3.4羧酸及其衍生物(含解析)

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名称 3.4羧酸及其衍生物(含解析)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-04-23 08:20:51

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文档简介

3.4 羧酸 羧酸衍生物
1.化学与生活、社会密切相关。下列说法正确的是
A.将废弃的植物油(即“地沟油”)蒸馏可以重新作为食用油
B.在酱菜中添加少量苯甲酸钠,其目的是使酱菜更美味
C.含木糖醇的无糖月饼,糖尿病人可以大量食用
D.作为“长征五号”运载火箭燃料的煤油为烃的混合物
2.下列说法正确的是
A.已知,合成所用的起始原料只能是2- 甲基 -1,3 -丁二烯和2- 丁炔
B.有机物水解生成2种有机产物
C.环戊二烯()分子中最多有8个原子在同一平面
D.聚丙烯的结构简式为
3.乙酸橙花酯是一种食用香料,结构如图所示。关于该有机物的说法有如下几种:
①该有机物有一种同分异构体属于酚类
②该有机物属于酯类
③该有机物不能发生银镜反应
④该有机物的分子式为
⑤1mol该有机物最多能与反应
其中正确的是
A.①③④ B.②③⑤ C.①④⑤ D.①③⑤
4.在下列反应中,不可能在有机物中引入羧基的是( )
A.一卤代烃的水解 B.酯在酸性条件下水解 C.醛的氧化 D.烯烃的氧化
5.下列物质中能与NaOH溶液、Na2CO3、溴水、苯酚钠溶液和甲醇都反应的是
A.C6H6 B.CH3CHO C.CH3COOH D.CH2=CH-COOH
6.百里酚酞是常用的滴定指示剂,pH小于9.4为无色,大于10.6时为蓝色,百里酚酞的结构式如图,可由邻苯二甲酸酐()等原料料合成得到。下列有关说法正确的是
A.百里酚酞中含有羟基、酯基及苯基等官能团
B.1mol百里酚酞与溴水反应,最多消耗2molBr2
C.邻苯二甲酸酐可发生取代、氧化、还原、加聚等反应
D.1mol邻苯二甲酸酐与NaOH溶液反应,最多消耗4molNaOH
7.某有机物的结构简式如图,该物质不应有的化学性质是
①可燃烧;②可跟溴加成;③可使酸性KMnO4溶液褪色;④可跟NaHCO3溶液反应;⑤可跟NaOH溶液反应;⑥可在碱性条件下水解
A.①③ B.③⑥ C.④⑤ D.⑥
8.下列每个选项中甲、乙两个反应属于同一种反应类型的是
选项 甲 乙
A 溴乙烷水解制备乙醇 乙烯水化制备乙醇
B 甲烷与氯气反应制备四氯化碳 乙烯通入酸性KMnO4溶液中
C 甲苯与酸性KMnO4溶液反应生成 苯与液溴反应制备溴苯
D 乙酸乙酯水解得到乙酸和乙醇 乙醇与冰醋酸反应生成乙酸乙酯
A.A B.B C.C D.D
9.化合物X是一种黄酮类化合物的中间体,其结构简式如图所示。下列有关化合物X的说法正确的是
A.化合物X分子式为C16H12O6
B.化合物X含有醚键、羰基,羟基三种官能团
C.lmol化合物X最多可与4mol Br2发生反应
D.lmol化合物X最多能与3mol NaOH反应
10.某分子式为C10H20O2的酯,在一定条件下可发生如图所示的转化过程:
已知D和F互为同分异构体,则符合上述条件的酯的结构有
A.4种 B.8种 C.12种 D.16种
11.有机物俗称苦杏仁酸,在医药工业上可用于合成头孢羟唑、羟苄唑、匹莫林等的中间体。下列关于该有机物的说法正确的是
A.该有机物的分子式为C8H8O3,含氧官能团是羟基和羰基
