第三章 烃的衍生物 测试题
一、单选题(共12题)
1.2022年Nobel Prize in Chemistry授予了“点击化学和生物正交化学”。环辛烯衍生物A与四嗪B的生物正交反应过程为
下列说法错误的是
A.A中有一个手性碳,双键为顺式构型
B.B中杂环上四个氮原子共平面
C.C的结构简式为
D.D存在对映异构体,且苯环上的一氯代物有3种
2.Ni—Zn混合金属氧化物催化剂可用于香草醛的高效加氢脱氧过程,香草醛()在甲醇的水溶液中的反应历程如图所示。下列说法正确的是
A.路径中的反应均为氧化还原反应
B.在催化剂作用下可能发生反应:+H2→+H2O
C.△H1+△H2+△H3+△H4=0
D.该过程中只有非极性键的断裂和形成
3.2008年诺贝尔化学奖授予美籍华裔钱永健等三位科学家,以表彰他们发现和研究了绿色荧光蛋白。荧光素是发光物质的基质, 5-羧基荧光素与5-羧基二乙酸荧光素在碱性条件下有强烈的绿色荧光,它们广泛应用于荧光分析等。( )
下列说法不正确的是 ( )
A.5-FAM转变为5-CFDA属于取代反应
B.5-FAM的分子式为C21H12O7
C.5-FAM和5-CFDA 各1mol分别与足量NaOH溶液反应,5-CFDA消耗的NaOH 物质的量多
D.实验室鉴别5-FAM与5-CFDA可用NaHCO3 溶液
4.制备异戊二烯流程如下图所示。下列说法不正确的是
丙异戊二烯
A.甲分子中只有1种化学环境的氢原子
B.乙能发生加成反应、取代反应、消去反应
C.丙分子中的官能团有碳碳双键和羟基
D.②③两步转化都属于消去反应
5.下列化合物中,不溶于水,且密度小于水的是
A.乙酸 B.乙醇 C.苯 D.四氯化碳
6.用下列装置进行实验,能达到相应实验目的的是
A.分离苯酚碳酸氢钠溶液 B.除去苯中的Br2 C.检验乙炔的还原性 D.混合浓硫酸和乙醇制取乙烯
A.A B.B C.C D.D
7.下列有机反应属于取代反应的是
A.
B.
C.
D.
8.现有乙酸、环己烷、辛烯组成的混合物,其中氧的质量分数为a,则碳的质量分数是
A. B. C. D.
9.下表中实验操作能达到实验目的的是
选项 实验操作 实验目的
A 向苯酚浓溶液中滴加少量稀溴水 观察白色沉淀三溴苯酚
B 向待测液中加入银氨溶液水浴加热 鉴别甲酸、乙酸
C 向3 mL 5%的CuSO4溶液中滴加3~4滴2%的氢氧化钠溶液,再向其中加入0.5 mL乙醛,加热 检验醛基
D 向丙烯醛(CH2=CH-CHO)中加入溴水 检验含有碳碳双键
A.A B.B C.C D.D
10.布洛芬是一种解热镇痛药,其结构简式如图所示。下列有关该物质的说法错误的是
A.分子式为 B.碳原子有两种杂化方式
C.能与溶液反应 D.所有的碳原子一定共面
11.取代反应是有机化学中一类重要的反应,下列反应属于取代反应的是
A.溴乙烷与氢氧化钠乙醇溶液在加热条件下生成乙烯的反应
B.乙烯与水生成乙醇的反应
C.乙醇与乙酸在浓硫酸加热条件下生成乙酸乙酯的反应
D.乙烯自身生成聚乙烯的反应
12.下列有关化学用语表示正确的是
A.丙烯的实验式:C3H6 B.甲醛的分子结构模型:
C.的名称:1-甲基乙醇 D.基态氮原子的价电子排布式:2p3
二、非选择题(共10题)
13.1 mol仅含C、H、O三种元素的有机物A在稀硫酸中水解生成1 molB和1 molC, B分子中N(C)∶N(H)=4∶5,135<Mr(B)<140;C与B分子中碳原子数相同,且Mr(B)=Mr(C)+2
(1)C的分子式为 ,
(2)B的分子具有高度对称性,苯环上的一氯取代物只有一种。B能与金属Na反应但不能与NaOH反应。写出B的结构简式 ;
(3)C有多种同分异构体,其中属于芳香族的酯类的同分异构体有 种;
14.写出下列反应的化学方程式。
(1)乙醇与钠 。
(2)溴乙烷与强碱的水溶液共热 。
