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考点7 烃的衍生物性质与应用
反应类型
取代反应
烷烃的卤代:CH4+Cl2CH3Cl+HCl
烯烃的卤代:CH2=CH—CH3+Cl2CH2=CH—CH2Cl+HCl
苯环上的卤代:C6H6+Br2C6H5Br+HBr
酯化反应:CH3COOH+C2H5OH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
糖类的水解:C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O6 (蔗糖) (葡萄糖) (果糖)
肽的水解:+H2O―→2
2、加成反应
烯烃的加成:CH3CH=CH2+HClCH3CHClCH2
炔烃的加成:CH3C≡CH+HClCH3CCl=CH2
苯环加氢:+3H2
醛的加成:+H2
3、加聚反应
单烯烃的加聚:nCH2=CH2
二烯烃的加聚:n聚异戊二烯(天然橡胶)
炔烃的加聚:nCH≡CH
4、氧化反应
有机物的燃烧:CH4+2O2CO2+2H2O
烯催化氧化:2CH2=CH2+O22CH3CHO
醇催化氧化:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
KMnO4/H+氧化:CH2=CH2CO2 CH3CH2OHCH3COOH
还原糖:铜镜反应、银镜反应
5、还原反应
烯/炔加氢:CH2=CH2+H2CH3CH3
醛基加氢:CH3CHO+H2CH3CH2OH
6、显色反应
淀粉溶液与碘水,蛋白质与浓硝酸
注意
乙醇
反应物 方程式 反应类型
与钠反应 2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑ 置换反应
与氧气的反应 2CH3CH2CH2OH+O22CH3CH2CHO+2H2O 氧化反应
与酸性高锰酸钾溶液反应 CH3CH2OHCH3COOH
与羧酸反应 HCOOH+CH3CH2OHHCOOCH2CH3+H2O 取代反应
注意
乙酸
1.化学性质
酸性 2CH3COOH+2Na―→2CH3COONa+H2↑ CH3COOH+NaOH―→CH3COONa+H2O CH3COOH+NaHCO3―→CH3COONa+H2O+CO2↑ 2CH3COOH+CuO―→(CH3COO)2Cu+H2O 2CH3COOH+Cu(OH)2―→(CH3COO)2Cu+H2O
酯化反应 ①一元羧酸与一元醇间的酯化反应:CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O ②一元羧酸与多元醇间的酯化反应: 2CH3COOH+HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH3+2H2O ③多元羧酸与一元醇间的酯化反应: HOOCCOOH+2CH3CH2OHC2H5COOCOOC2H5+2H2O ④多元羧酸与多元醇形成酯形成普通酯: HOOCCOOH+HOCH2CH2OHHOOCCOOCH2CH2OH+H2O
说明:多元羧酸与多元醇、羟基羧酸可形成环状的酯,如:
++2H2O、2+2H2O。
2.乙酸乙酯的制备
装置图 操作 注意事项
在一支试管中加入3 mL乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入2 mL浓硫酸和2 mL乙酸。按如图连接好装置,用酒精灯缓慢加热,将产生的蒸气经导管通到饱和碳酸钠溶液的液面上,观察现象 ①导管末端在液面上,目的是防倒吸 ②饱和碳酸钠溶液的作用:吸收乙醇,中和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度 ③用饱和碳酸钠溶液除去乙酸乙酯中乙酸(或乙醇),不能用NaOH溶液 ④浓硫酸作催化剂和吸水剂
注意
乙酸乙酯
反应条件 反应的化学方程式
酸性条件下水解 CH3COOCH2CH3+H2OCH3COOH+CH3CH2OH
碱性条件下水解 CH3COOCH2CH3+NaOHCH3COONa+CH3CH2OH
注意
一、单选题
1.医用酒精、含氯消毒剂(如“84”消毒液)、过氧乙酸(CH3COOOH)等均可用于家庭消毒。下列有关说法错误的是( )
A.酒精可以任意比例溶于水
B.75%医用酒精可有效杀灭病毒
C.“84”消毒液和乙醇混用,可提高杀菌消毒效果
D.上述物质均可使病毒中的蛋白质变性
2.下列有机反应中,反应类型与其他不相同的是( )
A.CH4+Cl2CH3Cl+HCl
B.CH2=CH2+HBrCH3CH2Br
C.CH3CH2OH+HClCH3CH2Cl+H2O
D.CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
3.下列用来解释相关事实的化学方程式或离子方程式中,错误的是( )
A.使湿润的红色石蕊试纸变蓝色:
B.加入无水乙醇中产生气泡:
C.不能用玻璃容器盛放氢氟酸:
D.过量的与溶液反应:
4.某有机物的结构简式如图所示,则下列说法中不正确的是( )
A.该有机物既能与反应,还能与反应
B.该有机物中有3种官能团
C.该有机物在一定条件下能发生加成、加聚、取代、氧化等反应