B.在一定条件下能发生氧化反应、取代反应、加成反应、消去反应和缩聚反应
C.该有机物的分子中共平面的原子最多有12个
D.甲酸某酯与该有机物互为同分异构体,且能与氯化铁溶液发生显色反应,则该酯的结构有13种
12.从中草药中提取的一种有机物A(结构简式如图)可用于治疗多种疾病。下列关于有机物A的说法正确的是
A.有机物A分子可以发生消去反应
B.该有机物可以和5mol溴发生取代反应。
C.最多可与3molNaOH发生反应。
D.该有机物酸性环境可以发生水解,水解后两种有机物互为同分异构体
13.乳酸()广泛用作乳制品酸味剂。下列有关说法正确的是
A.乳酸分子不存在手性异构体
B.乳酸能发生取代、加成、氧化、水解等反应
C.乳酸使酸性溶液、滴有酚酞的溶液都褪色的原理不同
D.乳酸分子能和反应
14.由下列5种基团中的2个不同基团两两组合,形成的有机物能与NaOH反应的有
①—OH ②—CH3③—COOH ④⑤—CHO
A.6种 B.5种 C.4种 D.3种
15.下列说法正确的是
A.羟基的电子式
B.乙酸乙酯中混有的乙酸,可通过加入足量的饱和NaOH溶液,经分液除去
C.醛基的结构简式-COH
D.用新制Cu(OH)2悬浊液(可加热)能鉴别乙醇、乙醛、乙酸乙酯和乙酸
16.某羧酸酯的分子式为,1mol该酯完全水解可得到1mol羧酸和2mol丙醇,该羧酸的结构有
A.4种 B.5种 C.6种 D.7种
17.0.1 mol阿司匹林其学名为乙酰水杨酸,结构简式为与足量的NaOH溶液反应,最多消耗NaOH的物质的量为
A.0.1 mol B.0.2 mol
C.0.3 mol D.0.4 mol
18.某天然油脂的分子式为C57H106O6,lmol该油脂水解可得到lmol甘油、lmol脂肪酸X、2mol脂肪酸Y。经测定X的相对分子质量为284,原子个数比为C:H:O=9:18:1,下列说法不正确的是
A.X的分子式为C18H36O2 B.此天然油脂能与氢气反应
C.Y的结构简式可能为CH3(CH2)16COOH D.Y的结构简式可能为CH3CH=CH(CH2)14COOH
19.乙酸是一种弱酸,请回答以下问题:
(1)乙酸在水中的电离方程式为_______。
(2)向乙酸溶液中加入石蕊试液,产生的现象是_______;将乙酸溶液滴加到碳酸钠溶液中,产生的现象是_______,反应的方程式为_______。
(3)根据以上事实,说明乙酸的酸性比碳酸的酸性_______(填“强”或“弱”)。
20.现有某有机物A,欲推断其结构,进行如下实验:
(1)取15gA 完全燃烧生成22gCO2和9gH2O,该有机物的实验式为_________________。
(2)质谱仪检测得该有机物的相对分子质量为90,则该物质的分子式为__________。
(3)若该有机物在浓硫酸共热的条件下,既能与乙酸反应,又能与乙醇反应,还能2分子A 反应生成含六元环的物质,则A 的结构简式为__________________。
(4)写出A发生缩聚反应生成高分子化合物的方程式___________________。
21.某兴趣小组学生用如图所示装置制取丙烯酸甲酯,步骤如下:
Ⅰ.取10.0 g丙烯酸(CH2=CHCOOH)和6.0 g甲醇、适量的浓硫酸放置于三颈烧瓶中,连接好装置,用搅拌棒搅拌,水浴加热。
Ⅱ.充分反应后,冷却,向混合液中加入5% Na2CO3溶液洗涤至中性。
Ⅲ.分液,取上层油状液体,加入无水Na2SO4固体,过滤后蒸馏,收集70~90 ℃馏分。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为___________。
(2)步骤Ⅰ中浓硫酸有提高丙烯酸甲酯产率的作用,但是浓硫酸过多,产率却降低,原因是___________。该实验中可能生成有机副产物的结构简式为___________(填一种即可)。
(3)步骤Ⅱ中混合液用5%Na2CO3溶液洗涤的目的是___________。
(4)步骤Ⅲ中加入无水Na2SO4固体的作用是___________。
(5)为测定丙烯酸甲酯的产率,设计如下实验:(产率 =×100%)
①将所得产品平均分成3份,取出1份置于锥形瓶中,加入3.0 mol·L-1 KOH溶液30.00 mL,加热使之完全水解。
②向冷却后的溶液中滴加2.0 mol·L-1 H2SO4溶液,中和过量的KOH,消耗硫酸17.00 mL。则丙烯酸甲酯的产率为___________。(结果保留3位有效数字)
(6)已知甲醇易挥发且有毒性,请写出1条在本实验中需要采取的安全防护措施___________。
22.乙酸乙酯是重要的有机合成中间体,广泛应用于化学工业。为证明浓硫酸在该反应中起到了催化剂和吸水剂的作用,某同学利用下图所示装置进行了以下四个实验,实验开始先用酒精灯微热3 min,再加热使之微微沸腾3 min。实验结束后充分振荡试管Ⅱ,再测试管Ⅱ中有机层的厚度,实验记录如下:
实验编号 试管Ⅰ中的试剂 试管Ⅱ中试剂 测得有机层的厚度/cm
A 2 mL乙醇、2 mL乙酸、1 mL 18 mol·L-1浓硫酸 饱和碳酸钠溶液 5.0
B 3 mL乙醇、2 mL乙酸 0.1
C 3 mL乙醇、2 mL乙酸、6 mL 3 mol·L-1硫酸 1.2
D 3 mL乙醇、2 mL乙酸、盐酸 1.2
(1)干燥管的作用为________________________________________________。
(2)实验D的目的是与实验C相对照,证明H+对酯化反应具有催化作用。实验D中应加入盐酸的体积和浓度分别是________mL和________mol·L-1。
(3)分析实验________(填实验编号)的数据,可以推测出浓硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的产率。浓硫酸的吸水性能够提高乙酸乙酯产率的原因是_________________________________________________________________。
(4)加热有利于提高乙酸乙酯的产率,但实验发现温度过高乙酸乙酯的产率反而降低,可能的原因是_____________________________________________________。
(5)实验中不同条件下酯化反应进行的快慢不同,这个结果对探索乙酸乙酯发生水解反应时的最佳条件有什么启示?_______________________________
23.以乙炔为原料制备乙酸和聚丙烯酸甲酯()路线如下(部分反应条件已省略):
回答下列问题:
(1)聚丙烯酸甲酯链节为_______。
(2)乙烯、乙酸、、四种物质中可与金属钠反应的有_______,反应①②③中原子利用率为100%的是_______(填序号)。
(3)所含官能团有碳碳双键、_______(填名称),写出反应①的化学方程式:_______,该反应的类型为_______。
(4)反应③的化学方程式为_______。
24.有机化合物E具有良好的靶标识别性能,在精准治疗方面具有重要作用。其合成路线如下:
已知:与羰基相连的碳原子上的H容易与卤代烃发生取代反应。
回答下列问题。
(1)B中官能团的名称是_______。
(2)的名称是_______。
(3)反应②的化学方程式为_______。
(4)反应④的反应类型为_______。
(5)化合物G是D的同分异构体,且符合下列条件:
①属于芳香族化合物
②可以与FeCl3溶液发生显色反应
③核磁共振氢谱有4组峰,面积比为3∶2∶2∶1
写出G的一种结构简式_______。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】A.地沟油含对人体有害的物质,不可以作为食用油使用,则A说法错误;
B.在酱菜中添加少量苯甲酸钠,可以抑制酱菜中微生物的生长繁殖,其目的是使酱菜保存时间更长一点,故B说法错误;
C.过量食用木糖醇会对肠胃造成刺激和伤害,不可以大量食用,故C说法错误;
D.煤油为各种液态烃的混合物,故D的说法正确;
本题答案D。
2.D
【详解】A.由反应原理可知,合成的原料中叁键可以由左侧提供也可以由右侧提供;起始原料可以为2- 甲基- 1,3 -丁二烯、2 -丁炔;或丙炔、2、3- 二甲基 1,3 -丁二烯,A错误;
B.该有机物水解过程中酯基断裂生成羟基、羧基,反应后得到1种有机产物,B错误;
C.与碳碳双键两端直接相连的原子共面,故环戊二烯()分子中最多有9个原子在同一平面,C错误;
D.聚丙烯是丙烯聚合加成生成的高分子化合物,结构简式为 ,D正确;
故选D。
3.B
【详解】①不饱和度Ω=3,不能形成苯环,①错误;
②含有酯基,属于酯类,②正确;
③无 –CHO类似结构,不能发生银镜反应,③正确;
④根据结构简式可以推知其分子式为:C12H20O2,④错误;
⑤含两个碳碳双键,1mol该有机物最多能与2mol溴发生加成反应,⑤正确;
故选B。
4.A
【详解】A.一卤代烃的水解,其产物为醇和金属卤化物,不可能生成羧酸,A符合题意;
B.酯在酸性条件下水解,生成羧酸和醇,B不符合题意;
C.醛催化氧化可生成羧酸,C不符合题意;
D.在强氧化剂作用下,烯烃氧化可以生成羧酸,D不符合题意;
故选A。
5.D
【详解】A.苯与五种物质都不反应,A错误;
B.乙醛含有醛基,能被溴水氧化,与其他物质都不反应,B错误;
C.乙酸含有羧基与溴水不反应,与另外几种物质均反应,C错误;
D.丙烯酸含有碳碳双键和羧基,与五种物质均反应,D正确;
答案选D。
6.B
【分析】由结构可知,分子中含-COOC-、酚-OH、苯环等,结合酯、酚的性质来解答。
【详解】A.百里酚酞中含有羟基、酯基等官能团,苯基不属于官能团,故A错误;
B.分子中酚羟基的邻位氢原子一共有2个可以被取代,则1mol百里酚酞与溴水反应,最多消耗2molBr2,故B正确;
C.邻苯二甲酸酐含有苯环和酯基,因此邻苯二甲酸酐可发生取代、氧化、还原等反应,没有碳碳双键或碳碳三键,不能发生加聚反应,故C错误;
D.邻苯二甲酸酐水解后可以得到2个羧基,则1mol百里酚酞在溶液中最多可与2molNaOH反应,故D错误;
故选B。
7.D
【详解】①该物质是有机物,其会发生燃烧反应,①正确;
②该物质分子中含有不饱和的碳碳双键,因此其可以跟溴发生加成反应,②正确;
③该物质分子中含有醇羟基、不饱和的碳碳双键,这两种基团都可以被酸性KMnO4溶液氧化,因此该物质可使酸性KMnO4溶液褪色,③正确;
④该物质分子中含有-COOH,物质具有酸性,由于其酸性比碳酸强,对该物质可以和可跟NaHCO3溶液反应,④正确;
⑤该物质分子中含有-COOH,具有酸的通性,因此可跟NaOH溶液发生中和反应,⑤正确;
⑥该物质分子中无酯基及卤素原子,因此其不可能在碱性条件下发生水解反应,⑥错误;
故合理选项是D。
8.D
【详解】A.溴乙烷与NaOH的水溶液共热,发生卤代烃的水解反应制备乙醇,反应类型为取代反应;乙烯与水在一定条件下发生加成反应制备乙醇,该反应类型是加成反应,可见二者反应类型不相同,A不符合题意;
B.甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应制备四氯化碳,反应类型是取代反应;乙烯通入酸性KMnO4溶液中,发生乙烯氧化反应使酸性KMnO4溶液褪色,反应类型是氧化反应,可见二者反应类型不相同,B不符合题意;
C.甲苯被酸性KMnO4溶液氧化产生苯甲酸,反应类型是氧化反应;苯与液溴在Fe催化下发生取代反应制备溴苯,反应类型是取代反应,可见二者反应类型不相同,C不符合题意;
D.乙酸乙酯在酸催化下发生水解反应得到乙酸和乙醇,反应类型为取代反应;乙醇与冰醋酸在浓硫酸催化下发生酯化反应生成乙酸乙酯,反应类型为取代反应,可见二者反应类型相同,D符合题意;
故合理选项是D。
9.C
【详解】A.化合物X分子式为C16H14O6,故A错误;
B.化合物X含有酯基、羰基,酚羟基三种官能团,不含有醚键,故B错误;
C.lmol化合物X最多可与4mol Br2发生苯环上的取代反应,故C正确;
D.lmol化合物X最多能与4mol NaOH反应,其中包括酚与NaOH的中和及酯的水解,故D错误;
答案为C。
10.C
【分析】D和F互为同分异构体,表明D和F均是有机物。F由C连续氧化得到。有机物中能实现连续氧化的物质应为符合RCH2OH结构的醇。。于是,C为醇,E为醛,F为羧酸。酯类在碱性条件下水解得到醇和羧酸盐,羧酸盐和酸作用生成羧酸。于是B为羧酸盐,D为羧酸。
【详解】D和F互为同分异构体说明D和F含有相同碳原子数。由酯的分子式C10H20O2可知D和F均含有5个碳原子。C为含有5个碳原子,且结构符合RCH2OH的醇。符合条件的醇有,,和4种。含有5个碳的羧酸有,,和4种。因此,酯共有4×4=16种。其中,4种酯(,,和)形成的D和F是结构完全相同的羧酸,不符合D和F互为同分异构体题意。因此,符合题意的酯类有16-4=12种。
综上所述,答案为C。
11.D
【详解】A.该有机物的分子式为C8H8O3,含氧官能团是羟基和羧基,A错误;
B.该有机物中与羟基直接相连的碳原子的邻位碳原子上没有H原子,不能发生消去反应,B错误;
C.该有机物分子中苯环为平面结构,“”为平面结构,旋转碳碳单键可以使两个平面共面,旋转羧基中的O—H键可以使H原子在该平面内,故该有机物分子中最多有16个原子在同一平面,C错误;
D.甲酸某酯能与氯化铁溶液发生显色反应,说明分子中不仅含有酯基,还含有苯环与酚羟基,当苯环上有2个取代基(—OH、—CH2OOCH)时,2个取代基在苯环上有邻、间、对3种位置关系;当苯环上有3个取代基(—OH、—CH3、—OOCH)时,3个取代基在苯环上有10种位置关系,故该酯的结构有13种,D正确;
故答案为:D。
12.C
【详解】A.该有机物含有的羟基是酚羟基,不能发生消去反应,故A错误;
B.苯环上酚羟基邻位、对位的氢原子可以被溴发生取代,左侧酚羟基1个邻位有氢原子,右侧酚羟基1个邻位有氢原子,故1mol该有机物可以和2mol溴发生取代反应,故B错误;
C.酚羟基、酯基水解得到的羧基与氢氧化钠发生中和反应,该有机物分子含有2个酚羟基、1个羧酸与醇形成的酯基,因此1mol该有机物最多能与3molNaOH反应,故C正确;
D.该有机物酸性水解产物为和,二者含有的官能团种类不相同,且分子式也不相同,二者不是同分异构体,故D错误;
答案选C。
13.C
【详解】A.乳酸分子中的中间碳原子连有甲基、羟基、羧基和氢原子四个不同的原子或原子团,是手性碳原子,所以乳酸分子存在手性异构体,故A错误;
B.乳酸分子中有羟基,具有醇的性质,能发生取代、氧化等反应,乳酸分子中有羧基,具有羧酸的性质,能发生酯化反应即取代反应,没有能发生加成和水解反应的官能团,故B错误;
C.乳酸使酸性高锰酸钾溶液褪色是被高锰酸钾溶液氧化,使滴有酚酞的NaOH溶液褪色是羧基和NaOH发生中和,使溶液的pH降低,原理不同,故C正确;
D.乳酸分子中只有羧基能和NaOH反应,故1mol乳酸只能和1molNaOH反应,故D错误;
故选C。
14.B
【详解】不同基团两两组合形成的有机物甲醇、苯酚、甲酸、乙酸、甲苯、乙醛、苯甲酸、OHC-COOH、苯甲醛,其中能与氢氧化钠反应的有苯酚、甲酸、乙酸、苯甲酸、OHC-COOH,共计5种,答案选B。
15.D
【详解】A.羟基显电中性,电子式为,A错误;
B.乙酸乙酯会在NaOH溶液中发生水解,应选用饱和碳酸钠溶液,B错误;
C.醛基的结构简式为-CHO,C错误;
D.乙醇与新制Cu(OH)2悬浊液混合无明显现象,乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液加热会生成砖红色沉淀,乙酸乙酯与新制Cu(OH)2悬浊液会分层,乙酸与新制Cu(OH)2悬浊液发生中和反应,得到蓝色澄清溶液,现象不同,可以鉴别,D正确;
综上所述答案为D。
16.A
【详解】某羧酸酯的分子式为,1mol该酯完全水解可得到1mol羧酸和2mol丙醇,则羧酸为二元酸,设羧酸为M,则反应的方程式为,由质量守恒可知M的分子式为,可以看作2个取代中的两个氢原子,该羧酸共有4种,故A正确;
故选A。
17.C
【详解】试题分析:可理解为乙酰水杨酸水解产物是和CH3COOH,产物再与NaOH溶液反应。
考点:酯的结构和性质。
18.C
【分析】某天然油脂的分子式为C57H106O6,lmol该油脂水解可得到lmol甘油、lmol脂肪酸X、2mol脂肪酸Y,则该油脂分子中有3个酯基。经测定X的相对分子质量为284,原子个数比为C:H:O=9:18:1,其最简式为C9H18O,则其分子式为C18H36O2,Y的分子式为C18H34O2。
【详解】A.X的分子式为C18H36O2,A说法正确;
B.Y的分子式为C18H34O2,则Y为不饱和高级脂肪酸,因此,此天然油脂分子中有碳碳双键,能与氢气发生加成反应,B说法正确;
C.Y的分子中有碳碳双键,其结构简式不可能为CH3(CH2)16COOH ,C说法不正确;
D.Y的分子中有碳碳双键,其结构简式可能为CH3CH=CH(CH2)14COOH,D说法正确。
综上所述,相关说法不正确的是C。
19.(1)CH3COOHCH3COO-+H+
(2) 溶液变红色 有无色气体产生 2CH3COOH+Na2CO3→2CH3COONa+CO2↑+H2O
(3)强
【解析】(1)
乙酸是弱酸,在水中部分电离,电离方程式为CH3COOH CH3COO-+H+;
(2)
乙酸具有酸的通性,可使石蕊试液变红;乙酸与碳酸钠反应生成乙酸钠、水和二氧化碳,产生的现象是有无色气体产生;反应的方程式为2CH3COOH+Na2CO3→2CH3COONa+CO2↑+H2O;
(3)
根据以上事实,说明乙酸的酸性比碳酸的酸性强。
