有机化合物专项训练
题组一 常见烃的结构与性质
1.下列反应中,属于加成反应的是( )
A.CH2===CH2+HCl―→CH3CH2Cl
B.
C.nCH2===CH2?CH2—CH2?
D.2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
答案 A
解析 B项为取代反应,C项为加聚反应,D项为氧化反应,A项正确。
2.已知乙烯分子中含有一个碳碳双键,分子呈平面结构,六个原子都在同一平面上,下列对丙烯(CH3—CH===CH2)结构和性质的推断正确的是( )
A.丙烯分子中所有的原子都在同一平面上
B.丙烯分子中三个碳原子有可能在同一条直线上
C.过量的丙烯通入浓溴水中,观察到溴水褪色,溶液均一稳定
D.丙烯既可以发生加成反应,又可以发生取代反应
答案 D
解析
A
×
丙烯分子中含有甲基,甲基中的碳原子和三个氢原子不共面,A项错误
B
×
由于乙烯平面结构中两个碳原子与任一氢原子三点不共线,而丙烯中取代了氢原子位置的碳原子与双键两端碳原子不共线,B项错误
C
×
丙烯与溴反应的产物不溶于水,应出现分层现象,C项错误
D
√
烃分子中,碳原子上的氢原子可以被取代,碳碳双键可以被加成,D项正确
3.人们对苯的认识有一个不断深化的过程。1834年德国科学家米希尔里希,通过蒸馏安息香酸()和石灰的混合物得到液体,命名为苯。
(1)苯不能使溴水因发生化学反应而褪色,性质类似烷烃,任写一个苯发生取代反应的化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)1866年凯库勒(下图)提出了苯的单双键交替的正六边形平面结构,解释了苯的部分性质,但还有一些问题尚未解决,它不能解释下列__________(填字母)事实。
A.苯不能使溴水因发生化学反应而褪色
B.苯能与H2发生加成反应
C.溴苯没有同分异构体
D.邻二溴苯只有一种
(3)现代化学认为苯分子碳碳之间的键是___________________________________________。
答案 (1) (或其他合理答案)
(2)AD
(3)介于单键和双键之间的独特的键
4.下图表示4个碳原子相互结合的方式。小球表示碳原子,小棍表示化学键,假如碳原子上其余的化学键都是与氢结合。
(1)图中属于烷烃的是________(填字母)。
(2)在上图的有机化合物中,碳原子与碳原子之间不仅可以形成共价单键,还可以形成________和________;不仅可以形成________,还可以形成碳环。
(3)上图中互为同分异构体的是A与________________;B与____________;D与____________(填字母)。
答案 (1)AC (2)双键 三键 碳链 (3)C EFH G
解析 (1)据烷烃的定义:碳碳原子之间仅以单键互相结合,剩余的价键全部与氢原子结合,知上图8种分子中只有A、C为烷烃。
(2)据图中8种分子看出,A、C中碳碳原子间全为单键,B、E、F分子中还含有双键,D与G分子中含有三键,除H分子形成碳环,其余均为碳链。
(3)据同分异构体的概念不难推知A与C互为同分异构体,B与E、F、H互为同分异构体,D与G互为同分异构体。
题组二 烃的燃烧及其有关计算
5.下列物质在空气中燃烧产生的烟最浓的是( )
A.CH4 B.C2H6 C.C2H4 D.
