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

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名称 第三章 烃的衍生物 测试题 2023-2024学年高二化学人教版(2019)选择性必修3(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 2023-12-22 22:49:46

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第三章 烃的衍生物 测试题
一、单选题(共12题)
1.下列操作可以达到实验目的是
选项 实验目的 实验操作
A 验证乙炔能被酸性高锰酸钾溶液氧化 将电石与饱和食盐水反应生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液,观察溶液是否褪色
B 除去苯中少量的苯酚 加入过量溴水,振荡、静置、分液
C 除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸 加入足量饱和Na2CO3溶液,振荡,静置,分液,取出上层液体
D 验证乙醇分子中的氢与水分子中的氢的活性 金属钠与乙醇和水分别反应,观察钠浮在液面,还是沉在底部
A.A B.B C.C D.D
2.DL-安息香(结构简式如图所示)可作医药中间体,也可用于染料生产,下列关于DL-安息香的说法中不正确的是
A.其分子式为C14H12O2
B.1molDL-安息香最多消耗7molH2
C.苯环上的一氯代物有10种(不考虑立体异构)
D.所有原子不可能共面
3.一种具有活性的物质,结构简式为HOOC(CH2)4CH=CH(CH2)4CH2OH,下列有关该物质的叙述正确的是
A.分子式为C12H20O3
B.能分别使酸性KMnO4溶液、溴水褪色,二者发生反应的类型相同
C.不能与碳酸钠溶液反应
D.标准状况下,1mol该有机物与足量金属钠反应能产生22.4LH2
4.下列由实验现象所得结论错误的是
A.向NaHSO3溶液中滴加氢硫酸,产生淡黄色沉淀,证明具有氧化性
B.向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末,紫色褪去,证明Fe3O4中含Fe(Ⅱ)
C.向浓HNO3中插入红热的炭,产生红棕色气体,证明炭可与浓HNO3反应生成NO2
D.向苯酚钠溶液中通入足量CO2,观察溶液变浑浊,证明碳酸的酸性比苯酚强
5.苹果酸的结构简式为,下列说法正确的是
A.1mol苹果酸最多与2molNaHCO3发生反应
B.1mol苹果酸可与3molNaOH发生中和反应
C.1mol苹果酸与足量金属Na反应生成1molH2
D.与苹果酸互为同分异构体
6.下列说法不正确的是
A.用NaOH溶液和加热的方法可以鉴别植物油和矿物油两种物质
B.用溴水即可鉴别苯酚溶液、2,4-己二烯和甲苯三种物质
C.用酸性高锰酸钾溶液除去乙烷中的乙烯
D.用溶液能鉴别、、苯、硝基苯四种物质
7.下列实验装置能达到实验目的的是

