高中化学人教版(2019)必修第二册第七章第三节【乙醇与乙酸】
一、单选题
1.(2022高三上·唐山开学考)化学和生活、生产密切相关。下列有关说法错误的是( )
A.燃煤“气化”、“脱硫”、“钙基固硫”等措施有利于减少排放和酸雨形成
B.华为5G手机芯片的主要成分是二氧化硅
C.医用酒精常为体积分数为75%的乙醇溶液,可用于杀菌消毒
D.肉类食品在加工过程中可加入适量保鲜防腐
2.(2022高二下·昌平期末)下列有机物中,易溶于水的是( )
A.乙烷 B.乙醇 C.乙酸乙酯 D.甲苯
3.(2021高一下·济宁期末)下列物质既能与金属钠作用放出气体,又能与小苏打作用放出气体的是( )
A.乙醇 B.水 C.乙酸 D.乙烯
4.(2022高二下·东丽期末)有机合成的主要任务之一是引入目标官能团。下列反应中,能够在有机化合物碳链上引入羟基官能团的是( )
A.烷烃在光照条件下与氯气反应
B.卤代烃在氢氧化钠的乙醇溶液中加热反应
C.醛在有催化剂并加热的条件下与氢气反应
D.羧酸和醇在有浓硫酸并加热的条件下反应
5.(2022高二下·肇庆期末)有机化合物X与在HCl的催化作用下可反应生成Y,其反应如图:
下列说法正确的是( )
A.分子X与分子Y所含官能团种类相同
B.与HCOOC2H5同类别的同分异构体还有2种
C.该反应的副产物为CH3CH2OH和H2O
D.1mol分子X、Y均最多可与5molH2发生加成反应
6.(2022高一下·成都期末)乙醇是生活中常见的有机物。下列有关乙醇的实验操作或现象错误的是( )
A.①中酸性溶液会褪色,乙醇转化为乙醛
B.②中钠会先沉在试管底部,表面有气泡产生,上方的火焰呈淡蓝色
C.③中灼热的铜丝插入乙醇中,铜丝由黑色变为红色
D.要制得无水乙醇应加入生石灰蒸馏
7.(2022高一下·开封期末)下列有关乙醇的说法错误的是( )
A.乙醇的官能团是羟基(-OH)
B.可用钠检验乙醇中是否含有少量水
C.向酸性溶液中滴入乙醇,紫色褪去
D.将灼热铜丝伸入乙醇中,铜丝由黑变红,生成有刺激性气味的物质
8.(2021高三上·苏州期中)我国酿酒历史久远,享誉中外。下列说法正确的是( )
A.大米可以在酒化酶作用下转化为酒精
B.工业酒精可以用来勾兑制造饮用酒水
C.低度白酒可以通过过滤获得高度白酒
D.酒储存不当发酸是因为被还原成乙酸
9.(2021高一下·塔县期末)有关乙醇的说法不正确的是( )
A.乙醇溶于水
B.乙醇易挥发
C.医用酒精含乙醇体积分数95%
D.用工业酒精与生石灰通过加热蒸馏的方法制无水酒精
10.(2022高三上·重庆市月考)我国科研人员研究了在Cu-ZnO-ZrO2催化剂上CO2加氢制甲醇过程中水的作用机理,其主反应历程如图所示下列说法错误的是( )
A.二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率达100%
B.带*标记的物质是该反应历程中的中间产物
C.向该反应体系中加入少量的水能增加甲醇的产率
D.第③步的反应式为*H3CO+H2O →CH3OH+*HO
11.(2022高二下·莲湖期末)下列物质属于醇的是( )
A.CH3CHO B. C.CH3COOCH3 D.CH3OCH3
12.(2022高一下·陈仓期末)下列四种有机物的分子式都是C4H10O,其中不能被氧化为相同碳原子数醛的是( )
A.①和② B.①和④ C.③和④ D.②和③
13.(2021高三上·浙江开学考)下列说法错误的是( )
A.烫伤时如果皮肤已破,可以涂1%的高锰酸钾溶液
B.除去己烷中少量的己烯可以加入酸性高锰酸钾溶液后分液
C.可将阿司匹林的粗产品溶解在饱和碳酸氢钠溶液中,再进行过滤即得到较纯阿司匹林
D.可用纸层析法分离含少量Fe3+和Cu2+的混合溶液,亲水性强的Cu2+在滤纸条的下方
14.(2021高一下·洮南月考)一定质量的某有机物与足量金属钠反应,可得VA L气体。相同质量的该有机物与足量的NaHCO3溶液反应,可得VB L气体。已知在同温、同压下VA和VB不相同,则该有机物可能是 ( )
A.CH3CH(OH)COOH
B.HOOCCOOH
C.CH3CH(OH)CH2CH2COOH
D.
15.(2022高二下·枣庄期末)2021年12月,中国科学院微生物研究所李寅团队发表了全新最小化“人工固碳”循环图。下列说法错误的是( )
A.甲与CO2生成乙的反应是取代反应
B.甲、乙、丙、丁均能与乙醇发生酯化反应
C.该循环过程中存在非极性键的断裂和生成
D.每吸收两分子CO2完成一个循环生成一分子草酸
16.(2022高一下·陈仓期末)乙酸分子的结构式如下,下列反应及断键部位正确的是( )
①乙酸的电离,是a键断裂
②乙酸与乙醇发生酯化反应,是b键断裂
③在红磷存在时,Br2与CH3COOH的反应:CH3COOH+Br2CH2Br—COOH+HBr,是c键断裂
④乙酸变成乙酸酐的反应:2CH3COOH→+H2O,是ab键断裂
A.①② B.①②③④ C.②③④ D.①③④
17.(2022高一下·贺州期末)我国药学家屠呦呦因为发现青蒿素而获得2015年的诺贝尔生理学或医学奖。已知二羟甲戊酸()是生物合成青蒿素的原料之一,关于二羟甲戊酸的说法错误的是( )
A.能与乙醇发生酯化反应
B.能与氢氧化钠发生中和反应
C.可以发生加成反应和取代反应
D.1mol该有机物与足量金属钠反应产生
二、多选题
18.(2022·滨州模拟)有机物X(CH3COOH)、Y和Z(CH3COOCH2CH=CH2)之间的转化关系如图。下列说法错误的是( )
X+YZ+H2O
A.C—C—O键角:物质X<物质Y
B.可用NaHCO3溶液检验Z中是否含有X
C.Z中可能共平面的碳原子最多为4个
D.Y和Z在一定条件下能反应生成高分子化合物
三、综合题
19.(2022高一下·宿迁期末)乳酸有很强的防腐保鲜功效,常用于食品工业。
(1)乳酸中含有的官能团是 和 。(填名称)
(2)写出足量的金属钠与乳酸反应的化学方程式:
(3)写出乳酸与乙醇在浓硫酸加热条件下反应的化学方程式: 。
四、推断题
20.(2022高二下·龙岩期末)下图是化合物E的合成路线:
已知:
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型为 ,B中含氧官能团的名称为 。
(2)C→D的反应方程式为: 。
(3)写出的结构简式: 。
(4)检验B中含有碳碳双键的实验方法是 。
(5)写出满足下列条件的B的同分异构体的结构简式 (任写2种)。
i.除苯环外无其他环
ii.苯环上含2种化学环境的氢原子
iii.能与溶液发生反应产生气泡
21.(2022高一下·昌平期末)乙醇和乙酸是生活中的两种常见物质,有以下反应。
(1)乙醇、乙酸中官能团名称分别是 、 。
(2)写出反应①、②的化学方程式。
① 。
② 。
(3)Y的结构简式是 。
(4)能够鉴别乙醇和乙酸的试剂有(选填序号) ,分别利用的是乙醇的 性和乙酸的 性。
a.酸性高锰酸钾溶液 b.碳酸钠溶液 c.氢氧化钠溶液(滴加酚酞)
五、实验探究题
22.(2022高二上·安徽竞赛)乙烯是重要有机化工原料 结合以下路线回答:
已知:2CH3CHO+O22CH3COOH
(1)反应①的反应类型是 ,B的官能团是
(2)F是一种高分子,可用于制作食品袋,其结构简式为
(3)G是一种油状、有香味的物质,有以下两种制法
制法一:实验室用D和E反应制取G,装置如图1所示
i.关于该实验的说法错误的是 (填序号)
a.甲中加入几片碎瓷片可以防止暴沸
b.乙中导管不伸入液面下是为了防止倒吸
c.甲中加入过量D,可使E的转化率达到100%
