第三章《烃的含氧衍生物》
一、选择题(每小题只有一个正确答案)
1.可用于鉴别下列三种物质的一组试剂是( )
①银氨溶液 ②溴的四氯化碳溶液 ③氯化铁溶液 ④氢氧化钠溶液.
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④
2.能证明苯酚具有弱酸性的实验是( )
A. 加入浓溴水生成白色沉淀
B. 苯酚的水溶液中加 NaOH溶液,生成苯酚钠
C. 苯酚的浑浊液加热后变澄清
D. 苯酚钠溶液中通入CO2后,溶液由澄清变浑浊
3.下列化合物中,属于醛类的是( )
A. (CH3)3COH B. C. CH3CH2OCHO D. HCOOCH3
4.实验室制备乙酸丁酯的环境温度(反应温度)是115﹣125℃,其它有关数据如下表,则以下关于实验室制备乙酸丁酯的叙述错误的是( )
A. 相对价廉的乙酸与1﹣丁醇的物质的量之比应大于1:1
B. 不用水浴加热是因为乙酸丁酯的沸点高于100℃
C. 从反应后混合物分离出粗品的方法:用Na2CO3溶液洗涤后分液
D. 由粗品制精品需要进行的一步操作:加吸水剂蒸馏
5.下列实验操作正确的是( )
A. 用分液的方法分离汽油和煤油
B. 蒸馏时,应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶支管口
C. 不慎将苯酚溶液沾到皮肤上,立即用稀NaOH溶液清洗
D. 用饱和溴水除去苯中的苯酚
6.某学生为研究乙二酸(HOOC﹣COOH)的化学性质,进行如下实验:向盛有硫酸酸化的高锰酸钾溶液的试管中滴入适量乙二酸饱和溶液,振荡,观察到试管中溶液由紫红色变为无色,由此可知,乙二酸具有( )
A. 氧化性 B. 还原性 C. 酸性 D. 碱性
7.下列反应中,不可能在有机物中引入羧基的是( )
A. 卤代烃的水解 B. 有机物RCN在酸性条件下水解
C. 醛的氧化 D. 烯烃的氧化
8.化合物丙可由如下反应得到:丙的结构简式不可能是( )
A. CH3CH(CH2Br)2 B. (CH3)2C Br CH2Br
C. C2H5CH Br CH2Br D. CH3(CH Br)2CH3
9.已知乙酸中的氧都是18O,则乙酸和乙醇在一定条件下反应,经过足够长的时间后,体系中含有18O的物质是( )
A. 只有乙酸 B. 只有乙酸乙酯
C. 乙酸、乙酸乙酯、水 D. 乙酸乙酯、乙醇、水
10.关于乙酸的下列说法中不正确的是( )
A. 乙酸易溶于水和乙醇
B. 无水乙酸又称冰醋酸,它是纯净物
C. 乙酸是一种重要的有机酸,是有刺激性气味的液体
D. 乙酸分子里有四个氢原子,所以不是一元酸
11.下列有关物质的性质和该性质的应用都错误的是( )
A. 焦炭在高温下与CO2作用生成CO,可用于高炉炼铁
B. 醋酸的酸性强于碳酸,可用醋浸泡鸡蛋以软化富含碳酸钙的鸡蛋壳
C. 常温下苯是稳定的饱和烃,可用于萃取苯酚水溶液中的少量三溴苯酚
D. 氧化铝的熔点很高,电解熔融氧化铝时需加入冰晶石以降低熔融温度
12.下列有机物中属于醇的是( )
13.下列物质混合时能发生反应,但无明显现象的是( )
A. 二氧化碳与苯酚钠溶液
B. 乙酸钠溶液与硫酸氢钠溶液
C. 苯酚溶液与氯化铁溶液
D. 氢氧化铜悬浊液与甲酸溶液
14.下列叙述不正确的是( )
A. 天然气和沼气的主要成分是甲烷
B. 等物质的量的乙醇和乙酸完全燃烧时所需氧气的质量相等
C. 纤维素乙酸酯、油脂和蛋白质在一定条件都能水解
D. 葡萄糖和蔗糖都含有【C】H、O三种元素,但不是同系物
15.酯在碱性条件下水解(RCOOR′+NaOH→RCOONa+R′OH),该反应属于( )
A. 消去反应 B. 加成反应 C. 聚合反应 D. 取代反应
二、填空题
16.现有:
A.CH3OH B.(CH3)3CCH2OH C.(CH3)3COH D.(CH3)2CHOH E.C6H5CH2OH五种有机物
(1)能氧化成醛的是(2)不能消去成烯的是
(3)能氧化成酮的是 (4)E与甲酸发生酯化反应的产物是
17.已知下列信息:
Ⅰ.在一定条件下甲苯可与Br2发生反应,生成邻溴甲苯与对溴甲苯;
Ⅱ.C6H5—SO3H可发生水解反应生成苯:
C6H5—SO3H+H2O―→C6H6+H2SO4
欲以甲苯为原料合成邻溴甲苯,设计的合成路线如下:
根据以上合成路线回答下列问题:
(1)设计步骤①的目的是____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)写出反应②的化学方程式:_____________________________________________
________________________________________________________________________。
18.饱和一元醛通式: ,官能团 或 。
19.(1)苯酚的俗名是 ,苯酚沾在皮肤上,用 洗涤;
(2)福尔马林是 的水溶液;
(3)做过银镜反应的试管可用 进行洗涤.