(3)乙醇、浓H2SO4在140℃共热 。
(4)2—甲基—1—丙醇发生消去反应 。
15.某有机物A的结构简式为:
(1)某同学对其可能具有的化学性质进行了如下预测,其中错误的是 。
①可以使酸性高锰酸钾溶液褪色;
②可以和NaOH溶液反应;
③在一定条件下可以和乙酸发生反应;
④在一定条件下可以发生消去反应;
⑤在一定条件下可以和新制Cu(OH)2反应;
⑥遇FeCl3溶液可以发生显色反应。
(2)该有机物的同分异构体甚多,其中有一类可以用 通式表示(其中X、Y均不为氢),试写出其中符合上述通式且能发生银镜反应的四种物质的结构简式: , , , 。
16.苯甲酸乙酯是重要的精细化工试剂,常用于配制水果型食用香精。实验室制备苯甲酸乙酯的流程如图1所示:
部分物质的相关性质如表所示:
物质 苯甲酸 乙醇 苯甲酸乙酯
常温性状 白色片状或针状晶体 无色液体 无色液体
沸点/℃ 249 78 213
相对分子质量 122 46 150
溶解性 微溶于水,溶于乙醇、乙醚等 与水以任意比互溶 难溶于冷水,微溶于热水,溶于乙醇和乙醚等
回答下列问题:
(1)步骤①中反应的装置如图2所示(加热和夹持装置已略)。将一小团棉花放入仪器B中靠近活塞孔处,将吸水剂放入仪器B中,在仪器C中加入12.2g苯甲酸晶体、30mL无水乙醇(约0.5mol)和3mL浓硫酸,加入几粒沸石,加热至液体微沸,回流反应1.5~2h。仪器A的作用是 。
(2)设置仪器B的作用为 。
(3)反应结束后,对仪器C中的混合液进行分离提纯,操作Ⅰ是 ;操作Ⅱ所用的玻璃仪器除了烧杯外,还有 。
(4)反应结束后,步骤③中向混合液2中倒入冷水的目的除溶解浓硫酸外,还有 ;加入的试剂X为 (填化学式)。
(5)最终得到苯甲酸乙酯12.0g,则产率为 %(结果保留三位有效数字)
17.实验室可用酒精、浓硫酸作试剂来制取乙烯,但实验表明,还有许多副反应发生,如反应中会生成、、水蒸气等无机物,某研究性学习小组欲用如图所示的装置制备纯净的乙烯并探究乙烯与单质溴能否反应及反应类型,回答下列问题:
(1)写出制备乙烯反应的化学方程式: ,实验中,加热F装置时必须使液体温度 。
(2)写出浓硫酸与酒精直接反应生成上述无机副产物的化学方程式: 。
(3)为实现上述实验目的,装置的连接顺序为F→ →D,(各装置限用一次)
(4)当C中观察到 时,表明单质溴能与乙烯反应;当D中 时,表明C中发生的是取代反应;若D没有出现前面所描述的现象时,表明C中发生的是 反应。
18.乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素质的成分之一,具有香蕉的香味,实验室制备乙酸异戊酯的反应装置示意图和有关数据如下:
+H2O
相对原子质量 密度/(g·cm-3) 沸点/℃ 水中溶解性
异戊醇 88 0.8123 131 微溶
乙酸 60 1.0492 118 溶
乙酸异戊醇 130 0.8670 142 难溶
实验步骤:
在A中加入4.4 g的异戊醇,6.0 g的乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片,开始缓慢加热A,回流50分钟,反应液冷至室温后,倒入分液漏斗中,分别用少量水,饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤,分出的产物加入少量无水硫酸镁固体,静置片刻,过滤除去硫酸镁固体,,进行蒸馏纯化,收集140~143 ℃馏分,得乙酸异戊酯3.9 g。回答下列问题:
(1)装置B的名称是: ;
(2)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后 (填标号),
A.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗上口倒出
