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第三节 生活中两种常见的有机物
第1课时 乙醇
1.把质量为m g的铜丝灼烧变黑,立即放入下列物质中,能使铜丝变红,而且质量仍为m g的是( )
①稀硫酸 ②C2H5OH ③稀硝酸 ④CO
A.①④ B.②③ C.③④ D.②④
解析:铜丝变黑发生反应2Cu+O22CuO。CuO溶于酸生成Cu2+,使铜丝质量减少,①③不可选;②中发生反应CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O,④中发生反应CuO+COCu+CO2,故②④中铜丝的质量没有变化。
答案:D
2.下列方法中可以证明乙醇分子中有一个氢原子与其他氢原子不同的是( )
A.1 mol乙醇完全燃烧生成3 mol水
B.乙醇可以制饮料
C.1 mol乙醇与足量的Na作用得0.5 mol H2
D.1 mol乙醇可生成1 mol乙醛
解析:A中,乙醇燃烧时,所有的氢原子均参与反应生成H2O;B项无法证明题中结论;D中,乙醇氧化成乙醛时,O—H虽参与反应,可C—H也参与反应,也无法证明氢原子的不同。乙醇与足量钠反应,参与反应的氢原子占醇分子中氢原子的六分之一,说明其中一个氢原子与另外五个不同。
答案:C
3.对同样的反应物若使用不同的催化剂,可得到不同的产物。如:
C2H5OHCH3CHO+H2↑
2C2H5OHCH2CH—CHCH2↑+H2↑+2H2O
2C2H5OHC2H5OC2H5+H2O
又知C2H5OH在活性铜催化下,可生成CH3COOC2H5及其他产物,则其他产物可能为( )
A.H2 B.CO2
C.H2O D.H2和H2O
解析:根据反应前后质量守恒,即化学方程式两边原子总数相等作出判断。2C2H5OHCH3COOC2H5+2H2↑。
答案:A
4.按照下图装置持续通入X气体,可以看到a处有红色物质生成,b处变蓝,c处得到液体,则X气体可能是(假设每个反应均完全)( )
A.CH3CH2OH B.CO或H2
C.NH3 D.H2
解析:选项中气体均可还原CuO,但本题的关键点是所得产物冷凝后得到液体,该液体不可能是水(干燥管中盛有足量CuSO4),所以一定是乙醛,X气体为乙醇。
答案:A
5.一定量的乙醇在氧气不足的情况下燃烧,得CO、CO2和水的总质量为27.6 g,若其中水的质量为10.8 g,则CO的质量为( )
A.1.4 g B.2.2 g
C.4.4 g D.在2.2 g与4.4 g之间
解析:运用C2H5OH中C与H原子个数列方程组解答。此题要利用元素的质量守恒。先利用乙醇与水中氢元素质量守恒,由水的质量计算出乙醇的物质的量:=0.2 mol。再由乙醇中碳与CO、CO2中所含碳元素守恒,列式计算。
设CO的物质的量为x,CO2的物质的量为y,则:
解得
则m(CO)=0.05 mol×28 g·mol-1=1.4 g。
答案:A
6.在常压、100 ℃条件下,乙烯和乙醇的混合气体V L,完全燃烧后生成CO2和H2O,消耗相同状态下的氧气3V L,则混合气体中乙烯和乙醇的体积比为( )
A.1∶1 B.2∶1
C.1∶2 D.任意比
解析:因为乙烯的分子式为C2H4,而乙醇的分子式为C2H6O,可变形为C2H4·H2O;又因C2H4+3O22CO2+2H2O,C2H6O+3O22CO2+3H2O,即无论乙烯和乙醇的混合气体中二者比例如何,耗氧量均不变(为3倍于混合气体体积)。