答案 D
解析 烃的含碳量越高,在空气中燃烧产生的烟越浓,四种烃中苯的含碳量最高。
6.某气态烷烃20 mL,完全燃烧时,正好消耗同温、同压下的氧气100 mL,该烷烃的化学式是( )
A.C2H6 B.C3H8
C.C4H10 D.C5H12
答案 B
解析 气态烷烃燃烧的通式如下:
CnH2n+2+O2nCO2+(n+1)H2O
1
20 mL 100 mL
=,解得n=3,故正确答案为B。
7.a mL三种气态烃组成的混合物与足量氧气混合,点燃爆炸后,恢复到原来的状态(常温、常压),体积共缩小2a mL。则三种烃可能是( )
A.CH4、C2H4、C3H4 B.C2H6、C3H6、C4H6
C.CH4、C2H6、C3H8 D.C2H4、C2H2、CH4
答案 A
解析 设三种气态烃的平均分子组成为CnHm
CnHm+(n+)O2nCO2+H2O 体积减少
1 1+
a 2a
=,m=4。
8.有下列几种烃:
A.CH4 B.C3H6 C.C3H8 D.C4H10 E.C6H6
F.C2H4分别在足量的氧气中燃烧。
(1)等物质的量时,耗O2最多的是________(填字母,下同)。
(2)等质量时耗O2最多的是________。
(3)若在恒容容器中反应后恢复至反应前的温度(120 ℃),压强不变的是________________。
答案 (1)E (2)A (3)AF
题组三 烃的含氧衍生物的结构与性质
9.今有五种有机物:
①CH2OH(CHOH)4CHO
②CH3(CH2)3OH
③CH2===CH—CH2OH
④CH2===CH—COOCH3
⑤CH2===CH—COOH
其中既能发生加成反应、加聚反应、酯化反应,又能发生氧化反应的是( )
A.③⑤ B.①②⑤
C.②④ D.③④
答案 A
解析 能发生加成反应的是①③④⑤,能发生加聚反应的是③④⑤,①②③⑤可发生酯化反应,五种有机物都可发生氧化反应,能同时发生上述四种反应的只有③⑤。
10.乙醇是生活中常见的有机物,能进行如图所示的多种反应,A、B、C、D都是含碳化合物。
写出下列反应的化学方程式及对应的反应类型:
①:________________________________________________________________________,
反应类型:______________。
②________________________________________________________________________,
反应类型:______________。
③________________________________________________________________________,
反应类型:______________。
④:________________________________________________________________________,
反应类型:______________。
答案 ①2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑置换反应
②C2H6O+3O22CO2+3H2O 氧化反应
③CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O 酯化(或取代)反应
④2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
氧化反应
解析 反应①为钠与乙醇的置换反应,反应②为乙醇的燃烧反应,反应③为乙醇与乙酸的酯化反应,反应④为乙醇的催化氧化反应。
11.某有机物A的化学式为CxHyOz,15 g A完全燃烧生成22 g CO2和9 g H2O。
(1)该有机物的最简式为________。
(2)若A是一种无色、具有强烈刺激性气味的气体,且有还原性,则A的结构简式是________________________________________________________________________。
(3)若A和Na2CO3混合,有气体放出,且和醇能发生酯化反应,则A的结构简式为________________________________________________________________________。
答案 (1)CH2O (2)HCHO (3)CH3COOH
解析 n(H)=×2 mol=1 mol,n(C)= mol=0.5 mol,n(O)= mol=0.5 mol,所以该有机物的最简式为CH2O,根据性质可判断出每一种物质的结构简式。
题组四 糖类、油脂、蛋白质的性质及应用
12.下列说法不正确的是( )
A.蛋白质水解的最终产物是氨基酸
B.米饭在嘴中越咀嚼越甜的原因是淀粉水解生成甜味物质
C.油脂、乙醇是人体必需的营养物质
D.水果因含有酯类物质而具有香味
答案 C
解析 A项,蛋白质水解最终得到氨基酸;B项,淀粉在唾液中酶的作用下水解生成麦芽糖;C项,乙醇不是人体必需的营养物质;D项,水果中含有多种酯类物质,而具有香味。
13.下列关于糖类、蛋白质、油脂的说法正确的是( )
A.它们的组成中都含有C、H、O、N等元素
