第2课时 乙酸
题组一 乙酸的结构与酸性
1.乙酸是生活中常见的一种有机物,下列关于乙酸的说法正确的是( )
A.乙酸的官能团为—OH
B.乙酸的酸性比碳酸弱
C.乙酸能够与金属钠反应产生氢气
D.乙酸能使紫色的石蕊试液变蓝
2.下列可以证明乙酸是弱酸的事实是( )
A.乙酸和水能以任意比例混溶
B.在稀乙酸水溶液中含有未电离的乙酸分子
C.乙酸与Na2CO3溶液反应放出CO2气体
D.1 mol·L-1的乙酸水溶液能使紫色石蕊试液变红色
3.乙酸、水和乙醇的分子结构如下所示,三者结构中的相同点是都含有羟基,下列说法错误的是( )
乙酸:;水:;乙醇:CH3—CH2—OH
A.羟基的活动性:乙酸>水>乙醇
B.乙酸、乙醇均显酸性
C.羟基连接不同的基团可影响羟基的活性
D.与金属钠反应的强烈程度:乙酸>水>乙醇
题组二 酯化反应及实验探究
4.下列关于酯化反应的说法正确的是( )
A.用CH3CH218OH与CH3COOH发生酯化反应,生成H218O
B.反应液混合时,顺序为先加入乙醇再加入浓硫酸最后加入乙酸
C.乙酸乙酯不会和水生成乙酸和乙醇
D.用蒸馏的方法从饱和Na2CO3溶液中分离出乙酸乙酯
5.实验室用乙酸和乙醇在浓硫酸作用下制取乙酸乙酯的装置如图所示,下列说法正确的是( )
A.该装置能制备纯净的乙酸乙酯
B.加入过量乙酸,可使乙醇完全转化为乙酸乙酯
C.乙试管中导管不能伸入液面下,是为了防止倒吸
D.该实验中浓硫酸的作用是催化剂和脱水剂
6.如图是分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇混合物的实验操作流程图。
在上述实验过程中,所涉及的三次分离操作分别是( )
A.①蒸馏 ②过滤 ③分液
B.①分液 ②蒸馏 ③蒸馏
C.①蒸馏 ②分液 ③分液
D.①分液 ②蒸馏 ③结晶、过滤
题组三 多官能团物质性质判断及应用
7.柠檬中含有大量的柠檬酸,因此被誉为“柠檬酸仓库”。柠檬酸的结构简式为,则1 mol柠檬酸分别与足量的金属钠和NaOH溶液反应时,最多可消耗Na和NaOH的物质的量分别为( )
A.2 mol、2 mol B.3 mol、4 mol
C.4 mol、3 mol D.4 mol、4 mol
8.(2023·天津高一检测)某有机物的结构简式为,下列关于该有机物的叙述错误的是( )
A.能与乙酸在一定条件下发生酯化反应
B.在一定条件下能发生还原反应、氧化反应
C.不能使溴的四氯化碳溶液褪色
D.含有两种官能团
9.巴豆酸的结构简式为CH3—CH==CH—COOH。现有如下试剂:①氯化氢、②溴水、③纯碱溶液、④乙醇、⑤酸性高锰酸钾溶液,试根据巴豆酸的结构特点,判断在一定条件下,能与巴豆酸反应的物质是( )
A.②④⑤ B.①③④
C.①②③⑤ D.①②③④⑤
10.有机物M的结构简式为,下列有关M性质的叙述错误的是( )
A.M与金属钠完全反应时,二者物质的量之比为1∶2
B.M与碳酸氢钠溶液完全反应时,二者物质的量之比为1∶1
C.M与氢氧化钠溶液完全反应时,二者物质的量之比为1∶2
D.M既能与乙酸反应,又能与乙醇反应
11.乙酸的结构式为,其发生下列反应时断键部位正确的是( )
①乙酸的电离,是a键断裂
②乙酸与乙醇发生酯化反应,是b键断裂
③在红磷存在时,Br2与CH3COOH的反应:CH3COOH+Br2CH2Br—COOH+HBr,是c键断裂
④乙酸生成乙酸酐的反应:2CH3COOH―→+H2O,是a、b键断裂
A.①②③ B.①②③④
C.②③④ D.①③④
12.已知反应+乙―→+H2O,则下列判断不正确的是( )
A.乙物质为甲醇
B.该反应为取代反应
C.甲和乙都能与金属钠反应产生氢气
D.甲、乙、丙都能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应而使其褪色
13.现有乙酸和环己烷(C6H12)的混合物,若其中氧元素的质量分数为a,则碳元素的质量分数是( )
A.1- B.a
C. D.
14.1-丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)和乙酸在浓硫酸作用下,通过酯化反应制得乙酸丁酯,反应温度为115~125 ℃,反应装置如图,下列对该实验的描述正确的是( )
A.该实验可以选择水浴加热
B.该反应中,如果乙酸足量,1-丁醇可以完全被消耗
C.长玻璃管除平衡气压外,还起到冷凝回流的作用
D.在反应中1-丁醇分子脱去羟基,乙酸脱去氢原子
15.分子式为C2H4O2的有机化合物A具有如下性质:
①A+Na→迅速产生气泡;②A+CH3CH2OH有香味的物质。
(1)根据上述信息,对该化合物可作出的判断是_________(填字母)。
A.一定含有—OH
B.一定含有—COOH
C.有机化合物A为乙醇
D.有机化合物A为乙酸
(2)A与金属钠反应的化学方程式为____________________________________________。
(3)化合物A和CH3CH2OH反应生成的有香味的物质的结构简式为________________。
(4)有机化合物B分子式为C2H4O3,与Na反应迅速产生H2,且1 mol B与足量Na反应放出1 mol H2,则B的结构简式为__________________。
16.牛奶放置时间长了会变酸,这是因为牛奶中含有的乳糖在微生物的作用下分解变成了乳酸。乳酸最初是从酸牛奶中得到并由此而得名。乳酸的结构简式为CH3CH(OH)COOH。
完成下列问题:
(1)写出乳酸分子中官能团的名称:______________________________________。
(2)写出乳酸与足量金属钠反应的化学方程式:____________________________。
(3)乳酸发生下列变化:,所用的试剂a是________(填化学式,下同),b是________;写出乳酸与少量碳酸钠溶液反应的化学方程式:__________________________________。
(4)请写出乳酸与乙醇反应的化学方程式:_______________,反应类型是______________。
(5)在浓硫酸作用下,两分子乳酸相互反应生成六元环状结构的物质,写出此生成物的结构简式:___________________________________________________________________________。
题组一 乙酸的结构与酸性
1.乙酸是生活中常见的一种有机物,下列关于乙酸的说法正确的是( )
A.乙酸的官能团为—OH
B.乙酸的酸性比碳酸弱
C.乙酸能够与金属钠反应产生氢气
D.乙酸能使紫色的石蕊试液变蓝
答案 C
解析 乙酸的官能团为—COOH,A错误;乙酸的酸性比碳酸强,B错误;乙酸具有酸的通性,与钠反应产生氢气,C正确;乙酸能使紫色石蕊试液变红,D错误。
2.下列可以证明乙酸是弱酸的事实是( )
A.乙酸和水能以任意比例混溶
B.在稀乙酸水溶液中含有未电离的乙酸分子
C.乙酸与Na2CO3溶液反应放出CO2气体
D.1 mol·L-1的乙酸水溶液能使紫色石蕊试液变红色
答案 B
解析 稀乙酸溶液中含有未电离的乙酸分子,说明乙酸在水溶液中不能完全电离,故乙酸为弱酸。
3.乙酸、水和乙醇的分子结构如下所示,三者结构中的相同点是都含有羟基,下列说法错误的是( )
乙酸:;水:;乙醇:CH3—CH2—OH
A.羟基的活动性:乙酸>水>乙醇
B.乙酸、乙醇均显酸性
C.羟基连接不同的基团可影响羟基的活性
D.与金属钠反应的强烈程度:乙酸>水>乙醇
答案 B
解析 基团之间相互影响使物质的性质不同,则羟基连接不同的基团可影响羟基的活性,C正确;钠与水反应比与乙醇反应剧烈,说明与金属钠反应的强烈程度:水>乙醇,D正确。
题组二 酯化反应及实验探究
4.下列关于酯化反应的说法正确的是( )
A.用CH3CH218OH与CH3COOH发生酯化反应,生成H218O
B.反应液混合时,顺序为先加入乙醇再加入浓硫酸最后加入乙酸
C.乙酸乙酯不会和水生成乙酸和乙醇
D.用蒸馏的方法从饱和Na2CO3溶液中分离出乙酸乙酯
答案 B
解析 CH3CH218OH与CH3COOH发生酯化反应,生成CH3CO18OCH2CH3和H2O,A项错误;浓硫酸密度比乙醇大,溶于乙醇放出大量的热,为防止酸液飞溅,加入药品时应先在试管中加入一定量的乙醇,然后将浓硫酸慢慢加入试管,并边加边振荡试管,最后再加入乙酸,B项正确;乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液分层,因此采取分液操作实现二者的分离,D项错误。
5.实验室用乙酸和乙醇在浓硫酸作用下制取乙酸乙酯的装置如图所示,下列说法正确的是( )
A.该装置能制备纯净的乙酸乙酯
B.加入过量乙酸,可使乙醇完全转化为乙酸乙酯
C.乙试管中导管不能伸入液面下,是为了防止倒吸
D.该实验中浓硫酸的作用是催化剂和脱水剂
答案 C
解析 酯化反应为可逆反应,加入过量乙酸,也不能使乙醇完全转化为乙酸乙酯,故B错误;乙醇、乙酸易溶于水,导管口在液面下可发生倒吸,则乙试管中导管不伸入液面下,是为了防止倒吸,故C正确。
6.如图是分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇混合物的实验操作流程图。
在上述实验过程中,所涉及的三次分离操作分别是( )
A.①蒸馏 ②过滤 ③分液
B.①分液 ②蒸馏 ③蒸馏
C.①蒸馏 ②分液 ③分液
D.①分液 ②蒸馏 ③结晶、过滤
答案 B
解析 乙酸钠和乙醇均在下层,乙酸乙酯在上层,分液后将下层液体A蒸馏,可将乙醇蒸出,然后在乙酸钠中加入H2SO4使之反应生成乙酸,再将乙酸蒸出。
题组三 多官能团物质性质判断及应用
7.柠檬中含有大量的柠檬酸,因此被誉为“柠檬酸仓库”。柠檬酸的结构简式为,则1 mol柠檬酸分别与足量的金属钠和NaOH溶液反应时,最多可消耗Na和NaOH的物质的量分别为( )
A.2 mol、2 mol B.3 mol、4 mol
C.4 mol、3 mol D.4 mol、4 mol
答案 C
解析 由柠檬酸的结构简式可知,1 mol柠檬酸分子中含有1 mol羟基和3 mol羧基,羟基和羧基都能与金属钠发生反应,因此1 mol柠檬酸最多消耗Na的物质的量为4 mol;羧基能与NaOH溶液反应,而羟基不能与NaOH溶液反应,故最多消耗NaOH的物质的量为3 mol,C项正确。
8.(2023·天津高一检测)某有机物的结构简式为,下列关于该有机物的叙述错误的是( )
A.能与乙酸在一定条件下发生酯化反应
B.在一定条件下能发生还原反应、氧化反应
C.不能使溴的四氯化碳溶液褪色
D.含有两种官能团
答案 C
解析 该物质含有羟基,能和乙酸在一定条件下发生酯化反应,A正确;该物质含有碳碳双键,能与氢气发生加成反应,被还原;该物质含有羟基,能与氧气发生氧化反应,B正确;该物质含有碳碳双键,能与溴发生加成反应,使溴的四氯化碳溶液褪色,C错误;该物质含有碳碳双键和羟基两种官能团,D正确。
9.巴豆酸的结构简式为CH3—CH==CH—COOH。现有如下试剂:①氯化氢、②溴水、③纯碱溶液、④乙醇、⑤酸性高锰酸钾溶液,试根据巴豆酸的结构特点,判断在一定条件下,能与巴豆酸反应的物质是( )
A.②④⑤ B.①③④
C.①②③⑤ D.①②③④⑤
答案 D
解析 巴豆酸中含有碳碳双键和羧基,碳碳双键能和HCl、Br2发生加成反应,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,羧基能和纯碱、乙醇发生反应,故选项D正确。
10.有机物M的结构简式为,下列有关M性质的叙述错误的是( )
A.M与金属钠完全反应时,二者物质的量之比为1∶2
B.M与碳酸氢钠溶液完全反应时,二者物质的量之比为1∶1
C.M与氢氧化钠溶液完全反应时,二者物质的量之比为1∶2
D.M既能与乙酸反应,又能与乙醇反应
答案 C
解析 1 mol M与Na完全反应时—COOH、—OH各消耗1 mol Na,A项正确;1 mol M中只有—COOH与1 mol NaHCO3反应,B项正确;1 mol —COOH消耗1 mol OH-,—OH不与OH-反应,C项错误;M中既含有—OH,又含有—COOH,所以既能与乙酸反应,又能与乙醇反应,D项正确。
11.乙酸的结构式为,其发生下列反应时断键部位正确的是( )
①乙酸的电离,是a键断裂
②乙酸与乙醇发生酯化反应,是b键断裂
③在红磷存在时,Br2与CH3COOH的反应:CH3COOH+Br2CH2Br—COOH+HBr,是c键断裂
④乙酸生成乙酸酐的反应:2CH3COOH―→+H2O,是a、b键断裂
A.①②③ B.①②③④
C.②③④ D.①③④
答案 B
解析 乙酸是一元弱酸,能够在溶液中发生部分电离产生CH3COO-、H+,电离方程式为CH3COOH??CH3COO-+H+,则乙酸发生电离时是a键断裂,①正确;乙酸具有羧基,乙醇具有醇羟基,乙酸与乙醇发生酯化反应,反应原理是“酸脱羟基醇脱氢”,②正确;CH3COOH+Br2CH2Br—COOH+HBr,反应类型是取代反应,Br取代了甲基氢,断键部位是c键,③正确;两个乙酸分子脱去一分子水生成乙酸酐,一个乙酸分子断裂H—O键脱去H原子,另一个断裂C—O键脱去羟基,因此断键部位是a、b键,④正确。
12.已知反应+乙―→+H2O,则下列判断不正确的是( )
A.乙物质为甲醇
B.该反应为取代反应
C.甲和乙都能与金属钠反应产生氢气
D.甲、乙、丙都能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应而使其褪色
答案 D
解析 根据反应化学方程式可知,乙为甲醇(CH3OH),发生的反应为酯化反应,也为取代反应,故A、B项正确;甲和丙分子中含有,可以和溴发生加成反应,但乙为CH3OH,不能和溴发生加成反应,故D项错误。
13.现有乙酸和环己烷(C6H12)的混合物,若其中氧元素的质量分数为a,则碳元素的质量分数是( )
A.1- B.a
C. D.
答案 C
解析 乙酸的分子式为C2H4O2,环己烷的分子式为C6H12,则混合物中C、H原子数目之比为1∶2,C、H元素质量之比为12∶2=6∶1,混合物中一共有三种元素,氧元素的质量分数为a,则碳、氢元素的质量分数之和为1-a,所以混合物中碳元素的质量分数为(1-a)×=。
14.1-丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)和乙酸在浓硫酸作用下,通过酯化反应制得乙酸丁酯,反应温度为115~125 ℃,反应装置如图,下列对该实验的描述正确的是( )
A.该实验可以选择水浴加热
B.该反应中,如果乙酸足量,1-丁醇可以完全被消耗
C.长玻璃管除平衡气压外,还起到冷凝回流的作用
D.在反应中1-丁醇分子脱去羟基,乙酸脱去氢原子
答案 C
解析 据信息,该反应温度为115~125 ℃,不能用水浴加热,故A错误;1-丁醇和乙酸的酯化反应为可逆反应,即使乙酸过量,1-丁醇也不能完全被消耗,故B错误;长玻璃管可以平衡试管内外气压,同时可冷凝回流乙酸及1-丁醇,故C正确;据酯化反应原理,1-丁醇分子脱去羟基中的氢原子,乙酸分子脱去羟基,故D错误。
15.分子式为C2H4O2的有机化合物A具有如下性质:
①A+Na→迅速产生气泡;②A+CH3CH2OH有香味的物质。
(1)根据上述信息,对该化合物可作出的判断是_________(填字母)。
A.一定含有—OH
B.一定含有—COOH
C.有机化合物A为乙醇
D.有机化合物A为乙酸
(2)A与金属钠反应的化学方程式为____________________________________________。
(3)化合物A和CH3CH2OH反应生成的有香味的物质的结构简式为________________。
(4)有机化合物B分子式为C2H4O3,与Na反应迅速产生H2,且1 mol B与足量Na反应放出1 mol H2,则B的结构简式为__________________。
答案 (1)BD (2)2CH3COOH+2Na―→2CH3COONa+H2↑ (3)CH3COOCH2CH3
(4)HOCH2COOH
解析 (1)根据A的分子式及A的化学性质推知A为乙酸。(3)乙醇和CH3COOH发生酯化反应生成乙酸乙酯。(4)与Na反应迅速,则含有—COOH,且产生的H2与消耗的B的物质的量之比为1∶1,根据分子式,则必含—OH,B的结构简式为HOCH2COOH。
16.牛奶放置时间长了会变酸,这是因为牛奶中含有的乳糖在微生物的作用下分解变成了乳酸。乳酸最初是从酸牛奶中得到并由此而得名。乳酸的结构简式为CH3CH(OH)COOH。
完成下列问题:
(1)写出乳酸分子中官能团的名称:______________________________________。
(2)写出乳酸与足量金属钠反应的化学方程式:____________________________。
(3)乳酸发生下列变化:,所用的试剂a是________(填化学式,下同),b是________;写出乳酸与少量碳酸钠溶液反应的化学方程式:__________________________________。
(4)请写出乳酸与乙醇反应的化学方程式:_______________,反应类型是______________。
(5)在浓硫酸作用下,两分子乳酸相互反应生成六元环状结构的物质,写出此生成物的结构简式:___________________________________________________________________________。
答案 (1)羟基、羧基 (2)+2Na―→+H2↑ (3)NaHCO3或NaOH或Na2CO3(任意一种即可) Na +Na2CO3―→+H2O+CO2↑
(4)+C2H5OH+H2O 酯化反应(或取代反应)
(5)
解析 (2)金属钠与羟基、羧基都能发生反应生成氢气。(3)在乳酸中先加入的试剂a只与羧基反应,不能与羟基反应,则加入的试剂a可以是NaOH、NaHCO3或Na2CO3,反应生成,后加入的试剂b与羟基发生反应,则加入的试剂b是金属Na;羧酸的酸性比碳酸强,故碳酸钠能与羧酸反应,不能与醇反应。(4)乳酸分子中含有羧基,可以与乙醇发生酯化反应生成酯和水。(5)两分子乳酸相互反应生成具有六元环状结构的物质,则分子间发生酯化反应。