第三章 烃的衍生物 测试卷(含解析)2023-2024学年高二化学人教版(2019)选择性必修3

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名称 第三章 烃的衍生物 测试卷(含解析)2023-2024学年高二化学人教版(2019)选择性必修3
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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 2023-10-25 23:00:39

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第三章《烃的衍生物》测试卷
一、单选题
1.某有机物的结构简式如图,下列关于该有机物的说法不正确的是
A.1mol该物质中只含有4mol碳碳双键
B.该物质能发生取代反应、加成反应和氧化反应
C.该物质能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.1mol该物质与足量的金属Na反应,能产生1molH2
2.完成下列实验目的,对应实验操作及现象正确的是
选项 实验目的 实验操作及现象
A 检验碘仿()中含有碘元素 取样,用稀酸化,加入溶液,若有黄色沉淀生成证明含有碘元素
B 证明丙烯醛()中含有碳碳双键 取样,滴加溴水,若溴水褪色证明含有碳碳双键
C 比较水和乙醇分子中羟基上氢的活泼性 分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中
D 除去苯中混有的少量苯酚 取样,向混合物中滴加浓溴水,过滤后分液
A.A B.B C.C D.D
3.化学与社会、生产和生活密切相关。下列说法错误的是
A.研究高效合成氨有利于提高粮食产量 B.大量鲜花的香味主要来自酯的混合物
C.液化石油气是一种可再生的清洁能源 D.采用喷涂油漆法可以防止钢铁的腐蚀
4.2021年诺贝尔生理学或医学奖颁发给发现温度和触觉感受器的两位科学家,其中温度感受器的发现与辣椒素有关,已知辣椒素的结构如图所示。下列有关辣椒素的说法正确的是
A.只含有3种官能团 B.所有原子一定共面
C.属于烯烃 D.能发生加成反应
5.某有机物的加氢还原产物为CH3CH(CH3)CH2OH,该有机物不可能是
A.乙醛的同系物 B.丁醛的同分异构体 C. D.CH3CH2COCH3
6.实验室制备1-溴丁烷的原理为CH3CH2CH2CH2OH+ NaBr+ H2SO4 CH3CH2CH2CH2Br+NaHSO4 + H2O,其中副产物有1-丁烯、丁醚和溴化氢,某同学设计的实验装置(夹持装置已略去)如图所示,其中B、C装置为部分副产物的检验装置。下列说法不正确的是
A.使用玻璃棒搅拌的目的是使反应物充分反应,提高反应速率
B.装置B的作用是检验副产物中的溴化氢
C.装置C用于检验副产物1-丁烯,其中盛放的试剂可以是溴水
D.装置D冷凝时,冷水从c处流入
7.中草药“当归”中含有4-羟基-3-丁基苯酞。下列关于该物质的说法正确的是
A.分子式为
B.分子中存在3种官能团
C.在酸、碱性条件下均能发生水解反应
D.能与溴水发生取代和加成反应
8.有机物分子中原子(或原子团)间的相互影响会导致其化学性质发生变化。下列事实不能说明上述观点的是( )
A.苯酚跟NaOH溶液反应,乙醇不能与NaOH溶液反应
B.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.乙烯能与溴水发生加成反应,乙烷不能与溴水发生加成反应
D.乙醛能与氢气发生加成反应,乙酸不能与氢气发生加成反应
9.下列实验能达到实验目的的是
A B C D
制作简单的燃料电池 证明苯环使羟基活化 制备并收集 检验溴乙烷中含有溴元素
A.A B.B C.C D.D
10.2022年4月,世卫组织专家评估报告指出:中成药连花清瘟能有效治疗新冠病毒。连花清瘟由于含“连翘”、“金银花”而得名。其有效成分绿原酸的结构简式如图,下列有关绿原酸说法正确的是
A.其分子式为C16H14O9
B.1mol该分子最多可与6molH2发生加成反应
C.该分子中含有4个手性碳原子
D.最多有8个碳原子共面
11.肉桂酸,有一种令人喜爱的芳香,常用作香精香料、食品添加剂。其结构如图所示。下列对肉桂酸的说法正确的是
A.肉桂酸和苯甲酸为同系物
B.分子中苯环上的一氯代物有5种
C.1mol肉桂酸与钠反应产生1mol H2