B.在一定条件下,它们都能发生水解反应
C.人体需要的二十多种氨基酸,都可以通过人体自身合成
D.油脂都是高级脂肪酸的甘油酯,是一种高热量营养素
答案 D
解析 糖类和油脂中不含N元素,单糖不能水解,必需氨基酸不能通过人体合成。
14.某校学生用化学知识解决生活中的问题,下列家庭小实验中不合理的是( )
A.用高度白酒进行皮肤消毒
B.用米汤(含淀粉)检验加碘盐中的碘酸钾(KIO3)
C.用食用碱(Na2CO3溶液)洗涤餐具上的油污
D.用灼烧并闻气味的方法区别纯棉织物和纯毛织物
答案 B
解析 高度白酒中含有乙醇可用于皮肤消毒,A合理;淀粉遇碘变蓝,这里的碘指的是碘单质,B错;油污属于油脂,可在碱性条件下发生水解,C合理;棉花主要成分是纤维素,纯毛属于蛋白质,灼烧蛋白质有烧焦的羽毛气味,D合理。
题组五 综合应用题
15.(1)根据结构对有机物进行分类,有助于对其性质的掌握。
①下列有机物属于芳香烃的是__________(填字母),它与苯的关系是__________,写出苯与液溴发生反应的化学方程式:________________________________________________,
预测该芳香烃__________(填“能”或“不能”)发生该类反应。
②下列有机物属于羧酸类的是__________(填字母)。
③下列有机物属于糖类的是__________(填字母)。
a.油脂 b.纤维素 c.蛋白质
(2)化合物X的结构简式为:
①X分子有__________种氢原子。
②X的一种同分异构体Z的结构简式为H2C===CH—CH2OH,请写出Z与Br2发生加成反应的化学方程式:_____________________________________________________。
答案 (1)①c 同系物 能 ②c ③b
(2)①1 ②H2C===CH—CH2OH+Br2―→BrH2C—CHBr—CH2OH
解析 (1)①含苯环的烃为芳香烃,故c符合条件,与苯结构相似,组成上相差一个“CH2”,故二者是同系物;苯与液溴反应的化学方程式为,甲苯与苯互为同系物,故性质相似。②三种分子的官能团分别为醛基、羟基、羧基。③纤维素是多糖,属于糖。
(2)①该分子完全对称,分子中只有1种氢原子。②Z与Br2发生加成反应的化学方程式为H2C===CH—CH2OH+Br2―→BrH2C—CHBr—CH2OH。
16.0.2 mol有机物和0.4 mol O2在密闭容器中燃烧后产物为CO2、CO和H2O(g)。产物经过浓H2SO4后,质量增加10.8 g;再通过灼热的CuO,充分反应后,CuO质量减轻 3.2 g,最后气体再通过碱石灰被完全吸收,质量增加17.6 g。
(1)试推断该有机物的分子式。
(2)若0.2 mol该有机物恰好能与9.2 g金属钠完全反应,试确定该有机物的结构简式。
答案 (1)C2H6O2
(2)HO—CH2—CH2—OH
解析 (1)n(H2O)==0.6 mol
n(CO2)==0.4 mol
CuO+COCu+CO2 Δm(减量)
1 mol 1 mol 16 g
n(CO) 3.2 g
解得:n(CO)=0.2 mol
实际有机物燃烧产生的CO2为0.4 mol-0.2 mol=0.2 mol
故0.2 mol有机物中n(H)=1.2 mol,n(C)=0.4 mol,
n(O)=0.6 mol+0.2 mol+0.2 mol×2-0.4 mol×2=0.4 mol
所以1 mol有机物中C∶H∶O=2∶6∶2,故有机物分子式为C2H6O2。
(2)n(Na)==0.4 mol,0.2 mol有机物能和0.4 mol Na反应。
所以该有机物为二元醇,结构简式为HO—CH2—CH2—OH。
章末检测(三)
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分;每小题只有一个选项符合题意)
1.以下说法不正确的是( )
A.甲烷的取代反应的条件是在光照条件下与卤素气态单质
B.乙烯与卤素加成的条件是卤素单质的水溶液
C.乙烯与酸性高锰酸钾的反应是加成反应
D.苯的取代反应条件是液溴加催化剂
答案 C
解析 乙烯与酸性高锰酸钾的反应类型是氧化反应,C项不正确。
2.关于生活中的有机物,下列说法不正确的是( )
A.葡萄糖可以发生氧化反应、银镜反应和水解反应
B.工业上利用油脂在碱性条件下的水解反应制取肥皂和甘油
C.食用植物油的主要成分是高级不饱和脂肪酸甘油酯,是人体的营养物质
D.皮肤接触浓硝酸变黄是蛋白质的颜色反应
答案 A
解析 A项,葡萄糖是单糖,不能发生水解反应。
3.下表中对应关系正确的是( )
A
CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl
CH2===CH2+HCl―→CH3CH2Cl
均为取代反应
B
由油脂得到甘油由淀粉得到葡萄糖
均发生了水解反应
C
Cl2+2Br-===2Cl-+Br2
Zn+Cu2+===Zn2++Cu
均为单质被还原的置换反应
D
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
Cl2+H2O===HCl+HClO
均为水作还原剂的氧化还原反应
答案 B