B.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗下口放出
C.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出
D.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口放出
(3)本实验中加入过量乙酸的目的是: ;
(4)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是: (填标号);
(5)本实验的产率是: 。
A、30℅ B、40℅ C、 50℅ D、60℅
19.1体积某烃的蒸气完全燃烧生成的CO2比H2O(g)少1体积(同温同压下测定),0.1mol该烃完全燃烧的产物被碱石灰吸收后,碱石灰增重39g。
(1)求该烃的分子式 。
(2)已知该烃的一氯代物有3种,请写出该烃的结构简式且命名 。
20.某有机物A的相对分子质量为62。为进一步测定A 的化学式,取3.1g A完全燃烧,得到二氧化碳和水蒸气。将产物先后通过足量的浓硫酸和碱石灰,两者分别增重2.7 g和4.4 g(假设每步反应完全)。
(1)该有机物的实验式是 ;分子式是 。
(2)红外光谱显示有“C—C”键和“O—H”键的振动吸收,若核磁共振氢谱只有2个吸收峰且峰面积之比为1∶2,推断该有机物的结构简式是 。
(3)该有机物与金属钠反应的化学方程式是 。
21.由C、H、O三种元素组成的链状有机化合物X,只含有羟基和羧基两种官能团且羟基数目等于羧基数目。称取2.70 gX,与足量金属钠充分反应,生成标况下672 mL氢气;等质量X与氧气充分燃烧后,产生3.96 g CO2和1.62 g H2O。请确定X摩尔质量及分子式 ,写出X可能的结构简式 (要求写出简要推理过程)
22.A的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志。B和D是生活中两种常见的有机物,F是高分子化合物。相互转化关系如图所示:
已知:RCHORCOOH
(1)A分子的结构简式为 ;D中官能团名称为 。
(2)在反应①~⑥中,属于加成反应的是 ,属于取代反应的是 (填序号)。
(3)B和D反应进行比较缓慢,提高该反应速率的方法主要有 、 ;分离提纯混合物中的G所选用的的试剂为 ,实验操作为 。
(4)写出下列反应的化学方程式:
②B→C: ;
④B+D→G: ;
⑥A→F: 。
参考答案:
1.D
A.连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,A中连接醇羟基的碳原子为手性碳原子,所以含有一个手性碳原子,碳碳双键两端连接相同原子在同侧为顺式结构,A中为顺式结构,故A正确;
B.B中杂化和苯环结构相似,含有大π键,所以B中杂环上四个氮原子共平面,故B正确;
C.C失去2个N原子生成D,根据B、D的结构简式确定C的结构简式为 ,故C正确;
D.D的两个苯环上一共有6种氢原子,所以其苯环上的一氯代物有6种,故D错误;
故答案选D。
2.B
A.反应③中没有元素的化合价发生变化,不是氧化还原反应,A错误;
B.根据反应③和④中甲醇的作用原理及这两步反应的总结果,在催化剂作用下可能直接发生反应+H2→+H2O,B正确;
C.由盖斯定律可知,,,C错误;
D.反应③的过程中有极性键的断裂和形成,D错误;
故选:B。
3.D
A. 5-FAM转变为5-CFDA,羟基上的H被乙酰基取代,属于取代反应,A正确;
B. 5-FAM的分子式为C21H12O7,B正确;
C. 5-FAM和5-CFDA 各1mol分别与足量NaOH溶液反应,消耗的NaOH 物质的量分别为4mol和6mol,5-CFDA消耗的NaOH 物质的量多,C正确;