答案:D
7.(2013·安徽芜湖高一检测)生活中的有机物种类丰富,在衣食住行等多方面应用广泛,其中乙醇是比较常见的有机物。
(1)乙醇是无色有特殊香味的液体,密度比水的 。
(2)工业上用乙烯与水反应可制得乙醇,该反应的化学方程式为 ,
反应类型是 。
(3)下列属于乙醇的同系物的是 ,属于乙醇的同分异构体的是 (填编号)。
A. B.
C.乙醚(CH3CH2OCH2CH3) D.甲醇
E.CH3—O—CH3 F.HO—CH2CH2—OH
(4)乙醇能够发生氧化反应:
①46 g乙醇完全燃烧消耗 mol氧气。
②乙醇在铜作催化剂的条件下可被氧气氧化为乙醛,反应的化学方程式为 。
解析:(1)乙醇的密度比水的密度小。(2)乙烯与水发生加成反应,反应方程式为CH2CH2+H2OCH3CH2OH。(3)同系物满足两个条件:结构相似,组成相差n个CH2原子团,故甲醇与乙醇互为同系物;同分异构体满足两个条件:分子式相同,不同的空间结构,故CH3—O—CH3与乙醇互为同分异构体。(4)①乙醇燃烧的化学方程式为C2H5OH+3O22CO2+3H2O,故1 mol乙醇完全燃烧消耗3 mol O2,②乙醇催化氧化的化学方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。
答案:(1)小 (2)CH2CH2+H2OCH3CH2OH 加成反应 (3)D E (4)①3 ②2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
8.如图甲为用氢气还原氧化铜的微型快速实验装置。实验前先将铜丝1处理成下端弯曲的一小圆环,并用铁锤击成带小孔的小匙;将铜丝2一端弯曲成螺旋状(见图)。试回答下列问题:
(1)在试管Ⅰ中先加入的试剂是 。
(2)操作铜丝2的方法是 。
(3)实验现象:
Ⅰ中 ;
Ⅱ中 。
(4)这样处理铜丝1的优点是 ;这样处理铜丝2的目的是 。
(5)某学生把图甲改成图乙,容器内加有某液体X,稍加热,铜丝的操作方法同铜丝2。若发现铜丝由黑变红,则液体可能是 。
解析:铜丝在空气中加热易被氧化,若在H2的气流中加热,铜丝表面的CuO可以被H2还原为单质铜(亮红色)。该铜丝被空气氧化后,若出现遇有机物蒸气变为亮红色,则说明为醇。制取氢气一般用锌粒和稀硫酸或稀盐酸,一般向反应容器中添加试剂的顺序是先固体,后液体,但在此实验中情况特殊;铜、锌接触浸入酸液中会发生原电池反应,加大生成氢气的反应速率。
答案:(1)稀盐酸或稀硫酸
(2)在Ⅰ中开始产生H2后,将铜丝2在酒精灯上加热至红热,迅速伸入Ⅱ中
(3)Zn粒不断溶解,产生气泡 红热的铜丝由黑色变亮红色
(4)形成铜锌原电池,产生H2快,实验完毕时可将铜丝向上提起,反应随即停止 为了提高铜丝局部的温度,以利于CuO在H2中持续、快速被还原
(5)乙醇等醇类
9.为了探究乙醇与金属钠反应的原理,某同学做了如下四个实验:
实验一:向小烧杯中加入无水乙醇,再放入一小块金属钠,观察现象,并收集产生的气体。
实验二:设法检验实验一收集到的气体。
实验三:向试管中加入3 mL水,并加入一小块金属钠,观察现象。
实验四:向试管中加入3 mL乙醚(CH3CH2OCH2CH3),并加入一小块金属钠,发现无任何现象发生。
回答以下问题:
(1)简述实验二中检验气体的实验方法及作出判断的依据: 。
(2)从结构上分析,该实验选取水和乙醚作参照物的原因是 。
(3)实验三的目的是欲证明 ;实验四的目的是欲证明 ;根据实验三和实验四的结果,可以证明乙醇与金属钠反应的化学方程式应为
。
解析:(1)可将收集到的气体点燃,若能燃烧或发出爆鸣声即可证明该气体是氢气。
(2)水分子中含有—OH,乙醚分子中含有乙基,而乙醇分子中含有乙基和羟基,故实验中选取水和乙醚作参照物。
(3)通过钠与水的反应证明羟基氢可与钠发生置换反应;通过钠与乙醚不能反应证明乙基上的氢不能与钠发生置换反应。