A.证明是分解的催化剂 B.实验室制取并收集气体 C.甲烷与氯气的取代反应 D.制备并收集乙酸乙酯
A.A B.B C.C D.D
8.分子式为C9H18O2的酯在稀硫酸的作用下水解生成的两种产物相对分子质量相等,则其可能结构有
A.16种 B.24种 C.32种 D.64种
9.磷酸奥司他韦是临床常用的抗病毒药物,常用于甲型和乙型流感治疗。其中间体结构简式如图所示,关于该有机物下列说法错误的是
A.分子式为
B.该有机物既能与酸反应又能与碱反应
C.该有机物分子中的碳原子不可能都在同一个平面
D.1 mol 该有机物最多能与 3 mol H2发生加成反应
10.化学在生产生活中具有重要应用,下列有关说法正确的是
A. B. C. D.
溶洞形成时,涉及的溶解 不锈钢镀铜水龙头:镀铜时,纯铜作阴极 植物光合作用中,碳元素被氧化 植物奶油的制作过程:要为取代反应
A.A B.B C.C D.D
11.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,元素Y是构成生命的主要元素之一,且Y和W的原子序数之和是Z原子序数的2倍,四种元素形成的化合物的结构如图所示,下列有关说法错误的是
A.Z的最高价含氧酸为强酸
B.氢化物沸点:W>Y
C.化合物X2Y2W4与乙二醇在一定条件下能发生酯化反应
D.原子半径:Y>Z>W>X
12.下列实验事实不能用基团间相互影响解释的是
A.相同条件下,乙醇与钠的反应没有水与钠的反应剧烈
B.乙烯能发生加成反应,而乙烷不能
C.乙酸的酸性强于丙酸
D.甲苯比苯更容易发生硝化反应,且能生成邻、对位三取代产物
二、非选择题(共10题)
13.按要求填空:
(1)中含有的官能团的名称为 、 。
(2)以乙炔和氯化氢为原料制得聚氯乙烯发生的反应类型依次为 、 。
(3)三联苯的结构为,它的一氯代物有 种。
(4)分子式为的某烃的所有碳原子都在同一平面上,则该烃的结构简式为 。
(5)烷烃A的蒸气密度是同条件下氢气密度的64倍,若A中含有6个甲基,但不可能是烯烃与氢气的加成产物,则A的结构简式为 。
(6)乳酸发生下列变化:,所用的试剂是a. ,b (写化学式)。
14.甲醇是可再生燃料,可以利用天然气等物质生产,生产成本低,用途广泛。最近有科学家提出:把含有0.050%CO2的空气(通常情况下空气中CO2的体积分数为0.030%,当空气中CO2的体积分数超过0.050%时,会引起明显的温室效应。)吹入碳酸钾溶液中,然后再想法把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后得到甲醇,其构想技术流程如下:

试回答下列问题:
(1)写出吸收池中主要反应的离子方程式: 。
(2)写出合成塔中反应的化学方程式: 。
(3)若吹入的空气体积为33.6m3(标准状况下),则理论上最多可生产 g甲醇。
15.写出下列反应的化方程式。
(1)苯酚与Na2CO3反应
(2)乙酸与Na2CO3反应
(3)卤代烃的水解(成醇)
(4)酯的水解
(5)酚类与NaOH中和反应
(6)羧酸与NaOH中和反应
(7)酯的水解
(8)羧酸盐的酸化
16.实验室以苯甲酸和乙醇为原料制备苯甲酸乙酯,实验装置如图(加热及夹持装置已省略)。
反应原理:+C2H5OH+H2O
物质 颜色、状态 沸点(℃) 密度(g·cm-3)
苯甲酸 无色晶体 249(100°C升华) 1.27
苯甲酸乙酯 无色液体 212.6 1.05
乙醇 无色液体。 78.3 0.79
环己烷 无色液体 80.8 0.73
实验步骤如下:
步骤1:在三颈烧瓶中加入12.20g苯甲酸、20mL环己烷、5mL浓硫酸、沸石,并通过分液漏斗加入60mL(过量)乙醇,控制温度在65~70℃加热回流2h。反应时“环己烷-乙醇-水”会形成共沸物(沸点62.6℃)蒸馏出来,再利用分水器不断分离除去水,回流环己烷和乙醇。
步骤2:反应一段时间,打开旋塞放出分水器中液体,关闭旋塞,继续加热维持反应。
步骤3:将三颈烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中,分批加入Na2CO3至溶液呈中性。