d.实验结束,乙中液体上层为无色透明的油状液体
e.乙中的饱和Na2CO3溶液可以用NaOH代替
ii.反应⑥的化学方程式是 ,反应类型是
iii.分离出试管乙中油状液体的方法是
制法二:工业上用CH2=CH2和E直接反应获得G
iv.直接反应获得G的化学反应方程式是
v.与制法一相比,制法二的优点是
(4)采用装置如图2证明乙酸的酸性强于碳酸 试剂M、N分别是:
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】二氧化硫的性质;硅和二氧化硅;乙醇的物理、化学性质
【解析】【解答】A.燃煤“气化”、“脱硫”、“钙基固硫”等措施可以把SO2转化为固体化合物,减少二氧化硫的排放和酸雨的形成,A不符合题意;
B.芯片的主要成分是单质硅,B符合题意;
C.常用的医用酒精是体积分数为75%的乙醇溶液,可用于杀菌消毒,C不符合题意;
D.亚硝酸钠具有还原性,肉类食品在加工过程中加入适量亚硝酸钠可保鲜防腐,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、煤的气化、脱硫扥操作可以减少二氧化硫的排放,二氧化硫的排放会导致酸雨的形成;
B、芯片、太阳能电池板的主要材料是硅;
C、医用酒精为体积分数75%的乙醇溶液;
D、亚硝酸钠是常用的防腐剂。
2.【答案】B
【知识点】乙醇的物理、化学性质;醇类简介
【解析】【解答】A.乙烷属于烃,不溶于水,A不符合题意;
B.乙醇与水分子间能形成氢键,与水互溶,B符合题意;
C.乙酸乙酯微溶于水,密度比水小,C不符合题意;
D.甲苯属于烃,难溶于水,密度比水小,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】含有亲水基的有机物易溶于水,含有疏水基的有机物难溶于水。
3.【答案】C
【知识点】羧酸简介
【解析】【解答】A.乙醇中含有醇羟基,能和Na反应生成氢气,乙醇为中性,没有酸性,不与小苏打反应,故A不符合题意;
B.水和钠反应生成氢气,小苏打与水不能气体,故B不符合题意;
C.乙酸中含有羧基而能和钠反应生成氢气,乙酸酸性大于碳酸,所以乙酸能和小苏打反应生成二氧化碳,故C符合题意;
D.乙烯分子中没有羟基不跟金属钠反应,也不具有酸性不能和小苏打反应生成气体,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】含有羟基和羧基的物质能与金属钠反应放出气体,含有羧基的物质能与碳酸氢钠反应放出气体。
4.【答案】C
【知识点】有机物中的官能团
【解析】【解答】A.烷烃在光照条件下生成卤代烃,过程中并不能引入羟基官能团,A不符合题意;
B.卤代烃在氢氧化钠醇溶液中发生反应生成不饱和烃,过程中并不能引入羟基官能团,B不符合题意;
C.醛在催化剂并加热的条件下与氢气反应生成醇,过程中可以引入羟基官能团,C符合题意;
D.羧酸和醇在浓硫酸的催化下发生酯化反应生成酯,过程中并不能引入羟基官能团,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.烷烃在光照条件下与氯气反应,氢原子被氯原子取代;
B.卤代烃在氢氧化钠的乙醇溶液中加热发生消去反应;
C.醛在有催化剂并加热的条件下与氢气反应生成醇;
D.羧酸和醇在有浓硫酸并加热的条件下发生酯化反应生成酯。
5.【答案】C
【知识点】有机物中的官能团;同分异构现象和同分异构体;加成反应
【解析】【解答】A.分子X中存在酯基、醚键、酮羰基和氨基4种官能团,分子Y中含有酯基、醚键、羟基、碳碳双键,A项不符合题意;
B.与HCOOC2H5同属于酯类的同分异构体只有CH3COOCH31种,B项不符合题意;
C.由反应前后元素守恒可知,该反应的副产物为CH3CH2OH和H2O,C项符合题意;
D.X分子中,苯基、酮羰基能与H2发生加成反应,所以1mol分子X最多与4molH2发生加成反应,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.X中含有的官能团为酯基、醚键、酮羰基和氨基;Y中含有的官能团为酯基、醚键、羟基、碳碳双键;
B.HCOOC2H5属于酯类;
D.X分子中苯和羰基能与氢气加成;Y分子中苯环、双键能与氢气加成。
6.【答案】A
【知识点】乙醇的物理、化学性质
【解析】【解答】A.酸性KMnO4溶液中滴加乙醇,乙醇被氧化为乙酸,则酸性KMnO4溶液会褪色,A选项不符合题意;
B.乙醇的密度比钠小,金属钠沉在乙醇底部,乙醇中含有羟基,能与金属钠反应生成氢气,产生的氢气燃烧产生淡蓝色火焰,B选项不符合题意;
C.灼烧至红热的铜丝表面生成CuO,趁热插入乙醇中后又被乙醇还原为金属铜,即铜丝由黑色变红,C选项不符合题意;
D.乙醇中含有少量水,加入生石灰和水反应生成氢氧化钙,增大与乙醇的沸点差异,然后蒸馏可除杂,D选项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A、羟基具有还原性,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色;
B、钠密度大于乙醇,因此沉在底部,生成气体;
C、铜作为催化剂,在空气中灼烧变为黑色,深入乙醇变为红色;
D、水和生石灰反应,沸点提高,有利于蒸馏操作中乙醇和水的分离。
7.【答案】B
【知识点】乙醇的物理、化学性质
【解析】【解答】A.乙醇的结构简式为CH3CH2OH,官能团为羟基,A不符合题意;
B.乙醇和水均可与钠发生反应,产生氢气,不可用钠检验乙醇中是否含少量水,B符合题意;
C.酸性高锰酸钾可将乙醇氧化为乙酸,自身褪色,C不符合题意;
D.将灼热的铜丝伸入乙醇中,氧化铜被还原为铜,铜丝由黑变红,乙醇被氧化生成乙醛,乙醛有刺激性气味,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.乙醇的官能团是羟基;
C.乙醇能与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应;
D.将灼热的铜丝伸入乙醇中,发生氧化还原反应生成乙醛和单质铜。
8.【答案】A
【知识点】乙醇的工业制法;醇类简介
【解析】【解答】A.大米的主要成分是淀粉,淀粉在淀粉酶作用下可以发生水解,最终产物是葡萄糖,葡萄糖可以在酒化酶作用下转化为酒精,故A符合题意;
B.工业酒精中含有微量的甲醇等物质,甲醇有毒,所以不能用工业酒精勾兑制造饮用酒水,故B不符合题意;
C.酒精和水都能透过滤纸,低度白酒不可以通过过滤获得高度白酒,低度白酒可以通过蒸馏获得高度白酒,故C不符合题意;
D.酒储存不当发酸是因为被氧化成乙酸,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.淀粉在淀粉酶作用下水解为葡萄糖,葡萄糖在酒化酶作用下转化为酒精;
B.工业酒精中甲醇有毒;
C.酒精和水都能透过滤纸;
D.乙醇被氧化生成乙酸。
9.【答案】C
【知识点】乙醇的物理、化学性质;乙醇的工业制法
【解析】【解答】A.乙醇与水分子之间可以形成氢键,因此乙醇与水互溶,故A不符合题意
B.乙醇的沸点低,具有很强的挥发性,故B不符合题意
C.95%的乙醇使细菌表面发生蛋白质变性,从而形成保护膜不能杀死细菌,故C不符合题意
D.以工业酒精为原料制取无水酒精时,常与生石灰混合,使水与生石灰反应然后加热蒸馏,故D不符合题意
故答案为:C
【分析】乙醇的熔沸点均很低,具有很强的挥发性,乙醇与水可以互溶主要是形成氢键,常用的酒精杀毒剂的浓度为75%,工业酒精含有水,加入生石灰将水消耗,进行蒸馏即可得到纯净的乙醇。