答案:(1)将收集到的气体点燃,若能燃烧或发出爆鸣声则证明该气体是氢气
(2)乙醇分子中含有乙基和羟基,而水分子中含有—OH,乙醚分子中含有乙基
(3)羟基氢可与钠发生置换反应 乙基上的氢不能与钠发生置换反应 2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑
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第2课时 乙酸
1.食醋是一种生活必备的食品调味剂。淘气的胖胖分别向盛有下列物质的玻璃杯中倒入适量食醋,他不会观察到明显现象的玻璃杯中盛有( )
A.滴加了酚酞的红色NaOH溶液
B.锌粉
C.食盐粉末
D.纯碱粉末
解析:食醋的主要成分是醋酸,醋酸能中和NaOH,使NaOH溶液(含酚酞)的红色褪去;醋酸也能与锌粉、纯碱粉末反应产生气泡。
答案:C
2.下列说法中不正确的是( )
A.乙酸的官能团是羧基,乙醇的官能团是羟基
B.乙酸能与碳酸钠反应生成二氧化碳气体,说明乙酸的酸性强于碳酸
C.乙酸与乙醇反应生成乙酸乙酯的反应属于酸碱中和反应
D.乙酸乙酯是密度比水小的、无色透明的、不溶于水的、有香味的油状液体
解析:乙酸与乙醇生成酯的反应属于酯化反应(取代),并不是中和反应。
答案:C
3.在同温、同压下,某有机物和过量Na反应得到V1 L氢气,取另一份等量的有机物和足量的NaHCO3反应得V2 L二氧化碳,若V1=V2≠0,则此有机物可能是( )
A. B.HOOC—COOH
C.HOCH2CH2OH D.CH3COOH
解析:Na既能与羟基反应,又能与羧基反应。NaHCO3只与羧基反应,不与羟基反应。因此,能使生成的CO2与H2的量相等的只有A项。
答案:A
4.实验室用乙酸、乙醇、浓硫酸制取乙酸乙酯,加热蒸馏后,在饱和Na2CO3溶液上面得到无色油状液体,当振荡混合时,有气泡产生,该现象说明( )
A.产品中含有被蒸馏出的H2SO4
B.产品中含有未反应的乙醇
C.产品中含有未反应的乙酸
D.乙酸乙酯与Na2CO3溶液反应生成CO2
解析:由于乙酸、乙醇易挥发,在制取乙酸乙酯时没有反应的乙酸、乙醇会被蒸馏出来,乙酸与碳酸钠溶液发生反应产生二氧化碳气体;硫酸难挥发,不可能被蒸馏出来。
答案:C
5.实验室制取1 mL乙酸乙酯后,沿器壁加入0.5 mL紫色石蕊溶液,这时石蕊溶液将存在于饱和碳酸钠层与乙酸乙酯层之间(整个过程不振荡试管),对可能出现的现象,叙述正确的是( )
A.石蕊层仍为紫色,有机层无色
B.石蕊层有两层,上层为紫色,下层为蓝色
C.石蕊层为三层环,由上而下是蓝、紫、红
D.石蕊层为三层环,由上而下是红、紫、蓝
解析:依据石蕊遇酸变红,遇碱变蓝判断:上层乙酸乙酯中溶有乙酸,中间为石蕊溶液本身的颜色,下层为饱和碳酸钠溶液,显碱性,能使石蕊溶液显蓝色。
答案:D
6.如图为实验室制取少量乙酸乙酯的装置图,下列关于该实验的叙述中,不正确的是( )
A.向a试管中先加入浓硫酸,然后边摇动试管边慢慢加入乙醇,再加冰醋酸
B.试管b中导气管下端管口不能浸入液面的原因是防止实验过程中发生倒吸现象
C.实验时加热试管a的目的是及时将乙酸乙酯蒸出并加大反应速率
D.采用长玻璃导管有导气兼冷凝的作用
解析:A项中,浓硫酸和其他液体混合时,应将浓硫酸慢慢加到密度比它小的溶液中。应先向a中加入乙醇,然后边摇动试管边慢慢加入浓硫酸,最后再加入冰醋酸。B项中,加热过程中产生乙酸和乙醇蒸气,二者溶于Na2CO3溶液易造成倒吸。C项,加热一方面能加大反应速率,另一方面能及时将乙酸乙酯蒸出,有利于提高反应物的转化率。D项,长玻璃导管既能导出乙酸乙酯蒸汽,又能冷凝回流挥发的乙酸和乙醇。
答案:A
7.已知:①A是石油裂解气的主要成分,A的产量通常用来衡量一个国家的石油化工水平;②2CH3CHO+O22CH3COOH。现以A为主要原料合成乙酸乙酯,其合成路线如下图所示。