D. 5-FAM与5-CFDA分子中都有羧基,都可与NaHCO3 溶液反应生成二氧化碳,所以不能用NaHCO3溶液鉴别它们,D不正确。
本题选D。
4.D
由有机物的转化关系可知,氢氧化钾作用下丙酮与乙炔发生取代反应生成 ,一定条件下与氢气发生加成反应生成 ,在浓硫酸作用下,共热发生消去反应生成异戊二烯。
A.丙酮结构以羰基结构呈轴对称,分子中只有一种化学环境的氢原子,故A正确;
B.由结构简式可知,分子中含有的碳碳三键可以发生加成反应,分子中含有的羟基可以发生取代反应和消去反应,故B正确;
C.由分析可知,丙的结构简式为,分子中含有的官能团为碳碳双键和羟基,故C正确;
D.由分析可知,反应②为一定条件下与氢气发生加成反应生成,反应③为在浓硫酸作用下,共热发生消去反应生成异戊二烯,故D错误;
故选D。
5.C
A.乙酸易溶于水,能和水以任意比互溶,故A错误;
B.乙醇能和水以任意比互溶,故B错误;
C.苯不溶于水且密度比水小,故C正确;
D.四氯化碳不溶于水且密度比水大,故D错误;
故选C。
6.B
A.苯酚和碳酸氢钠溶液不互溶,应用分液的方法分离,故A错误;
B.溴的苯溶液中的溴能与氢氧化钠溶液反应,而苯不能与氢氧化钠溶液反应,所以用氢氧化钠溶液洗涤,然后分液可以除去苯中的溴,故B正确;
C.电石中含有的硫化钙、磷化钙与水反应生成的硫化氢、磷化氢也能与酸性高锰酸钾溶液反应,干扰乙炔还原性的检验,所以装置C不能用于检验乙炔的还原性,故C错误;
D.浓硫酸的密度大于乙醇,所以混合浓硫酸和乙醇时,应将密度大的浓硫酸加入到乙醇中,故D错误;
故选B。
7.C
A.与新制氢氧化铜反应,被氧化,属于氧化反应,A项错误;
B.与银氨溶液反应,被氧化,属于氧化反应,B项错误;
C.中羟基被溴原子取代,生成,C项正确;
D.乙炔中的碳碳三键变成碳碳双键,属于加成反应,D项错误;
答案选C。
8.B
乙酸的分子式为C2H4O2,环己烷的分子式为C6H12,辛烯的分子式为C8H16,从分子式可以发现三种物质中,C与H原子的数目比都为1:2,质量比都为(12×1):(1×2)=6:1;混合物中共三种元素,氧的质量分数为a,碳、氢元素的质量分数之和为1-a,则碳元素的质量分数为×(1-a)=(1-a),故选B。
【点睛】明确碳、氢的固定组成是解答的关键,根据乙酸的分子式为C2H4O2,环己烷的分子式为C6H12,辛烯的分子式为C8H16,则在混合物中碳、氢存在固定的质量比,混合物中一共有三种元素,氧的质量分数为a,碳、氢元素的质量分数之和为1-a,然后可计算出碳元素的质量分数。
9.B
A.苯酚和稀溴水不反应,且三溴苯酚溶于苯芬中,所以用苯酚的浓溶液与少量稀溴水不能看到白色沉淀,A错误;
B.甲酸可以发生银镜反应,故可以用银氨溶液鉴别甲酸、乙酸,B正确;
C.检验醛基时需要在碱性条件下,实验过程中氢氧化钠为少量,C错误;
D.溴水和碳碳双键能发生加成反应,溴水具有氧化性,能氧化醛基,溴水不能检验丙烯醛含有碳碳双键,D错误;
故选B。
10.D
A.根据结构简式可知其分子式为,故A正确;
B.分子中单键碳原子采用杂化,双键碳原子采用杂化,故B正确;
C.分子中含有羧基,能与碳酸氢钠反应放出二氧化碳,故C正确;
D.分子结构中存在杂化的碳原子而且杂化的碳原子同时与三个碳原子相连,碳原子不可能全部共面,故D错误;
选D。
11.C
A.溴乙烷与氢氧化钠乙醇溶液在加热条件下生成乙烯同时脱去HBr,属于消去反应,A错误;
B.乙烯与水发生加成反应生成乙醇,B错误;
C.乙醇与乙酸在浓硫酸加热条件下生成乙酸乙酯的反应是取代反应,C正确;
D.乙烯自身发生加成聚合反应生成聚乙烯,属于加聚反应,D错误;
答案选C。
12.B
A.丙烯的实验式即最简式为:CH2,A错误;
B.已知甲醛是平面形分子,结构简式是HCHO,且原子半径C>O>H,则甲醛的分子结构空间填充模型为:,B正确;