解析 乙烯与氯化氢发生的是加成反应,A项错误;油脂酸性水解得到甘油和高级脂肪酸,碱性水解得到甘油和高级脂肪酸盐,淀粉水解生成葡萄糖,B项正确;Zn+Cu2+===Zn2++Cu中Zn单质被氧化,C项错误;过氧化钠与水的反应、氯气与水的反应实质上分别为氧元素(过氧化钠中)和氯元素的”歧化反应”,反应中水既不作氧化剂,也不作还原剂,D项错误。
4.除去括号内杂质所用试剂和方法正确的是( )
选项
物质
所用试剂
方法
A
乙醇(乙酸)
氢氧化钠溶液
分液
B
乙烷(乙烯)
酸性高锰酸钾溶液
洗气
C
乙酸乙酯(乙酸)
饱和碳酸钠溶液
蒸馏
D
乙醇(水)
生石灰
蒸馏
答案 D
解析 A项,应采取蒸馏方法;B项,应通过溴水;C项,应采取分液方法。
5.下列烃①C4H10,②C4H8,③C7H8,④C6H12分别完全燃烧,耗氧量分析不正确的是( )
A.等物质的量时耗氧量最少的是①
B.等物质的量时③和④的耗氧量相等
C.等质量时耗氧量最大的是①
D.等质量时②和④的耗氧量相等
答案 A
解析 等物质的量时,x+越大,耗氧量越大;等质量时,若写成CHx,x越大,耗氧量越大。
6.下列过程因发生取代反应而产生的是( )
A.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
B.将苯加入溴水中,振荡后水层接近无色
C.将苯、浓硫酸、浓硝酸混合后在50~60 ℃ 水浴中加热
D.液态植物油与氢气反应生成固态物质
答案 C
解析 A项,乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是发生了加成反应,错误;B项,将苯加入溴水中,振荡后水层接近无色是因为萃取的缘故,错误;C项,将苯、浓硫酸、浓硝酸混合后在50~60 ℃ 水浴中加热发生取代反应产生硝基苯和水,正确;D项,液态植物油与氢气反应生成固态物质是发生了加成反应,错误。
7.某有机物的结构简式为,它在一定条件下不可能发生①加成、②水解、③消去、④酯化、⑤中和中的反应有( )
A.① B.②④ C.②③ D.③
答案 D
解析 含有苯环能发生加成反应;含有酯基能发生水解反应;含有—COOH,能发生酯化和中和反应。
8.下列各组物质相互间一定互为同系物的是( )
A.淀粉和纤维素 B.蔗糖和麦芽糖
C.C3H6与C4H8 D.C4H10与C10H22
答案 D
解析 淀粉和纤维素都是高分子混合物,且聚合度有差异;蔗糖和麦芽糖分子式相同;C3H6与C4H8可能是烯烃,但也可能一个是烯烃一个是环烷烃,所以不一定互为同系物;C4H10与C10H22一定都是烷烃,必然互为同系物。
9.酯类物质广泛存在于香蕉、梨等水果中。某实验小组从梨中分离出一种酯,然后将分离出的酯水解,得到乙酸和另一种分子式为C6H13OH的物质。下列分析不正确的是( )
A.C6H13OH分子中含有羟基
B.实验小组分离出的酯可表示为CH3COOC6H13
C.C6H13OH可与金属钠发生反应
D.不需要催化剂,这种酯在水中加热即可大量水解
答案 D
解析 酯化反应是在有催化剂存在的情况下进行的可逆反应,由此可知,酯的水解需要催化剂。
10.1-丁醇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 ℃,反应装置如右图,下列对该实验的描述错误的是( )
A.不能用水浴加热
B.长玻璃管起冷凝回流作用
C.提纯乙酸丁酯需要经过水、氢氧化钠溶液洗涤
D.加入过量乙酸可以提高1-丁醇的转化率
答案 C
解析 水浴温度不会超过100 ℃,A正确;长玻璃管的作用是冷凝回流,B正确;羧酸和醇的酯化为可逆反应,增大一种反应物的用量可提高另一种反应物的转化率,D正确;氢氧化钠可以使乙酸丁酯水解,故不可用氢氧化钠溶液洗涤,可用碳酸钠溶液,C错误。
11.下列叙述不正确的是( )
A.丙烯与氯化氢加成的产物有2种
B.乙炔与氯化氢1∶2加成的产物有2种
C.立方烷的六氯取代物有3种
D.联二苯的二氯取代物有15种
答案 D
解析 A项,丙烯和HCl发生加成反应得到CH3—CH2—CH2Cl和两种物质;B项,CH≡CH+2HCl―→CH3—CHCl2或;C项,立方烷的二氯代物有3种,所以六氯代物也有3种;D项,联二苯的二氯代物有、
,共12种。
12.下列关于常见有机物的说法不正确的是( )
A.乙烯和苯都能与溴水反应
B.乙酸和油脂都能与氢氧化钠溶液反应
C.糖类和蛋白质都是人体重要的营养物质
D.乙烯和甲烷可用酸性高锰酸钾溶液鉴别
答案 A
解析 乙烯与溴水可发生加成反应,苯与溴水不反应,故A不正确;乙酸与氢氧化钠溶液发生酸碱中和反应,油脂在氢氧化钠溶液中发生皂化反应,B正确;糖类、油脂、蛋白质是人体的三大基本营养物质,C正确;乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,乙烯和甲烷可用酸性高锰酸钾溶液鉴别,D正确。
13.下列反应中能用于检验尿液中是否含有葡萄糖的是( )
A.加金属钠看是否有氢气放出
B.与新制氢氧化铜悬浊液混合后加热,观察是否有砖红色沉淀生成
C.与醋酸和浓硫酸共热,观察是否有香味物质生成
D.加入酸性KMnO4溶液,看溶液是否褪色
答案 B