D.分子中最多有19个原子共面
12.己烯雌酚是一种激素类药物,结构简式如图所示,下列有关叙述中正确的是
A.该有机物属于芳香烃
B.该物质不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.该分子对称性好,所以没有顺反异构
D.该有机物分子中,最多可能有18个碳原子共平面
13.下列离子方程式正确的是
A.尼泊金酸与碳酸氢钠反应:+HCO3- +2COO-+2CO2↑+2H2O
B.醋酸溶液与新制氢氧化铜反应:
C.苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳:
D.甲醛溶液与足量的银氨溶液共热:
14.下列说法中正确的是
A.含有羟基的有机物都称为醇
B.能发生银镜反应的有机物都是醛
C.苯酚俗称石炭酸,酸性比碳酸强
D.酯类在酸性或碱性条件下均能水解
15.已知咖啡酸的结构如图所示。关于咖啡酸的描述正确的是
A.分子式为
B.1mol咖啡酸最多可与5mol氢气发生加成反应
C.与溴水既能发生取代反应,又能发生加成反应
D.能与溶液反应,但不能与溶液反应
二、填空题
16.参照以下合成路线:
设计以C为原料制备保水树脂的合成路线 (无机试剂任选)。
17.霉酚酸酯(MMF)是器官移植中抑制细胞增殖最常用的药物。它能在酸性溶液中能发生如下反应:
(1)有机物(I)在铂催化下与足量的氢气发生加成反应生成物质X,X所含的官能团的名称是 ;X的结构简式为 。
(2)有机物(II)的化学式为 ;分子中化学环境不同的氢原子共有 种。
(3)下列关于MMF说法正确的是 (选填字母编号)。
a.能溶于水
b.1 mol MMF最多能与3 mol NaOH完全反应
c.能发生取代反应和消去反应
d.镍催化下1 mol MMF最多能与6 mol H2发生加成反应
(4)1 mol的有机物(I)在单质铜和氧气的作用下可以氧化为醛基的—OH有 mol;有机物(II)在加热和浓硫酸的条件下发生消去反应的化学方程式为 。
18.写方程
(1)写出乙醇CH3CH2OH催化氧化反应的化学方程式: 。
(2)乙烯生成聚乙烯的反应方程式: 。
(3)甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合生成三硝基甲苯的反应: 。
(4)溴乙烷与氢氧化钠的醇溶液共热的消去反应方程式: 。
三、实验题
19.某课外小组设计的实验室制取乙酸乙酯的装置如图1所示,A中放有浓硫酸,B中放有无水乙醇、无水醋酸钠,D中放有饱和碳酸钠溶液。
已知:①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl2·6C2H5OH。
②有关有机物的沸点:
试剂 乙醚 乙醇 乙酸 乙酸乙酯
沸点/℃ 34.7 78.5 118 77.1
请回答下列问题:
(1)浓硫酸的作用是 ;用同位素18O示踪法确定反应产物水分子中氧原子的提供者,若用18O标记乙醇分子中的氧原子,请写出该化学方程式: 。
(2)若反应前向D中加入几滴酚酞,溶液呈 色,反应结束后D中的现象是 。
(3)采用分液法从D中分离出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水,然后加入无水氯化钙,分离出 ;再加入无水硫酸钠除去水,然后进行 (填操作名称),以得到较纯净的乙酸乙酯。
(4)上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是___________(填字母)。
A.反应掉乙酸和乙醇 B.反应掉乙酸并吸收部分乙醇
C.乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度比在水中的更小,有利于分层析出 D.加速酯的生成,提高其产率
(5)另一化学课外小组对上述实验进行了改进,设计了图2所示的装置,利用浓硫酸、乙醇、乙酸制取乙酸乙酯(铁架台、铁夹、加热装置均已略去)与图1所示装置相比,此装置的主要优点有(写出一条即可) 。
20.动手实践
请按以下方法制作肥皂。
①向烧杯中加入20g油脂、10无水乙醇和溶液,加热搅拌。当液面出现泡沫后,加强搅拌;当泡沫覆盖整个液面时,停止加热。
②向皂化产物中缓缓加入适量的饱和食盐水(或食盐细粒)并搅拌,冷却后分离出上层的高级脂肪酸钠。
③向分离出的高级脂肪酸钠中加入4饱和溶液(或4g松香),倒入模具中,冷凝固化。
请回答下列问题。
(1)在制作过程中,加入乙醇和饱和食盐水的作用分别是什么?