D.该有机物和足量金属钠反应生成气体
5.下列选项中除杂试剂或操作正确的是( )
选项 物质(杂质) 除杂试剂或操作
A 甲烷(丙烯) 酸性高锰酸钾溶液
B 乙酸乙酯(乙醇) 浓硫酸、乙酸、加热
C 二氧化硫(乙烯) 溴水
D 蛋白质溶液(NaCl) 渗析
A.A B.B C.C D.D
6.为完成下列各组实验,所选玻璃仪器和试剂均准确、完整的是(不考虑存放试剂的容器)( )
实验目的 玻璃仪器 试剂
A 精制含、、的食盐水 胶头滴管、烧杯、试管、分液漏斗 粗盐水、稀盐酸、氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液
B 比较Mg、Al金属性的强弱 试管、胶头滴管 、溶液、浓NaOH溶液
C 制备并分离乙酸乙酯 试管、量筒、导管、酒精灯、蒸馏烧瓶 冰醋酸、无水乙醇、浓硫酸、饱和碳酸钠溶液
D 利用反萃取原理从碘的四氯化碳溶液中获取碘单质 烧杯、玻璃棒、分液漏斗 稀硫酸、氢氧化钠溶液
A.A B.B C.C D.D
7.有机物肉桂酸有较多的用途,如用于食品添加剂、医药工业、制取香精香料等。肉桂酸(M)的结构简式如图所示, ,另一有机物(N)的结构简式为HO-CH2CH=CHCH2-COOH,下列有关说法正确的是( )
A.M的分子式为C9H10O2
B.N在一定条件下能发生分子内酯化反应且生成五元环状的酯
C.M、N各取1mol与足量Na反应时消耗等量的Na
D.M、N均能使酸性KMnO4溶液褪色
8.设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.100 mL 18 mol/L浓硫酸与足量Cu粉加热反应,产生分子数为
B.羟基含有的电子数目为
C.一定条件下,1 mol 与足量反应,产的分子数为
D.质量分数为的乙醇溶液中,含键的数目为
9.从中药茯苓中提取的茯苓新酸其结构简式如图所示。下列有关茯苓新酸的说法错误的是( )
A.可使酸性KMnO4溶液褪色 B.可与金属钠反应产生H2
C.分子中含有3种官能团 D.可发生取代反应和加成反应
10.番木鳖酸具有一定的抗炎、抗菌活性,结构简式如图。下列说法错误的是( )
A.lmol该物质最多可与2molH2发生加成反应
B.该物质可被酸性KMnO4溶液氧化
C.1mol该物质与足量饱和NaHCO3溶液反应,可放出22.4L(标准状况)CO2
D.一定量的该物质分别与足量Na、NaOH反应,消耗二者物质的量之比为6:1
11.图是先用浓硫酸与乙醇反应制取乙烯,再由乙烯与Br2反应制备1,2-二溴乙烷(熔点:9.5 ℃沸点:131 ℃,)的反应装置(加热和夹持装置略去),下列说法错误的是( )
A.仪器X使用前要先拔掉上口的玻璃塞
B.装置B的作用是防堵塞
C.若略去装置C,会使液溴部分损耗
D.装置E是尾气处理装置,主要吸收尾气中的溴蒸气,防止污染环境
12.将 a g 光亮的铜丝在空气中加热一段时间后,迅速插入下列物质中,取出干燥,如此反复几次,最后取出铜丝洗涤、干燥、称得其质量为 bg。若aA.(CH3)3CCH2OH B.(CH3)3COH C.C2H5OH D.盐酸
13.下列实验方案正确且能达到实验目的是( )
A.用图1装置制取并收集乙酸乙酯
B.用图2装置除去CO2气体中的HCl杂质
C.用图3装置检验草酸晶体中是否含有结晶水
D.用图4装置可以完成“喷泉实验”
14.物质中杂质(括号内为杂质)的检验方法、除杂试剂都正确的是( )
选项 物质及其杂质 检验方法 除杂
A Cl2(HCl) 通入AgNO3溶液中 饱和食盐水
B FeCl2溶液(FeCl3) 滴入KSCN溶液 通入过量氯气
C 乙酸乙酯(乙酸) 滴入石蕊溶液 饱和Na2CO3溶液
D 乙烷(乙烯) 溴水 一定条件下通入氢气
A.A B.B C.C D.D
15.下列实验操作、现象和结论均正确的是( )
选项 操 作 可能的现象 结 论
A 向某溶液中先滴加少量氯水,再滴加KSCN溶液 溶液变为红色 溶液中一定含有Fe2+
B 向酚酞溶液中加入过量的Na2O2 溶液先变红后褪色 Na2O2与水生成的碱有漂白性
C 将表面氧化的铜丝从酒精灯的外焰慢慢移向内焰 黑色的铜丝变红 CuO被内焰中的乙醇蒸气还原
D 向饱和Na2CO3溶液中通入CO2 有晶体析出 溶解度:NaHCO3﹥Na2CO3
A.A B.B C.C D.D
二、非选择题
16.有关催化剂的催化机理等问题可以从“乙醇催化氧化实验”得到一些认识,某教师设计了如图所示装置(夹持装置等已省略) ,其实验操作为:先按图安装好装置,关闭活塞a、b、c,在铜丝的中间部分加热片刻,然后打开活塞a、b、c,通过控制活塞a和b,而有节奏(间歇性)地通入气体,即可在M处观察到明显的实验现象。试回答以下问题:
(1)A中发生反应的化学方程式: ;C中热水的作用: 。
(2)M处发生反应的化学方程式为 。
(3)从M管中可观察到的现象: ,从中可认识到该实验过程中催化剂 (填“参加”或“不参加”)化学反应。
(4)实验进行一段时间后,如果撤掉酒精灯,反应 (填“能”或“不能”)继续进行,其原因是 。
(5)请设计简单实验验证乙醇的氧化产物 。
17.下列是甲、乙、丙三位同学均采用乙醇、乙酸与浓硫酸混合共热的方法制取乙酸乙酯的过程。