C.根据醇的命名原则可知,的名称为:2-丙醇 ,C错误;
D.N是7号元素,则基态氮原子的价电子排布式为:2s22p3,D错误;
故答案为:B。
13. C8H8O2 HOCH2——CH2OH 6
有机物A在稀硫酸中水解生成1molB和1molC,且B的分子具有高度对称性,苯环上的一氯取代物只有一种,说明B的苯环上有1中H原子,则B的取代基应相同,且分子对称,B能与金属Na反应但不能与NaOH反应,说明B中含有-OH,应为醇,则C为酸,则有Mr(B)+Mr(C)=Mr(A)+Mr(H2O)18,B中含有苯环,则C原子数应大于6,设B中含有8个C,则含有10个H,因结构对称,则至少含有2个-OH;如含有2个O,则相对分子质量为8×12+10+2×16=138,则符合135<Mr(B)<140,所以B的分子式为C8H10O2,结构简式为,Mr(B)=Mr(C)+2,则C的相对分子质量为136,应比B少2个H,分子式应为C8H8O2,C分子中苯环上有两个取代基,且苯环上的一氯取代物有两种,说明苯环上有2个取代基,其中1个为-COOH,则另一个为-CH3,二者处于苯环的对位,结构简式为,则A应为,以此解答该题.
有机物A在稀硫酸中水解生成1molB和1molC,且B的分子具有高度对称性,苯环上的一氯取代物只有一种,说明B的苯环上有1中H原子,则B的取代基应相同,且分子对称,B能与金属Na反应但不能与NaOH反应,说明B中含有-OH,应为醇,则C为酸,B中含有苯环,则C原子数应大于6,设B中含有8个C,则含有10个H,因结构对称,则至少含有2个-OH;如含有2个O,则相对分子质量为8×12+10+2×16=138,则符合135<Mr(B)<140,所以B的分子式为C8H10O2,结构简式为,Mr(B)=Mr(C)+2,则C的相对分子质量为136,应比B少2个H,分子式应为C8H8O2,结构简式为;
(1)由以上分析可知,C的分子式为C8H8O2;
(2)由以上分析可知B的结构简式为;
(3)C为,属于芳香酯类的同分异构体有、(邻、间、对)以及,乙酸苯酯(),共6种。
14. 2C2H5OH+2Na→2C2H5O Na +H2↑ CH3CH2Br+OH— CH3CH2OH +Br— 2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O (CH3)2CHCH2OH(CH3)2C=CH2↑+H2O
(1)乙醇与钠反应生成乙醇钠和氢气,反应的化学方程式为2C2H5OH+2Na→2C2H5O Na +H2↑,故答案为:2C2H5OH+2Na→2C2H5O Na +H2↑;
(2)溴乙烷在强碱溶液中共热发生水解反应生成乙醇和溴离子,反应的离子方程式为CH3CH2Br+OH— CH3CH2OH +Br—,故答案为:CH3CH2Br+OH— CH3CH2OH +Br—;
(3)在浓硫酸作用下,乙醇共热到140℃时发生取代反应生成乙醚和水,反应的化学方程式为2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O,故答案为:2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O;
(4) 在浓硫酸作用下,2—甲基—1—丙醇共热发生消去反应生成2—甲基—1—丙烯和水,反应的化学方程式为(CH3)2CHCH2OH(CH3)2C=CH2↑+H2O,故答案为:(CH3)2CHCH2OH(CH3)2C=CH2↑+H2O。
15. ④⑥
(1)①分子中苯环上有甲基,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,故①正确;
②分子中含有酯基,可以和NaOH溶液反应,发生水解,故②正确;
③分子中含有-OH,在一定条件下可以和乙酸发生反应,故③正确;