(2)有的同学制作出的肥皂中仍含有油脂,你认为这是什么原因造成的 ?可采取哪些措施来避免这种情况的出现?
21.阿司匹林(乙酰水杨酸,)是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药。乙酰水杨酸受热易分解,分解温度为128℃~135℃,某学习小组在实验室以水杨酸(邻羟基苯甲酸)与醋酸酐[(CH3CO)2O]为主要原料合成阿司匹林,反应原理如下:
制备基本操作流程、装置示意图和有关数据如下(夹持和加热仪器已略去):
主要试剂和产品的物理常数
名称 相对分子质量 熔点或沸点(℃) 水
水杨酸 138 158(熔点) 微溶
醋酸 102 139.4(沸点) 反应
乙酸水杨酸 180 135(熔点) 微溶
请根据以上信息回答下列问题:
(1)制备阿司匹林时,要使用干燥仪器的原因是 ;
(2)合成阿司匹林时,最合适的加热方法是 ;
(3)提纯粗产品流程如下,加热回流装置如图:
①使用温度计的目的是控制加热的温度,防止 ;
②冷凝水的流进方向是 (填“a”或“b”);
③趁热过滤的原因是 ;
④下列说法正确的是 (填选项字母);
a.此种提纯方法中乙酸乙酯的作用是做溶剂
b.此种提纯产品的方法叫重结晶
c.根据以上提纯过程可以得出阿司匹林在乙酸乙酯中的溶解度低温时大
d.可以用紫色石蕊试液判断产品中是否含有未反应完的水杨酸
(4)该学习小组在实验中原料用量:2.0g水杨酸、5.0mL乙酸酐(ρ=1.08g cm-3 ),最终称得产品质量m=2.2g,则所得乙酰水杨酸的产率为 (用百分数表示,小数点后一位)。
试卷第2页,共9页
参考答案:
1.A
【详解】A.苯环中不含碳碳双键,1mol该物质中只含有1mol碳碳双键,故A错误;
B.该物质含有羟基、羧基能发生取代反应,含有碳碳双键、苯环能发生加成反应,含有羟基、碳碳双键等能发生氧化反应,故B正确;
C.该物质含有碳碳双键、羟基等结构,所以能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C正确;
D.羟基、羧基能与金属钠反应放出氢气,1mol该物质与足量的金属Na反应生成1molH2,故D正确;
选A。
2.C
【详解】A.卤代烃应该利用水解反应检验卤素原子,A错误;
B.醛基也能使溴水褪色,B错误;
C.钠和水反应比乙醇和钠反应剧烈,说明水中羟基比乙醇中的羟基活泼,C正确;
D.苯酚和溴水反应生成三溴苯酚,三溴苯酚溶于苯,不能分液,D错误;
故选C。
3.C
【详解】A.研究高效合成氨可以为农作物提供氮肥,有利于提高粮食产量,A正确;
B.酯类物质具有特殊的气味,大量鲜花的香味主要来自酯的混合物,B正确;
C.液化石油气来自化石燃料,是一种不可再生能源,C错误;
D.采用喷涂油漆法可以保护铁制品隔绝氧气和水,防止钢铁的腐蚀,D正确;
故选C。
4.D
【详解】A.该物质含有酚羟基、醚键、酰胺键、碳碳双键共4种官能团,A错误;
B.该物质中含有饱和碳原子,不可能所有原子共面,B错误;
C.该物质除含有C、H元素外还有O、N元素,不属于烃类,C错误;
D.该物质含有苯环和碳碳双键,可以发生加成反应,D正确;
综上所述答案为D。
5.D
【详解】A.该有机物可以是CH3CH(CH3)CHO,与乙醛互为同系物,A不符合题意;
B.CH3CH(CH3)CHO与丁醛的分子式相同,但结构不同,二者互为同分异构体,B不符合题意;
C. 与H2加成,可以生成CH3CH(CH3)CH2OH,所以该有机物可能是,C不符合题意;
D.CH3CH2COCH3加氢不可能生成CH3CH(CH3)CH2OH,所以该有机物不可能是CH3CH2COCH3,D符合题意;
故选D。
6.D