10.【答案】A
【知识点】化学反应中能量的转化;醇类简介
【解析】【解答】A.根据图知,二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水,该反应中除了生成甲醇外还生成水,所以二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率不是100%,A项符合题意;
B.根据图知,带*标记的物质在反应过程中最终被消耗,所以带*标记的物质是该反应历程中的中间产物,B项不符合题意;
C.反应历程第③步需要水,所以向该反应体系中加入少量的水能增加甲醇的收率,C项不符合题意;
D.第③步中*H3CO、H2O生成CH3OH和*HO,反应方程式为*H3CO+H2O→CH3OH+*HO,D项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.根据图知,二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水,产物不唯一;
B.根据中间体反应前和反应后均没有,只在过程中出现;
C.依据化学平衡移动原理分析;
D.根据图中反应物和产物书写。
11.【答案】B
【知识点】醇类简介
【解析】【解答】A.CH3CHO所含的官能团为-CHO,则该物质属于醛,故A不符合题意;
B.所含的官能团为-OH且不与苯环直接相连,则该物质属于醇类,故B符合题意;
C.CH3COOCH3所含有的官能团为酯基,则该物质属于酯类,故C不符合题意;
D.CH3OCH3所含有的官能团为醚键,则该物质属于醚类,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】依据由-OH与链烃相连的有机物属于醇类。
12.【答案】B
【知识点】醇类简介
【解析】【解答】醇被氧化为醛要求与羟基直接连的碳上有两个H,根据要求可知②和③中与与羟基直接连的碳上有两个H可以被氧化成醛,①只能氧化生成酮,④与羟基相连的碳上无H,不能被氧化,
故答案为:B
【分析】醇被氧化为醛应具有-CH2OH结构。
13.【答案】C
【知识点】烯烃;羧酸简介
【解析】【解答】A.高锰酸钾溶液具有强氧化性,能杀菌消毒,烫伤时如果皮肤已破,可以涂1%的高锰酸钾溶液,故A不符合题意;
B.己烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化,己烷难溶于水,所以除去己烷中少量的己烯可以加入酸性高锰酸钾溶液后分液,故B不符合题意;
C.阿司匹林中含有羧基,可以和碳酸氢钠发生反应生成一种羧酸钠盐,是易溶于水的物质,过滤,然后再将滤液酸化才可以得到较纯的阿司匹林,故C符合题意;
D.纸层析法可以实现Fe3+和Cu2+的混合溶液的分离,亲水性强的离子Cu2+在滤纸条的下方,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A、KMnO4溶液具有氧化性,可用于杀菌消毒;
B、酸性KMnO4溶液能将乙烯氧化成CO2;
C、阿司匹林中含有-COOH,能与NaHCO3反应;
D、纸层析法可实现Fe3+和Cu2+的分离;
14.【答案】B
【知识点】羧酸简介
【解析】【解答】A.1mol该有机物与足量的Na反应生成1molH2,与足量的NaHCO3溶液反应,生成1molCO2,二者在同温同压下,体积相同,A不符合题意;
B.1mol该有机物与足量的Na反应生成1molH2,与足量的NaHCO3溶液反应,生成2molCO2,二者在同温同压下,体积不同,B符合题意;
C.1mol该有机物与足量的Na反应生成1molH2,与足量的NaHCO3溶液反应,生成1molCO2,二者在同温同压下,体积相同,C不符合题意;
D.1mol该有机物与足量的Na反应生成2molH2,与足量的NaHCO3溶液反应,生成2molCO2,二者在同温同压下,体积相同,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】-OH和-COOH都能与金属Na反应生成H2,其反应的关系式为“2-OH~H2”、“2-COOH~H2”;-COOH能与NaHCO3反应生成CO2,其反应的关系式为“-COOH~CO2”。据此结合选项所给有机物的结构分析。
15.【答案】A
【知识点】化学键;取代反应;酯化反应
【解析】【解答】A.由结构简式可知,甲与二氧化碳发生加成反应生成乙,故A符合题意;
B.由结构简式可知,甲、乙、丙、丁均含有羧基,一定条件下都能与乙醇发生酯化反应,故B不符合题意;
C.由图可知,该循环过程中存在碳碳非极性键的断裂和生成,故C不符合题意;
D.由图可知,循环过程中每转化2分子二氧化碳,生成1分子草酸,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.甲与二氧化碳发生加成反应生成乙;
B.甲、乙、丙、丁均含有羧基,均能与乙醇发生酯化反应;
C.该过程中存在C-C的断裂和生成;
D.每转化2分子二氧化碳,生成1分子草酸。
16.【答案】B
【知识点】乙酸的化学性质;酯化反应
【解析】【解答】①乙酸的电离,是羧基电离出H+,是a键断裂,符合题意;
②乙酸与乙醇发生酯化反应,羧基提供羟基,醇提供氢,乙酸是b键断裂,符合题意;
③在红磷存在时,Br2与CH3COOH的反应:CH3COOH+Br2CH2Br-COOH+HBr,根据反应可知,甲基上的H被Br所取代,是c键断裂,符合题意;
④乙酸变成乙酸酐的反应:2CH3COOH→+H2O,一个乙酸分子提供羟基,断裂b键,另一个乙酸分子提供氢,断裂a键,形成H2O,是ab键断裂,符合题意;
故答案为:B。
【分析】①乙酸电离出氢离子;
②发生酯化反应时,遵循“酸脱羟基醇脱氢”的规律;
③该反应过程中,甲基上的H被Br所取代;
④该反应过程中,一个乙酸分子提供羟基,断裂b键,另一个乙酸分子提供氢。
17.【答案】C
【知识点】取代反应;加成反应;酯化反应
【解析】【解答】A.由结构简式可知,一定条件下,二羟甲戊酸分子中含有的羧基能与乙醇发生酯化反应,故A不符合题意;
B.由结构简式可知,二羟甲戊酸分子中含有的羧基能与氢氧化钠发生中和反应,故B不符合题意;
C.由结构简式可知,二羟甲戊酸分子中不含有碳碳双键,不能发生加成反应,故C符合题意;
D.由结构简式可知,二羟甲戊酸分子中含有的羟基、羧基能与金属钠反应,则1mol该有机物与足量金属钠反应产生1.5mol氢气,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】首先弄清楚该有机物中含有些官能团,官能团决定有机物的性质,给有机物中含有羟基,可以发生消去、取代、氧化等反应。
18.【答案】A,C
【知识点】饱和烃与不饱和烃;乙酸的化学性质;酯化反应
【解析】【解答】A.X中该中心原子C的杂化方式为sp2杂化,Y中该中心原子C的杂化方式为sp3杂化,故键角:物质X<物质Y,A符合题意;
B.NaHCO3溶液可以与-COOH反应,若Z中含X,会有气泡产生,可用NaHCO3溶液检验Z中是否含有X,B不符合题意;
C.Z中碳碳双键和碳氧双键均为平面结构,通过单键相连,单键可以旋转,所有C原子均可能共平面,可能共平面的碳原子最多为5个,C符合题意;
D.Y和Z中均含碳碳双键,可以通过加聚反应生成高分子,D不符合题意;
故答案为:AC。
【分析】根据X和Y的反应以及Z的结构式,可知X与Y发生了酯化反应,Y为HOCH2CH=CH2 。
19.【答案】(1)羟基;羧基
(2) +2NaH2↑+