步骤4:用分液漏斗分离出有机层,水层用25mL乙醚萃取分液,然后合并至有机层。加入氯化钙,对粗产物进行蒸馏,低温蒸出乙醚后,继续升温,接收210~213℃的馏分,得到产品10.00mL。
请回答下列问题:
(1)制备苯甲酸乙酯时,应采用 方式加热;冷凝管中冷却水从 进入。(填“a”或“b”)
(2)根据上述实验药品的用量,三颈烧瓶最适宜规格为_______。
A.100mL B.150mL C.250mL D.500mL
(3)加入环己烷的目的是 。
(4)装置中分水器的作用是 ;判断反应已经完成的标志是 。
(5)步骤3若加入Na2CO3不足,在之后蒸馏时,蒸馏烧瓶中可见到白烟生成,产生该现象的原因是 。
(6)步骤4中对水层用乙醚再萃取后合并至有机层的目的是 。
(7)图中关于步骤4中对水层的萃取分液的相关操作的正确顺序为 (用编号排序);对粗产物进行蒸馏时应选用的 冷凝管(选填“直形”“球形”或“蛇形”)。
(8)本实验中苯甲酸乙酯的产率为 。(保留两位有效数字)
17.苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线:
制备苯乙酸的装置示意图如右(加热和夹持装置等略):
已知:苯乙酸的熔点为76.5 ℃,微溶于冷水,溶于乙醇。
回答下列问题:
(1)在250 mL三口瓶a中加入70 mL70%硫酸。配制此硫酸时,加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是 。
(2)将a中的溶液加热至100 ℃,缓缓滴加40 g苯乙腈到硫酸溶液中,然后升温至130 ℃继续反应。在装置中,仪器c的作用是 ;仪器b的名称是 ,其作用是 。反应结束后加适量冷水,再分离出苯乙酸粗品。加入冷水的目的是 。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是(填标号)。
A 分液漏斗 B 漏斗 C 烧杯 D 直形冷凝管 E 玻璃棒
(3)提纯粗苯乙酸的方法是 ,最终得到44g纯品,则苯乙酸的产率是 。
(4)用CuCl2 2H2O和NaOH溶液制备适量Cu(OH)2沉淀,并多次用蒸馏水洗涤沉淀,判断沉淀洗干净的实验操作和现象是 。
(5)将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中,充分溶解后,加入Cu(OH)2搅拌30min,过滤,滤液静置一段时间,析出苯乙酸铜晶体,混合溶剂中乙醇的作用是 。
(6)在实际操作时,发现b中液体不容易滴下来,你认为应将b改为 (填仪器名称)即可解决此问题。
18.“酒是陈的香”,就是因为酒在储存过程中生成具有香味的乙酸乙酯。我们可以在实验室中用如图所示的装置制取乙酸乙酯。试回答下列问题:
(1)试管a中加入碎瓷片的作用是 ,试管b中的溶液是 。
(2)浓硫酸的作用是 。
(3)装置中导管要插在试管b液面上,不能插入溶液中,目的是 。
(4)若要把制得的乙酸乙酯分离出来,应采用的实验操作名称是 。
(5)写出生成乙酸乙酯的方程式
19.一定质量的甲烷燃烧后得到的产物为CO、CO2和水蒸气,此混合气体质量为49.6g,当其缓慢经过无水CaCl2时,CaCl2增重25.2g,计算:
(1)参加反应的甲烷的物质的量为 mol
(2)生成的CO的质量为 g。
20.某一氯代烷1.85g,与足量的氢氧化钠溶液混合后加热,充分反应后,用足量硝酸酸化,向酸化后的溶液中加入20mL 1mol L﹣1AgNO3溶液时,不再产生沉淀.
(1)通过计算确定该一氯代烷的分子式
(2)写出这种一氯代烷的各种同分异构体的结构简式:
21.完全燃烧标准状况下某气态烃2.24L,生成CO28.8g,水3.6g,求:
(1)该烃的相对分子质量 。
(2)该烃的分子式 。
22.G是一种新型香料的主要成分之一,其结构中含有三个六元环。G的合成路线如图(部分产物和部分反应条件略去):
已知:①RCH=CH2+CH2=CHR’CH2=CH2+RCH=CHR’
②B中核磁共振氢谱图显示分子中有6种不同环境的氢原子;
③D和F是同系物。
请回答下列问题:
(1)(CH3)2C=CH2的系统命名法名称为 ,该分子中最多有 个原子在同一平面内。
(2)A→B反应过程中涉及的反应类型依次为 、 。
(3)D分子中含有的含氧官能团名称是 ,G的结构简式为 。
(4)生成E的化学方程式为 。
(5)同时满足下列条件:①与FeCl3溶液发生显色反应;②苯环上有两个取代基、含C=O的F的同分异构体有多种,其中核磁共振氢谱为4组峰、能水解的物质的结构简式为 。
(6)模仿由苯乙烯合成F的方法,写出由丙烯制取α-羟基丙酸()的合成路线: 。
参考答案:
1.C
A.电石不纯,与水反应生成乙炔的同时也生成硫化氢、磷化氢等,都可与高锰酸钾溶液反应,达不到实验目的,故A不选;
B.加过量溴水,生成三溴苯酚,三溴苯酚和溴都能与苯互溶,不能用分液方法将二者分离,故B不选;
C.乙酸和碳酸钠反应生成可溶性的乙酸钠,乙酸乙酯和碳酸钠不反应且乙酸乙酯不溶于水,然后采用分液的方法分离,所以能实现实验目的,故C选;
D.金属钠与乙醇和水分别反应,观察钠浮在液面,还是沉在底部,只能说明钠的密度大于乙醇小于水,不能说明乙醇分子中的氢与水分子中的氢的活性大小关系,故D不选;
故选C。
2.C
A.该分子中含有14个碳原子、12个碳原子、2个氧原子,分子式为C14H12O2,故A正确;
B.苯环和氢气以1:3发生加成反应,羰基和氢气以1:1发生加成反应,故1molDL-安息香最多消耗7molH2,故B正确;
C. 由结构简式可知苯环上的一氯代物有6种,故C错误;
D. 连羟基的碳原子连接4根单键,所有原子不可能共面,故D正确;
故选C。
3.D
A. 由结构简式可知,分子式为C12H22O3,A错误;
B.使酸性KMnO4溶液褪色是因为发生氧化反应、使溴水褪色是因为和碳碳双键发生加成反应,二者发生反应的类型不相同,B错误;
C. 含羧基,能与碳酸钠溶液反应,C错误;
D.含羧基和醇羟基,均能与金属钠反应产生氢气,则:标准状况下,1mol该有机物与足量金属钠反应能产生22.4LH2,D正确;
答案选D。
4.C
A.向NaHSO3溶液中滴加氢硫酸,产生淡黄色沉淀为S,可知NaHSO3中S元素的化合价降低,则具有氧化性,A正确;
B.酸性KMnO4溶液可氧化Fe2+变为Fe3+,被还原为无色Mn2+,使溶液紫色褪去,证明Fe3O4中含Fe(Ⅱ),B正确;
C.加热条件下,C和浓硝酸会反应生成NO2;浓硝酸受热分解也能够生成NO2。向浓HNO3中插入红热的炭,产生红棕色气体,无法证明炭可与浓HNO3反应生成NO2,C错误;
D.苯酚钠溶液中通入足量CO2,反应产生难溶性的苯酚和NaHCO3,使澄清溶液变浑浊,证明碳酸的酸性比苯酚强,D正确;
故合理选项是C。
5.A
A.由苹果酸的结构简式可知,只有羧基与NaHCO3反应,则1mol苹果酸最多与2molNaHCO3发生反应,A项正确;
B.苹果酸中只有羧基能和NaOH反应,故1 mol苹果酸只能与2 mol NaOH发生中和反应,B项错误;
C.羧基和羟基都能与Na反应放出H2,故1 mol苹果酸能与3 mol Na反应生成1.5 mol H2,C项错误;
D.此结构简式与题干中的结构简式表示的是同一物质,D项错误;
答案选A。
6.C
A.植物油水解生成易溶于水的物质,溶液不分层,矿物油与NaOH不反应,溶液分为两层,因而可以区分,故A正确;
B.溴水与苯酚溶液反应生成白色沉淀,与2,4-己二烯褪色,与甲苯发生萃取,现象各不相同,可以鉴别,故B正确;
C.酸性高锰酸钾溶液将乙烯氧化为二氧化碳气体,引入新杂质,故不能除去杂质乙烯,故C错误;
D.加入碳酸钠溶液,乙酸与碳酸钠反应生成气体,乙醇溶液水,苯、硝基苯都不溶于水,苯的密度比水小,硝基苯的密度比水大,可鉴别,故D正确;
故选C。
7.C
A.该实验中有两个变量,不能证明是分解的催化剂,选项A不能达到实验目的;
B.能与水反应,不能用排水法收集,选项B不能达到实验目的;
C.甲烷与氯气在光照下发生反应,反应过程中氯气被消耗,试管内气体颜色变浅,试管内压强减小,液面上升,饱和食盐水变浑浊,说明氯离子浓度大,产生氯化氢,发生取代反应,选项C能达实验目的;
D.为了防止倒吸,导管不能伸到液面以下,选项D不能达到实验目的;