20.醇和酚在人类生产和生活中扮演着重要的角色,根据醇和酚的概念和性质回答下列问题。
(1)下列物质属于醇类的是;
(2)司机酒后驾车时可检测他呼出的气体,所利用的化学反应如下:2CrO3(红色)+3C2H5OH+3H2SO4═Cr2(SO4)3(绿色)+3CH3CHO+6H2O被检测的气体成分是,上述反应中的氧化剂是,还原剂是。
三、实验题
21.如图中硬质试管A中放入干燥洁净的细铜丝,烧杯中放入温水,试管B中放入甲醇,右方试管C中放入冷水,向B中不断鼓入空气,使甲醇蒸气和空气通过加热到红热程度的铜丝。
(1)撤去A处酒精灯后铜丝仍然能保持红热的原因是;
(2)反应后将试管C中的液体冷却,取出少量,加入到新制的Cu(OH)2悬浊液中,加热到沸腾可观察到现象是,写出反应的化学方程式。
22.苯甲酸甲酯是一种重要的工业原料,有机化学中通过酯化反应原理,可以进行苯甲酸甲酯的合成.有关物质的物理性质、实验装置如下所示:
实验一:制取苯甲酸甲酯
在大试管中加入15g苯甲酸和一定量的甲醇,边振荡边缓慢加入一定量浓硫酸,按图A连接仪器并实验。
(1)苯甲酸与甲醇反应的化学方程式为;
(2)中学实验室中制取乙酸乙酯时为了提高酯的产率可以采取的措施有;
实验二:提纯苯甲酸甲酯
该实验要先利用图B装置把图A中制备的苯甲酸甲酯水洗提纯,再利用图C装置进行蒸馏提纯
(3)用图B装置进行水洗提纯时,B装置中固体Na2CO3作用是 ;
(4)用图C装置进行蒸馏提纯时,当温度计显示 时,可用锥形瓶收集苯甲酸甲酯。
四、推断题
23.由丁炔二醇可以制备1,3?丁二烯。请根据下面的合成路线图填空:
(1)写出各反应的反应条件及试剂名称:
X____________;Y____________;Z____________。
(2)写出A、B的结构简式:
A____________;B____________。
24.有机物A为茉莉香型香料
(1)A分子中含氧官能团的名称是 ;
(2)C的分子结构可表示为如图1(其中R代表烃基).A分子结构中只有一个甲基,A的结构简式是 ;
(3)B不能发生的反应是(填编号) ;
a.氧化反应 b.加成反应 c.取代反应 d.水解反应
(4)在浓硫酸存在下,B与乙醇共热生成化合物C13H16O2的化学方程式是 ;
(5)在催化剂作用下,B发生聚合反应生成聚合物的化学方程式是 ;
五、计算题
25.两种饱和一元脂肪醛的混合物,其平均相对分子质量为51。取4.08 g混合物与足量银氨溶液共热,生成银21.6 g。试通过计算判断这两种醛是什么醛,并求它们各自的物质的量。
26.已知NH4+与甲醛(HCHO)在水溶液中有如下反应:4NH4++6HCHO→(CH2)6N4+4H++6H2O,实验室中有一瓶脱落标签的铵盐,取2.0g样品溶于水,加入足量的HCHO溶液配成100mL溶液,取出10mL,加入0.1mol/L的NaOH溶液,当加入25mL时,溶液恰好呈中性,求铵盐中氮元素的质量分数。
答案解析
1.【答案】A
【解析】水杨醛中含有酚羟基和醛基,所以能和溴反应生成白色沉淀,能和氯化铁溶液发生显色反应,能和银氨溶液发生银镜反应;
茉莉醛中含有碳碳双键和醛基,所以能和银氨溶液发生银镜反应,能和溴发生加成反应;
香豆素﹣3﹣羧酸中含有碳碳双键、羧基和酯基,能和溴发生加成反应而使溴褪色,能和氢氧化钠溶液反应,但现象不明显,所以可用于鉴别下列三种物质的一组试剂是①③,故选A。