回答下列问题:
(1)写出A的结构式 。
(2)B、D分子中的官能团名称分别是 、 。
(3)写出下列反应的反应类型:① ,②,④ 。
(4)写出下列反应的化学方程式:
① ;
② ;
④ 。
解析:根据信息①可判断出A为乙烯,再根据合成路线及反应条件不难得出B为CH3CH2OH,C为CH3CHO,D为CH3COOH。
答案:(1) (2)羟基 羧基
(3)①加成反应
②氧化反应
④酯化反应(或取代反应)
(4)①CH2CH2+H2OCH3CH2OH
②2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
④CH3COOH+CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3+H2O
8.分子式为C2H6O的有机化合物A具有如下性质:
①A+Na慢慢产生气泡;
②A+CH3COOH有香味的物质。
(1)根据上述信息,对该化合物可作出的判断是 (填序号)。
A.一定含有—OH
B.一定含有—COOH
C.有机化合物A为乙醇
D.有机化合物A为乙酸
(2)含A的体积分数为75%的水溶液可以作 。
(3)A与金属钠反应的化学方程式为 。
(4)化合物A和CH3COOH反应生成有香味的物质的结构简式为 。
解析:(1)根据A的分子式及A的化学性质推知A为乙醇。
(2)体积分数为75%的乙醇溶液在医疗上可作消毒剂。
(4)乙醇和CH3COOH能发生酯化反应生成乙酸乙酯。
答案:(1)AC (2)消毒剂
(3)2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑
(4)CH3COOCH2CH3
9.下面是甲、乙、丙三位同学制取乙酸乙酯的过程,请你参与并协助他们完成相关实验任务。
【实验目的】制取乙酸乙酯。
【实验原理】甲、乙、丙三位同学均采取乙醇、乙酸与浓硫酸混合共热的方法制取乙酸乙酯,浓硫酸的作用是 、 。
【装置设计】甲、乙、丙三位同学分别设计了下列三套实验装置:
请从甲、乙两位同学设计的装置中选择一种作为实验室制取乙酸乙酯的装置,应选择的装置是 (填“甲”或“乙”)。丙同学将甲装置中的玻璃管改成了球形干燥管,除起冷凝作用外,另一重要作用是 。
【实验步骤】
(1)按选择的装置组装仪器,在试管中先加入3 mL乙醇和2 mL冰醋酸,并在摇动下缓缓加入2 mL浓硫酸;
(2)将试管固定在铁架台上;
(3)在试管②中加入适量的饱和Na2CO3溶液;
(4)用酒精灯对试管①加热;
(5)当观察到试管②中有明显现象时停止实验。
【问题讨论】
a.按步骤(1)装好实验装置,加入样品前还应检查 ;
b.根据试管②中观察到的现象,可知乙酸乙酯的物理性质有 ;
c.试管②中饱和Na2CO3溶液的作用是 、 、 ;
d.从试管②中分离出乙酸乙酯的实验操作是 。
解析:实验室用乙醇、乙酸在浓硫酸的催化作用下发生酯化反应生成乙酸乙酯。浓硫酸的作用是作催化剂和吸水剂。由于乙酸乙酯、乙酸、乙醇的沸点都较低,加热时都能挥发出来,故加热后在试管②的上层为乙酸、乙醇、乙酸乙酯的混合液,用饱和Na2CO3溶液可以除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸。在上层得到乙酸乙酯油状液体,再经分液漏斗分液即可。该实验中由于酒精灯加热可能使受热不均匀,若导管插入液面以下有可能发生倒吸现象,所以装置要能防止倒吸。
答案:【实验原理】催化剂 吸水剂
【装置设计】乙 防倒吸
【问题讨论】a.装置的气密性 b.无色、不溶于水、密度比水小等 c.溶解乙醇 中和乙酸 降低乙酸乙酯的溶解度 d.分液
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