答案选C。
8.A
酯水解生成酸和醇,由于生成的酸和醇的相对分子质量相同,则根据酯的化学式可知,生成的羧酸和醇的化学式分别是C4H8O2和C5H12O,由于丙基有2种,则羧酸C4H8O2就有2种。戊烷有正戊烷、异戊烷和新戊烷,其中等效氢原子的种类分别是3、4和1种,则戊醇就有8种,所以该酯的同分异构体就有2×8=16种,答案选A。
9.D
A.由结构简式可知,有机物为分子式为C16H28N2O4,故A正确;
B.含有酯基,可在酸性或碱性条件下水解,故B正确;
C.该结构中含有烷基结构,所以该有机物分子中的碳原子不可能都在同一个平面,故C正确;
D.能与氢气反应的为碳碳双键,则1 mol该有机物最多能与1 mol H2发生加成反应,故D错误;
故选D。
10.A
本题主要考查化学在生产生活中的应用,侧重考查学生对化学知识的辨析能力。
A.溶洞形成时,涉及碳酸钙与空气中二氧化碳和水的溶解反应,生成碳酸氢钙,A项正确;
B.镀铜时,纯铜作阳极,B项错误;
C.植物光合作用中,转化为,碳元素被还原,C项错误;
D.植物奶油的制作过程为液态植物油与的加成反应,D项错误。
答案选A。
11.B
短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,元素Y是构成生命的主要元素之一,Y能形成四个共价键,Y为C,Z与X能形成ZX,则Z为N,X为H,且Y和W的原子序数之和是Z原子序数的2倍,W为O,结合题意可知,X、Y、Z、W 分别为H、C、N、O。化合物甲是NH4HC2O4。
A.N的最高价含氧酸即HNO3为强酸,A正确;
B.C元素的氢化物有很多种,常温下的状态可能是气体、液体或固体,故其沸点不一定低于O的氢化物,B错误;
C.H2C2O4与乙二醇在一定条件下能发生酯化反应,C正确;
D.根据元素周期律可知原子半径:C>N>O>H,D正确;
故选B。
12.B
A.乙醇与钠的反应没有水与钠的反应剧烈,即乙醇中羟基不如水中羟基活泼,说明烃基对羟基产生影响,A不符合题意;
B.乙烯能发生加成反应是由于乙烯中含碳碳双键,而乙烷中无碳碳双键,故不能加成,与基团间的相互影响无关,B符合题意;
C.烃基属于推电子基团,烃基中的碳链越长,推电子效应越大,使羧基中的羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱,乙酸酸性大于丙酸,C不符合题意;
D.甲苯比苯更容易发生硝化反应,且能生成邻、对位三取代产物,甲基对苯环产生影响,导致苯环上和甲基处于邻对位上的氢原子活性增大,易被取代,D不符合题意;
故选B。
13.(1) 羧基 酯基
(2) 加成反应 加聚反应(或聚合反应)
(3)4
(4)
(5)
(6) 或或(或其他合理答案)
(1)含有的官能团的名称为羧基、酯基;
(2)乙炔和氯化氢发生加成反应生成氯乙烯,氯乙烯再发生加聚反应生成聚氯乙烯,发生的反应类型依次为加成反应、加聚反应(或聚合反应);
(3)三联苯有4种H原子,它的一氯代物有4种;
(4)分子式为的不饱和度为1,所有碳原子都在同一平面上,则含有碳碳双键,该烃的结构简式为;
(5)烷烃A的蒸气密度是同条件下氢气密度的64倍,则A的相对分子质量为2×64=128,由可得A的分子式为C9H20,若A中含有6个甲基,但不可能是烯烃与氢气的加成产物,则A的结构简式为;
(6)乳酸中只有羧基反应但羟基不反应是,是利用羧酸的酸性,则试剂a为或或,接着羟基反应,则试剂b为Na。
14.(1)CO+ CO2 + H2O= 2HCO
(2)CO2 + 3H2= CH3OH + H2O
(3)24
吸收池中K2CO3吸收空气中的CO2生成碳酸氢钾,分解池中碳酸氢钾分解生成的CO2与通入的H2在合成塔中生成甲醇,据此分析解题。
(1)吸收池中K2CO3吸收空气中的CO2生成碳酸氢钾,发生反应的离子方程式为CO+ CO2 + H2O= 2HCO;
(2)分解池中碳酸氢钾分解生成的CO2与通入的H2在合成塔中生成甲醇,结合原子守恒可知反应的化学方程式为CO2 + 3H2= CH3OH + H2O;