解析 检验葡萄糖可利用其与新制的Cu(OH)2悬浊液共热,看是否有砖红色沉淀生成来鉴定,故本题答案为B。
14.下列实验操作及结论正确的是( )
A.钠和乙醇反应的现象与钠和水反应的现象相同
B.在淀粉溶液中加入20%的稀硫酸水解后,立即加入新制Cu(OH)2悬浊液共热,证明有葡萄糖生成
C.在CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液振荡,立即加入麦芽糖溶液并加热,能证明麦芽糖具有还原性
D.在乙醇溶液中插入一根红热的铜丝,能证明醇氧化成醛
答案 C
解析 钠与乙醇反应比与水反应缓和且钠沉在乙醇下面;在淀粉水解后应先加NaOH溶液中和硫酸,然后再加入新制Cu(OH)2悬浊液共热;在乙醇溶液中反复插入红热的铜丝多次后,才能闻到乙醛的气味。
15.苹果酸的结构简式为,下列说法正确的是( )
A.苹果酸中能发生酯化反应的官能团有2种
B.1 mol苹果酸可与3 mol NaOH发生中和反应
C.1 mol苹果酸与足量金属Na反应生成1 mol H2
D.HOOC—CH2—CH(OH)—COOH与苹果酸互为同分异构体
答案 A
解析 苹果酸能发生酯化反应的官能团有羟基和羧基两种,A正确;苹果酸分子中有2个羧基,所以1 mol苹果酸能与2 mol NaOH发生中和反应,B不正确;羧基和羟基都可以与Na反应生成氢气,所以1 mol苹果酸与足量的Na反应生成1.5 mol H2,C不正确;HOOC—CH2—CH(OH)—COOH与苹果酸为同一物质,D不正确。
二、非选择题(本题包括5小题,共55分)
16.(10分) 有下列几种物质:
A.金刚石和石墨
B.C2H6和C5H12
C.C2H4和C2H6
D.CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2
E.35Cl和37Cl
属于同分异构体的是________(填字母,下同);属于同素异形体的是________;属于同系物的是________;属于同位素的是________。
答案 D A B E
解析 金刚石和石墨是由同种元素形成的不同单质,属于同素异形体;C2H6和C5H12都属于烷烃,分子式不同,属于同系物;CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2分子式相同,但结构不同,属于同分异构体;35Cl和37Cl的质子数相同,但中子数不同,属于同位素。
17.(10分)已知乙烯能发生以下转化:
(1)乙烯的结构简式为________________。
(2)写出B、D化合物中的官能团的名称:
B:____________;D:____________。
(3)写出下列反应的化学方程式并注明反应类型:
①________________________________________________________________________;
反应类型________________________;
②________________________________________________________________________;
反应类型________________________。
答案 (1)CH2===CH2 (2)羟基 羧基
(3)①CH2===CH2+H2OCH3CH2OH 加成反应
②2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O 氧化反应
解析 乙烯和水发生加成反应生成B(乙醇),乙醇催化氧化生成C(乙醛),乙醇和D(乙酸)发生酯化反应生成乙酸乙酯。
18.(10分)化学式为C2H6O的化合物A具有如下性质:
A+Na―→慢慢产生气泡
A+CH3COOH有香味的产物
(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.A为乙醇 D.A为醛
(2)含A的体积分数为75%的水溶液可以用作__________________________________。
(3)A与钠反应的化学方程式为_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)化合物A和CH3COOH反应生成的有香味的产物的结构简式为____________________。
答案 (1)AC (2)医用消毒剂
(3)2Na+2CH3CH2OH―→2CH3CH2ONa+H2↑
(4)CH3COOCH2CH3
解析 根据A的化学式及A与钠反应产生气泡可推知,A中一定含有—OH,故A一定为乙醇。
19.(13分)溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下:
苯
溴
溴苯
密度/g·cm-3
0.88
3.10
1.50
沸点/℃
80
59
156
水中溶解度
微溶
微溶
微溶
按下列合成步骤回答问题:
(1)在a中加入15 mL无水苯和少量铁屑。由b向a中加入4 mL液溴。烧瓶a中发生反应的化学方程式是_____________________________________________________________。