(1)甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示的三套实验装置,请从甲、乙两位同学设计的装置中选择一套作为实验室制取乙酸乙酯的装置,较合理的是 (填“甲”或“乙”)。丙同学将甲装置进行了改进,将其中的玻璃管改成了球形干燥管,球形干燥管除起冷凝作用外,另一重要作用是 。
[实验步骤]
ⅰ.按丙同学选择的装置组装仪器,在试管①中先加入3 mL乙醇,并在摇动下缓缓加入2 mL浓硫酸充分摇匀,冷却后再加入2 mL乙酸;
ⅱ.将试管①定在铁架台上;
ⅲ.在试管②中加入适量的饱和Na2CO3溶液;
ⅳ.用酒精灯对试管①加热;
ⅴ.当观察到试管②中有明显现象时停止实验。
【问题讨论】
(2)a.按步骤ⅰ安装好实验装置,加入样品前还应 ,在步骤ⅰ中还应加入 。
b.若乙酸分子中的氧都是16O,乙醇分子中的氧都是18O,反应一段时间后分子中含有18O的物质有 ,此时若6克的该乙酸与6克该乙醇反应生成相应酯的产率为45%,则生成该乙酸乙酯的量是 克。
[分离提纯]
分离乙酸乙酯、乙醇、乙酸的混合物,可按下列步骤进行:
(3)试剂1最好选用 ,用它除去乙酸的原理为 (用化学方程式表示)。
(4)操作1所用的主要玻璃仪器名称是 、 。
(5)操作2是 。
(6)试剂2最好选用 。
18.随着全球对可持续发展和环保材料需求的增加,聚丙烯酸乙酯(简称PEA)因其优异的生物降解性和环境友好性,正成为替代传统塑料的理想选择。近期,某科研团队以乙烯、丙烯为原料高效合成聚丙烯酸乙酯()的路线图如下:
(1)乙烯的结构简式为 ,A中所含官能团名称为 。
(2)反应①、②的反应类型分别为 、 。
(3)中所有的碳原子 一定共平面(填“是”或“否”),产物D可能有 种结构。
(4)E可制成管道、薄膜等,E的结构简式为 。
(5)写出物质A催化氧化的反应方程式: 。
(6)已知B能与NaOH溶液反应,且B的分子式为,写出A与B反应生成C的反应方程式:
。
19.A是一种重要的有机化工原料,其产量通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展水平,通过一系列化学反应,可以制得成千上万种有用的物质。结合下图物质间转化关系回答问题:
(1)A的结构简式为 。
(2)③的反应类型为 ,E中的官能团名称是 。
(3)高分子化合物G是由丙烯通过加聚反应制得的,G的结构简式为 。
(4)的化学方程式为 。
(5)写出反应②的化学方程式: 。
(6)与足量的金属完全反应,生成标准状况下氢气的体积为 。
(7)写出E与HBr发生加成反应可能会生成的产物的结构简式: 。
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考点7 烃的衍生物性质与应用
反应类型
取代反应
烷烃的卤代:CH4+Cl2CH3Cl+HCl
烯烃的卤代:CH2=CH—CH3+Cl2CH2=CH—CH2Cl+HCl
苯环上的卤代:C6H6+Br2C6H5Br+HBr
酯化反应:CH3COOH+C2H5OH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
糖类的水解:C12H22O11+H2OC6H12O6+C6H12O6 (蔗糖) (葡萄糖) (果糖)
肽的水解:+H2O―→2
2、加成反应
烯烃的加成:CH3CH=CH2+HClCH3CHClCH2
炔烃的加成:CH3C≡CH+HClCH3CCl=CH2
苯环加氢:+3H2
醛的加成:+H2
3、加聚反应
单烯烃的加聚:nCH2=CH2
二烯烃的加聚:n聚异戊二烯(天然橡胶)
炔烃的加聚:nCH≡CH
4、氧化反应
有机物的燃烧:CH4+2O2CO2+2H2O
烯催化氧化:2CH2=CH2+O22CH3CHO
醇催化氧化:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
KMnO4/H+氧化:CH2=CH2CO2 CH3CH2OHCH3COOH
还原糖:铜镜反应、银镜反应
5、还原反应
烯/炔加氢:CH2=CH2+H2CH3CH3
醛基加氢:CH3CHO+H2CH3CH2OH
6、显色反应
淀粉溶液与碘水,蛋白质与浓硝酸
注意
乙醇
反应物 方程式 反应类型
与钠反应 2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑ 置换反应
与氧气的反应 2CH3CH2CH2OH+O22CH3CH2CHO+2H2O 氧化反应
与酸性高锰酸钾溶液反应 CH3CH2OHCH3COOH
与羧酸反应 HCOOH+CH3CH2OHHCOOCH2CH3+H2O 取代反应
注意
乙酸
1.化学性质
酸性 2CH3COOH+2Na―→2CH3COONa+H2↑ CH3COOH+NaOH―→CH3COONa+H2O CH3COOH+NaHCO3―→CH3COONa+H2O+CO2↑ 2CH3COOH+CuO―→(CH3COO)2Cu+H2O 2CH3COOH+Cu(OH)2―→(CH3COO)2Cu+H2O