(3)+CH3CH2OH+H2O
【知识点】有机物中的官能团;酯化反应
【解析】【解答】(1)根据乳酸的结构简式,可知乳酸中含有的官能团是羧基和羟基。
(2)金属钠能置换出乳酸分子羟基、羧基中的H,反应的化学方程式为 +2NaH2↑+ ;
(3)乳酸中的羧基与乙醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应,反应的化学方程式为+CH3CH2OH+H2O。
【分析】(1)乳酸中含有-COOH和-OH,为羧基和羟基;
(2)乳酸和金属钠反应时,羧基和羟基都会反应,形成氢气;
(3)乳酸和乙醇反应,乳酸中提供羧基,乙醇提供羟基,酸脱羟基醇脱氢。
20.【答案】(1)取代反应;醛基和醚键
(2)+CH3I +HI
(3)
(4)取适量样品,加入足量溴的CCl4溶液,若溶液褪色,则原物质含有碳碳双键。
(5)或或或或或,任写其中两种均可。
【知识点】有机物中的官能团;同分异构现象和同分异构体;取代反应
【解析】【解答】本题需结合题目先推出X的结构,在写方程式时需分析出生成的小分子,书写同分异构体式要充分利用不饱和度。
(1)A到B的反应过程中,A中酚羟基的氢原子被取代,所以反应类型为取代反应;由B的结构简式可知B中含氧官能团名称为醛基和醚键。
(2)由图中C到D的反应过程,再结合C和D化学式,可分析出反应后除了生成D还会有一个HI分子,所以方程式为:+CH3I +HI。
(3)由E的结构可以看出化合物E左边部分结构来自于D,则右边部分应来自于X,再结合题目的已知条件,可分析出X的结构简式为: 。
(4)碳碳双键可与溴水或者溴的四氯化碳溶液发生加成反应使溴水褪色,可通过该性质来检验碳碳双键的存在,所以答案为:取适量样品,加入足量溴的CCl4溶液,若溶液褪色,则原物质含有碳碳双键。
(5)由B的结构简式可知,B的不饱和度为6,除苯环后,分子没有其他环,说明分子中存在两个双键或者一个三键,苯环上含有两种化学环境的氢原子,则说明该分子可能比较对称,苯环上的取代很可能为对位取代,能与碳酸氢钠溶液反应产生气泡,则说明分子含有羧基,一个羧基会用掉一个不饱和度和两个氧原子,结合该分子的不饱和度,除去苯环和羧基以外,该分子还含有一个碳碳双键,所以该分子可能存在的结构有如下情况:或或或或或,任写其中两种均可。
【分析】(1)A发生取代反应生成B;B中含有的含氧官能团为醛基和醚键;
(2)根据反应物和生成物书写化学方程式;
(3)根据D和E的结构简式确定X的结构简式;
(4)碳碳双键能使溴的四氯化碳溶液褪色;
(5)B的不饱和度为6,含有苯环,苯环的不饱和度为4,苯环上含有两种化学环境的氢原子,则说明该分子可能比较对称,苯环上的取代很可能为对位取代,能与碳酸氢钠溶液反应产生气泡,说明分子含有羧基,羧基的不饱和度为1,则该分子还含有一个碳碳双键。
21.【答案】(1)羟基;羧基
(2)2C2H5OH+O22CH3CHO+2H2O;CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
(3)
(4)abc;还原;酸
【知识点】有机物中的官能团;乙醇的物理、化学性质;乙酸的化学性质
【解析】【解答】乙醇与O2在Cu催化下加热,发生催化氧化反应产生乙醛和水;乙醇与乙酸在浓硫酸催化下加热发生酯化反应产生X是乙酸乙酯,同时产生水;乙醇与浓硫酸混合加热170℃,发生消去反应产生乙烯和水,乙烯分子中含有不饱和的碳碳双键,在一定条件下发生加聚反应产生Y是聚乙烯。
(1)乙醇结构简式是C2H5OH,官能团-OH的名称是羟基;乙酸结构简式是CH3COOH,官能团-COOH的名称为羧基;
(2)反应①是乙醇与O2在Cu催化下加热,发生催化氧化反应产生乙醛和水,该反应的化学方程式为2C2H5OH+O22CH3CHO+2H2O;
反应②是乙醇与乙酸在浓硫酸催化下加热发生酯化反应产生乙酸乙酯和水,该反应为可逆反应,反应方程式为:CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O;
(3)乙烯分子中含有不饱和的碳碳双键,在一定条件下发生加聚反应产生Y是聚乙烯就,其结构简式是;
(4)a.乙醇具有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,乙酸和酸性高锰酸钾溶液不反应,所以可以用酸性高锰酸钾溶液鉴别乙醇、乙酸;
b.碳酸钠溶液和乙醇不反应,和乙酸反应生成二氧化碳气体,所以可以用碳酸钠溶液鉴别乙醇和乙酸;
c.氢氧化钠溶液(滴加酚酞)和乙醇不反应,和乙酸发生中和反应而使溶液褪色,所以可以用NaOH溶液(滴加酚酞)鉴别乙醇和乙酸;
则能够鉴别乙醇和乙酸的试剂有abc;分别利用的是乙醇的还原性和乙酸的酸性。
【分析】(1)乙醇的官能团为羟基,乙酸的官能团为羧基;
(2) ① 乙醇和氧气在铜或者银的条件下发生催化氧化生成乙醛和水;
② 乙醇和乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯和水;
(3)聚乙烯的结构简式要注意,由乙烯断开碳碳双键,标上中括号和聚合度;
(4)乙醇具有还原性,乙酸具有酸性,可以根据其化学性质选择酸性高锰酸钾、碳酸钠、滴有酚酞的氢氧化钠溶液。
22.【答案】(1)加成反应;羟基(或-OH)
(2)
(3)c、e;CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O;取代反应(或酯化反应);分液;H2C=CH2+CH3COOHCH3COOCH2CH3;原子利用率高
(4)CH3COOH;饱和NaHCO3溶液
【知识点】乙烯的物理、化学性质;乙醇的工业制法;乙酸的化学性质
【解析】【解答】利用物质转化关系推出乙烯及其他烃的衍生物,结合结构简式进行分析;再利用乙酸与乙醇发生酯化反应的实验进行探究;最后探究醋酸与碳酸酸性强弱。
(1)反应①为乙烯与溴单质的加成反应生成1,2-二溴乙烷,反应类型为加成反应;B为乙二醇,所含的官能团是羟基;
(2)F是一种高分子,可用于制作食品袋,是乙烯发生加聚反应生成的聚乙烯,其结构简式为;
(3)i.a.液体加热时易出现暴沸现象,加入碎瓷片引入气化中心,有防暴沸作用,选项a正确;
b.乙酸乙酯中混有的乙醇易溶于水,乙酸能与碳酸钠溶液反应,均可能使导气管内出现负压而发生倒吸,所以导管不能伸入液面下,选项b正确;
c.酯化反应是可逆反应,不可能使E的转化率达到100%,选项c不正确;
d.乙酸乙酯的密度小于水的密度,且为无色液体,则实验结束,右侧试管内液体上层为无色透明的油状液体,选项d正确;
e.乙酸乙酯在NaOH溶液中发生水解反应,因此不能用NaOH代替饱和Na2CO3溶液,选项e不正确;
故答案为:ce;
ii.反应⑥是乙醇和乙酸在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,反应的化学方程式是CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O,反应类型是取代反应(或酯化反应);
iii.乙酸乙酯难溶于饱和碳酸钠溶液中,分层,故分离出试管乙中油状液体的方法是分液;
iv.乙烯与乙酸可以在一定条件下发生加成反应生成乙酸乙酯,故直接反应获得G的化学反应方程式是H2C=CH2+CH3COOHCH3COOCH2CH3;
v.与制法一相比,制法二的优点是原子利用率高;
(4)证明乙酸的酸性强于碳酸,先利用醋酸与碳酸钠反应产生的气体通过饱和碳酸氢钠溶液洗气,所得气体进入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊则得到证明,故试剂M、N分别是:CH3COOH、饱和NaHCO3溶液。
