鲁科版 (2019)选择性必修3第4节 羧酸 氨基酸和蛋白质精练
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1.下列物质中,不属于羧酸类有机物的是( )
A.乙二酸 B.苯甲酸
C.硬脂酸 D.石炭酸
D [石炭酸为,属于酚类。]
2.水壶长时间使用后,会形成一层水垢(主要成分为CaCO3),厨房中的下列物质可用来清除水垢的是( )
A.白醋 B.食盐
C.料酒 D.小苏打
A [碳酸钙可以与酸反应,食醋中含有醋酸,可与碳酸钙反应生成可溶性的醋酸钙和水、二氧化碳。]
3.下列关于丙酸(CH3CH2COOH)的化学性质,说法不正确的是 ( )
A.丙酸可与NaHCO3溶液反应生成CO2
B.丙酸可在催化剂作用下与氢气发生还原反应制备CH3CH2CH2OH
C.丙酸可与NH3发生取代反应
D.丙酸中与羧基相连碳原子上的氢原子较活泼,易被取代
B [CH3CH2COOH的羧基中羟基受羰基影响,其中的氢原子更容易以离子形式电离出来而具有弱酸性,其酸性强于碳酸,因此可与NaHCO3溶液反应生成CO2,A正确;羧酸很难通过催化加氢的方法被还原,用氢化铝锂可将羧酸还原为相应的醇,B错误;丙酸羧基中的羟基可与NH3发生取代反应,生成对应的酰胺,C正确;丙酸中与羧基相连碳原子上的氢原子即αH较活泼,易被取代,D正确。
4.生活中遇到的某些问题,常常涉及化学知识,下列各项叙述不正确的是( )
A.鱼虾会产生腥味,可在烹调时加入少量食醋和料酒
B.菠菜中含有草酸(乙二酸),可以促进人体对钙的吸收
C.被蜂蚁蜇咬会感觉疼痛难忍,这是由于蜂蚁分泌的甲酸注入了皮肤,此时若能涂抹稀氨水或碳酸氢钠溶液,可以减轻疼痛
D.苯甲酸俗称安息香酸,苯甲酸的钠盐是食品中常见的防腐剂
B [发出鱼腥味的物质大部分是胺类化合物,烹调时加入食醋,食醋中的乙酸可以与其发生反应,生成无特殊气味的物质,故A正确;草酸钙难溶于水,故菠菜中的草酸不利于人体对钙的吸收,故B错误;甲酸属于酸,能与稀氨水或碳酸氢钠溶液等碱性物质反应生成盐,从而减轻疼痛,故C正确;苯甲酸俗称安息香酸,苯甲酸的钠盐是食品中常见的防腐剂,故D正确。]
5.将1 ml乙醇(其中的羟基氧用18O标记)在浓硫酸存在并加热的条件下与足量乙酸充分反应。下列叙述不正确的是( )
A.生成的乙酸乙酯中含有18O
B.生成的水分子中含有18O
C.可能生成45 g乙酸乙酯
D.不可能生成90 g乙酸乙酯
B [乙醇与乙酸发生酯化反应的过程中,乙酸的羟基和乙醇中羟基上的氢原子反应生成水分子,所以乙醇中标记的氧原子到乙酸乙酯中,水分子中没有标记的氧原子。乙酸和乙醇的酯化反应为可逆反应,所以1 ml乙醇生成的乙酸乙酯的物质的量小于1 ml,即乙酸乙酯的质量小于90 g。]
6.(2021·北师大附中期中)下列试剂不能用来鉴别乙醇和乙酸的是( )
A.紫色石蕊试液 B.碳酸钠溶液
C.蒸馏水 D.酸性高锰酸钾溶液
C [乙酸具有酸性,可使紫色石蕊试液变红,乙醇不能使石蕊试液变色,可鉴别,A不符合题意;乙酸可与碳酸钠溶液反应生成二氧化碳气体,乙醇不与碳酸钠溶液反应,可鉴别,B不符合题意;乙醇和乙酸都易溶于水,均无明显现象,不能鉴别,C符合题意;乙醇含有—OH,可与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色,乙酸不与酸性高锰酸钾溶液反应,可鉴别,D不符合题意。]
7.某有机物n g跟足量金属钠反应生成V L H2,另取n g该有机物与足量碳酸氢钠作用生成V LCO2(同一状况),该有机物分子中含有的官能团可能为
( )
A.一个羧基和一个羟基 B.两个羧基
C.只有一个羧基 D.两个羟基
A [相同质量的该有机物生成相同条件下的H2和CO2的体积相等,根据n=eq \f(V,Vm)可知,生成H2和CO2的物质的量相等;根据反应关系式2—OH~H2、2—COOH~H2、HCOeq \\al(-,3)~—COOH~CO2可知,该有机物分子中含有相同数目的羧基和羟基,故A正确。]