酯化反应 ①一元羧酸与一元醇间的酯化反应:CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O ②一元羧酸与多元醇间的酯化反应: 2CH3COOH+HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH3+2H2O ③多元羧酸与一元醇间的酯化反应: HOOCCOOH+2CH3CH2OHC2H5COOCOOC2H5+2H2O ④多元羧酸与多元醇形成酯形成普通酯: HOOCCOOH+HOCH2CH2OHHOOCCOOCH2CH2OH+H2O
说明:多元羧酸与多元醇、羟基羧酸可形成环状的酯,如:
++2H2O、2+2H2O。
2.乙酸乙酯的制备
装置图 操作 注意事项
在一支试管中加入3 mL乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入2 mL浓硫酸和2 mL乙酸。按如图连接好装置,用酒精灯缓慢加热,将产生的蒸气经导管通到饱和碳酸钠溶液的液面上,观察现象 ①导管末端在液面上,目的是防倒吸 ②饱和碳酸钠溶液的作用:吸收乙醇,中和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度 ③用饱和碳酸钠溶液除去乙酸乙酯中乙酸(或乙醇),不能用NaOH溶液 ④浓硫酸作催化剂和吸水剂
注意
乙酸乙酯
反应条件 反应的化学方程式
酸性条件下水解 CH3COOCH2CH3+H2OCH3COOH+CH3CH2OH
碱性条件下水解 CH3COOCH2CH3+NaOHCH3COONa+CH3CH2OH
注意
一、单选题
1.医用酒精、含氯消毒剂(如“84”消毒液)、过氧乙酸(CH3COOOH)等均可用于家庭消毒。下列有关说法错误的是( )
A.酒精可以任意比例溶于水
B.75%医用酒精可有效杀灭病毒
C.“84”消毒液和乙醇混用,可提高杀菌消毒效果
D.上述物质均可使病毒中的蛋白质变性
【答案】C
【详解】A.酒精即为乙醇,乙醇在水中的溶解度大,可以任意比例溶于水,A正确;
B.75%浓度的酒精能有效渗透病毒细胞膜,使蛋白质变性,可有效杀灭病毒,B正确;
C.84消毒液(含NaClO)与乙醇混用会发生氧化还原反应,不能增强消毒效果,反而可能危害健康,C错误;
D.酒精、含氯消毒剂、过氧乙酸均通过破坏病毒蛋白质结构,使蛋白质变性,达到消毒目的,D正确;
故选C。
2.下列有机反应中,反应类型与其他不相同的是( )
A.CH4+Cl2CH3Cl+HCl
B.CH2=CH2+HBrCH3CH2Br
C.CH3CH2OH+HClCH3CH2Cl+H2O
D.CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
【答案】B
【详解】A.与在光照条件下,中的H被Cl取代生成,A是取代反应;
B.CH2=CH2与在催化剂条件下发生加成反应,B是加成反应;
C.与加热条件下,乙醇中的-OH被Cl取代,C是取代反应;
D.乙酸与乙醇的酯化反应也是取代反应,D是取代反应;
故选B。
3.下列用来解释相关事实的化学方程式或离子方程式中,错误的是( )
A.使湿润的红色石蕊试纸变蓝色:
B.加入无水乙醇中产生气泡:
C.不能用玻璃容器盛放氢氟酸:
D.过量的与溶液反应:
【答案】D
【详解】A.NH3为碱性气体,溶于水生成一水合氨,一水合氨可以电离出OH-,使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,离子方程式为,A项正确;
B.Na可以与无水乙醇反应产生氢气,化学方程式为,B项正确;
C.SiO2可以与氢氟酸反应,化学方程式为,C项正确;
D.过量的与溶液反应生成硫单质和亚硫酸氢钠,反应化学方程式为,D项错误;
答案选D。
4.某有机物的结构简式如图所示,则下列说法中不正确的是( )
A.该有机物既能与反应,还能与反应
B.该有机物中有3种官能团
C.该有机物在一定条件下能发生加成、加聚、取代、氧化等反应
D.该有机物和足量金属钠反应生成气体
【答案】D
【详解】A.含羧基,既能与Na反应,还能与NaOH、Na2CO3反应,含羟基,能与Na反应,故A正确;
B.分子中含碳碳双键、羟基、羧基,共3种官能团,故B正确;
C.含碳碳双键可发生加成、加聚反应,含羟基、羧酸可发生取代反应,含碳碳双键、羟基可发生氧化反应,故C正确;
D.羟基、羧基与Na反应生成氢气,则1mol该有机物和足量金属钠反应生成1mol气体,状况未知,不能计算气体的体积,故D错误;
故选:D。
5.下列选项中除杂试剂或操作正确的是( )
选项 物质(杂质) 除杂试剂或操作
A 甲烷(丙烯) 酸性高锰酸钾溶液
B 乙酸乙酯(乙醇) 浓硫酸、乙酸、加热
C 二氧化硫(乙烯) 溴水
D 蛋白质溶液(NaCl) 渗析
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.酸性高锰酸钾与丙烯反应会有二氧化碳生成,引入了新的杂质,故A错误;
B.乙醇和乙酸的反应为可逆反应,乙醇反应不完全,同时又引入新的杂质,而饱和Na2CO3溶液溶解乙醇,同时降低乙酸乙酯在水中的溶解,所以向乙酸乙酯(乙醇)中加入饱和Na2CO3溶液,出现分层,采用“分液”方法进行分离,故B错误;
C.溴水与乙烯发生加成反应,二氧化硫与溴水发生氧化还原反应,因此乙烯、二氧化硫均能与溴水反应,故C错误;
D.蛋白质溶液实质为胶体,不能透过半透膜,利用胶体的性质,胶体中混有离子可用渗析的办法除去,故D正确;
故答案选D。