④由于-OH邻位的碳原子.上没有氢原子,则不能发生消去反应,故④错误;
⑤由于含有醛基(甲酸酯),在一定条件下可以和新制Cu(OH)2反应,故⑤正确;
⑥分子中不含酚羟基,则遇FeCl3溶液不能发生显色反应,故⑥错误,
(2) 用通式表示(其中X、Y均不为氢),说明苯环.上有3个取代基且都处于间位,能发生银镜反应,说明分子中含有-CHO,符合条件的有:、、、。
16.(1)冷凝回流乙醇和水
(2)吸收冷凝下来的水,避免进入仪器C中,影响苯甲酸乙酯的产率
(3) 蒸馏 分液漏斗
(4) 降低苯甲酸乙酯在水相中的溶解度以利于分层 Na2CO3 (或NaHCO3等其他合理答案)
(5)80.0
苯甲酸与乙醇在浓硫酸作用下发生酯化反应,生成苯甲酸乙酯,所得混合液1中含有苯甲酸、乙醇、苯甲酸乙酯、浓硫酸等,从分离出乙醇看,操作Ⅰ应为蒸馏,此时混合液2中含有浓硫酸、苯甲酸、苯甲酸乙酯,加入冷水溶解浓硫酸,再加入试剂X,将混合液3分成水相和粗产品,X起到去除苯甲酸、降低苯甲酸乙酯溶解度的作用,所以应为饱和碳酸钠溶液等,则操作Ⅱ为分液。
(1)仪器A是竖立的冷凝管,起冷凝回流作用,所以其作用是:冷凝回流乙醇和水。答案为:冷凝回流乙醇和水;
(2)该酯化反应为可逆反应,仪器B中放入干燥剂,吸收冷凝的水,其作用为:吸收冷凝下来的水,避免进入仪器C中,影响苯甲酸乙酯的产率。答案为:吸收冷凝下来的水,避免进入仪器C中,影响苯甲酸乙酯的产率;
(3)由分析可知,操作Ⅰ是蒸馏;操作Ⅱ用于分离不互溶的液体,则为分液,所用的玻璃仪器除了烧杯外,还有分液漏斗。答案为:蒸馏;分液漏斗;
(4)反应结束后,混合液2中含有浓硫酸、苯甲酸、苯甲酸乙酯,倒入冷水,浓硫酸溶解,苯甲酸主要溶解在苯甲酸乙酯中,目的除溶解浓硫酸外,还有降低苯甲酸乙酯在水相中的溶解度以利于分层;由分析可知,加入的试剂X为Na2CO3 (或NaHCO3等其他合理答案)。答案为:降低苯甲酸乙酯在水相中的溶解度以利于分层;Na2CO3 (或NaHCO3等其他合理答案);
(5)苯甲酸的物质的量为=0.1mol,乙醇为0.5mol,则乙醇过量,应以苯甲酸计算苯甲酸乙酯的理论产量,n(苯甲酸乙酯)=n(苯甲酸)=0.1mol,m(苯甲酸乙酯)=0.1mol×150g/mol=15.0g,最终得到苯甲酸乙酯12.0g,则产率为=80.0%。答案为:80.0。
【点睛】加入的试剂X既能与苯甲酸反应转化为可溶性盐,又能降低苯甲酸乙酯的溶解度。
17.(1) CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O 迅速升高到170℃
(2)CH3CH2OH+6H2SO4(浓) 2CO2↑+6SO2↑+9H2O
(3)A→B→E→C
(4) 溶液褪色 有浅黄色沉淀生成 加成
由实验装置图可知,装置F中乙醇在浓硫酸作用下加热至170℃发生消去反应制备乙烯,浓硫酸具有强氧化性,能与乙醇共热反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,反应制得的乙烯中混有二氧化碳、二氧化硫和水蒸气,所以为制备纯净的乙烯并探究乙烯与单质溴能否反应及反应类型,必须将混合气体先后通入盛有浓氢氧化钠溶液的试管A用于除去二氧化硫和二氧化碳,盛有澄清石灰水的试管用于证明二氧化硫和二氧化碳完全除去,盛有浓硫酸的试管E用于干燥乙烯,盛有溴的四氯化碳溶液的试管C和盛有硝酸银溶液的试管D用于验证乙烯与单质溴能否反应及反应类型,则装置的连接顺序为F→A→B→E→C→D。
(1)由分析可知,制备乙烯的反应为乙醇在浓硫酸作用下加热至170℃发生消去反应生成乙烯和水,为防止乙醇在浓硫酸作用下加热至140℃时发生分子间脱水反应生成乙醚,实验时需要要迅速升至170℃,反应的化学方程式为CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,故答案为:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O;迅速升至170℃;