(3)33.6m3空气中CO2 的体积为33.6m3×103L/m3×0.050%=16.8L,标准状况下,物质的量为=0.75mol,根据原子守恒,理论生产甲醇的物质的量为0.75mol,质量为0.75mol×32g/mol=24g。
15. +Na2CO3→+NaHCO3 2CH3COOH+Na2CO3→2CH3COONa+CO2↑+H2O CH3CH2-Br+NaOHCH3CH2-OH+NaBr CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OH +NaOH→+H2O CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH CH3COONH4+HCl→CH3COOH+NH4Cl
①苯酚显弱酸性与Na2CO3反应:+Na2CO3→+NaHCO3
②乙酸显酸性与Na2CO3反应:2CH3COOH+Na2CO3→2CH3COONa+CO2↑+H2O
③卤代烃的水解(成醇)发生取代反应:CH3CH2-Br+NaOHCH3CH2-OH+NaBr
④酯可水解为醇和酸,在碱的条件下酸再与碱反应:CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OH
⑤酚类与NaOH中和反应,苯酚显弱酸性,与NaOH发生中和反应:+NaOH→+H2O
⑥羧酸与NaOH中和反应发生中和反应:CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O
⑦酯可水解为酸和醇:CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+C2H5OH
⑧羧酸盐的酸化就是盐与酸发生反应:CH3COONH4+HCl→CH3COOH+NH4Cl
16.(1) 热水浴 b
(2)B
(3)通过形成“环己烷—乙醇—水”共沸物,易蒸馏出水
(4) 分离出生成物水,使平衡向正反应方向移动,提高苯甲酸的转化率 水层高度不变
(5)未除净的苯甲酸加热升华产生白烟
(6)减少产品损耗,提高产量
(7) CBAD 直形
(8)70%
由题意可知,制备苯甲酸乙酯得操作为将分液漏斗中的乙醇加入盛有苯甲酸、环己烷、浓硫酸、沸石的三颈烧瓶中形成“环己烷—乙醇—水”共沸物,控制温度在65~70℃水浴加热三颈烧瓶制备苯甲酸乙酯,实验中分水器起不断分离除去水,冷凝回流环己烷和乙醇的作用。
(1)
由分析可知,制备苯甲酸乙酯时,应采用控制温度在65~70℃水浴加热;为增强冷凝效果,球形冷凝管的水流方向为下口b进上口a出,故答案为:热水浴;b;
(2)
由题意可知,三颈烧瓶中混合溶液的体积为85mL,由三颈烧瓶加热时溶液的体积不能超过容积的,不能低于容积的的原则可知,选用三颈烧瓶最适宜规格为150mL,故选B;
(3)
由分析可知,加入环己烷的目的是通过形成“环己烷—乙醇—水”共沸物,使反应生成的水易蒸馏分离除去,使平衡向正反应方向移动,提高苯甲酸的转化率,故答案为:形成“环己烷—乙醇—水”共沸物,易蒸馏出水;
(4)
装置中分水器的作用是分离出生成物水,使平衡向正反应方向移动,提高苯甲酸的转化率;当分水器中水层高度不变时,说明三颈烧瓶中酯化反应达到最大限度,说明反应已经完成,故答案为:分离出生成物水,使平衡向正反应方向移动,提高苯甲酸的转化率;水层高度不变;
(5)
步骤3加入碳酸钠溶液的目的是将苯甲酸转化为苯甲酸钠,防止之后蒸馏时,未除净的苯甲酸加热升华产生白烟,故答案为:未除净的苯甲酸加热升华产生白烟;
(6)
步骤4中对水层用乙醚再萃取后合并至有机层的目的是将水层中的苯甲酸乙酯萃取出来,防止产品损耗导致产量降低;故答案为:减少产品损耗,提高产量;
(7)
步骤4中对水层的萃取分液的相关操作为将乙醚加入盛有水层的分液漏斗中,将分液漏斗倒转过来用力振荡,静置,然后打开分液漏斗活塞,将下层水层从分液漏斗的下口放出,正确顺序为CBAD;蒸馏时,为便于镏出物顺利流下,应选择直形冷凝管,故答案为:CBAD;直形;
(8)
由题意可知,制备苯甲酸乙酯时,加入的乙醇过量,由12.20g苯甲酸反应制得10.00mL苯甲酸乙酯可知,苯甲酸乙酯的产率为×100%=70%,故答案为:70%。