6.为完成下列各组实验,所选玻璃仪器和试剂均准确、完整的是(不考虑存放试剂的容器)( )
实验目的 玻璃仪器 试剂
A 精制含、、的食盐水 胶头滴管、烧杯、试管、分液漏斗 粗盐水、稀盐酸、氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液
B 比较Mg、Al金属性的强弱 试管、胶头滴管 、溶液、浓NaOH溶液
C 制备并分离乙酸乙酯 试管、量筒、导管、酒精灯、蒸馏烧瓶 冰醋酸、无水乙醇、浓硫酸、饱和碳酸钠溶液
D 利用反萃取原理从碘的四氯化碳溶液中获取碘单质 烧杯、玻璃棒、分液漏斗 稀硫酸、氢氧化钠溶液
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.精制含、、的食盐水,粗盐水中依次加入氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液,过滤,滤液中加入适量稀盐酸,过滤需要漏斗,不需要分液漏斗,故不选A;
B.实验原理:通过氯化铝,氯化镁与浓氢氧化钠反应生成的氢氧化铝、氢氧化镁的碱性大小来比较铝镁的金属性,取等量氯化铝和氯化镁分别置于两支试管中,同时用胶头滴管加入浓氢氧化钠溶液,直至出现白色沉淀,继续滴加氢氧化钠(过量),装有氯化铝的烧杯沉淀消失,装有氯化镁的烧杯沉淀不消失,因为碱与碱不发生反应,故氢氧化铝不是碱,可以得出镁的金属性比铝强,故选B;
C.分离乙酸乙酯和乙酸、乙醇的混合物需要用到分液漏斗,故不选C;
D.碘的四氯化碳溶液中加入氢氧化钠浓溶液,碘发生歧化反应生成碘化钠和次碘酸钠,用分液漏斗分液回收四氯化碳,水相中加入硫酸,酸性条件下碘化钠和次碘酸钠发生归中反应生成碘沉淀,过滤获取碘单质,过滤需要用到漏斗,故不选D。
选B。
7.有机物肉桂酸有较多的用途,如用于食品添加剂、医药工业、制取香精香料等。肉桂酸(M)的结构简式如图所示, ,另一有机物(N)的结构简式为HO-CH2CH=CHCH2-COOH,下列有关说法正确的是( )
A.M的分子式为C9H10O2
B.N在一定条件下能发生分子内酯化反应且生成五元环状的酯
C.M、N各取1mol与足量Na反应时消耗等量的Na
D.M、N均能使酸性KMnO4溶液褪色
【答案】D
【详解】A.M的分子式为C9H8O2,故A错误;
B.N在一定条件下能发生分子内酯化反应且生成六元环状的酯,故B错误;
C.M、N各取1mol与足量Na反应,M中含有羧基,消耗1molNa,N中含有羧基和羟基,消耗2molNa,故C错误;
D.M、N均含有碳碳双键,均能使酸性KMnO4溶液褪色,故D正确。
答案为:D。
8.设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.100 mL 18 mol/L浓硫酸与足量Cu粉加热反应,产生分子数为
B.羟基含有的电子数目为
C.一定条件下,1 mol 与足量反应,产的分子数为
D.质量分数为的乙醇溶液中,含键的数目为
【答案】B
【详解】A.100 mL 18 mol/L浓硫酸与足量Cu粉加热反应,反应一段时间,浓硫酸变成稀硫酸,反应停止,故无法计算产生分子数,故A错误;
B.羟基的结构式为:-OH,1mol羟基含有9mol电子,故羟基含有的电子数目为,故B正确;
C.一定条件下,与反应为可逆反应,进行不完全,1 mol 与足量反应,产的分子数小于,故C错误;
D.乙醇溶液中,乙醇、水分子中均含有键,质量分数为的乙醇溶液中含有键的数目为7,故D错误。
答案为:B。
9.从中药茯苓中提取的茯苓新酸其结构简式如图所示。下列有关茯苓新酸的说法错误的是( )
A.可使酸性KMnO4溶液褪色 B.可与金属钠反应产生H2
C.分子中含有3种官能团 D.可发生取代反应和加成反应
【答案】C
【详解】A.碳碳双键和饱和碳原子上的羟基均可以与酸性 KMnO4溶液发生氧化反应而使其褪色,A正确;
B.羟基和羧基均可与金属钠反应放出氢气,B正确;
C.茯苓新酸分子中含有碳碳双键、羟基、羧基、酯基4种官能团,C错误;
D.碳碳双键可发生加成反应,羟基和羧基均可发生取代反应,D正确;
故选C。
10.番木鳖酸具有一定的抗炎、抗菌活性,结构简式如图。下列说法错误的是( )
A.lmol该物质最多可与2molH2发生加成反应
B.该物质可被酸性KMnO4溶液氧化
C.1mol该物质与足量饱和NaHCO3溶液反应,可放出22.4L(标准状况)CO2
D.一定量的该物质分别与足量Na、NaOH反应,消耗二者物质的量之比为6:1
【答案】A
【详解】A.该物质中只有C=C能与1molH2发生加成反应,A项错误;
B.该分子中的-OH羟基及C=C均能被酸性高锰酸钾氧化,B项正确;
C.1mol该分子中含的1mol-COOH可以与NaHCO3反应产生1molCO2,C项正确;
D.1mol该分子中1mol-COOH、5mol-OH均能与Na发生反应,总共消耗6molNa;而该分子中只有1mol-COOH能与NaOH反应,消耗1molNaOH。消耗二者物质的量之比为6:1,D项正确;
故选A。
11.图是先用浓硫酸与乙醇反应制取乙烯,再由乙烯与Br2反应制备1,2-二溴乙烷(熔点:9.5 ℃沸点:131 ℃,)的反应装置(加热和夹持装置略去),下列说法错误的是( )
A.仪器X使用前要先拔掉上口的玻璃塞
B.装置B的作用是防堵塞
C.若略去装置C,会使液溴部分损耗
D.装置E是尾气处理装置,主要吸收尾气中的溴蒸气,防止污染环境
【答案】A
【分析】浓硫酸和乙醇在A中共热,乙醇发生消去反应得到乙烯,乙醇易挥发,乙烯中混有乙醇,用B中的水吸收乙醇,浓硫酸有强氧化性,乙烯中会混有二氧化碳、二氧化硫,用C中NaOH溶液吸收二氧化碳、二氧化硫,乙烯与溴在D中小试管内反应制得1,2-二溴乙烷,用E中NaOH吸收挥发出的溴,防止污染空气。
【详解】A.X为恒压滴液漏斗,恒压滴液漏斗中液面上方气体与三颈烧瓶内相通,液体容易流下,使用前不用拔掉上口的玻璃塞,故A错误;
B.装置B中的长玻璃管可以平衡装置内气体的压强,起到防堵塞安全作用,故B正确;
C.浓硫酸与乙醇反应生成乙烯的过程中会产生二氧化硫等杂质气体,装置C中的氢氧化钠可以除去乙烯中的二氧化硫,否则二氧化硫也会与液溴反应,会使液溴部分损耗,故C正确;
D.溴易挥发,尾气中会含有少量溴蒸气,装置E中的氢氧化钠可以吸收溴蒸气,防止污染环境,故D正确;
故选A。
12.将 a g 光亮的铜丝在空气中加热一段时间后,迅速插入下列物质中,取出干燥,如此反复几次,最后取出铜丝洗涤、干燥、称得其质量为 bg。若aA.(CH3)3CCH2OH B.(CH3)3COH C.C2H5OH D.盐酸
【答案】B
【分析】将 a g 光亮的铜丝在空气中加热一段时间后,生成CuO,则其质量应大于ag。
【详解】A.(CH3)3CCH2OH能将CuO还原为Cu,铜丝质量仍为ag,A不合题意;
B.(CH3)3COH与CuO不能发生反应,所以铜丝质量大于ag,B符合题意;
C.C2H5OH能将CuO还原为Cu,铜丝质量仍为ag,C不合题意;
D.盐酸与CuO反应,生成CuCl2和水,铜丝质量减轻,D不合题意;
故选B。
13.下列实验方案正确且能达到实验目的是( )
A.用图1装置制取并收集乙酸乙酯
B.用图2装置除去CO2气体中的HCl杂质
C.用图3装置检验草酸晶体中是否含有结晶水
D.用图4装置可以完成“喷泉实验”
【答案】D
【详解】A.乙酸乙酯在NaOH溶液中能完全水解,应改用饱和碳酸钠溶液,故A错误;
B.二者均与碳酸钠反应,不能除杂,应选饱和碳酸氢钠溶液,故B错误;
C.无水硫酸铜遇水变蓝,且草酸中含H元素和氧元素,分解生成水,则变蓝不能说明草酸含结晶水,故C错误;
D.氨气极易溶于水,打开止水夹,捂热烧瓶根据气体热胀冷缩的原理可引发喷泉,故D正确;
答案为D。
14.物质中杂质(括号内为杂质)的检验方法、除杂试剂都正确的是( )
选项 物质及其杂质 检验方法 除杂
A Cl2(HCl) 通入AgNO3溶液中 饱和食盐水
B FeCl2溶液(FeCl3) 滴入KSCN溶液 通入过量氯气
C 乙酸乙酯(乙酸) 滴入石蕊溶液 饱和Na2CO3溶液
D 乙烷(乙烯) 溴水 一定条件下通入氢气
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.二者均与硝酸银反应,均生成白色沉淀,不能检验,故A错误;
B.氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁,将原物质除去不能除杂,应加铁粉、过滤除杂,故B错误;
C.乙酸的水溶液显酸性,则检验乙酸乙酯中否混有乙酸可滴入石蕊试液,变色则说明有乙酸;除去乙酸乙酯中混有的乙酸用饱和碳酸钠溶液,然后分液即可,故C正确;
D.乙烯能使溴水褪色,可用来检验乙烷是否混有乙烯,但不能用氢气除去乙烷中混有的乙烯,原因是氢气的量无法控制,会引入新的杂质或除不尽,应选择溴水洗气,故D错误;
故答案为C。
15.下列实验操作、现象和结论均正确的是( )
选项 操 作 可能的现象 结 论
A 向某溶液中先滴加少量氯水,再滴加KSCN溶液 溶液变为红色 溶液中一定含有Fe2+
B 向酚酞溶液中加入过量的Na2O2 溶液先变红后褪色 Na2O2与水生成的碱有漂白性
C 将表面氧化的铜丝从酒精灯的外焰慢慢移向内焰 黑色的铜丝变红 CuO被内焰中的乙醇蒸气还原
D 向饱和Na2CO3溶液中通入CO2 有晶体析出 溶解度:NaHCO3﹥Na2CO3
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.溶液变红,原溶液中可能有Fe3+,不一定有Fe2+,错误;
B.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,溶液先变红说明过氧化钠与水反应生成了碱,后褪色说明过氧化钠与水反应生成了H2O2,H2O2具有强氧化性把有色物质氧化漂白,结论错误,错误;
C.酒精灯内焰温度低,有挥发出的酒精,氧化铜和酒精发生反应:CH3CH2OH+CuO=CH3CHO+Cu+H2O,黑色变成红色,CuO被乙醇蒸气还原,正确;
D.向饱和Na2CO3溶液中通入CO2反生:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3↓,NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,错误。
二、非选择题
16.有关催化剂的催化机理等问题可以从“乙醇催化氧化实验”得到一些认识,某教师设计了如图所示装置(夹持装置等已省略) ,其实验操作为:先按图安装好装置,关闭活塞a、b、c,在铜丝的中间部分加热片刻,然后打开活塞a、b、c,通过控制活塞a和b,而有节奏(间歇性)地通入气体,即可在M处观察到明显的实验现象。试回答以下问题:
(1)A中发生反应的化学方程式: ;C中热水的作用: 。
(2)M处发生反应的化学方程式为 。
(3)从M管中可观察到的现象: ,从中可认识到该实验过程中催化剂 (填“参加”或“不参加”)化学反应。
(4)实验进行一段时间后,如果撤掉酒精灯,反应 (填“能”或“不能”)继续进行,其原因是 。
(5)请设计简单实验验证乙醇的氧化产物 。
【答案】(1) 2H2O2 2H2O+O2↑ 使D中乙醇变为蒸气进入M参加反应,用水浴加热使乙醇气流较平稳
(2)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
(3) 受热部分的铜丝交替出现变黑、变红的现象 参加
(4) 能 乙醇的催化氧化反应是放热反应,反应放出的热量能维持反应继续进行
(5)实验结束后,卸下装置F中盛有少量蒸馏水的试管,从中取出少许溶液做银镜反应实验[也可使之与新制Cu(OH)2悬浊液反应],来证明乙醛的生成
【分析】乙醇催化氧化实验:A中是过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,B是吸收氧气中的水蒸气,C是加热乙醇得到乙醇蒸气进入M,M处发生的反应是乙醇的催化氧化反应生成乙醛,F中含有乙醛和过量的乙醇的溶液。
【详解】(1)A中是过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑;C中热水的作用是使D中乙醇变为蒸气进入M参加反应,用水浴加热使乙醇气流较平稳;
(2)M处发生的反应是乙醇的催化氧化反应生成乙醛,反应的化学方程式为:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;
(3)铜丝做催化剂,和氧气反应生成氧化铜,和乙醇反应又生成铜,受热部分的铜丝由于间歇性地鼓入空气而交替出现变黑,变红的现象;乙醇的催化氧化反应中,金属铜作催化剂,真正和乙醇反应起到氧化作用的是氧化铜,在反应前后,实际上铜参加反应,只是在初始反应中作反应物,在最终反应中作生成物,故催化剂参与了化学反应;
(4)因为乙醇的催化氧化反应是放热反应,反应放出的热量能维持反应继续进行;
(5)乙醇氧化为乙醛,依据醛基检验方法进行设计实验(银镜反应),也可以利用新制的氢氧化铜加热生成砖红色沉淀来判断化学反应,所以验证乙醇氧化产物的化学方法是实验结束后,卸下装置F中盛有少量蒸馏水的试管,从中取出少许溶液做银镜反应实验[也可使之与新制Cu(OH)2悬浊液反应],来证明乙醛的生成。
17.下列是甲、乙、丙三位同学均采用乙醇、乙酸与浓硫酸混合共热的方法制取乙酸乙酯的过程。
(1)甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示的三套实验装置,请从甲、乙两位同学设计的装置中选择一套作为实验室制取乙酸乙酯的装置,较合理的是 (填“甲”或“乙”)。丙同学将甲装置进行了改进,将其中的玻璃管改成了球形干燥管,球形干燥管除起冷凝作用外,另一重要作用是 。
[实验步骤]
ⅰ.按丙同学选择的装置组装仪器,在试管①中先加入3 mL乙醇,并在摇动下缓缓加入2 mL浓硫酸充分摇匀,冷却后再加入2 mL乙酸;
ⅱ.将试管①定在铁架台上;
ⅲ.在试管②中加入适量的饱和Na2CO3溶液;
ⅳ.用酒精灯对试管①加热;
ⅴ.当观察到试管②中有明显现象时停止实验。
【问题讨论】
(2)a.按步骤ⅰ安装好实验装置,加入样品前还应 ,在步骤ⅰ中还应加入 。
b.若乙酸分子中的氧都是16O,乙醇分子中的氧都是18O,反应一段时间后分子中含有18O的物质有 ,此时若6克的该乙酸与6克该乙醇反应生成相应酯的产率为45%,则生成该乙酸乙酯的量是 克。
[分离提纯]
分离乙酸乙酯、乙醇、乙酸的混合物,可按下列步骤进行:
(3)试剂1最好选用 ,用它除去乙酸的原理为 (用化学方程式表示)。
(4)操作1所用的主要玻璃仪器名称是 、 。
(5)操作2是 。
(6)试剂2最好选用 。
【答案】(1) 乙 防止倒吸
(2) 检查装置的气密性 沸石 乙醇、乙酸乙酯 4.05
(3) 饱和碳酸钠溶液 Na2CO3+2CH3COOH→2CH3COONa+H2O+CO2↑
(4) 分液漏斗 烧杯
(5)蒸馏
(6)硫酸
【分析】乙醇和乙酸在浓硫酸环境下加热,生成乙酸乙酯,乙酸和乙醇有挥发性,收集乙酸乙酯时注意防倒吸,同时试管中加入的试剂为饱和碳酸钠溶液,溶解乙醇,吸收乙酸,降低乙酸乙酯在水中的溶解度;酯化反应的原理是:羧基提供氢氧原子,醇提供氢原子;乙酸乙酯、乙醇和乙酸三种物质的混合物,首先用饱和Na2CO3溶液进行萃取、分液,可把混合物分离成两种液体,其中一份是乙酸乙酯(即A),另一份是乙酸钠和乙醇的水溶液(即B);蒸馏B可得到乙醇(即E);留下残液是乙酸钠溶液(即C),再在C中加入硫酸,可生成CH3COOH和Na2SO4(即D),再经蒸馏可得乙酸,据此分析作答。
【详解】(1)作为实验室制取乙酸乙酯的装置,导管与液面有空隙,防止液体倒吸,较合理的是乙;丙同学将甲装置进行了改进,将其中的玻璃管改成了球形干燥管,除起冷凝作用外,另一重要作用是能防止倒吸;
(2)a.步骤ⅰ安装好实验装置,实验前即加入样品前,还应检查装置的气密性;且还应该加入沸石防暴沸;
b.若乙酸分子中的氧都是,乙醇分子中的氧都是,则反应为,反应一段时间后分子中含有的物质有乙醇、乙酸乙酯;该乙酸的摩尔质量为60g/mol,该乙醇的摩尔质量48g/mol,则质量相同时,乙酸的物质的量小,故乙酸乙酯的理论产量为,生成相应酯的产率为45%,则生成该乙酸乙酯的量是0.1mol×45%×90 g/mol=4.05g;
(3)试剂1最好选用饱和碳酸钠溶液,可吸收乙醇、与乙酸反应,与乙酸乙酯分层;Na2CO3除去乙酸的原理为Na2CO3+2CH3COOH→2CH3COONa+H2O+CO2↑,故答案为:饱和碳酸钠溶液;Na2CO3+2CH3COOH→2CH3COONa+H2O+CO2↑;
(4)操作1是分液,所用的主要仪器名称是分液漏斗、烧杯,故答案为:分液漏斗、烧杯;
(5)乙酸钠和乙醇的水溶液中二者沸点差异大,则操作2是蒸馏,故答案为:蒸馏;
(6)试剂2最好选用硫酸,为难挥发性酸,方便后面分离,故答案为:硫酸。
18.随着全球对可持续发展和环保材料需求的增加,聚丙烯酸乙酯(简称PEA)因其优异的生物降解性和环境友好性,正成为替代传统塑料的理想选择。近期,某科研团队以乙烯、丙烯为原料高效合成聚丙烯酸乙酯()的路线图如下:
(1)乙烯的结构简式为 ,A中所含官能团名称为 。
(2)反应①、②的反应类型分别为 、 。
(3)中所有的碳原子 一定共平面(填“是”或“否”),产物D可能有 种结构。
(4)E可制成管道、薄膜等,E的结构简式为 。
(5)写出物质A催化氧化的反应方程式: 。
(6)已知B能与NaOH溶液反应,且B的分子式为,写出A与B反应生成C的反应方程式:
。
【答案】(1) 羟基
(2) 加成反应 取代反应
(3) 是 2
(4)
(5)
(6)
【分析】
乙烯与水在一定条件下发生加成反应生成乙醇,故A为;与HCl发生加成反应生成D,故D可能为或;在一定调节下发生加聚反应生成,故E为;在光照条件下发生取代反应生成;与空气、水蒸气在催化剂作用下发生氧化反应生成,在试剂中加热生成B,已知B能与NaOH溶液反应,且B的分子式为,可推知B为,与在浓硫酸作催化剂发生酯化反应生成C,C为,发生加聚反应,生成聚丙烯酸乙酯(),据此回答。
【详解】(1)乙烯分子中两个碳原子以碳碳双键相连,每个碳原子再结合两个氢原子,结构简式为;乙烯与H2O在一定条件下发生加成反应生成A,A为乙醇,其官能团是羟基();
(2)反应①中与HCl反应,碳碳双键打开,HCl的H和Cl分别加在双键两端的碳原子上,符合加成反应的特征;反应②中在光照条件下与Cl2反应,是甲基上的氢原子被氯原子取代,属于取代反应;
(3)中上的C原子直接与碳碳双键上的C原子相连,为平面型分子,所以所有碳原子一定共平面;与HCl发生加成反应,Cl原子可以加在端位碳原子上,也可以加在中间碳原子上,所以产物D可能有2种结构;
(4)
发生加聚反应生成高分子化合物E,双键打开相互连接形成高分子,其结构简式为;
(5)A为乙醇,在铜或银作催化剂并加热条件下,乙醇被氧气氧化为乙醛,根据原子守恒和得失电子守恒写出该反应方程式为;
(6)A是乙醇,B的分子式为且能与NaOH溶液反应,结合流程可知B为丙烯酸,A与B发生酯化反应(酸脱羟基醇脱氢 ),在浓硫酸、加热条件下生成C(丙烯酸乙酯)和水,反应的方程式为。
19.A是一种重要的有机化工原料,其产量通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展水平,通过一系列化学反应,可以制得成千上万种有用的物质。结合下图物质间转化关系回答问题:
(1)A的结构简式为 。
(2)③的反应类型为 ,E中的官能团名称是 。
(3)高分子化合物G是由丙烯通过加聚反应制得的,G的结构简式为 。
(4)的化学方程式为 。
(5)写出反应②的化学方程式: 。
(6)与足量的金属完全反应,生成标准状况下氢气的体积为 。
(7)写出E与HBr发生加成反应可能会生成的产物的结构简式: 。
【答案】(1)
(2) 取代反应 酯基、碳碳双键
(3)
(4)
(5)
(6)4.48
(7)、
【分析】
A是一种重要的有机化工原料,其产量通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展水平,所以A为乙烯,结构简式为;A到B为乙烯与水加成生成乙醇;再通过催化氧化反应生成X,通过E的结构简式为,可推出D的结构简式为;G由丙烯聚合而成的高分子化合物,结构简式为。
【详解】(1)A为乙烯,结构简式为;
(2)③为1,2-二溴乙烷发生取代反应生成乙二醇,E的结构简式为,其官能团名称是酯基、碳碳双键;
(3)
G由丙烯聚合而成的高分子化合物,结构简式为;
(4)B为,X为,从B到X为乙醇的催化氧化反应,方程式为: ;
(5)反应②为B+D→E即乙醇和丙烯酸的酯化反应,化学方程式为
(6)乙二醇与金属钠反应的化学方程式为,的物质的量为,根据反应方程式,完全反应生成氢气的物质的量为,标况下的体积为;
(7)
E的结构简式为,与HBr发生加成反应可能会生成的产物的结构简式、。
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