2.【答案】D
【解析】A.苯酚与浓溴水反应发生取代反应生成2,4,6﹣三溴苯酚,与苯酚酸性无关,故A错误;
B.苯酚的水溶液中加NaOH溶液,生成苯酚钠,只能说明苯酚溶液呈酸性,故B错误;
C.苯酚的浑浊液加热后变澄清,说明温度升高苯酚溶解度增大,但是不能说明苯酚的酸性强弱,故D错误;
D.碳酸是弱酸,与苯酚钠溶液反应生成苯酚,说明苯酚酸性比碳酸弱,故D正确。
3.【答案】B
【解析】A.(CH3)3COH,官能团为羟基,属于醇类,故A错误;
B.分子中含有烃基和醛基,属于醛类,故B正确;
C.CH3CH2OCHO,分子中含有醛基,但是与醛基相连的不是烃基,该有机物为酯类,故C错误;
D.分子中含有醛基,但是与醛基相连的不是烃基,该有机物为甲酸甲酯,不属于醛类,故D错误。
4.【答案】B
【解析】A.增加乙酸的浓度,平衡正向移动,会提高1﹣丁醇的转化率,生成更多的乙酸丁酯,故A正确;
B.实验室制备乙酸丁酯的环境温度(反应温度)是115﹣125°C,而水浴的温度为100°C,故B错误;
C.反应后混合物中含有乙酸、乙醇、乙酸乙酯,乙酸可以和碳酸钠反应生成乙酸钠的水溶液,乙醇能溶于水,乙酸乙酯在饱和碳酸钠中的溶解度极小,不溶于水,所以用Na2CO3溶液洗涤后分液可得乙酸乙酯粗品,故C正确;
D.粗品中含有水,可加吸水剂除去水然后再蒸馏,故D正确。
5.【答案】B
【解析】A、汽油与煤油互溶不分层,无法进行分液,故A错误;
B、蒸馏时,用温度计测量蒸汽的温度,应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶支管口,故B正确;
C、氢氧化钠碱性、腐蚀性太强,可用稀苏打溶液清洗,故C错误;
D、生成的三溴苯酚会溶解在苯中,应先加氢氧化钠和苯酚反应生成苯酚钠,蒸馏除去苯,再在剩下的溶液中通入过量的二氧化碳,生成苯酚和碳酸氢钠的混合液,最后静置分液将苯酚分离出来,故D错误。
6.【答案】B
【解析】根据高锰酸钾由紫红色变为无色,说明高锰酸钾被还原剂还原,所以草酸具有还原性,虽然草酸具有酸性,但从实验现象无法得到,故选B。
7.【答案】A
【解析】卤代烃水解引入了羟基,RCN水解生成RCOOH,RCHO被氧化生成RCOOH,烯烃如RCH===CHR被氧化后可以生成RCOOH。
8.【答案】A
【解析】甲物质应属醇类.由甲发生消去反应生成烯烃,由烯烃发生加成反应生成饱和溴代烷.解决本题的关键是首先判断甲的可能有的结构简式,由甲的分子式可推出以下几种:
①CH3CH2CH2CH2OH ,②CH3CH2CH(OH)CH3,③CH3CH(CH3)CH2OH,④(CH3)3COH
以上四种醇发生消去反应得到的烯分别是:
①CH3CH2CH=CH2②CH3CH=CHCH3③与④生成,
与溴发生加成反应可得到:(CH3)2CBrCH2Br、C2H5CHBrCH2Br、CH3(CHBr)2CH3,不可能生成CH3CH(CH2Br)2,故选A。
9.【答案】C
【解析】乙酸分子中的氧都是18O,乙醇分子中的氧都是16O,二者在浓H2SO4作用下发生酯化反应的化学方程式为:CH3C18O18OH+H16OCH2CH3CH3C18O16OCH2CH3+H218O;根据反应分析,酯化反应是可逆反应,所以含有18O的物质有CH3C18O18OH、CH3C18O16OCH2CH3、H218O三种物质,故选C。
10.【答案】D