装置d的作用是______________________________________________________________;
装置c的作用是______________________________________________________。
(2)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯:
①向a中加入10 mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;
②滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。加入氯化钙的目的是________________________________________________________________________。
(3)经过上述分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质的名称是__________,进一步提纯操作方法是__________。
(4)在该实验中,a的容积最适合的是_________________________________________(填字母)。
A.25 mL B.50 mL C.250 mL D.500 mL
答案 (1)
吸收HBr和Br2 导气冷凝和回流
(2)除去HBr和未反应的Br2 干燥
(3)苯 蒸馏 (4)B
解析 (4)用烧瓶加热时,液体不能少于烧瓶容积的,不能超过。由于液体的体积为19 mL,所以应选用50 mL的烧瓶。
20.(12分)资料在线:查阅资料可知以下数据:
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·cm-3
乙醇
-117.0
78.0
0.79
乙酸
16.6
117.9
1.05
乙酸乙酯
-83.6
77.5
0.90
浓硫酸(98%)
-
338.0
1.84
【实验步骤】
学生在实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下:
①在30 mL的大试管A中按体积比1∶4∶4的比例配制浓硫酸、乙醇和乙酸的混合溶液;
②按下图连接好装置(装置气密性良好),用小火均匀地加热装有混合溶液的大试管5~10 min;
③待试管B收集到一定量的产物后停止加热,撤去试管B并用力振荡,然后静置待分层;
④分离出乙酸乙酸层、洗涤、干燥。
【问题设计】
请根据题目要求回答下列问题:
(1)写出制取乙酸乙酯的化学方程式:___________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是________(填字母)。
A.中和乙醇
B.和乙酸反应并溶解乙醇
C.乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度比在水中更小,有利于分层析出
D.加速酯的生成,提高其产率
(3)步骤②中需要小火均匀加热操作,其主要理由是____________________________
________________________________________________________________________。
(4)指出步骤③所观察到的现象:____________________________________________
________________________________________________________________________;
分离出乙酸乙酯后,为了干燥乙酸乙酯可选用的干燥剂为________(填字母)。
A.P2O5 B.无水Na2SO4
C.碱石灰 D.NaOH固体
(5)某化学课外小组设计了如下图所示的制取乙酸乙酯的装置(图中的铁架台、铁夹、加热装置已略去),与上图装置相比,此装置的主要优点有_____________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5+H2O
(2)BC
(3)根据各物质的沸点数据可知,若用大火加热,一方面反应物容易随生成物(乙酸乙酯)一起蒸出,导致原料的大量损失;另一方面,温度太高,可能发生其他副反应
(4)试管B中的液体分成上下两层,上层油状液体呈无色(可以闻到水果香味),下层液体呈(浅)红色,振荡后下层液体的红色变浅 B
(5)①增加了温度计,便于控制发生装置中反应液的温度,减少副产物的产生;②增加了分液漏斗,有利于及时补充反应混合液,以提高乙酸乙酯的产量;③增加了冷凝装置,有利于收集产物乙酸乙酯(合理即可)
解析 (3)根据各物质的沸点数据可知,若用大火加热,反应物容易随生成物(乙酸乙酯)一起蒸出,导致原料的大量损失;另一方面,温度太高,可能发生其他副反应。
(4)在步骤③中的主要现象:试管B中的液体分成上下两层,上层油状液体呈无色(可以闻到水果香味),下层液体呈(浅)红色,振荡后下层液体的红色变浅。分离出来的是粗产品乙酸乙酯,向其中加入无水硫酸钠可以除去粗产品中的水。
(5)对比两个实验装置图,结合乙酸乙酯制备过程中的各种条件控制,可以看出后者有三个突出的优点。