(2)由分析可知,浓硫酸具有强氧化性,能与乙醇共热反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,反应的化学方程式为CH3CH2OH+6H2SO4(浓) 2CO2↑+6SO2↑+9H2O,故答案为:CH3CH2OH+6H2SO4(浓) 2CO2↑+6SO2↑+9H2O;
(3)由分析可知,为实现上述实验目的,装置的连接顺序为F→A→B→E→C→D,故答案为:A→B→E→C;
(4)当C中溶液褪色时,表明单质溴能与乙烯反应;若D中有浅黄色沉淀生成,表明C中发生的是取代反应;若D没有出现前面所描述的现象时,表明C中发生的是加成反应,故答案为:溶液褪色;有浅黄色沉淀生成;加成。
18. 球形冷凝管 D 提高醇的转化率 b D
在装置A中加入反应混合物和2~3片碎瓷片,开始缓慢加热A,利用冷凝管冷凝回流50分钟,反应液冷至室温后,倒入分液漏斗中,先用少量水洗掉大部分硫酸和醋酸,再用水洗涤碳酸氢钠溶液,分出的产物加入少量无水硫酸镁固体作干燥剂,静置片刻,过滤除去硫酸镁固体,进行蒸馏纯化,收集140~143℃馏分,得乙酸异戊酯,还考查了反应物转化率的提高方法,同时进行产率的计算。
(1)由装置中仪器B的构造可知,仪器B的名称为球形冷凝管;
(2)由于酯的密度比水小,二者互不相溶,因此水在下层,酯在上层;分液时,要先将水层从分液漏斗的下口放出,待到两层液体界面时关闭分液漏斗的活塞,再将乙酸异戊酯从上口放出,所以正确的为D;
(3)酯化反应是可逆反应,增大反应物的浓度可以使平衡正向移动;增加一种反应物的浓度,可以使另一种反应物的转化率提高,因此本实验中加入过量乙酸的目的是提高转化率;
(4)在蒸馏操作中,温度计的水银球要放在蒸馏烧瓶的支管口处,所以ad错误;c中使用的是球形冷凝管容易使产品滞留,不能全部收集到锥形瓶中,因此仪器及装置安装正确的是b;
(5)乙酸的物质的量为:,异戊醇的物质的量为:,由于乙酸和异戊醇是按照1:1进行反应,所以乙酸过量,生成乙酸异戊酯的量要按照异戊醇的物质的量计算,即理论上生成0.05mol乙酸异戊酯;实际上生成的乙酸异戊酯的物质的量为,所以实验中乙酸异戊酯的产率为:,答案为D。
19. C6H14 CH3CH2C(CH3)3;2,2—二甲基丁烷
(1)体积某烃的蒸气完全燃烧生成的CO2比生成的水蒸气少1体积(在同温同压下测定),说明H原子个数的一半比C原子个数多1,所以可设烃的分子式为CxH2x+2,0.1mol该烃完全燃烧生成0.1xmolCO2、(x+1)0.1mol水,碱石灰吸收二氧化碳和水,则二氧化碳和水的质量0.1xmol44g/mol+(x+1)0.1mol18g/mol=39g,解得x=6,据此判断该烃的分子式C6H14;
(2)若该烃的一氯代物有3种,说明该烃分子中含有3种氢原子,则其结构简式为CH3CH2C(CH3)3,最长碳链有4个碳,2号碳上有两个甲基,所以命名为2,2—二甲基丁烷。
20. CH3O C2H6O2 CH2OHCH2OH CH2OHCH2OH+2NaCH2ONaCH2ONa+H2
分析:将产物先后通过足量的浓硫酸和碱石灰,两者分别增重2.7 g和4.4 g,增加的质量分别是水和二氧化碳的质量,根据有机物A的相对原子质量结合质量守恒定律判断实验室、分子式,根据有机物的性质书写结构简式。
详解:(1)3.1gA的物质的量是0.05mol,生成的水是2.7g,物质的量是2.7g÷18g/mol=0.15mol,其中氢原子的物质的量是0.3mol;生成的CO2是4.4g,物质的量是4.4g÷44g/mol=0.1mol,其中碳原子的物质的量是0.1mol,所以根据原子守恒可知,A分子中含有的碳、氢原子个数分别是2个和6个,则氧原子的个数是个,所以A的化学式是C2H6O2,最简式是CH3O;