【分析】
(1)根据官能团的变化确定反应类型;根据结构简式确定官能团;
(2)依据反应前后物质的结构简式及反应条件确定结构简式;
(3)i.a.液体加热时易出现暴沸现象;
b.乙醇易溶于水,乙酸能与碳酸钠溶液反应,均可能使导气管内出现负压;
c.酯化反应是可逆反应;
d.乙酸乙酯的密度小于水的密度,且为无色液体;
e.乙酸乙酯在NaOH溶液中发生水解反应;
ii.乙醇和乙酸在浓硫酸加热条件下反应生成乙酸乙酯和水;
iii.不互溶的液体分离用分液法;
iv.乙烯与乙酸在一定条件下反应生成乙酸乙酯;
v.依据反应物和产物的组成分析;
(4)依据强酸制弱酸判断。
1 / 1高中化学人教版(2019)必修第二册第七章第三节【乙醇与乙酸】
一、单选题
1.(2022高三上·唐山开学考)化学和生活、生产密切相关。下列有关说法错误的是( )
A.燃煤“气化”、“脱硫”、“钙基固硫”等措施有利于减少排放和酸雨形成
B.华为5G手机芯片的主要成分是二氧化硅
C.医用酒精常为体积分数为75%的乙醇溶液,可用于杀菌消毒
D.肉类食品在加工过程中可加入适量保鲜防腐
【答案】B
【知识点】二氧化硫的性质;硅和二氧化硅;乙醇的物理、化学性质
【解析】【解答】A.燃煤“气化”、“脱硫”、“钙基固硫”等措施可以把SO2转化为固体化合物,减少二氧化硫的排放和酸雨的形成,A不符合题意;
B.芯片的主要成分是单质硅,B符合题意;
C.常用的医用酒精是体积分数为75%的乙醇溶液,可用于杀菌消毒,C不符合题意;
D.亚硝酸钠具有还原性,肉类食品在加工过程中加入适量亚硝酸钠可保鲜防腐,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、煤的气化、脱硫扥操作可以减少二氧化硫的排放,二氧化硫的排放会导致酸雨的形成;
B、芯片、太阳能电池板的主要材料是硅;
C、医用酒精为体积分数75%的乙醇溶液;
D、亚硝酸钠是常用的防腐剂。
2.(2022高二下·昌平期末)下列有机物中,易溶于水的是( )
A.乙烷 B.乙醇 C.乙酸乙酯 D.甲苯
【答案】B
【知识点】乙醇的物理、化学性质;醇类简介
【解析】【解答】A.乙烷属于烃,不溶于水,A不符合题意;
B.乙醇与水分子间能形成氢键,与水互溶,B符合题意;
C.乙酸乙酯微溶于水,密度比水小,C不符合题意;
D.甲苯属于烃,难溶于水,密度比水小,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】含有亲水基的有机物易溶于水,含有疏水基的有机物难溶于水。
3.(2021高一下·济宁期末)下列物质既能与金属钠作用放出气体,又能与小苏打作用放出气体的是( )
A.乙醇 B.水 C.乙酸 D.乙烯
【答案】C
【知识点】羧酸简介
【解析】【解答】A.乙醇中含有醇羟基,能和Na反应生成氢气,乙醇为中性,没有酸性,不与小苏打反应,故A不符合题意;
B.水和钠反应生成氢气,小苏打与水不能气体,故B不符合题意;
C.乙酸中含有羧基而能和钠反应生成氢气,乙酸酸性大于碳酸,所以乙酸能和小苏打反应生成二氧化碳,故C符合题意;
D.乙烯分子中没有羟基不跟金属钠反应,也不具有酸性不能和小苏打反应生成气体,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】含有羟基和羧基的物质能与金属钠反应放出气体,含有羧基的物质能与碳酸氢钠反应放出气体。
4.(2022高二下·东丽期末)有机合成的主要任务之一是引入目标官能团。下列反应中,能够在有机化合物碳链上引入羟基官能团的是( )
A.烷烃在光照条件下与氯气反应
B.卤代烃在氢氧化钠的乙醇溶液中加热反应
C.醛在有催化剂并加热的条件下与氢气反应
D.羧酸和醇在有浓硫酸并加热的条件下反应
【答案】C
【知识点】有机物中的官能团
【解析】【解答】A.烷烃在光照条件下生成卤代烃,过程中并不能引入羟基官能团,A不符合题意;
B.卤代烃在氢氧化钠醇溶液中发生反应生成不饱和烃,过程中并不能引入羟基官能团,B不符合题意;
C.醛在催化剂并加热的条件下与氢气反应生成醇,过程中可以引入羟基官能团,C符合题意;
D.羧酸和醇在浓硫酸的催化下发生酯化反应生成酯,过程中并不能引入羟基官能团,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.烷烃在光照条件下与氯气反应,氢原子被氯原子取代;
B.卤代烃在氢氧化钠的乙醇溶液中加热发生消去反应;
C.醛在有催化剂并加热的条件下与氢气反应生成醇;
D.羧酸和醇在有浓硫酸并加热的条件下发生酯化反应生成酯。
5.(2022高二下·肇庆期末)有机化合物X与在HCl的催化作用下可反应生成Y,其反应如图:
下列说法正确的是( )
A.分子X与分子Y所含官能团种类相同
B.与HCOOC2H5同类别的同分异构体还有2种
C.该反应的副产物为CH3CH2OH和H2O
D.1mol分子X、Y均最多可与5molH2发生加成反应
【答案】C
【知识点】有机物中的官能团;同分异构现象和同分异构体;加成反应
【解析】【解答】A.分子X中存在酯基、醚键、酮羰基和氨基4种官能团,分子Y中含有酯基、醚键、羟基、碳碳双键,A项不符合题意;
B.与HCOOC2H5同属于酯类的同分异构体只有CH3COOCH31种,B项不符合题意;
C.由反应前后元素守恒可知,该反应的副产物为CH3CH2OH和H2O,C项符合题意;
D.X分子中,苯基、酮羰基能与H2发生加成反应,所以1mol分子X最多与4molH2发生加成反应,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.X中含有的官能团为酯基、醚键、酮羰基和氨基;Y中含有的官能团为酯基、醚键、羟基、碳碳双键;
B.HCOOC2H5属于酯类;
D.X分子中苯和羰基能与氢气加成;Y分子中苯环、双键能与氢气加成。
6.(2022高一下·成都期末)乙醇是生活中常见的有机物。下列有关乙醇的实验操作或现象错误的是( )
A.①中酸性溶液会褪色,乙醇转化为乙醛
B.②中钠会先沉在试管底部,表面有气泡产生,上方的火焰呈淡蓝色
C.③中灼热的铜丝插入乙醇中,铜丝由黑色变为红色
D.要制得无水乙醇应加入生石灰蒸馏
【答案】A
【知识点】乙醇的物理、化学性质
【解析】【解答】A.酸性KMnO4溶液中滴加乙醇,乙醇被氧化为乙酸,则酸性KMnO4溶液会褪色,A选项不符合题意;
B.乙醇的密度比钠小,金属钠沉在乙醇底部,乙醇中含有羟基,能与金属钠反应生成氢气,产生的氢气燃烧产生淡蓝色火焰,B选项不符合题意;
C.灼烧至红热的铜丝表面生成CuO,趁热插入乙醇中后又被乙醇还原为金属铜,即铜丝由黑色变红,C选项不符合题意;
D.乙醇中含有少量水,加入生石灰和水反应生成氢氧化钙,增大与乙醇的沸点差异,然后蒸馏可除杂,D选项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A、羟基具有还原性,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色;
B、钠密度大于乙醇,因此沉在底部,生成气体;
C、铜作为催化剂,在空气中灼烧变为黑色,深入乙醇变为红色;
D、水和生石灰反应,沸点提高,有利于蒸馏操作中乙醇和水的分离。
7.(2022高一下·开封期末)下列有关乙醇的说法错误的是( )
A.乙醇的官能团是羟基(-OH)
B.可用钠检验乙醇中是否含有少量水
C.向酸性溶液中滴入乙醇,紫色褪去
D.将灼热铜丝伸入乙醇中,铜丝由黑变红,生成有刺激性气味的物质