【解析】A、由于乙酸易溶于水和乙醇,故A正确;
B、由于无水乙酸又称冰醋酸,为一种物质,它属于纯净物,故B正确;
C、由于乙酸是一种重要的有机酸,是有刺激性气味的液体,故C正确
D、由于乙酸分子中含有一个羧酸,能够电离出一个氢离子,属于一元酸,故D错误。
11.【答案】C
【解析】A.焦炭在高温下与CO2作用生成CO,高炉炼铁利用了CO的还原性,故A正确;
B.强酸反应制弱酸,醋酸能与碳酸钙反应生成可溶性的醋酸钙,故B正确;
C.苯环虽然很稳定,但是在一定条件下也能够发生双键的加成反应,是不饱和烃,故C错误;
D.氧化铝的熔点很高,加入冰晶石能降低氧化铝的熔点,故D正确。
12.【答案】B
13.【答案】B
【解析】A.二氧化碳与苯酚钠溶液反应生成苯酚,常温下苯酚溶解度不大,溶液变浑浊,故A不选;
B.乙酸钠溶液与硫酸氢钠溶液,反应生成硫酸钠和乙酸,无明显显现,故B选;
C.苯酚溶液与氯化铁溶液显紫色,故C不选;
D.氢氧化铜与甲酸发生酸碱中和反应,蓝色沉淀逐渐溶解,故D不选。
14.【答案】B
【解析】A、天然气、煤道坑气和沼气的主要成分都是甲烷,故A正确;
B、乙醇分子式为C2H6O,其(x+)=2+1.5﹣0.5=3,即1mol乙醇完全燃烧消耗氧气3mol,乙酸分子式为C2H4O2,其(x+)=2+1﹣1=2,即1mol乙酸完全燃烧消耗氧气2mol,所以等物质的量的乙醇和乙酸,乙醇消耗氧气多,故B错误;
C、纤维素乙酸酯、油脂属于酯,在酸性或碱性条件下可以水解,蛋白质都能在一定条件下水解为多肽,最终水解为氨基酸,故C正确;
D、葡萄糖属于单糖,分子式为C6H12O6,蔗糖属于糖类中的二糖,分子式为C12H22O11,二者组成通式不同,结构不相似,不是同系物,故D正确。
15.【答案】D
【解析】酯在碱性条件的水解可看作酯中C﹣O单键断开,RCO﹣结合水中的OH,﹣OR′结合水中的H,水解生成羧酸和醇,其实质为取代反应,
生成的RCOOH再和氢氧化钠发生中和反应,促使水解平衡向水解方向移动,故选D。
16.【答案】(1)ABE(2)ABE(3)(4)甲酸苯甲酯
【解析】A.CH3OH,能够被氧化成甲醛,不能够发生消去反应;B.(CH3)3CCH2OH,与羟基邻的碳原子上没有氢原子,不能够发生消去反应生成烯烃;能够被氧化成醛;C.(CH3)3COH,与羟基邻的碳原子上有氢原子,能够发生消去反应生成烯烃;不能够被氧化成酮;
D.(CH3)2CHOH,不能够反应失去反应;能够被氧化成酮;E.C6H5CH2OH,苯甲醇能够被氧化成苯甲醛;不能够发生消去反应生成烯烃;(1)能氧化成醛的有:ABE;(2)不能消去成烯的是:ABE;(3)能氧化成酮的是:D;(4)苯甲醇与甲酸发生酯化反应生成甲酸苯甲酯。
17.【答案】(1)在—CH3的对位引入—SO3H,防止在这个位置上引入溴原子而生成副产物对溴甲苯
【解析】合成的最终结果为仅在甲基的邻位引入了一个溴原子。根据信息Ⅰ,如果让甲苯与溴直接反应,将生成邻溴甲苯与对溴甲苯,而对溴甲苯并不是我们需要的产物。为使之不生成对溴甲苯,利用题给信息,可让甲苯与浓硫酸先发生反应,在甲基对位引入一个—SO3H,从而把甲基的对位占据,下一步与溴反应时溴原子只能取代甲基邻位上的一个H原子,最后根据信息Ⅱ将—SO3H去掉即可。
18.【答案】 CnH2nO ﹣CHO OHC﹣
【解析】由醛基和烷基相连而构成的化合物为饱和一元醛,饱和一元醛通式为:CnH2nO,其官能团为醛基:﹣CHO 或OHC﹣。
