为原料制备,先将ClCH2CH2CH2OH分别氧化生成醛、酸,再发生题中E→F→G反应生成目物,反应流程为:
ClCH2CH2CH2OH ClCH2CH2CHO ClCH2CH2COOH ClCH2CH2COCl;
故答案为①O2;②Cu,加热;③ClCH2CH2CHO;④O2;⑤催化剂、加热;⑥ClCH2CH2COCl;⑦;⑧AlCl3。
【点睛】
本题考察有机推断及合成,根据合成工艺流程推出各物质构造简式,通过构造及性质判断,分析解答。易错点为(4) 以 和ClCH2CH2CH2OH为原料制备,先将ClCH2CH2CH2OH分别氧化生成醛、酸,再发生题中E→F→G反应生成目物。
8.A是化学试验室中最常见有机物,它易溶于水并有特殊香味,并能进行如图所示多种反应。
(1)写出A构造简式:______________________,其官能团名称为__________。
(2)下列反应化学方程式:
反应①:____________________________________________;
反应③:___________________________________________;
【答案】C2H5OH 羟基 2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑ CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O
【解析】
【分析】
A是化学试验室中最常见有机物,它易溶于水并有特殊香味,能与红热铜丝反应得到D,能与Na反应,能与乙酸反应,A具有羟基,故A为C2H5OH,则C为CH3COOCH2CH3,D为CH3CHO,C2H5OH燃烧生成二氧化碳与水,C2H5OH与Na反应生成CH3CH2ONa与氢气,据此解答。
【详解】
A是化学试验室中最常见有机物,它易溶于水并有特殊香味,能与红热铜丝反应得到D,能与Na反应,能与乙酸反应,A具有羟基,故A为C2H5OH,则C为CH3COOCH2CH3,D为CH3CHO,C2H5OH燃烧生成二氧化碳与水,C2H5OH与Na反应生成CH3CH2ONa与氢气;
(1)A是化学试验室中最常见有机物,它易溶于水并有特殊香味,乙醇催化氧化生成乙醛,由上述分析可以懂得,A为乙醇,构造简式为:C2H5OH;官能团为羟基;
故答案是:C2H5OH;羟基;
(2)乙醇与钠反应生成乙醇钠和氢气,反应方程式:2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑;乙酸和乙醇在浓硫酸作用下加热生成乙酸乙酯和水,反应化学方程式为:CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O;
答案是:CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O。
【点睛】
铜丝在氧气中加热生成氧化铜,趁热插入到乙醇溶液中,发生氧化反应生成乙醛,方程式为:2Cu+O22CuO,CuO+CH3CH2OH→CH3CHO+Cu+H2O;两个反应合二为一,可得2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O,铜做催化剂。
9.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。
10.试验是化学基础。某试验小组用下列装置进行乙醇催化氧化试验。
(1)试验过程中铜网交替出现红色和黑色,请写出对应化学方程式:
①____________;②______________。
(2)甲和乙两个水浴作用不相似。甲作用是加热使乙醇挥发;乙作用是____________。
(3)反应进行一段时间后,试管a中能搜集到不一样有机物质,它们是__________;集气瓶中搜集气体重要成分是________。铜网作用是____________;
(4)试验室可用乙醇来制取乙烯,将生成乙烯通入溴四氯化碳溶液,反应后生成物构造简式是______。
【答案】2Cu+O2 2CuO CH3CH2OH+CuO CH3CHO+Cu+H2O 冷却,便于乙醛搜集 乙醛、乙醇与水 氮气 催化剂 CH2BrCH2Br
【解析】
【分析】
甲中鼓入空气,在水浴加热条件下,氧气和乙醇蒸气在铜催化下,加热发生氧化还原反应生成乙醛和水,在乙中冷却后可搜集到乙醛,剩余气体在集气瓶中搜集,结合乙醇催化氧化原理分析解答。
【详解】
(1)乙醇催化氧化反应过程为:金属铜被氧气氧化为氧化铜,2Cu+O2 2CuO,氧化铜将乙醇再氧化为乙醛,CH3CH2OH+CuO CH3CHO+Cu+H2O,因此试验过程中铜网交替出现红色和黑色,故答案为:2Cu+O2 2CuO、CH3CH2OH+CuO CH3CHO+Cu+H2O;
(2)甲和乙两个水浴作用不相似,甲是热水浴,是产生平稳乙醇蒸气,乙是冷水浴,目是将乙醛冷却下来搜集,故答案为:冷却,便于乙醛搜集;
(3)乙醇被氧化为乙醛,同步生成水,反应中乙醇不能完全反应,故a中冷却搜集物质有乙醛、乙醇与水;空气中氧气反应,集气瓶中搜集气体重要是氮气,铜网是催化剂,故答案为:乙醛、乙醇与水;氮气;催化剂;
(4)将乙烯通入溴四氯化碳溶液,乙烯和溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,即反应为:CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br,故答案为:CH2BrCH2Br。
11.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。
12.苯甲酸甲酯是一种重要工业原料,某研究性学习小组同学拟用下列装置制取高纯度苯甲酸甲酯。
有关数据如下表:
请回答问题:
(1)在烧瓶中混合有机物及浓硫酸措施是__;在实际试验中,甲醇、苯甲酸物质量之比远不小于其理论上物质量之比,目是__;装置C中除甲醇、苯甲酸与浓硫酸外还需要放置__。
(2)C装置上部冷凝管重要作用是__。
(3)制备和提纯苯甲酸甲酯操作先后次序为(填装置字母代号)__。