17.(1)先加水,再加入浓硫酸
(2) 冷凝回流(或使气化的反应液冷凝) 滴液漏斗 滴加苯乙腈 便于苯乙酸析出 BCE
(3) 重结晶 95%
(4)取少量最后一次洗涤液于试管中,加入稀硝酸,再加AgNO3溶液,无白色沉淀(或白色浑浊)出现
(5)增大苯乙酸溶解度,便于充分反应
(6)恒压滴液漏斗
制备苯乙酸的反应为 +H2O+H2SO4+NH4HSO4,由制备苯乙酸的装置图可知,反应在三颈烧瓶中进行,c为冷凝管,使气化的液体冷凝回流,仪器b可加入反应液;反应结束后加入适量冷水,降低温度,减少苯乙酸的溶解度;分离苯乙酸粗品,利用过滤操作,根据反应方程式计算产率,据此分析解答。
(1)稀释浓硫酸放出大量的热,配制此硫酸时,应将密度大的注入密度小的液体中,防止混合时放出热使液滴飞溅,则加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是先加水、再加入浓硫酸,故答案为:先加水,再加入浓硫酸;
(2)由图可知,c为球形冷凝管,其作用为回流(或使气化的反应液冷凝),仪器b是滴液漏斗,作用为滴加苯乙腈;反应结束后加适量冷水,降低温度,减小苯乙酸的溶解度,则加入冷水可便于苯乙酸析出;分离苯乙酸粗品,利用过滤操作,则需要的仪器为漏斗、烧杯、玻璃棒,应选BCE,故答案为:冷凝回流(或使气化的反应液冷凝);滴液漏斗;滴加苯乙腈;便于苯乙酸析出;BCE;
(3)苯乙酸微溶于冷水,在水中的溶解度较小,则提纯苯乙酸的方法是重结晶;由反应 +H2O+H2SO4+NH4HSO4可知,40g苯乙腈生成苯乙酸为40g×=46.5g,最终得到44g纯品,则苯乙酸的产率是×100%=95%,故答案为:重结晶;95%;
(4)用蒸馏水洗涤沉淀,将氯离子洗涤干净,利用硝酸银检验洗涤液确定是否洗涤干净,则沉淀洗干净的实验操作和现象是取最后一次少量洗涤液,加入稀硝酸,再加入AgNO3溶液,无白色浑浊出现,故答案为:取少量最后一次洗涤液于试管中,加入稀硝酸,再加AgNO3溶液,无白色沉淀(或白色浑浊)出现;
(5)苯乙酸微溶于冷水,溶于乙醇,混合溶剂中乙醇可增大苯乙酸的溶解度,然后与Cu(OH)2反应除去苯乙酸,即混合溶剂中乙醇的作用是增大苯乙酸溶解度,便于充分反应,故答案为:增大苯乙酸溶解度,便于充分反应;
(6)在实际操作时将b改为恒压滴液漏斗液体容易滴下来,故答案为:恒压滴液漏斗。
18.(1) 防止暴沸 饱和碳酸钠溶液
(2)催化剂,吸水剂
(3)防止倒吸
(4)分液
(5)
利用乙醇和乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯,其中浓硫酸起催化剂和吸水剂的作用,用饱和碳酸钠溶液除去杂质乙酸和乙醇,最后用蒸馏的方法分离出来,得到乙酸乙酯。
(1)加热乙酸、乙醇的混合物容易发生暴沸,加入碎瓷片能防止暴沸;试管b中的溶液是饱和碳酸钠溶液,因为乙醇、乙酸易挥发,乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中溶解度不大,利用饱和碳酸钠溶液,吸收乙醇,中和乙酸,降低乙酸乙酯溶解度;答案为防止暴沸,饱和碳酸钠溶液。
(2)乙酸与乙醇发生酯化反应,需浓硫酸作催化剂,该反应为可逆反应,浓硫酸吸水利于平衡向生成乙酸乙酯方向移动,浓硫酸的作用为催化剂,吸水剂;答案为催化剂,吸水剂。
(3)乙酸乙酯中混有乙醇和乙酸,二者易溶于水而产生倒吸,加热不充分也能产生倒吸,导管不能插入到Na2CO3溶液中,防止倒吸回流现象的发生;答案为防止倒吸。
(4)因为生成的乙酸乙酯不溶于水,与水分层,且乙酸乙酯在上层,可用分液方法分离;答案为分液。
(5)根据酯化反应的原理为酸脱羟基醇脱氢,则化学方程式为。
19. 0.7 11.2
CH4燃烧产物为CO、CO2,和水蒸气,产物通过无水CaCl2时,无水CaCl2的作用是吸收水分,无水CaCl2增重25.2g为水的质量,根据氢原子守恒可计算CH4的物质的量,根据碳原子守恒可计算CO和CO2的总物质的量。
(1)产物通过无水CaCl2时,无水CaCl2增重25.2g为水的质量,所以n(H2O)==1.4mol,根据H原子守恒,可以知道:n(CH4)=n(H2O)=×1.4mol=0.7mol;