(2)根据红外光谱显示有“C—C”键和“O—H”键的振动吸收,核磁共振氢谱只有2个吸收峰且峰面积之比为1∶2可知,该有机物是乙二醇,结构简式是HOCH2CH2OH。
(3)醇能和金属钠反应生成氢气,则该反应的化学方程式是HOCH2CH2OH+2Na→NaOCH2CH2ONa+H2↑。
点睛:本题主要是考查有机物最简式、化学式、结构简式的有关判断和计算,题目难度不大。该题的解题关键是利用好守恒法,即质量守恒定律、原子守恒等。
21. 90 g/mol、C3H6O3 、HO-CH2CH2-COOH
(1)2.70 gX与氧气充分燃烧后,产生3.96 g CO2和1.62 g H2O。根据元素守恒可知:n(C)=n(CO2)=,n(H2O)=,n(H)=2n(H2O)=0.18 mol,2.70 g X中含有O的物质的量n(O)=,n(C):n(H):n(O)=0.09 mol:0.18 mol:0.09 mol=1:2:1,故X的最简式为CH2O。由于X只含有羟基和羧基两种官能团且羟基数目等于羧基数目,羟基和羧基都可以与足量金属钠反应放出氢气。因此X分子中最少含有1个-COOH,1个-OH,X分子中最少应含有3个O原子,此时物质分子式是C3H6O3,其摩尔质量是90 g/mol,2.70 g X的物质的量是n(C3H6O3)=,其中含有0.03 mol的-OH和0.03 mol的-COOH,与Na反应产生H2的物质的量为0.03 mol。实际上2.70 g X与足量Na反应生成标况下672 mL氢气,n(H2)=,说明化学式C3H6O3就是该物质的分子式,故X摩尔质量是90 g/mol;
(2)X分子中含有3个C原子,其中一个羧基,一个羟基,两个官能团可能在同一个碳原子上,也可能连接在两个不同的碳原子上,故其可能的结构为、HO-CH2CH2-COOH。
22. CH2=CH2 羧基 ① ④ 加热 使用浓硫酸作催化剂 饱和碳酸钠溶液 分液 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O nCH2=CH2
A的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志,A为乙烯;由已知条件和转化关系图可知,乙烯与水发生加成反应生成乙醇,则B为乙醇,乙醇与氧气在催化剂的条件下反应生成乙醛,则C为乙醛,乙醛与氧气继续反应生成乙酸,则D为乙酸,乙酸与乙醇在浓硫酸加热的条件下发生酯化反应生成乙酸乙酯,则G为乙酸乙酯,乙烯在一定条件下发生加聚反应生成聚乙烯,则F为聚乙烯,由此分析。
(1)A为乙烯,则A分子的结构简式为CH2=CH2,D为乙酸,乙酸的官能团为羧基;
(2)根据反应,在反应①~⑥中,属于加成反应的是①,属于取代反应的是④;
(3)B和D反应进行比较缓慢,提高该反应速率的方法主要有:使用浓硫酸作催化剂,加热等,由乙酸和乙醇发生酯化反应得到的乙酸乙酯中混有乙酸、乙醇,用饱和碳酸钠溶液可降低乙酸乙酯的溶解度,使乙酸乙酯分层析出,同时吸收乙醇、除去乙酸,则分离提纯混合物中的乙酸乙酯所选用的试剂为饱和碳酸钠溶液,出现分层现象,上层油状液体为乙酸乙酯,进行分液操作即可分离;
(4)②乙醇与氧气在催化剂的条件下反应生成乙醛,方程式为:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;
④乙醇和乙酸在浓硫酸加热的条件下反应生成乙酸乙酯和水,方程式为:CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O;
⑥乙烯在一定条件下发生加聚反应生成聚乙烯,化学方程式为: