第七章《有机化合物》单元测试卷
一、单选题
1.下列化学用语表示不正确的是
A.羧基: B.乙烯的球棍模型:
C.甲烷的电子式: D.乙醇的结构简式:
2.下列关于丙烷结构、性质的推断中正确的是。
A.丙烷的3个碳原子不在同一直线上 B.丙烷可与氯水发生取代反应
C.丙烷能使溴水、酸性KMnO4溶液都褪色 D.丙烷可与强酸或强碱反应
3.下列各组物质互为同素异形体的是
A.氧气与臭氧 B.甲烷与丙烷 C.乙醇与二甲醚 D.H与H
4.经过宏观辨识和微观探析,下列说法不正确的是
A.和属于同种物质
B.甲烷的二氯代物只有一种
C.金刚石、、石墨互为同素异形体
D.和表示不同种物质
5.下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是
A. B. C. D.
6.下列各组物质既不属于同系物,也不属于同分异构体的是( )
A.CH3-CH2-CH2-CH3和
B.和
C.丁醇和乙醚
D.CH3CH2CH=CH2和
7.乙醇氧化生成乙醛的实验装置如图所示(夹持仪器未画出)。下列叙述错误的是
A.乙醇在反应中发生了还原反应 B.反复几次会闻到强烈的刺激性气味
C.灼烧至黑色的铜丝遇乙醇变为红色 D.实验之后,铜丝的质量不变
8.下列实验能达到实验目的的是( )
A.实验室需要的溶液,可以称量固体在容量瓶中充分溶解后定容
B.为检验新制氯水的酸性和漂白性,可向少量紫色石蕊溶液中逐滴加新制氯水,边加边振荡,观察溶液颜色变化
C.淀粉溶液与少量稀硫酸共热一段时间后,加入少量新制氢氧化铜悬浊液,加热至沸腾,未观察到砖红色沉淀,说明该条件下淀粉未水解
D.取溶液,向其中加入溶液,充分振荡后加入萃取分液,在上层溶液中滴加溶液,观察到血红色,证明该反应有一定限度
9.下述实验方案能达到实验目的的是( )
编号 A B C D
实验方案 片刻后在Fe电极附近滴入K3[Fe(CN)6]溶液
实验目的 验证铁钉发生析氢腐蚀 验证Fe电极被保护 验证乙炔的还原性 验证甲烷与氯气发生化学反应
A.A
B.B
C.C
D.D
10.据2006年11月12日中央电视台每周质量报道,北京市场上销售的一部分标称是白洋淀特产的“红心鸭蛋”含偶氮染料“苏丹红Ⅳ号”,国际癌症研究机构将其列为三类致癌物。“苏丹红Ⅳ号”的结构简式:,
下列关于“苏丹红Ⅳ号”说法正确的是
A.属于芳香烃 B.属于甲苯同系物
C.化学性质跟苯完全相同 D.能发生加成反应
11.下列关于葡萄糖的叙述,错误的是
A.易溶于水,有甜味,属于碳水化合物
B.能发生酯化反应和银镜反应
C.有多种同分异构体,其中之一是果糖
D.能发生水解反应
12.下列化学用语表示正确的是
A.苯的最简式:
B.的结构式:O—C—O
C.用电子式表示的形成过程:
D.的结构示意图:
13.环已基羟基苯乙酸甲酯是常用的医药中间体,其结构简式如图所示。下列有关该物质的说法正确的是
A.含有3种官能团 B.可以在Cu作催化剂并加热时发生氧化反应
C.环上的一氯代物有7种 D.分子式为
14.生活中常用到各种消毒剂,下列有关消毒剂的说法错误的是
A.消毒剂可帮助人们杀菌、消毒,但过量使用对人体有害
B.可用75%的酒精溶液对皮肤进行消毒
C.医用双氧水和医用酒精的消毒原理相同
D.药皂、碘酒、双氧水都是常用的消毒剂
15.顺丁橡胶()是化学家们最早模拟天然橡胶制得的合成橡胶。下列有关顺丁橡胶的说法不正确的是( )
A.顺丁橡胶不饱和,易被氧化而老化
B.由顺丁橡胶组成的物质是混合物
C.合成顺丁橡胶的单体是CH3CH=CHCH3
D.顺丁橡胶能使酸性高锰酸钾溶液褪色
二、填空题
16.下列有关说法正确的是___________。
①分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇,若不考虑立体异构,这些醇和酸重新组合可形成的酯共有28种
②四联苯的一氯代物有4种
③分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机物有(不含立体异构) 3种
④具有一种官能团的二取代芳香化合物W是E ( )的同分异构体,0.5 mol W与足量碳酸氢钠溶液反应生成44 g CO2,W共有12种(不含立体结构),其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为
⑤C5H12具有同分异构体,且各同分异构体的一氯代物的种数相同
⑥分子式为C5H12O的物质,其中属于醇的同分异构体以及这些醇发生消去反应生成烯烃的种类分别为7种、5种
⑦与具有相同官能团的同分异构体的结构简式为CH2==CHCH2COOH、CH3CH==CHCOOH
⑧兴奋剂乙基雌烯醇不可能有属于芳香族的同分异构体
⑨异丙苯和苯为同系物
⑩和不是同分异构体
布洛芬与苯甲酸(C6H5COOH)互为同系物
1 mol分枝酸最多可与3 mol NaOH发生中和反应
17.填空。
(1)①的俗称为_______;
②甲烷分子的空间结构为_______。
(2)①工业制漂白粉的化学方程式_______。
②与NaOH溶液反应的离子方程式_______。
三、计算题
18.取一定质量的某烃在200℃下在过量氧气中充分燃烧,将燃烧后生成的气体依次通过装有足量的浓硫酸和碱石灰的洗气瓶,两者分别增重2.7 g和5.5 g。
(1)该烃的分子式为___________。
(2)其所有可能的结构简式___________ 。
(3)推断分子式的计算过程___________。
19.称取有机物A 6.0 g,在足量氧气中充分燃烧,并使产物依次缓慢通过浓硫酸、碱石灰,两者分别增重7.2 g和13.2 g。已知有机物A气态时的密度是相同条件下氢气密度的30倍。
请计算:
(1)有机物A的分子式______。
(2)另取A 6.0 g,跟足量的金属钠反应生成1.12 L氢气(标准状况),A可能的结构简式为 ________。
四、实验题
20.化学兴趣小组设计“乙醇催化氧化实验”来探究催化剂的催化机理并对反应后的产物进行分析,装置(夹持装置等已省略)如图所示。试回答以下问题:
(1)在装入实验药品之前,应进行的操作是____。
(2)C中热水的作用是___。
(3)实验开始后M处铜丝由红变黑,反应的化学方程式为___,然后打开活塞a、b、c,通过控制活塞a和b,间歇性地轮流通入气体,铜丝交替出现变红、变黑的现象。铜丝由黑变红时的反应化学方程式为____。通过实验,可以得出结论:该实验过程中催化剂___(选填“参加”或“不参加”)化学反应。
(4)反应开始后,撤去加热装置E,不影响反应继续。可说明该反应____。
(5)反应进行一段时间后,试管F在冷水浴中能收集到的有机物主要有____、___。
21.某课外小组设计的制备乙酸乙酯的装置如图所示。
查阅资料知:
Ⅰ.可与乙醇反应生成不溶于有机溶剂而溶于水的结晶醇化物。
Ⅱ.有关数据:
物质 乙醇 乙酸 乙酸乙酯 浓硫酸(98%)
沸点/℃ 78.5 117.9 77.0 338.0
主要实验步骤如下:
①按如图所示连接好装置(装置气密性良好),A中盛有浓硫酸,B中盛有乙醇和乙酸的混合溶液、碎瓷片,D中盛有含酚酞的饱和溶液。
②打开A中活塞,逐滴滴加浓硫酸,用小火均匀地加热装有混合溶液的圆底烧瓶。
③待D中收集到一定量产物后停止加热,撤出C,将D中混合物搅拌,然后静置分层。
④分离出乙酸乙酯层,洗涤、干燥。
回答下列问题:
(1)浓硫酸的作用是___________;若用同位素示踪法来确定产物水分子中氧原子的提供者,写出能表示位置的制取乙酸乙酯的化学方程式:_____________。
(2)上述实验中饱和溶液的作用是_________(填标号)。
A.反应乙酸和乙醇
B.反应乙酸并溶解部分乙醇
C.乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中的溶解度比在水中的小,有利于分层析出
D.加快酯的生成速率,提高其产率
(3)该小组成员将教材中制取乙酸乙酯的实验装置进行了改进,一是将发生装置中的大试管换成了圆底烧瓶,其优点是_____________;二是在导管末端连接了球形干燥管,优点是______________;步骤②中需要小火均匀加热,其主要理由是____________。
(4)写出步骤③中观察到的现象:___________;分离出乙酸乙酯层后,一般用饱和食盐水和饱和氯化钙溶液洗涤乙酸乙酯层,可除去__________(填名称)杂质;为了干燥乙酸乙酯,可选用的干燥剂为__________(填标号)。
A. B.无水 C.NaOH固体 D.碱石灰
(5)该小组成员又设计了如图所示的制取乙酸乙酯的装置(夹持装置、加热装置均已略去),与上图所示的装置相比,本装置的主要优点有_____________。
试卷第2页,共7页
参考答案:
1.D
【详解】A.羧酸的官能团为羧基,羧基的结构简式为—COOH,故A正确;
B.乙烯分子的空间构型为平面结构,结构简式为CH2=CH2,球棍模型表现原子间的连接与空间结构,则乙烯的球棍模型为 ,故B正确;
C.甲烷是共价化合物,分子中含有4个碳氢键,电子式为 ,故C正确;
D.乙醇的分子式为C2H6O,官能团为—OH,结构简式为CH3CH2OH,故D错误;
故选D。
2.A
【详解】A、丙烷相当于甲烷中的两个氢原子被两个甲基取代,所以丙烷分子中的碳原子不在一条直线上,故A正确;
B、丙烷可与氯气在光照条件下发生取代反应,故B错误;
C、丙烷属于饱和烃,不能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,故C错误;
D、丙烷属于饱和烃,不可与强酸或强碱反应,故D错误;
故选A;
3.A
【分析】同素异形体是同种元素形成的不同种单质的互称。
【详解】A项、氧气与臭氧是由氧元素组成的不同种单质,互为同素异形体,故A正确;
B项、甲烷与丙烷是均为烷烃,属于同系物,故B不符合题意;
C项、乙醇与二甲醚,其分子式相同,属于同分异构体,故C不符合题意;
D项、H与H是质子数相同,中子数不同的原子,互为同位素,故D不符合题意;
故选A。
【点睛】本题考查同素异形体,注意根据同素异形体的概念分析是解答关键。
4.D
【详解】A.和属于同种物质,均表示异戊烷,A正确;
B.甲烷是正四面体形结构,因此甲烷的二氯代物只有一种,B正确;
C.金刚石、、石墨都是碳元素形成的不同单质,互为同素异形体,C正确;
D.和表示同种物质,即邻二氯苯,D错误;
答案选D。
5.A
【详解】A.NCl3中N是+3价,最外层电子数=5+3=8,Cl是-1价,7+1=8,则满足所有原子最外层为8电子结构,A正确;
B.PCl5中P是+5价,最外层电子数=5+5≠8,则P原子不满足最外层为8电子结构,B错误;
C.中S是+4价,最外层电子数=6+4≠8,则S原子不满足最外层为8电子结构,C错误;
D.BF3中B是+3价,最外层电子数=3+3≠8,则B原子不满足最外层为8电子结构,D错误;
故选A。
6.B
【分析】同系物指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物,必须是同一类物质即含有相同且数量相等的官能团。同分异构体是指分子式相同而有结构不同的化合物。
【详解】A.CH3-CH2-CH2-CH3和属于同分异构体,A错误;
B.和,既不是同系物也不是同分异构体,B正确;
C.丁醇和乙醚属于同分异构体,C错误;
D.CH3CH2CH=CH2和属于同分异构体,D错误;
答案选B。
【点睛】注意醇羟基和酚羟基不属于同一种官能团。
7.A
【分析】乙醇催化氧化过程:2Cu+O22CuO,CH3CH2OH+CuOCH3CHO+H2O+Cu,总反应为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。
【详解】A.乙醇催化氧化中CH3CH2OH→CH3CHO,去氢,乙醇发生氧化反应,A错误;
B.灼热的铜丝插入乙醇中发生CH3CH2OH+CuOCH3CHO+H2O+Cu,反复几次,反应产生的CH3CHO易挥发,有强烈的刺激性气味,因此反复几次会闻到强烈的刺激性气味,B正确;