【答案】B
【知识点】乙醇的物理、化学性质
【解析】【解答】A.乙醇的结构简式为CH3CH2OH,官能团为羟基,A不符合题意;
B.乙醇和水均可与钠发生反应,产生氢气,不可用钠检验乙醇中是否含少量水,B符合题意;
C.酸性高锰酸钾可将乙醇氧化为乙酸,自身褪色,C不符合题意;
D.将灼热的铜丝伸入乙醇中,氧化铜被还原为铜,铜丝由黑变红,乙醇被氧化生成乙醛,乙醛有刺激性气味,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.乙醇的官能团是羟基;
C.乙醇能与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应;
D.将灼热的铜丝伸入乙醇中,发生氧化还原反应生成乙醛和单质铜。
8.(2021高三上·苏州期中)我国酿酒历史久远,享誉中外。下列说法正确的是( )
A.大米可以在酒化酶作用下转化为酒精
B.工业酒精可以用来勾兑制造饮用酒水
C.低度白酒可以通过过滤获得高度白酒
D.酒储存不当发酸是因为被还原成乙酸
【答案】A
【知识点】乙醇的工业制法;醇类简介
【解析】【解答】A.大米的主要成分是淀粉,淀粉在淀粉酶作用下可以发生水解,最终产物是葡萄糖,葡萄糖可以在酒化酶作用下转化为酒精,故A符合题意;
B.工业酒精中含有微量的甲醇等物质,甲醇有毒,所以不能用工业酒精勾兑制造饮用酒水,故B不符合题意;
C.酒精和水都能透过滤纸,低度白酒不可以通过过滤获得高度白酒,低度白酒可以通过蒸馏获得高度白酒,故C不符合题意;
D.酒储存不当发酸是因为被氧化成乙酸,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.淀粉在淀粉酶作用下水解为葡萄糖,葡萄糖在酒化酶作用下转化为酒精;
B.工业酒精中甲醇有毒;
C.酒精和水都能透过滤纸;
D.乙醇被氧化生成乙酸。
9.(2021高一下·塔县期末)有关乙醇的说法不正确的是( )
A.乙醇溶于水
B.乙醇易挥发
C.医用酒精含乙醇体积分数95%
D.用工业酒精与生石灰通过加热蒸馏的方法制无水酒精
【答案】C
【知识点】乙醇的物理、化学性质;乙醇的工业制法
【解析】【解答】A.乙醇与水分子之间可以形成氢键,因此乙醇与水互溶,故A不符合题意
B.乙醇的沸点低,具有很强的挥发性,故B不符合题意
C.95%的乙醇使细菌表面发生蛋白质变性,从而形成保护膜不能杀死细菌,故C不符合题意
D.以工业酒精为原料制取无水酒精时,常与生石灰混合,使水与生石灰反应然后加热蒸馏,故D不符合题意
故答案为:C
【分析】乙醇的熔沸点均很低,具有很强的挥发性,乙醇与水可以互溶主要是形成氢键,常用的酒精杀毒剂的浓度为75%,工业酒精含有水,加入生石灰将水消耗,进行蒸馏即可得到纯净的乙醇。
10.(2022高三上·重庆市月考)我国科研人员研究了在Cu-ZnO-ZrO2催化剂上CO2加氢制甲醇过程中水的作用机理,其主反应历程如图所示下列说法错误的是( )
A.二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率达100%
B.带*标记的物质是该反应历程中的中间产物
C.向该反应体系中加入少量的水能增加甲醇的产率
D.第③步的反应式为*H3CO+H2O →CH3OH+*HO
【答案】A
【知识点】化学反应中能量的转化;醇类简介
【解析】【解答】A.根据图知,二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水,该反应中除了生成甲醇外还生成水,所以二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率不是100%,A项符合题意;
B.根据图知,带*标记的物质在反应过程中最终被消耗,所以带*标记的物质是该反应历程中的中间产物,B项不符合题意;
C.反应历程第③步需要水,所以向该反应体系中加入少量的水能增加甲醇的收率,C项不符合题意;
D.第③步中*H3CO、H2O生成CH3OH和*HO,反应方程式为*H3CO+H2O→CH3OH+*HO,D项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.根据图知,二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水,产物不唯一;
B.根据中间体反应前和反应后均没有,只在过程中出现;
C.依据化学平衡移动原理分析;
D.根据图中反应物和产物书写。
11.(2022高二下·莲湖期末)下列物质属于醇的是( )
A.CH3CHO B. C.CH3COOCH3 D.CH3OCH3
【答案】B
【知识点】醇类简介
【解析】【解答】A.CH3CHO所含的官能团为-CHO,则该物质属于醛,故A不符合题意;
B.所含的官能团为-OH且不与苯环直接相连,则该物质属于醇类,故B符合题意;
C.CH3COOCH3所含有的官能团为酯基,则该物质属于酯类,故C不符合题意;
D.CH3OCH3所含有的官能团为醚键,则该物质属于醚类,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】依据由-OH与链烃相连的有机物属于醇类。
12.(2022高一下·陈仓期末)下列四种有机物的分子式都是C4H10O,其中不能被氧化为相同碳原子数醛的是( )
A.①和② B.①和④ C.③和④ D.②和③
【答案】B
【知识点】醇类简介
【解析】【解答】醇被氧化为醛要求与羟基直接连的碳上有两个H,根据要求可知②和③中与与羟基直接连的碳上有两个H可以被氧化成醛,①只能氧化生成酮,④与羟基相连的碳上无H,不能被氧化,
故答案为:B
【分析】醇被氧化为醛应具有-CH2OH结构。
13.(2021高三上·浙江开学考)下列说法错误的是( )
A.烫伤时如果皮肤已破,可以涂1%的高锰酸钾溶液
B.除去己烷中少量的己烯可以加入酸性高锰酸钾溶液后分液
C.可将阿司匹林的粗产品溶解在饱和碳酸氢钠溶液中,再进行过滤即得到较纯阿司匹林
D.可用纸层析法分离含少量Fe3+和Cu2+的混合溶液,亲水性强的Cu2+在滤纸条的下方
【答案】C
【知识点】烯烃;羧酸简介
【解析】【解答】A.高锰酸钾溶液具有强氧化性,能杀菌消毒,烫伤时如果皮肤已破,可以涂1%的高锰酸钾溶液,故A不符合题意;
B.己烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化,己烷难溶于水,所以除去己烷中少量的己烯可以加入酸性高锰酸钾溶液后分液,故B不符合题意;
C.阿司匹林中含有羧基,可以和碳酸氢钠发生反应生成一种羧酸钠盐,是易溶于水的物质,过滤,然后再将滤液酸化才可以得到较纯的阿司匹林,故C符合题意;
D.纸层析法可以实现Fe3+和Cu2+的混合溶液的分离,亲水性强的离子Cu2+在滤纸条的下方,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A、KMnO4溶液具有氧化性,可用于杀菌消毒;
B、酸性KMnO4溶液能将乙烯氧化成CO2;
C、阿司匹林中含有-COOH,能与NaHCO3反应;
D、纸层析法可实现Fe3+和Cu2+的分离;
14.(2021高一下·洮南月考)一定质量的某有机物与足量金属钠反应,可得VA L气体。相同质量的该有机物与足量的NaHCO3溶液反应,可得VB L气体。已知在同温、同压下VA和VB不相同,则该有机物可能是 ( )
A.CH3CH(OH)COOH
B.HOOCCOOH
C.CH3CH(OH)CH2CH2COOH
D.