20. CH2O C3H6O3
【分析】n(CO2)==0.5mol,m(C)=0.5mol×12g/mol=6g,n(H2O)=
=0.5mol,m(H)=2×0.5mol×1g/mol=1g,则m(O)=15g-6g-1g=8g,n(O)=
=0.5mol,n(C):N(H):N(O)=0.5mol:1mol:0.5mol=1:2:1,则实验式为CH2O,设分子式为(CH2O)n,相对分子质量为90,则有30n=90,n=3,则分子式为C3H6O3,若该有机物在浓硫酸共热的条件下,既能与乙酸反应,又能与乙醇反应,还能2分子A 反应生成含六元环的物质,则A 的结构简式为,据此解答。
【详解】(1)n(CO2)==0.5mol,m(C)=0.5mol×12g/mol=6g,n(H2O)=
=0.5mol,m(H)=2×0.5mol×1g/mol=1g,则m(O)=15g-6g-1g=8g,n(O)=
=0.5mol,则n(C):N(H):N(O)=0.5mol:1mol:0.5mol=1:2:1,则实验式为CH2O,故答案为CH2O;
(2)设分子式为(CH2O)n,相对分子质量为90,则有30n=90,n=3,则分子式为C3H6O3,故答案为C3H6O3;
(3)若该有机物在浓硫酸共热的条件下,既能与乙酸反应,又能与乙醇反应,还能2分子A 反应生成含六元环的物质,说明分子中含有-OH和-COOH,并且-OH和-COOH连接在相同的C原子上,应为,故答案为;
(4)A分子中含有羧基、羟基,发生缩聚反应生成高聚物,该反应方程式为:,
故答案为。
21. 三颈烧瓶 浓硫酸有强氧化性,会使有机物发生副反应,降低原料利用率 CH3OCH3 除去甲醇、丙烯酸、浓硫酸等物质 除去有机层中的水 47.5% 在通风厨中实验或防止明火
【分析】利用酯化原理可由丙烯酸和甲醇制备丙烯酸甲酯,浓硫酸作催化剂和吸水剂,但浓硫酸有强氧化性,会使有机物发生副反应、降低了原料利用率;反应中,Na2CO3溶液的作用是反应消耗过量的酸、溶解未反应的醇、降低丙烯酸甲酯的溶解性,使之分层;利用无水Na2SO4固体易吸水,除去有机层中的水分,即可得到丙烯酸甲酯,由此解答。
【详解】(1)根据装置可知,仪器a的名称为三颈烧瓶;
(2)步骤Ⅰ中浓硫酸有提高丙烯酸甲酯产率的作用,但是浓硫酸有强氧化性,会使有机物发生副反应,降低原料利用率;故浓硫酸过多,产率会降低;该实验中甲醇可能发生取代反应生成醚,故有机副产物的结构简式为CH3OCH3;
(3) Na2CO3溶液显碱性,可除去有机酸,硫酸,溶解甲醇,故步骤Ⅱ中混合液用5%Na2CO3溶液洗涤的目的是除去甲醇、丙烯酸、浓硫酸等物质;
(4)步骤Ⅲ中加入无水Na2SO4固体的作用是除去有机层中的水;
(5)取10.0 g丙烯酸的物质的量为:,6.0 g甲醇的物质的量为:,根据反应的物质的量的关系可知,甲醇过量,故理论生成丙烯酸甲酯的物质的量为0.139mol;用H2SO4溶液中和过量的KOH,可得过量的KOH的物质的量为:,将所得产品平均分成3份,则与KOH反应的丙烯酸甲酯的物质的量为:,则丙烯酸甲酯的实际产量:;
(6)已知甲醇易挥发且有毒性,故在本实验中需要采取的安全防护措施为:在通风厨中实验或防止明火。
22. 防止倒吸 6 6 AC 浓硫酸吸收反应中生成的水,降低了生成物浓度,使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动 大量乙酸、乙醇未经反应就脱离反应体系或温度过高发生其他反应 在碱性条件下水解并加热