C.CH3CH2OH+CuOCH3CHO+H2O+Cu,因此灼烧至黑色的铜丝遇乙醇变为红色,C正确;
D.Cu是乙醇催化氧化的催化剂,因此实验之后,铜丝的质量不变,D正确;
答案选A。
8.B
【详解】A. 容量瓶中不能溶解固体,应在烧杯中溶解、冷却后转移到容量瓶中定容,故A错误;
B. 氯水中含盐酸、HClO,且HClO具有漂白性,则少量紫色石蕊溶液中逐滴加新制氯水,先变红后褪色,故B正确;
C. 检验水解后的葡萄糖应在碱性溶液中,水解后没有加碱至碱性,再加入少量新制氢氧化铜悬浊液,不会出现砖红色沉淀,故C错误;
D. FeCl3溶液过量,上层溶液中滴加15%KSCN溶液,观察到血红色,不能说明反应的可逆性,故D错误;
故选B。
9.D
【分析】A. 食盐水为中性,发生吸氧腐蚀;
B. Fe与电源正极相连;
C. 电石和水反应生成的乙炔中含有还原性的H2S等杂质,H2S等还原性气体能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色;
D. 光照下甲烷与氯气发生取代反应,生成HCl极易溶于水。
【详解】A. 食盐水为中性,发生吸氧腐蚀,该实验方案能达到实验目的,A项错误;
B. Fe与电源正极相连,作阳极,发生氧化反应,Fe电极被腐蚀,B项错误;
C. 电石和水反应生成的乙炔中含有还原性的H2S等杂质,H2S等还原性气体能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色,会干扰乙烷的检验,所以无法实现实验目的,C项错误;
D. 光照下甲烷与氯气发生取代反应,生成HCl极易溶于水,装置可验证甲烷与氯气发生化学反应,D项正确;
答案选D。
【点睛】解答本题时要分清析氢腐蚀与吸氧腐蚀的区别(以钢铁的腐蚀为例)
类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件 水膜酸性较强(pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性
电极反应 负极 Fe-2e-===Fe2+
正极 2H++2e-===H2↑ O2+2H2O+4e-===4OH-
总反应式 Fe+2H+===Fe2++H2↑ 2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2
联系 吸氧腐蚀更普遍
还要注意铁锈的形成:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)+(3-x)H2O。
10.D
【分析】苏丹红Ⅳ号中含有N=N键,可发生加成反应;含有酚羟基,可发生取代、氧化反应;含有苯环,可发生加成反应,以此解答该题。
【详解】A.根据物质分子结构可知:物质中含有C、N、O、H元素,不属于烃,而属于烃的衍生物,A错误;
B.甲苯的同系物属于烃类,而“苏丹红Ⅳ号”含有N、O等元素,故苏丹红Ⅳ号不属于烃,,B错误;
C.该物质分子中含有酚羟基,可发生氧化还原反应,能使酸性KMnO4溶液褪色;且分子中苯环上含有甲基,也能使酸性KMnO4溶液褪色;而苯的性质稳定,不与酸性高锰酸钾溶液反应,酸性KMnO4溶液不褪色,C错误;
D.分子中含有苯环和N=N,且物质分子中含有苯环,则该物质可发生加成反应,D正确;
故合理选项是D。
11.D
【详解】A. 葡萄糖由于含有多个亲水基,因此易溶于水,有甜味,属于单糖,糖类物质又叫碳水化合物,因此葡萄糖属于碳水化合物,A项正确;
B.葡萄糖是多羟基醛,由于含有多个羟基,因此能发生酯化反应;由于含有醛基,因此可以发生银镜反应,B项正确;
C.葡萄糖分子式是C6H12O6,有多种分子式相同二结构不同的化合物,因此有同分异构体,其中之一是果糖,C项正确;
D.葡萄糖是单糖,不能发生水解反应,D项错误;
答案选D。
12.D
【详解】A.最简式为分子中原子的最简整数比,苯的最简式应该为:CH,A错误;
B.的结构式应该为:O=C=O,B错误;
C.为共价化合物,电子式为:,用电子式表示物质形成过程时没有电子的转移,C错误;
D.核内19个质子,核外18个电子,所以结构示意图正确,D正确;
故选D。
13.C
【详解】A.α-环已基-α-羟基苯乙酸甲酯含有羟基和酯基两种官能团,A错误;
B.催化氧化要求羟基所连的碳上必须有氢,α-环已基-α-羟基苯乙酸甲酯中羟基所连的碳上无氢,不能发生催化氧化,B错误;
C.α-环已基-α-羟基苯乙酸甲酯环上的一氯代物有7种如图 ,C正确;
D.根据α-环已基-α-羟基苯乙酸甲酯的结构简式可知分子式为C15H20O3,D错误;
故选C。
14.C
【详解】A.消毒剂可帮助人们杀菌、消毒,但过量使用对人体有害,应合理使用,A项正确;
B.可用的酒精溶液(医用酒精)对皮肤进行消毒,B项正确;
C.医用双氧水具有氧化性,通过氧化从而达到消毒的目的,医用酒精是利用其能使蛋白质变性杀菌消毒,二者的消毒原理不同,C项错误;
D.药皂、碘酒、双氧水都是常用的消毒剂,D项正确;
故选C。
15.C
【详解】A.顺丁橡胶中含有碳碳双键,易被氧化而老化,A正确;
B.顺丁橡胶是由链节相同、聚合度不同的物质组成,是混合物,B正确;
C.合成顺丁橡胶的单体是CH2=CH-CH=CH2,C不正确;
D.顺丁橡胶中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D正确;
故选C。
16.④⑦⑨
【详解】①分子式为C5H10O2的酯可能是HCOOC4H9、CH3COOC3H7、C2H5COOC2H5、C3H7COOCH3,其水解得到的醇分别是C4H9OH(有4种)、C3H7OH(有2种)、C2H5OH、CH3OH,水解得到的酸分别是HCOOH、CH3COOH、CH3CH2COOH、C3H7COOH(有2种)。C4H9OH与上述酸形成的酯有4+4+4+4×2=20种;C3H7OH与上述酸形成的酯有2+2+2+2×2=10种;C2H5OH、CH3OH与上述酸形成的酯都是1+1+1+1×2=5种,以上共有40种,①错误;
②四联苯是具有两条对称轴的物质,即,在其中的一部分上有几种不同的氢原子(包括对称轴上的氢原子),就有几种一氯代物,四联苯有5种不同的氢原子,故有5种一氯代物, ②错误;
③分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机物属于羧酸,其官能团为COOH,将该有机物看作C4H9COOH,而丁基(C4H9)有4种不同的结构,从而推知该有机物有4种不同的分子结构, ③错误;
④W为二取代芳香化合物,因此苯环上有两个取代基,0.5 mol W与足量碳酸氢钠溶液反应生成44 g CO2,说明W分子结构中含有两个羧基,还有两个碳原子,先将两个羧基和苯环相连,如果碳原子分别插入苯环与羧基间,有一种情况,如果两个取代基分别在苯环的邻、间、对位,有3种同分异构体;如果2个碳原子只插入其中一个苯环与羧基之间,有—CH2CH2—和—CH(CH3)—两种情况,两个取代基分别在苯环上邻、间、对位,有6种同分异构体;再将苯环上连接一个甲基,另一个取代基为一个碳原子和两个羧基,即—CH(COOH)2,有一种情况,两个取代基分别在苯环的邻、间、对位,有3种同分异构体;因此共有12种同分异构体,其中核磁共振氢谱为三组峰的结构简式为 ,④正确;
⑤C5H12有CH3CH2CH2CH2CH3、和C(CH3)4共3种结构,其分子中分别有3种、4种和1种等效氢原子,即一氯代物分别有3种、4种、1种,⑤错误;
⑥碳链与正戊烷相同时一个H原子被—OH取代的醇有3种,碳链与异戊烷相同时一个H原子被—OH取代的醇有4种,碳链与新戊烷相同时一个H原子被—OH取代的醇有1种,所以醇的同分异构体共有8种;上述醇发生消去反应生成的烯烃有1 戊烯、2 戊烯、2 甲基 1 丁烯、3 甲基 1 丁烯、2 甲基 2 丁烯,共5种,⑥错误;
⑦该化合物中有和—COOH两种官能团,由于官能团不变,只将官能团的位置移动即可得其同分异构体:CH2===CHCH2COOH、CH3CH===CHCOOH,⑦正确;
⑧该有机物的不饱和度大于4,所以有属于芳香族的同分异构体,⑧错误;
⑨异丙苯与苯结构相似,在组成上相差3个CH2原子团,二者互为同系物,⑨正确;
⑩两种化合物的分子式均为C10H14O,结构不同,二者互为同分异构体,⑩错误;
布洛芬与苯甲酸中均含有1个苯环、1个羧基,且分子组成相差6个“CH2”原子团,故它们属于同系物, 正确;
只有羧基可与NaOH反应,故1mol分枝酸最多可与2molNaOH发生中和反应, 错误;
综上所述答案为④⑦⑨ 。
17.(1) 小苏打 正四面体形
(2)
【详解】(1)水溶液碱性没有碳酸钠强,俗称小苏打;甲烷分子式为CH4,空间结构为正四面体形,碳原子位于正四面体体心;
(2)工业制漂白粉是氯气和石灰乳反应生成氯化钙和次氯酸钙,即;与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和水,即离子方程式为。
18. C5H12 CH3CH2CH2CH2CH3、、 浓硫酸吸收水分,增加质量就是H2O的质量,其物质的量是n(H2O)=,则n(H)=2n(H2O)=0.3 mol;碱石灰吸收CO2,其增加质量是CO2的质量,n(CO2)= ,n(C)=n(CO2)=0.125 mol,因此n(C):n(H)=0.125 mol:0.3 mol=5:12,所以实验式是C5H12。由于5个C原子最多可结合12个H原子,因此实验式就是物质的分子式,故该物质分子式是C5H12。
【分析】烃中的H反应后变为H2O,烃中的C反应后变为CO2,燃烧产物先通过浓硫酸吸收水,再通过碱石灰吸收CO2气体,由H2O、CO2的质量计算其物质的量,然后利用元素守恒计算其中所含C、H原子的物质的量,可得烃中C、H原子个数比,得到最简式,然后根据最简式中H原子数是否达到该C原子结合H原子的最大数目确定物质的分子式。
【详解】(1)浓硫酸吸收水分,增加质量就是H2O的质量,其物质的量是n(H2O)=,则n(H)=2n(H2O)=0.3 mol;碱石灰吸收CO2,其增加质量是CO2的质量,n(CO2)= ,n(C)=n(CO2)=0.125 mol,因此n(C):n(H)=0.125 mol:0.3 mol=5:12,所以实验式是C5H12。由于5个C原子最多可结合12个H原子,因此实验式就是物质的分子式,故该物质分子式是C5H12;
(2)C5H12是戊烷,其所有可能的结构简式是:CH3CH2CH2CH2CH3、、;
(3)由(1)可知计算过程为浓硫酸吸收水分,增加质量就是H2O的质量,其物质的量是n(H2O)=,则n(H)=2n(H2O)=0.3 mol;碱石灰吸收CO2,其增加质量是CO2的质量,n(CO2)= ,n(C)=n(CO2)=0.125 mol,因此n(C):n(H)=0.125 mol:0.3 mol=5:12,所以实验式是C5H12。由于5个C原子最多可结合12个H原子,因此实验式就是物质的分子式,故该物质分子式是C5H12。
19. C3H8O CH3CH2CH2OH或
【分析】利用有机物和氢气的密度之比等于相对分子质量之比,确定A相对分子质量,计算出6.0 g A的物质的量,再根据其燃烧产生二氧化碳和水,利用浓硫酸可以吸收水,碱石灰可以吸收二氧化碳,利用元素守恒来确定有机物的分子式。
(2)利用醇能够与金属Na发生反应产生氢气,确定其可能结构简式。
【详解】(1)已知有机物A气态时的密度是相同条件下氢气密度的30倍,则A的相对分子质量M=2×30=60,则6.0 g 的A的物质的量是n(A)=6.0 g÷60 g/mol=0.1 mol, 浓硫酸增重7.2 g,则生成水的质量是7.2 g,因此生成水的物质的量为:n(H2O)==0.4 mol,所含有氢原子的物质的量是0.8 mol,碱石灰增重13.2g,所以生成二氧化碳的质量是13.2 g,生成二氧化碳的物质的量是:n(CO2)==0.3 mol,所以碳原子的物质的量是0.3 mol,则该有机物中含有O原子的物质的量为n(O)==0.1 mol,0.1 mol A中含有0.3 mol C原子,0.8 mol H原子,0.1 mol O原子,故该有机物分子式为C3H8O;
(3)1.12 L标准状况氢气的物质的量是n(H2)==0.05 mol,根据醇羟基与反应产生氢气的物质的量关系2-OH~H2可知n(-OH)= 0.05 mol×2=0.1 mol,一个分子中含有一个羟基,则该物质属于醇,可看作是丙烷分子中一个H原子被一个-OH取代产生的物质,丙烷分子中含有2种不同位置的H原子,故分子式是C3H8O的醇可能结构简式为:CH3CH2CH2OH或。
【点睛】本题考查有机物分子式的确定方法和有机物结构的推断,考查学生对知识的整合能力和应用能力,注意A和钠反应时,是醇羟基和钠的反应。
20. 检查装置气密性 使D中无水乙醇变为蒸气进入M中 2Cu+O22CuO CuO+CH3CH2OHCu+CH3CHO+H2O 参加 放热 乙醛 乙醇
【分析】过氧化氢在二氧化锰催化条件下反应生成氧气,在B用浓硫酸干燥,乙醇在水浴加热条件下挥发,与氧气在E中铜催化作用下发生氧化还原反应生成乙醛,乙醛和乙醇溶于水,以此解答该题。
【详解】(1)该反应有气体参与,在装入实验药品之前,应进行的操作是检查装置的气密性;
(2)C中热水的能使沸点较低的乙醇转化为乙醇蒸气,从而进入M装置中发生反应;
(3)M处铜丝由红变黑,是因为铜在加热条件下与氧气发生反应,其反应的化学反应方程式为2Cu+O22CuO;铜丝由黑变红,是因为乙醇与氧化铜在加热条件下发生了反应,其反应的化学方程式为CuO+CH3CH2OHCu+CH3CHO+H2O,通过上述实验过程和现象可知,铜先转化为氧化铜,后又转化为铜,则可知催化剂参加了化学反应;
(4)撤掉酒精灯,反应仍进行,说明醇的催化氧化反应是放热反应,放出的热量满足反应所需温度;
(5)因为乙醇和乙醛的沸点都比较低,均能挥发,且能溶于水,则反应进行一段时间后,试管F中能收集到的有机物主要乙醛和乙醇。
21. 做催化剂、吸水剂 BC 受热面积增大,受热均匀 球形干燥管末端插入液面以下,易于乙酸乙酯的吸收,且可防止倒吸 减少乙酸和乙醇的挥发,提高其转化率,防止副反应的发生 溶液上层有油状物生成,溶液红色变浅或褪色 碳酸钠、乙醇 B 冷凝管的冷却效果比空气冷凝的效果好;能控制加热的温度,减少副反应的发生,提高产率
【分析】与教材实验装置相比,题图实验装置用圆底烧瓶替换大试管,增大了受热面积,使受热较均匀;导管末端连接有球形干燥管且球形干燥管末端插入饱和溶液液面以下,易于乙酸乙酯的吸收,同时防止了倒吸。饱和溶液有三个作用,即为溶解乙醇、反应乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度。乙酸乙酯中混有碳酸钠和乙醇,用饱和食盐水除去碳酸钠,用饱和氯化钙溶液除去少量乙醇,用无水硫酸钠除去少量的水;
不能选择、碱石灰和NaOH等固体干燥剂,以防乙酸乙酯在酸性(遇水生成酸)或碱性条件下水解;为了提高产率,必须减少副反应的发生,控制好反应的温度。
【详解】(1)浓硫酸的作用是催化剂、吸水剂;酯化反应时,羧酸脱去羟基、醇类脱去羟基氢,若生成,则由乙酸提供,故能表示位置的制取乙酸乙酯的化学方程式为:;
(2)饱和溶液能和乙酸反应可除去乙酸、溶解乙醇,乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中的溶解度比在水中的小,故答案是BC ;
(3)将发生装置中的大试管换成了圆底烧瓶,其优点是受热面积增大,受热均匀;导管末端连接了球形干燥管,优点是球形干燥管末端插入液面以下,易于乙酸乙酯的吸收,且可防止倒吸;步骤②中需要小火均匀加热,其主要理由是减少乙酸和乙醇的挥发,提高其转化率,防止副反应的发生;
(4)步骤③中观察到的现象:溶液上层有油状物生成,溶液红色变浅或褪色;分离出乙酸乙酯层后,一般用饱和食盐水和饱和氯化钙溶液洗涤乙酸乙酯层,可除去碳酸钠、乙醇杂质;与水反应得到酸,酸性条件下酯会水解、NaOH固体和碱石灰与水得到碱,碱性条件下酯会水解,故可选用的干燥剂无水,答案为B;
(5)与上图所示的装置相比,本装置的主要优点有冷凝管的冷却效果比空气冷凝的效果好;能控制加热的温度,减少副反应的发生,提高产率