【答案】B
【知识点】羧酸简介
【解析】【解答】A.1mol该有机物与足量的Na反应生成1molH2,与足量的NaHCO3溶液反应,生成1molCO2,二者在同温同压下,体积相同,A不符合题意;
B.1mol该有机物与足量的Na反应生成1molH2,与足量的NaHCO3溶液反应,生成2molCO2,二者在同温同压下,体积不同,B符合题意;
C.1mol该有机物与足量的Na反应生成1molH2,与足量的NaHCO3溶液反应,生成1molCO2,二者在同温同压下,体积相同,C不符合题意;
D.1mol该有机物与足量的Na反应生成2molH2,与足量的NaHCO3溶液反应,生成2molCO2,二者在同温同压下,体积相同,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】-OH和-COOH都能与金属Na反应生成H2,其反应的关系式为“2-OH~H2”、“2-COOH~H2”;-COOH能与NaHCO3反应生成CO2,其反应的关系式为“-COOH~CO2”。据此结合选项所给有机物的结构分析。
15.(2022高二下·枣庄期末)2021年12月,中国科学院微生物研究所李寅团队发表了全新最小化“人工固碳”循环图。下列说法错误的是( )
A.甲与CO2生成乙的反应是取代反应
B.甲、乙、丙、丁均能与乙醇发生酯化反应
C.该循环过程中存在非极性键的断裂和生成
D.每吸收两分子CO2完成一个循环生成一分子草酸
【答案】A
【知识点】化学键;取代反应;酯化反应
【解析】【解答】A.由结构简式可知,甲与二氧化碳发生加成反应生成乙,故A符合题意;
B.由结构简式可知,甲、乙、丙、丁均含有羧基,一定条件下都能与乙醇发生酯化反应,故B不符合题意;
C.由图可知,该循环过程中存在碳碳非极性键的断裂和生成,故C不符合题意;
D.由图可知,循环过程中每转化2分子二氧化碳,生成1分子草酸,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.甲与二氧化碳发生加成反应生成乙;
B.甲、乙、丙、丁均含有羧基,均能与乙醇发生酯化反应;
C.该过程中存在C-C的断裂和生成;
D.每转化2分子二氧化碳,生成1分子草酸。
16.(2022高一下·陈仓期末)乙酸分子的结构式如下,下列反应及断键部位正确的是( )
①乙酸的电离,是a键断裂
②乙酸与乙醇发生酯化反应,是b键断裂
③在红磷存在时,Br2与CH3COOH的反应:CH3COOH+Br2CH2Br—COOH+HBr,是c键断裂
④乙酸变成乙酸酐的反应:2CH3COOH→+H2O,是ab键断裂
A.①② B.①②③④ C.②③④ D.①③④
【答案】B
【知识点】乙酸的化学性质;酯化反应
【解析】【解答】①乙酸的电离,是羧基电离出H+,是a键断裂,符合题意;
②乙酸与乙醇发生酯化反应,羧基提供羟基,醇提供氢,乙酸是b键断裂,符合题意;
③在红磷存在时,Br2与CH3COOH的反应:CH3COOH+Br2CH2Br-COOH+HBr,根据反应可知,甲基上的H被Br所取代,是c键断裂,符合题意;
④乙酸变成乙酸酐的反应:2CH3COOH→+H2O,一个乙酸分子提供羟基,断裂b键,另一个乙酸分子提供氢,断裂a键,形成H2O,是ab键断裂,符合题意;
故答案为:B。
【分析】①乙酸电离出氢离子;
②发生酯化反应时,遵循“酸脱羟基醇脱氢”的规律;
③该反应过程中,甲基上的H被Br所取代;
④该反应过程中,一个乙酸分子提供羟基,断裂b键,另一个乙酸分子提供氢。
17.(2022高一下·贺州期末)我国药学家屠呦呦因为发现青蒿素而获得2015年的诺贝尔生理学或医学奖。已知二羟甲戊酸()是生物合成青蒿素的原料之一,关于二羟甲戊酸的说法错误的是( )
A.能与乙醇发生酯化反应
B.能与氢氧化钠发生中和反应
C.可以发生加成反应和取代反应
D.1mol该有机物与足量金属钠反应产生
【答案】C
【知识点】取代反应;加成反应;酯化反应
【解析】【解答】A.由结构简式可知,一定条件下,二羟甲戊酸分子中含有的羧基能与乙醇发生酯化反应,故A不符合题意;
B.由结构简式可知,二羟甲戊酸分子中含有的羧基能与氢氧化钠发生中和反应,故B不符合题意;
C.由结构简式可知,二羟甲戊酸分子中不含有碳碳双键,不能发生加成反应,故C符合题意;
D.由结构简式可知,二羟甲戊酸分子中含有的羟基、羧基能与金属钠反应,则1mol该有机物与足量金属钠反应产生1.5mol氢气,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】首先弄清楚该有机物中含有些官能团,官能团决定有机物的性质,给有机物中含有羟基,可以发生消去、取代、氧化等反应。
二、多选题
18.(2022·滨州模拟)有机物X(CH3COOH)、Y和Z(CH3COOCH2CH=CH2)之间的转化关系如图。下列说法错误的是( )
X+YZ+H2O
A.C—C—O键角:物质X<物质Y
B.可用NaHCO3溶液检验Z中是否含有X
C.Z中可能共平面的碳原子最多为4个
D.Y和Z在一定条件下能反应生成高分子化合物
【答案】A,C
【知识点】饱和烃与不饱和烃;乙酸的化学性质;酯化反应
【解析】【解答】A.X中该中心原子C的杂化方式为sp2杂化,Y中该中心原子C的杂化方式为sp3杂化,故键角:物质X<物质Y,A符合题意;
B.NaHCO3溶液可以与-COOH反应,若Z中含X,会有气泡产生,可用NaHCO3溶液检验Z中是否含有X,B不符合题意;
C.Z中碳碳双键和碳氧双键均为平面结构,通过单键相连,单键可以旋转,所有C原子均可能共平面,可能共平面的碳原子最多为5个,C符合题意;
D.Y和Z中均含碳碳双键,可以通过加聚反应生成高分子,D不符合题意;
故答案为:AC。
【分析】根据X和Y的反应以及Z的结构式,可知X与Y发生了酯化反应,Y为HOCH2CH=CH2 。
三、综合题
19.(2022高一下·宿迁期末)乳酸有很强的防腐保鲜功效,常用于食品工业。
(1)乳酸中含有的官能团是 和 。(填名称)
(2)写出足量的金属钠与乳酸反应的化学方程式:
(3)写出乳酸与乙醇在浓硫酸加热条件下反应的化学方程式: 。
【答案】(1)羟基;羧基
(2) +2NaH2↑+
(3)+CH3CH2OH+H2O
【知识点】有机物中的官能团;酯化反应
【解析】【解答】(1)根据乳酸的结构简式,可知乳酸中含有的官能团是羧基和羟基。
(2)金属钠能置换出乳酸分子羟基、羧基中的H,反应的化学方程式为 +2NaH2↑+ ;
(3)乳酸中的羧基与乙醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应,反应的化学方程式为+CH3CH2OH+H2O。
【分析】(1)乳酸中含有-COOH和-OH,为羧基和羟基;
(2)乳酸和金属钠反应时,羧基和羟基都会反应,形成氢气;
(3)乳酸和乙醇反应,乳酸中提供羧基,乙醇提供羟基,酸脱羟基醇脱氢。
四、推断题
20.(2022高二下·龙岩期末)下图是化合物E的合成路线:
已知:
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型为 ,B中含氧官能团的名称为 。
(2)C→D的反应方程式为: 。
(3)写出的结构简式: 。
(4)检验B中含有碳碳双键的实验方法是 。
(5)写出满足下列条件的B的同分异构体的结构简式 (任写2种)。
i.除苯环外无其他环
ii.苯环上含2种化学环境的氢原子
iii.能与溶液发生反应产生气泡
【答案】(1)取代反应;醛基和醚键
(2)+CH3I +HI
(3)
(4)取适量样品,加入足量溴的CCl4溶液,若溶液褪色,则原物质含有碳碳双键。
(5)或或或或或,任写其中两种均可。
【知识点】有机物中的官能团;同分异构现象和同分异构体;取代反应
【解析】【解答】本题需结合题目先推出X的结构,在写方程式时需分析出生成的小分子,书写同分异构体式要充分利用不饱和度。
(1)A到B的反应过程中,A中酚羟基的氢原子被取代,所以反应类型为取代反应;由B的结构简式可知B中含氧官能团名称为醛基和醚键。
(2)由图中C到D的反应过程,再结合C和D化学式,可分析出反应后除了生成D还会有一个HI分子,所以方程式为:+CH3I +HI。
(3)由E的结构可以看出化合物E左边部分结构来自于D,则右边部分应来自于X,再结合题目的已知条件,可分析出X的结构简式为: 。