8.能与NaHCO3反应产生气体,分子式为C5H10O2的同分异构体有(不考虑立体异构)( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
C [能与NaHCO3反应产生气体,说明含有羧基,分子式为C5H10O2的含有羧基的有机物可以看作是C4H9—COOH。由于丁基有4种同分异构体,则C4H9—COOH的同分异构体也有4种。]
9.(2021·全国乙卷)一种活性物质的结构简式为,下列有关该物质的叙述正确的是( )
A.能发生取代反应,不能发生加成反应
B.既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物
C.与互为同分异构体
D.1 ml该物质与碳酸钠反应得44 gCO2
C [该有机物分子中含有碳碳双键,可以发生加成反应,A错误;该有机物分子中含有三种官能团:碳碳双键、羧基、羟基,与乙醇和乙酸的结构都不相似,既不是乙醇的同系物,也不是乙酸的同系物,B错误;该有机物分子与的分子式相同、结构不同,故二者互为同分异构体,C正确;1 ml该有机物分子中含有1 ml羧基,与碳酸钠反应产生0.5 mlCO2,即22 gCO2,D错误。]
10.布洛芬的结构简式如图所示,下列有关说法不正确的是( )
A.1 ml布洛芬能与足量NaHCO3溶液反应最多生成1 mlCO2
B.布洛芬的分子式为C13H18O2
C.布洛芬在苯环上的一溴代物有2种
D.布洛芬与苯甲酸甲酯是同系物
D [布洛芬分子中只含有一个羧基,则1 ml布洛芬与足量NaHCO3溶液反应最多生成1 mlCO2,故A正确;根据结构简式可知,布洛芬的分子式为C13H18O2,故B正确;布洛芬在苯环上的一溴代物有2种,故C正确;布洛芬为羧酸,苯甲酸甲酯为酯,二者结构不同,不互为同系物,故D不正确。]
11.已知葡萄糖在乳酸菌作用下可转化为乳酸(C3H6O3)。
(1)取9 g 乳酸与足量的金属Na反应,可生成2.24 L H2(标准状况),另取等量乳酸与足量的乙醇反应,生成0.1 ml乳酸乙酯和1.8 g水,由此可推断乳酸分子中含有的官能团名称为________。
(2)乳酸在Cu做催化剂时可被氧化成丙酮酸(),由以上事实推知乳酸的结构简式为____________________________________________。
(3)两个乳酸分子在一定条件下脱水生成环酯(C6H8O4),则此环酯的结构简式是________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(4)乳酸在浓硫酸作用下,三分子相互反应,生成链状结构的物质,写出其反应产物的结构简式:_________________________________________________
_______________________________________________________________。
[解析] 根据乳酸的分子式,可求出其相对分子质量为90,9 g乳酸为0.1 ml,1.8 g H2O为0.1 ml。0.1 ml乳酸与0.1 ml乙醇反应生成0.1 ml乳酸乙酯,可知1 ml乳酸分子中含有1 ml羧基;又因为0.1 ml乳酸与足量金属钠反应生成0.1 ml H2,所以1 ml乳酸分子中还含有1 ml醇羟基。根据乳酸在Cu催化条件下被氧化成可知,醇羟基的位置在碳链中间。据此可推导出乳酸的结构简式为。
12.某校学生小组为探究乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱进行下述实验。该校学生设计了如图所示的实验装置(夹持仪器已略去)。
(1)某学生检查装置A的气密性时,先关闭止水夹,从左管向U形管内加水,至左管液面高于右管液面,静置一段时间后,若U形管两侧液面差不发生变化,则气密性良好。你认为该学生的操作________(填“正确”或“错误”),大理石与乙酸溶液反应的离子方程式为________________________________________