19.【答案】(1)石炭酸 酒精 (2)甲醛 (3)稀硝酸
【解析】(1)苯酚的俗名是石炭酸,是一种有毒物质,苯酚沾在皮肤上,应该立刻用酒精洗去,因为它易溶于酒精;
(2)甲醛的水溶液具有防腐作用,被称为福尔马林;
(3)稀硝酸能溶解银单质,所以实验室常用稀硝酸来洗涤做过银镜反应的试管。
20.【答案】(1)①②③④⑤⑥ (2)C2H5OH CrO3C2H5OH
【解析】(1)分子中含有跟链烃基或苯环侧链上的碳结合的羟基的化合物叫做醇,苯环上的氢被羟基取代而生成的化合物属酚类;①②③④⑤⑥属于醇,⑦属于酚;
(2)由题意知,被检测的物质是乙醇;该反应2CrO3(红色)+3C2H5OH+3H2SO4=Cr2(SO4)3(绿色)+3CH3CHO+6H2O中,元素的化合价变化如下:CrO3→Cr2(SO4)3,Cr元素由+6价→+3价,得电子化合价降低,CrO3是氧化剂;C2H5OH→CH3CHO,C元素由﹣2价→﹣1价,失电子化合价升高,乙醇是还原剂。
21.【答案】(1)因为2CH3OH+O22HCHO+2H2O是一个放热反应,能维持反应所需温度
(2)有红色沉淀生成 HCHO+4Cu(OH)2 CO2↑+2Cu2O↓+5H2O
【解析】(1)醇的氧化反应:2CH3OH+O22HCHO+2H2O是一个放热反应,能维持反应所需温度,所以不加热的铜丝仍保持红热;
(2)生成的甲醛易溶于水,与新制的氢氧化铜在加热条件下反应生成氧化亚铜红色沉淀,方程式为:HCHO+4Cu(OH)2CO2↑+2Cu2O↓+5H2O。
23.【答案】(1)Ni作催化剂、H2、加热 浓氢溴酸 NaOH的乙醇溶液、加热
(2) CH2BrCH2CH2CH2Br
【解析】烯烃可以由醇脱水或卤代烃与NaOH的醇溶液共热发生消去反应制得。饱和一元醇脱水可得到只有一个双键的单烯烃,若制取二烯烃,则应用二元醇脱水制得。涉及到的各步反应为
【解析】由C的分子式及其结构特点,可知C中R基团为﹣CH2CH3,由转化关系可知,A发生氧化反应生成B,B与溴发生加成反应生成C,则A为,B为
(1)A为,含氧官能团的名称是:醛基;
(2)由上述分析可知,A的结构简式是;
(3)B为,含有碳碳双键,可以发生氧化反应、加成反应,含有羧基,可以发生取代反应,不能发生加成反应,故选:D;
25.【答案】甲醛和丙醛,物质的量分别是0.02 mol和0.06 mol
【解析】混合醛的物质的量=4.08 g÷51 g·mol-1=0.08 mol,生成银的物质的量=21.6 g÷108 g·mol-1=0.2 mol>0.08 mol×2,由此可知:混合物中必含有甲醛。设甲醛的物质的量为x,另一种醛A的物质的量为y。
?
MA==58 g·mol-1
根据题意,醛A应符合通式CnH2nO:12n+2n+16=58,
n=3,所以A为丙醛。
综上可知,这两种醛是甲醛和丙醛,物质的量分别是
0.02 mol和0.06 mol。
26.【答案】35%
【解析】设铵盐的化学式为(NH4)xR,其相对分子质量为M,由各物质间的定量关系为: 1mol(NH4)xR~xmolNH4+~xmolH+~xmolNaOH 得(2.0/M)×x=0.025,则M/x=80。若为一价铵盐,则该盐的相对分子质量为80,为硝酸铵,其含N量为35%;若为二价铵盐,则该盐的相对分子质量为160,无此铵盐,依此类推。最后确定此铵盐只能为硝酸铵。