(4)A装置锥形瓶中Na2CO3作用是__;D装置作用是__;当B装置中温度计显示__℃时可搜集苯甲酸甲酯。
【答案】先将一定量苯甲酸放入烧瓶中,然后再加入甲醇,最终边振荡边缓慢加入一定量浓硫酸 提高苯甲酸运用率 沸石(或碎瓷片) 冷凝回流 CFEADB 除去酯中苯甲酸 除去没有反应碳酸钠 199.6
【解析】
【分析】
本题是根据酯化反应原理合成苯甲酸甲酯,共分制备、提纯二个流程,波及混合溶配制及加热时防暴沸,液体混合物分离二种常见分离措施分液和蒸馏操作选择及合用对向分析,结合问题逐一分析解答。
【详解】
(1)参照浓硫酸稀释,先将一定量苯甲酸放入烧瓶中,然后再加入甲醇,最终边振荡边缓慢加入一定量浓硫酸来配制混合液,通过增长甲醇量,可提高苯甲酸转化率,给液体混合物加热时一般添加沸石(或碎瓷片)防暴沸;
(2)C装置上部冷凝管可使反应混合加热时挥发出蒸汽经冷凝重新回流反应容器中,减少原料损耗,冷却水水流方向与蒸汽流向相反,选择从d口进入,c口流出;
(3)在圆底烧瓶中加入苯甲酸和甲醇,再小心加入浓硫酸,混匀后,投入几粒沸石,小心加热使反应完全,得苯甲酸甲酯粗产品;苯甲酸甲酯粗产品中往往具有少许甲醇、硫酸、苯甲酸和水等,需进行分液、蒸馏等操作,可用分液措施除去苯甲酸甲酯中硫酸、苯甲酸,然后进行蒸馏,操作次序为CFEADB;
(4)碳酸钠用于洗去苯甲酸甲酯中过量酸,过量碳酸钠用过滤措施可除去,蒸馏时,将苯甲酸甲酯与甲醇、水分离,由苯甲酸甲酯沸点可知应搜集沸点199.6℃馏分,故应控制温度199.6℃。
13.有关催化剂催化机理等问题可从“乙醇催化氧化试验”得到某些认识,其试验装置如图所示。其试验操作为预先使棉花团浸透乙醇,并按照图示安装好装置;在铜丝中间部分加热,半晌后开始(间歇性)鼓入空气,即可观测到明显试验现象。
请回答如下问题:
(1)被加热铜丝处发生反应化学方程式为________________________________。
(2)从A管中可观测到____________试验现象。从中可认识到在该试验过程中,催化剂参与了化学反应,还可认识到催化剂起催化作用时需要一定_______________________。
(3)试验一段时间后,假如撤掉酒精灯,反应还能否继续进行?__________,原受热部分铜丝有什么现象?____________,产生这种现象是由于_________________________。
【答案】2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O 受热部分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铜丝交替出现变黑、变亮现象 由于醇催化氧化反应是放热反应
【解析】
【分析】
(1)被加热铜丝处,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,反复发生上述反应,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)被加热铜丝处,乙醇被氧化生成乙醛和水,该反应为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;
(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,反复发生上述反应,则可观测到A处受热部分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温度;
(3)撤掉酒精灯,反应仍进行,是因醇催化氧化反应是放热反应,温度较高,原受热铜丝处仍可看到原受热部分铜丝交替出现变黑一变亮现象,答:反应仍可继续进行;仍可看到原受热部分铜丝交替出现变黑一变亮现象;由于醇催化氧化反应是放热反应。
14.试验室用如图所示装置制备乙酸乙酯,回答下列有关问题:
(1)连接好装置后,在加入试剂之前需要进行操作是_________________________。
(2)甲试管中需加入少许____________以防止暴沸。
(3)浓硫酸在反应中作用是________________________________。
(4)甲试管中发生反应化学方程式为_______________________________。
(5)乙中球形管作用是________________________________________。
(6)上述试验中饱和碳酸钠溶液作用是___________(填序号)。
A.中和乙酸和乙醇
B.中和乙酸并吸取部分乙醇
C.乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中溶解度比在水中溶解度小,有助于分层析出
(7)欲将乙中物质分离得到乙酸乙酯,采用试验措施是___________;分离时,乙酸乙酯应当从仪器__________________(填“下口放出”或“上口倒出”)。
【答案】检查装置气密性 碎瓷片(或沸石) 作催化剂和吸水剂 防止倒吸 BC 分液 上口倒出
【解析】
【分析】
【详解】
(1)连接好装置后,在加入试剂之前需要检查装置气密性,故答案为:检查装置气密性;
(2)甲试管中在浓硫酸作用下,乙醇和乙酸共热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,为防止加热过程中暴沸,应加入碎瓷片(或沸石)防止暴沸,故答案为:碎瓷片(或沸石);
(3)浓硫酸在反应中起催化剂作用,可以加紧化学反应速率;该反应为可逆反应,浓硫酸可以吸取生成水,使酯化反应向生成乙酸乙酯方向进行,提高乙酸乙酯产率,故答案为:作催化剂和吸水剂;
(4)在浓硫酸作用下,乙醇和乙酸共热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,反应化学方程式为,故答案为:;
(5)乙酸乙酯中混有乙醇和乙酸,两者均易溶于水,乙中球形管可防止倒吸,故答案为:防
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