(2)根据C原子守恒,n(CO)+n(CO2)=0.7mol,m(CO)+m(CO2)=49.6g 25.2g=24.4g,所以[0.7mol n(CO2)]×28g/mol+n(CO2)×44g/mol=24.4g,解得n(CO2)=0.3mol,n(CO)=0.4mol,生成CO的质量为0.4mol×28g/mol=11.2g。
20. C4H9Cl CH3CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CHClCH3、CH3CH(CH3)CH2Cl、(CH3)3CCl
(1)20mL 1mol L﹣1AgNO3溶液中银离子的物质的量是0.02L×1mol L﹣1=0.02mol,则1.85g改一氯代烷的物质的量为0.02mol,所以该一氯代烷的相对分子质量是1.85/0.02=92.5,含有1个Cl原子,所以烃基的相对分子质量是92.5-35.5=57,利用商余法计算该烃基为-C4H9,所以该一氯代烷的分子式是)C4H9Cl;
(2)丁烷有2种同分异构体:正丁烷、异丁烷,正丁烷的一氯代烷有2种同分异构体,异丁烷的一氯代烷有2种同分异构体,所以共4种结构,分别是CH3CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CHClCH3、CH3CH(CH3)CH2Cl、(CH3)3CCl
21. 28 C2H4
n(烃)=,n(C)=n(CO2)=,n(H)=2n(H2O)=,故1mol烃中,含C原子2mol,H原子4mol,改烃为C2H4。
(1)根据分析,该烃为乙烯,相对分子质量为28;
(2)乙烯分子式为:C2H4。
22. 2-甲基-1-丙烯(或2-甲基丙烯,或甲基丙烯) 8个 取代反应 加成反应 羟基、羧基 +HO-Br 和
由A与氯气在加热条件下反应生成,可知A的结构简式为:,故苯乙烯与(CH3)2C=CH2发生加成反应生成A,与HCl反应生成B,结合B的分子式可知,应是发生加成反应,B中核磁共振氢谱图显示分子中有6种不同环境的 氢原子,故B为,顺推可知C为,D为。苯乙烯与HBr发生加成反 应生成E,E可以氧化生成C8H7O2Br,说明E中Br连接的C原子上有2个H原子, 故E为,C8H7O2Br为,和氢氧化钠的水溶液反应然后酸化得到F,且D和F是同系物,故F为,D与F生成G,G结构中含有三个六元环, 则G为。
(6)丙烯和HO-Br发生取代反应生成CH3CHBrCH2OH,CH3CHBrCH2OH发生氧化反应生成CH3CHBrCOOH,CH3CHBrCOOH和氢氧化钠的水溶液加热酸化得到CH3CHOHCOOH。
根据上述分析可知:A为,B为,C为,D为,E为,C8H7O2Br为,F为, G为。
(1)(CH3)2C=CH2的系统命名法名称为2-甲基-1-丙烯,根据乙烯结构知,每个甲基上最多有2个原子和-CH=CH2共平面,所以该分子中最多有8个原子共平面;
(2)A为,A与Cl2在500℃时发生取代反应产生,该物质与HCl在一定条件下发生加成反应产生B:,所以A→B反应过程中涉及的反应类型依次为取代反应、加成反应;
(3)D为,D分子中含有的含氧官能团名称是醇羟基和羧基,G的结构简式为;
(4)与HO-Br发生加成反应产生,则生成E的化学方程式为+HO-Br;
(5)F的同分异构体同时满足下列条件:①与FeCl3溶液发生显色反应,说明物质分子中含有酚羟基;②苯环上有两个取代基、含C=O, 二者在苯环上邻、间、对3种不同位置:,侧链有异构体:-COOCH3、-OOCCH3、-CH2COOH、 -CH2OOCH、7种不同结构,故F符合要求的异构体有3×7=21种;核磁共振氢谱为4组峰、能水解的物质,即4种化学环境的H,只有苯环上对位(3种H)、侧链上1种H(上述前两种)才符合条件,其结构简式为和;
(6)丙烯和HO-Br发生取代反应生成CH3CHBrCH2OH,CH3CHBrCH2OH发生氧化反应生成CH3CHBrCOOH,CH3CHBrCOOH和氢氧化钠的水溶液加热酸化得到CH3CHOHCOOH,其合成路线为