________________________________________________________________。
(2)将装置A中反应产生的气体通入苯酚钠溶液中,实验现象为___________
________________________________________________________________,
反应的离子方程式为_______________________________________________
________________________________________________________________。
(3)有学生认为(2)中的实验现象不足以证明碳酸的酸性比苯酚强,理由是
_________________________________________________________________
________________________________________________________________,
改进该装置的方法是_______________________________________________
_______________________________________________________________。
(4)在相同温度下,测定相同物质的量浓度a.NaHCO3溶液、b.Na2CO3溶液、c.CH3COONa溶液、d. 溶液的pH,其pH由大到小排列的顺序为________(填溶液编号)。
[答案] (1)正确 2CH3COOH+CaCO3―→2CH3COO-+Ca2++H2O+CO2↑
(3)乙酸有挥发性,挥发出的乙酸也可以和苯酚钠溶液反应生成苯酚 在A和B之间加一个吸收装置,内盛饱和NaHCO3溶液
(4)bdac
[拓展培优练]
13.某同学在学习了乙酸的性质后,根据甲酸的结构()对甲酸的化学性质进行了下列推断,其中不正确的是( )
A.能与碳酸钠溶液反应
B.能发生银镜反应
C.不能使酸性KMnO4溶液褪色
D.能与单质镁反应
C [甲酸分子中含有醛基和羧基两种官能团,具有醛与羧酸的双重性质。]
14.磷酸毗醛素是细胞的重要组成部分。可视为磷酸(分子中有3个羟基)形成的酯,其结构简式如图,下列说法错误的是( )
A.能与金属钠反应
B.能使石蕊试液变红
C.能发生银镜反应
D.1 ml该酯与NaOH溶液反应,最多消耗3 ml NaOH
D [磷酸毗醛素分子中含、—OH,故A、C项均正确;是磷酸酯基,其基团中的—OH可电离出H+,属酸性基团,能使石蕊试液变红,B项正确 ;D项,1 ml该酯最多消耗4 ml NaOH,错误。]
15.分枝酸的结构简式如图,下列关于分枝酸的叙述正确的是( )
A.分枝酸的分子式为C10H8O6
B.分枝酸分子中含有2种含氧官能团
C.可与乙醇、乙酸反应,也可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色
D.1 ml该有机物与足量浓溴水反应,最多消耗2 mlBr2
C [分枝酸的分子式为C10H10O6,故A错误;分枝酸分子中含有—COOH、—OH及醚键三种含氧官能团,故B错误;分枝酸分子中含有—COOH,能与乙醇反应,含有—OH,能与乙酸反应,含有碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,故C正确;分枝酸分子中含有3个碳碳双键,则1 ml该有机物与足量浓溴水反应,最多消耗3 mlBr2,故D错误。]
16.探究草酸(H2C2O4)性质,进行如下实验。(已知:室温下,0.1 ml·L-1 H2C2O4溶液的pH=1.3)
由上述实验所得草酸性质所对应的反应方程式不正确的是( )
A.H2C2O4有酸性,Ca(OH)2+H2C2O4===CaC2O4↓+2H2O
B.酸性:H2C2O4>H2CO3,NaHCO3+H2C2O4===NaHC2O4+CO2↑+H2O
C.H2C2O4有还原性,2MnOeq \\al(-,4)+5C2Oeq \\al(2-,4)+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
D.H2C2O4可发生酯化反应,HOOCCOOH+2C2H5OHC2H5OOCCOOC2H5+2H2O
C [酸性KMnO4溶液具有强氧化性,向酸性KMnO4溶液中加入草酸,紫色溶液褪色,说明酸性KMnO4溶液氧化了草酸,体现了草酸的还原性,草酸为弱酸,书写离子方程式时写分子式,离子方程式书写错误,故C不正确。]
17.A、B、C、D、E均为有机化合物,它们之间的关系如图所示(提示:RCH===CHR′在酸性高锰酸钾溶液中反应生成RCOOH和R′COOH)。
回答下列问题:
(1)直链化合物A的相对分子质量小于90,A分子中碳、氢元素的总质量分数为0.814,其余为氧元素质量分数,则A的分子式为________________。
(2)已知B与NaHCO3溶液完全反应,其物质的量之比为1∶2,则在浓硫酸的催化下,B与足量的C2H5OH发生反应的化学方程式是____________________________________________________________________,
反应类型为_________________________________________________________。
(3)A可以与金属钠作用放出氢气,能使溴的四氯化碳溶液褪色,则A的结构简式是_____________________________________________________________
_____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(4)D的同分异构体中,能与NaHCO3溶液反应放出CO2的有________种,其相应的结构简式是__________________________。
[解析] (1)A分子中碳、氢元素的总质量分数为0.814,则氧元素占的质量分数为1-0.814=0.186,若A分子中含有一个氧原子,则M(A)=1×16÷0.186≈86,若A分子中含有2个氧原子,则M(A)=2×16÷0.186≈172,化合物A的相对分子质量小于90,所以A分子中含有一个氧原子,相对分子质量为86。则M(C、H)=86-16=70,A的分子式为C5H10O。
(2)C与乙醇酯化后的D的分子式为C4H8O2,由酯化反应特点可知,C的分子式是C4H8O2+H2O-C2H6O=C2H4O2,是乙酸。所以B分子中的碳原子数为3,结合题中B与NaHCO3溶液完全反应,其物质的量之比为1∶2,可知B为二元酸,只能是HOOC—CH2—COOH,在浓硫酸的催化下,B与足量的C2H5OH发生反应的化学方程式是HOOC—CH2—COOH+2C2H5OHC2H5OOC—CH2—COOC2H5+2H2O,反应类型为酯化反应(或取代反应)。
(3)A的分子式为C5H10O,与相应的饱和一元醇仅相差2个氢原子,结合题中A既可以与金属钠作用放出氢气又能使溴的四氯化碳溶液褪色,可知A为含有碳碳双键的一元醇,结合B、C的结构简式推知,A的结构简式为HO—CH2—CH2—CH===CH—CH3。
(4)D的分子式为C4H8O2,符合饱和一元羧酸的通式,其中能与NaHCO3溶液反应放出CO2的是CH3CH2CH2COOH、CH3CH(CH3)COOH。
[答案] (1)C5H10O
(2)HOOC—CH2—COOH+2C2H5OHC2H5OOC—CH2—COOC2H5+2H2O酯化反应(或取代反应)
(3)HO—CH2—CH2—CH===CH—CH3
(4)2 CH3CH2CH2COOH、CH3CH(CH3)COOH
实验
装置
试剂a
现象
①
Ca(OH)2溶液(含酚酞)
溶液褪色,产生白色沉淀
②
少量NaHCO3溶液
产生气泡
③
酸性KMnO4溶液
紫色溶液褪色
④
C2H5OH和浓硫酸
加热后产生有香味的物质
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