【详解】(1)乙酸、乙醇易溶于碳酸钠溶液,受热不均匀会导致装置内气体压强减小,容易发生倒吸,所以装置中使用干燥管主要作用是防止倒吸,同时也能起到冷凝作用,故答案为:防止倒吸;
(2) 实验C和实验D是证明H+对酯化反应的催化作用,测得有机层厚度相同,要求是H+的浓度相同,可知取6 mol·L-1盐酸6 mL,故答案为:6;6;
(3) 推测浓硫酸的吸水性对酯化反应的影响,可与稀硫酸作对比,选A、C。由于酯化反应是可逆反应,浓硫酸吸水,使平衡向酯化反应方向移动。故答案为:AC;浓硫酸吸收反应中生成的水,降低了生成物浓度,使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动;
(4) 由于酯化反应的原料乙酸与乙醇均易挥发,温度过高,会造成两者大量挥发,不利于反应进行;温度过高,会有更多副反应发生,如乙醇在浓硫酸作用下生成乙醚或乙烯等。故答案为:大量乙酸、乙醇未经反应就脱离反应体系或温度过高发生其他反应;
(5)浓硫酸在酯化反应中作催化剂和吸水剂,吸水使酯化反应向正反应方向移动,酯的水解要使平衡向逆反应方向移动,用碱中和乙酸并加热,减小乙酸浓度,使平衡向水解方向移动。故答案为:在碱性条件下水解并加热。
23.(1)
(2) 乙酸、 ②
(3) 羧基 取代(或酯化)反应
(4)
【分析】乙炔和氢气发生加成反应生成乙烯,乙烯和水发生加成反应生成乙醇,乙醇发生催化氧化生成乙醛,乙醛继续被氧化生成乙酸,丙烯酸和甲醇发生酯化反应生成X是丙烯酸甲酯,丙烯酸甲酯发生加聚反应生成聚丙烯酸甲酯,据此解答。
(1)
聚丙烯酸甲酯的结构简式为,属于加聚产物,则聚丙烯酸甲酯链节为;
(2)
乙烯含有碳碳双键,和金属钠不反应,乙酸、含有羧基具有酸性能与金属钠反应,含有羟基能与金属钠反应,反应①③中还有水生成,②中只有一种产物生成,因此反应②中原子利用率为;
(3)
所含官能团名称为碳碳双键和羧基,反应①的化学方程式为,该反应的类型为取代(或酯化)反应;
(4)
反应③是乙醇发生催化氧化生成乙醛,反应的化学方程式为。
24.(1)酰胺基、(酮)羰基
(2)3-溴-1-丙炔或3-溴丙炔
(3)+ +HBr
(4)取代反应或酯化反应
(5)
【分析】乙酸乙酯发生取代反应生成, 发生取代反应生成B,B与发生取代反应生成C,C酸性条件下水解生成,与甲醇发生酯反应生成。
【详解】(1)根据B结构简式可知B分子中含有的官能团名称为酰胺基、(酮)羰基;
(2)物质可看作是丙炔CH3-C≡CH分子中甲基上的一个H原子被Br原子取代生成的物质,因此其名称是3-溴丙炔(或3-溴-1-丙炔);
(3)反应②是物质B与在NaH作用下发生取代反应产生的C,同时反应产生HBr,该反应的化学方程式为:+ +HBr;
(4)分析D、E结构的不同,可知D中羧基上的羟基被CH3OH中的CH3O-取代,同时反应产生H2O,即D→E发生了取代(或酯化)反应;
(5)化合物D的分子式为C7H8O3,其不饱和度为4,G是D的同分异构体,同时符合条件:①属于芳香族化合物,则G分子中含有苯环,1个苯环的不饱和度为4;②能与FeCl3溶液发生显色反应,说明G含有酚羟基;③核磁共振氢谱有4组峰,面积比为3∶2∶2∶1,可知G物质结构具有相对较高的对称性。故苯环上的取代基组合为3个酚羟基与1个甲基或2个酚羟基与1个醚键,故符合上述条件的G的结构简式可能为 、 、、。
答案第1页,共2页
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