【分析】本实验欲使用丁醇制备1-溴丁烷,实验中利用A装置进行反应,装置A中的搅拌棒用于搅拌混合反应物使反应物充分的反应,随着反应的进行1-溴丁烷蒸出在D的冷凝下液化流入到E的锥形瓶中。装置B可用于检验副产物中的溴化氢,装置B中的硝酸银溶液可以与溴化氢反应生成淡黄色的溴化银沉淀;装置C用于检验1-丁烯,装置C可盛装溴水、酸性高锰酸钾溶液等。据此分析解题。
【详解】A.使用玻璃棒搅拌的目的是使反应物充分混合反应,从而达到提高反应速率的目的,A正确;
B.硝酸银与溴化氢反应生成溴化银淡黄色沉淀,装置B的作用是检验副产物中的溴化氢,B正确;
C.装置C用于检验副产物1-丁烯,其中盛放的试剂可以是溴水,烯烃与溴发生加成反应,溶液褪色,C正确;
D.装置D冷凝时,冷水从d处流入,冷凝水需要下进上出,D错误;
答案选D。
7.C
【详解】A.根据结构简式可知,上述物质的分子式为C12H14O3,A错误;
B.分子中存在羟基和酯基2种官能团,B错误;
C.分子中含酯基,酯基在酸性和碱性条件下均能发生水解反应,C正确;
D.分子中含酚羟基,可与浓溴水发生取代反应,但不能和溴水发生加成反应,D错误;
故选C。
8.C
【详解】A.-OH与苯环相连,由于苯环对羟基的影响,酚羟基在水溶液中能够发生电离,能够与NaOH反应;而-OH与-CH2CH3相连,在水溶液中不能电离,不与NaOH反应,能够说明有机物分子中原子(或原子团)间的相互影响会导致其化学性质发生变化,故A不选;
B.苯不能够使高锰酸钾溶液褪色,但是当苯环上连有甲基时,能够使高锰酸钾溶液褪色,说明由于苯环影响使侧链甲基易被氧化,故B不选;
C.乙烯中含有碳碳双键,能够与溴水发生加成,而乙烷中是碳碳单键,是化学键的不同,而不是有机物分子中原子(或原子团)间的相互影响导致其化学性质发生变化,故C选;
D.乙醛中,碳氧双键和H原子相连,能发生加成反应,而在乙酸中,碳氧双键和-OH相连,由于羧羟基对碳氧双键的影响,不能发生加成反应,能够说明有机物分子中原子(或原子团)间的相互影响会导致其化学性质发生变化,故D不选;
故选C。
9.A
【详解】A.先闭合K1,断开K2,接通电源,此时为电解池装置,电解硫酸钠溶液实质是电解水,则左侧石墨电极为阳极产生氧气,右侧石墨电极作阴极产生氢气;电解一段时间后,再闭合K2,断开K1,即形成一个简单的氢氧燃料电池,故A符合题意;
B.苯与饱和溴水不反应,而苯酚与饱和溴水反应,说明羟基使苯环活化,故B不符合题意;
C.二氧化氮能和水反应,不能用排水法收集,故C不符合题意;
D.直接加硝酸银溶液会导致硝酸银与氢氧化钠溶液反应生成褐色的氧化银沉淀,无法观察到淡黄色的AgBr沉淀,则检验溴乙烷中含有溴元素时,需将反应后的溶液酸化后再加入硝酸银溶液,故D不符合题意;
答案选A。
10.C
【详解】A.该物质含有16个C、9个O,不饱和度为8,所以分子式为C16H18O9,A错误;
B.该物质中苯环、碳碳双键可以和氢气加成,所以1mol该分子最多可与4molH2发生加成反应,B错误;
C.连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳,右侧六元环上与O相连的4个C均为手性碳,共4个,C正确;
D.苯环、碳碳双键、酯基都为平面形结构,经过旋转单键,红框中的9个碳原子可以在同一平面,且经选择右侧六元环中也有碳原子可共面,D错误;
故选:C。
11.D
【分析】根据肉桂酸的球棍模型可知,分子式为C9H8O2,分子中含有苯环,碳碳双键,羧基,据此分析。
【详解】A.根据肉桂酸的球棍模型可知,分子式为C9H8O2,分子中含有苯环,碳碳双键,羧基;苯甲酸的分子式为C7H6O2,分子中含有羧基和苯环,它们的结构不相似,不能称为同系物,故A错误;
B.分子中苯环上的等效氢有三种,分别位于侧链的邻、间、对的位置,分子中苯环上的一氯代物有3种,故B错误;
C.1mol肉桂酸含有1mol羧基,与钠反应产生0.5mol H2,故C错误;
D.根据肉桂酸的球棍模型可知,分子式为C9H8O2,分子中含有苯环,碳碳双键,羧基,苯环上的11个原子一定共面,根据肉桂酸的结构简式: ,碳碳双键相连的原子共面,碳氧双键上的碳原子采用的是sp2杂化,和碳碳双键共面,羧基上的氧原子采用的是sp3杂化,与氧原子相连的是单键,可以自由旋转,可能和碳氧双键所在的平面共面,苯环和侧链相连的是单键,可以自由旋转,故侧链上的原子和苯环可能共面,故最多有19个原子共面,故D正确;
答案选D。
12.D
【详解】A、有机物中含有氧元素,不属于芳香烃,不选A;
B、有机物中含有碳碳双键,能是酸性高锰酸钾溶液褪色,不选B;
C、由于连接碳碳双键的碳原子连接不同的原子或原子团,有顺反异构,不选C;
D、苯环是平面结构,碳碳双键也是平面结构,可能苯环和碳碳双键在一个平面上,所以最多有两个苯环上的12个碳,和碳碳双键上的6个碳共平面,总共18个碳原子共平面,选D。
【点睛】掌握有机物的结构和性质,掌握常见有机物的空间结构,甲烷为正四面体,乙烯为平面型,乙炔为直线型,苯为平面型,在考虑复杂有机物的空间结构时,结合面与面或线与面的关系进行分析。
13.C
【详解】A.苯酚的酸性强于碳酸氢根,酚羟基不与碳酸氢根反应,A错误;
B.醋酸是弱酸,不拆,B错误;
C.碳酸酸性强于苯酚,苯酚酸性强于碳酸氢根,苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳:,C正确;
D.甲醛溶液与足量的银氨溶液共热:,D错误;
故选C。
14.D
【详解】A.羟基与烃基(除直接与苯环相连外)相连所形成的化合物为醇,羟基与苯环直接相连所形成的化合物为酚类,所以含羟基的化合物不一定为醇类,故A错误;
B.醛类能发生银镜反应,但能发生银镜反应的不一定属于醛类,如甲酸,甲酸甲酯、葡萄糖、麦芽糖等都能发生银镜反应,但不属于醛类,故B错误;
C.苯酚俗称石炭酸,酸性比碳酸弱,但比碳酸氢根强,故C错误;
D.酯类化合物在酸性条件下水解为羧酸和醇,在碱性条件下水解为羧酸盐和醇,即酯类在酸性或碱性条件下均能水解,故D正确;
答案选D。
15.C
【详解】A.根据咖啡酸的结构简式可知其分子式为,故A错误;
B.1mol苯环可与3mol氢气发生加成反应,1mol碳碳双键可与1mol氢气发生加成反应,因此1mol咖啡酸最多可与4mol氢气发生加成反应,故B错误;
C.咖啡酸分子中含有酚羟基,可以和溴发生取代反应,碳碳双键可以和溴发生加成反应,故C正确;
D.咖啡酸分子中含有羧基,可以与、溶液反应,酚羟基可以与溶液反应,故D错误;
故选:C。
16.2CH3CHOCH3CH=CHCHO CH3CH=CHCOOH
【分析】根据合成路线分析可知,A为脂肪烃,A与H2O在催化剂加热的条件下生成B,B发生一定的反应生成C,D为芳香烃,分子式为C7H8,则D为甲苯,结构简式为,D在光照条件下与Cl2发生甲基上的取代反应生成E,E的分子式为C7H6Cl2,则E为,E在NaOH的水溶液中加热生成F,则F为,C与F发生已知反应①生成G,G发生银镜反应后酸化得到H,H与甲醇在浓硫酸加热的条件下发生酯化反应生成I,I的分子式为C10H10O2,则I为,H为,所以C为CH3CHO,B为CH3CH2OH,A为CH2=CH2,据此分析解答。
【详解】根据合成路线,C为CH3CHO,以C为原料制备保水树脂,2个CH3CHO分子结合形成CH3CH=CHCHO,其发生氧化反应得到CH3CH=CHCOOH,CH3CH=CHCOOH再发生加聚反应即可得到目标产物,即:2CH3CHOCH3CH=CHCHO CH3CH=CHCOOH。
17. 羧基、羟基 C6H13O2N 5 b 1
【分析】(1)有机物(I)在铂催化下与足量的H2发生加成反应生成物质X,和H2发生加成反应的是苯环和碳碳双键,根据有机物(Ⅰ)结构判断X的结构,根据X的结构判断含有的官能团。
(2)根据断键方式和原子守恒判断有机物(Ⅱ)的化学式,断键物质为酯基,根据氢原子的物质判断其种类。
(3)根据MMF的结构判断其性质,MMF中含有的官能团是酚羟基、碳碳双键、酯基,可能具有酚、酯和烯烃的性质。
(4)连有醇羟基的碳原子上有2个氢原子时,醇羟基才能发生催化氧化生成醛;醇若能发生消去反应,消去反应后生成物含有碳碳双键。
【详解】(1)有机物(Ⅰ)在铂催化下与足量的H2发生加成反应生成物质X,能和H2发生加成反应的是苯环和碳碳双键,X的结构简式为,可见X含有的官能团是羧基和羟基;
(2)在酸性、加热条件下,MMF能发生水解反应生成有机物(Ⅰ)和有机物(Ⅱ),断键部位是酯基,根据原子守恒判断有机物(Ⅱ),所以有机物(Ⅱ)的结构简式为,所以该有机物的分子式为C6H13O2N;该分子中化学环境不同的氢原子共有5种;
(3)a.该有机物中含有酯基,酯类物质是不易溶于水的,a错误;
b.该有机物能和氢氧化钠反应的是酯基和酚羟基,所以1 molMMF最多能与3 molNaOH完全反应,b正确;
c.苯环酚羟基的邻对位上不含有氢原子,所以不能和溴水发生取代反应;该分子没有醇羟基,所以不能发生消去反应,c错误;
d.能与H2发生加成反应的有苯环和碳碳双键,所以镍催化下1 molMMF最多能与4 mol H2发生加成反应,d错误;
故合理选项是b;
(4)该有机物分子中只有醇羟基能被催化氧化生成醛基,所以1 mol的有机物(Ⅰ)在单质铜的催化下可以氧化为醛基的-OH有1 mol;有机物(Ⅱ)在加热和浓硫酸的发生消去反应生成含有碳碳双键的有机物,反应方程式为。
【点睛】本题考查了有机物中的官能团及其结构,明确苯酚和溴发生取代反应的位置,酯基发生水解反应,根据酯化反应历程:酸脱羟基醇脱氢,脱什么加什么补齐即可。
18.(1)CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
(2)nCH2=CH2
(3)
(4)CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O
【详解】(1)(1)乙醇催化氧化生成乙醛,,故填;
(2)(2) 乙烯生成聚乙烯的反应属于加聚反应,其反应的方程式为nCH2=CH2,故填;
(3)(3) 甲苯与浓硝酸和浓硫酸的混合生成三硝基甲苯属于取代反应,其反应的化学方程式为,故填;
(4)(4) 溴乙烷与氢氧化钠的醇溶液共热生成乙烯,其反应为,故填。
19.(1) 制取乙酸,做催化剂、吸水剂 CH3COOH+CH3CH218OHCH3CO18OC2H5+H2O
(2) 红 上层无色油状液体,下层溶液颜色变浅
(3) 乙醇 蒸馏
(4)BC
(5)增加了温度计,有利于控制发生装置中反应液的温度;增加了冷凝装置,有利于收集产物乙酸乙酯
【详解】(1)由于加入的试剂是无水醋酸钠,需要转化为醋酸,则该反应中浓硫酸的作用是酸性(或制取乙酸),另外还起催化剂、吸水剂的作用;酯化反应中羧酸提供羟基,醇通过氢原子,若用同位素18O示踪法确定反应产物水分子中氧原子的提供者,则能表示18O位置的化学方程式为CH3COOH+CH3CH218OHCH3CO18OC2H5+H2O;
(2)圆底烧瓶受热不均,球形干燥管的管口伸入液面下可能发生倒吸,球形干燥管体积大,可以防止倒吸,加速乙酸乙酯的冷凝,同时起冷凝作用;碳酸根水解溶液呈碱性,加入几滴酚酞,溶液呈红色;碳酸钠水解呈碱性,乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,密度比水小,溶液分层,上层无色油体液体,乙酸和碳酸钠反应而使溶液红色变浅,反应结束后D中的现象是上层无色油体液体,下层溶液颜色变浅;
(3)由于无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl2 6C2H5OH,所以加入无水氯化钙,分离出乙醇;再加入无水硫酸钠除去水,由于乙醚与乙酸乙酯的沸点相差较大,因此通过蒸馏以得较纯净的乙酸乙酯;
(4)A.乙醇与碳酸钠不反应,A错误;
B.乙醇与水互溶,乙酸的酸性强于碳酸,所以碳酸钠的作用是反应掉乙酸并吸收部分乙醇,B正确;
C.乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度比在水中的更小,有利于分层析出,C正确;
D.根据以上分析可知碳酸钠不能加速酯的生成,提高其产率,D错误;
答案选BC;
(5)图2与图1相比增加了冷凝装置,因此与图1所示装置相比此装置的主要优点有增加了温度计,有利于控制发生装置中反应液的温度;其次增加了冷凝装置,有利于收集产物乙酸乙酯。
20.(1)乙醇可以使反应物充分接触,利于反应的进行;饱和食盐水可以降低高级脂肪酸钠的溶解度,使高级脂肪酸钠发生盐析
(2) 反应不完全,导致油脂的存在 升高温度加快反应速率,或增加氢氧化钠溶液的浓度、延长反应时间等使反应进行更彻底
【分析】油脂发生碱性水解生成高级脂肪酸钠,加入饱和食盐水盐析生成肥皂;
【详解】(1)油脂、氢氧化钠溶液互不相溶,不利于反应的进行,而油脂、氢氧化钠溶液均能溶于乙醇,乙醇可以使反应物充分接触,利于反应的进行;
皂化反应中加入饱和食盐水可以降低高级脂肪酸钠的溶解度,使高级脂肪酸钠发生盐析,得到肥皂;
(2)由于反应不完全,导致油脂的存在;可以升高温度加快反应速率,或增加氢氧化钠溶液的浓度、延长反应时间等使反应进行更彻底。
21.(1)乙酸酐与水反应
(2)水浴加热
(3) 防止温度过高,乙酰水杨酸受热分解 b 防止温度降低,乙酰水杨酸冷却结晶 ab
(4)84.3%
【分析】由题意可知,制备乙酰水杨酸的过程为在浓硫酸作用下邻羟基苯甲酸与醋酸酐在85℃~90℃的水浴加热条件下反应生成乙酰水杨酸,反应液经冷却、抽滤、洗涤得到粗产品;将粗产品溶于乙酸乙酯所得溶液加热回流、趁热过滤、冷却、抽滤、洗涤、干燥得到乙酰水杨酸。
【详解】(1)乙酸酐易盐酸反应生成乙酸,所以制备阿司匹林时要使用干燥仪器防止乙酸酐水解,故答案为:乙酸酐与水反应;
(2)由分析可知,在浓硫酸作用下邻羟基苯甲酸与醋酸酐在85℃~90℃的水浴加热条件下反应生成乙酰水杨酸和乙酸,故答案为:水浴加热;
(3)①由题给信息可知,乙酰水杨酸受热易分解,所以加热回流时应用温度计控制温度防止乙酰水杨酸受热分解,故答案为:防止温度过高,乙酰水杨酸受热分解;
②为增强冷凝回流的效果,冷凝水应从下口b进入,上口a流出,故选b;
③趁热过滤的目的是防止温度降低,乙酰水杨酸冷却结晶导致产率降低,故答案为:防止温度降低,乙酰水杨酸冷却结晶;
④a.由分析可知,提纯操作中加入乙酸乙酯的作用是做溶剂,使粗产品完全溶解,故正确;
b.由题意可知,粗产品提纯得到乙酰水杨酸的操作为重结晶,故正确;
c.由题给流程可知,阿司匹林在乙酸乙酯中的溶解度随温度升高而增大,故错误;
d.由结构简式可知,阿司匹林、乙酸和水杨酸分子中都含有羧基,都能使紫色石蕊试液变红色,所以不能用紫色石蕊试液判断产品中是否含有未反应完的水杨酸,故错误;
故选ab;
(4)2.0 g水杨酸的物质的量为≈0.0145mol,5.0 mL乙酸酐的物质的量为≈0.0529mol,则制备乙酰水杨酸的反应中乙酸酐过量,理论上得到乙酰水杨酸的质量为0.0145mol×180g/mol=2.61g,所以乙酰水杨酸的产率为×100%≈84.3%,故答案为:84.3%