(4)碳碳双键可与溴水或者溴的四氯化碳溶液发生加成反应使溴水褪色,可通过该性质来检验碳碳双键的存在,所以答案为:取适量样品,加入足量溴的CCl4溶液,若溶液褪色,则原物质含有碳碳双键。
(5)由B的结构简式可知,B的不饱和度为6,除苯环后,分子没有其他环,说明分子中存在两个双键或者一个三键,苯环上含有两种化学环境的氢原子,则说明该分子可能比较对称,苯环上的取代很可能为对位取代,能与碳酸氢钠溶液反应产生气泡,则说明分子含有羧基,一个羧基会用掉一个不饱和度和两个氧原子,结合该分子的不饱和度,除去苯环和羧基以外,该分子还含有一个碳碳双键,所以该分子可能存在的结构有如下情况:或或或或或,任写其中两种均可。
【分析】(1)A发生取代反应生成B;B中含有的含氧官能团为醛基和醚键;
(2)根据反应物和生成物书写化学方程式;
(3)根据D和E的结构简式确定X的结构简式;
(4)碳碳双键能使溴的四氯化碳溶液褪色;
(5)B的不饱和度为6,含有苯环,苯环的不饱和度为4,苯环上含有两种化学环境的氢原子,则说明该分子可能比较对称,苯环上的取代很可能为对位取代,能与碳酸氢钠溶液反应产生气泡,说明分子含有羧基,羧基的不饱和度为1,则该分子还含有一个碳碳双键。
21.(2022高一下·昌平期末)乙醇和乙酸是生活中的两种常见物质,有以下反应。
(1)乙醇、乙酸中官能团名称分别是 、 。
(2)写出反应①、②的化学方程式。
① 。
② 。
(3)Y的结构简式是 。
(4)能够鉴别乙醇和乙酸的试剂有(选填序号) ,分别利用的是乙醇的 性和乙酸的 性。
a.酸性高锰酸钾溶液 b.碳酸钠溶液 c.氢氧化钠溶液(滴加酚酞)
【答案】(1)羟基;羧基
(2)2C2H5OH+O22CH3CHO+2H2O;CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
(3)
(4)abc;还原;酸
【知识点】有机物中的官能团;乙醇的物理、化学性质;乙酸的化学性质
【解析】【解答】乙醇与O2在Cu催化下加热,发生催化氧化反应产生乙醛和水;乙醇与乙酸在浓硫酸催化下加热发生酯化反应产生X是乙酸乙酯,同时产生水;乙醇与浓硫酸混合加热170℃,发生消去反应产生乙烯和水,乙烯分子中含有不饱和的碳碳双键,在一定条件下发生加聚反应产生Y是聚乙烯。
(1)乙醇结构简式是C2H5OH,官能团-OH的名称是羟基;乙酸结构简式是CH3COOH,官能团-COOH的名称为羧基;
(2)反应①是乙醇与O2在Cu催化下加热,发生催化氧化反应产生乙醛和水,该反应的化学方程式为2C2H5OH+O22CH3CHO+2H2O;
反应②是乙醇与乙酸在浓硫酸催化下加热发生酯化反应产生乙酸乙酯和水,该反应为可逆反应,反应方程式为:CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O;
(3)乙烯分子中含有不饱和的碳碳双键,在一定条件下发生加聚反应产生Y是聚乙烯就,其结构简式是;
(4)a.乙醇具有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,乙酸和酸性高锰酸钾溶液不反应,所以可以用酸性高锰酸钾溶液鉴别乙醇、乙酸;
b.碳酸钠溶液和乙醇不反应,和乙酸反应生成二氧化碳气体,所以可以用碳酸钠溶液鉴别乙醇和乙酸;
c.氢氧化钠溶液(滴加酚酞)和乙醇不反应,和乙酸发生中和反应而使溶液褪色,所以可以用NaOH溶液(滴加酚酞)鉴别乙醇和乙酸;
则能够鉴别乙醇和乙酸的试剂有abc;分别利用的是乙醇的还原性和乙酸的酸性。
【分析】(1)乙醇的官能团为羟基,乙酸的官能团为羧基;
(2) ① 乙醇和氧气在铜或者银的条件下发生催化氧化生成乙醛和水;
② 乙醇和乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯和水;
(3)聚乙烯的结构简式要注意,由乙烯断开碳碳双键,标上中括号和聚合度;
(4)乙醇具有还原性,乙酸具有酸性,可以根据其化学性质选择酸性高锰酸钾、碳酸钠、滴有酚酞的氢氧化钠溶液。
五、实验探究题
22.(2022高二上·安徽竞赛)乙烯是重要有机化工原料 结合以下路线回答:
已知:2CH3CHO+O22CH3COOH
(1)反应①的反应类型是 ,B的官能团是
(2)F是一种高分子,可用于制作食品袋,其结构简式为
(3)G是一种油状、有香味的物质,有以下两种制法
制法一:实验室用D和E反应制取G,装置如图1所示
i.关于该实验的说法错误的是 (填序号)
a.甲中加入几片碎瓷片可以防止暴沸
b.乙中导管不伸入液面下是为了防止倒吸
c.甲中加入过量D,可使E的转化率达到100%
d.实验结束,乙中液体上层为无色透明的油状液体
e.乙中的饱和Na2CO3溶液可以用NaOH代替
ii.反应⑥的化学方程式是 ,反应类型是
iii.分离出试管乙中油状液体的方法是
制法二:工业上用CH2=CH2和E直接反应获得G
iv.直接反应获得G的化学反应方程式是
v.与制法一相比,制法二的优点是
(4)采用装置如图2证明乙酸的酸性强于碳酸 试剂M、N分别是:
【答案】(1)加成反应;羟基(或-OH)
(2)
(3)c、e;CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O;取代反应(或酯化反应);分液;H2C=CH2+CH3COOHCH3COOCH2CH3;原子利用率高
(4)CH3COOH;饱和NaHCO3溶液
【知识点】乙烯的物理、化学性质;乙醇的工业制法;乙酸的化学性质
【解析】【解答】利用物质转化关系推出乙烯及其他烃的衍生物,结合结构简式进行分析;再利用乙酸与乙醇发生酯化反应的实验进行探究;最后探究醋酸与碳酸酸性强弱。
(1)反应①为乙烯与溴单质的加成反应生成1,2-二溴乙烷,反应类型为加成反应;B为乙二醇,所含的官能团是羟基;
(2)F是一种高分子,可用于制作食品袋,是乙烯发生加聚反应生成的聚乙烯,其结构简式为;
(3)i.a.液体加热时易出现暴沸现象,加入碎瓷片引入气化中心,有防暴沸作用,选项a正确;
b.乙酸乙酯中混有的乙醇易溶于水,乙酸能与碳酸钠溶液反应,均可能使导气管内出现负压而发生倒吸,所以导管不能伸入液面下,选项b正确;
c.酯化反应是可逆反应,不可能使E的转化率达到100%,选项c不正确;
d.乙酸乙酯的密度小于水的密度,且为无色液体,则实验结束,右侧试管内液体上层为无色透明的油状液体,选项d正确;
e.乙酸乙酯在NaOH溶液中发生水解反应,因此不能用NaOH代替饱和Na2CO3溶液,选项e不正确;
故答案为:ce;
ii.反应⑥是乙醇和乙酸在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,反应的化学方程式是CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O,反应类型是取代反应(或酯化反应);
iii.乙酸乙酯难溶于饱和碳酸钠溶液中,分层,故分离出试管乙中油状液体的方法是分液;
iv.乙烯与乙酸可以在一定条件下发生加成反应生成乙酸乙酯,故直接反应获得G的化学反应方程式是H2C=CH2+CH3COOHCH3COOCH2CH3;
v.与制法一相比,制法二的优点是原子利用率高;
(4)证明乙酸的酸性强于碳酸,先利用醋酸与碳酸钠反应产生的气体通过饱和碳酸氢钠溶液洗气,所得气体进入澄清石灰水中,若澄清石灰水变浑浊则得到证明,故试剂M、N分别是:CH3COOH、饱和NaHCO3溶液。
【分析】
(1)根据官能团的变化确定反应类型;根据结构简式确定官能团;
(2)依据反应前后物质的结构简式及反应条件确定结构简式;
(3)i.a.液体加热时易出现暴沸现象;
b.乙醇易溶于水,乙酸能与碳酸钠溶液反应,均可能使导气管内出现负压;
c.酯化反应是可逆反应;
d.乙酸乙酯的密度小于水的密度,且为无色液体;
e.乙酸乙酯在NaOH溶液中发生水解反应;
ii.乙醇和乙酸在浓硫酸加热条件下反应生成乙酸乙酯和水;
iii.不互溶的液体分离用分液法;
iv.乙烯与乙酸在一定条件下反应生成乙酸乙酯;
v.依据反应物和产物的组成分析;
(4)依据强酸制弱酸判断。
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