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第50讲 乙醇和乙酸、基本营养物质 -备战2023年高考化学【一轮·夯实基础】复习精讲精练
展开【复习目标】
1.了解乙醇、乙酸的结构和主要性质及重要应用。
2.了解糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质及重要应用。
【知识精讲】
考点一 乙醇和乙酸
1.结构和物理性质
2.用途
3.乙醇的化学性质
(1)乙醇的化学性质(写出相关的化学方程式)
(2)实验:乙醇的催化氧化
问题讨论:
(1)用化学方程式表示铜丝参与反应的过程:
①2Cu+O22CuO,铜丝变黑。
②,铜丝由黑变红。
(2)在适当的条件下,生成的乙醛还可以被氧气氧化为乙酸。
(3)乙醇还可以被酸性高锰酸钾溶液、重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液氧化为乙酸。
4.乙酸的化学性质
:(1)乙酸是一元弱酸,具有酸的通性,其酸性比碳酸的强。乙酸可用于除去水垢,写出其与碳酸钙反应的化学方程式:2CH3COOH+CaCO3===(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O;乙酸能与活泼金属反应,写出其与镁反应的化学方程式:2CH3COOH+Mg===(CH3COO)2Mg+H2↑
(2)酯化反应
(3)实验:乙酸的酯化反应
问题讨论:
(1)酯化反应操作中的注意事项
①试剂加入顺序:乙醇、浓硫酸、乙酸。
②加热:对试管进行加热时应用小火缓慢加热,防止乙醇、乙酸大量挥发,提高产物产率。
③防暴沸:混合液中加入少量沸石(或碎瓷片),若忘记加沸石(或碎瓷片),应冷却至室温再补加。
④防倒吸的方法:导管末端在饱和Na2CO3溶液的液面以上或用球形干燥管代替导管。
(2)仪器或药品的作用
①长导气管的作用是导气兼冷凝。
②浓硫酸在此实验中的作用:催化剂、吸水剂。
③饱和Na2CO3溶液的作用:
a. 降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层得到乙酸乙酯;
b. 中和挥发出来的乙酸,便于闻到乙酸乙酯的气味;
c. 溶解挥发出来的乙醇。
(3)提高乙酸的转化率和乙酸乙酯产率的措施有哪些?
①使用浓硫酸作吸水剂;
②加热将生成的酯蒸出;
③适当增加乙醇的量;
④利用长导气管冷凝回流未反应的乙醇和乙酸。
5.乙酸乙酯的水解反应
在酸性或碱性条件下均可发生水解反应。
CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH(可逆);
CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OH(完全)。
【例题1】苹果酸的结构简式为。下列说法正确的是( )
A.1 ml苹果酸最多与2 ml NaHCO3发生反应
B.1 ml苹果酸可与3 ml NaOH发生中和反应
C.1 ml苹果酸与足量金属Na反应生成1 ml H2
D.与苹果酸互为同分异构体
【答案】A
【解析】
1 ml苹果酸中有2 ml —COOH,能和2 ml NaHCO3反应,能和2 ml NaOH反应,故A正确、B错误;1 ml苹果酸与足量Na反应,产生1.5 ml H2,故C错误;D中的物质与题给的物质为同一物质,故D错误。
【归纳总结】
1.羟基氢的活动性顺序
(1)能与金属钠反应产生H2的有机物含有—OH或—COOH,反应关系式为2Na~2—OH~H2或2Na~2—COOH~H2。
(2)能与NaHCO3反应生成CO2的有机物一定含有—COOH,反应关系式为NaHCO3~—COOH~CO2。
2.乙醇的化学性质与羟基的关系
(1)与Na反应时,只断裂a处键。
(2)乙醇催化氧化时,断裂a和c两处键,形成碳氧双键。
(3)乙醇和乙酸发生酯化反应时只断裂a处键。
【例题2】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,顺序为先加乙醇再加浓硫酸最后加乙酸
C.乙酸乙酯不能和水反应生成乙酸和乙醇
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】
A项,CH3CH218OH与CH3COOH发生酯化反应,生成CH3CO18OCH2CH3和H2O,错误;B项,浓硫酸的密度比乙醇大,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,然后边振荡边将浓硫酸慢慢加入试管中,最后加入乙酸,正确;C项,乙酸乙酯在酸性条件下水解可生成乙酸和乙醇,错误;D项,乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液混合会分层,因此应采取分液操作实现二者的分离,错误。
【例题3】已知有机物A、B、C、D、E、F有以下转化关系。A的产量是衡量一个国家石油化工生产水平的标志;E的相对分子质量是C的2倍,F常用于制食品包装袋。结合如图关系回答问题:
(1)①写出A、C的结构简式:A________、C_______________________________;
②写出B、D中官能团的名称:B________、D____________________________________;
③写出反应②的化学方程式:____________________________________________________。
写出反应④的化学方程式:_____________________________________________________。
(2)下列有关说法正确的是________(填字母)。
a.可以用酸性KMnO4溶液鉴别A和F
b.B→C的转化是氧化反应
c.D与E互为同系物
d.分液能分离B和D的混合物
e.可用紫色石蕊溶液鉴别B和D
(3)已知:B和浓硫酸在170 ℃时可制取A。某兴趣小组用如图装置制取并验证所得产物:
①甲烧瓶中发生反应的化学方程式为______________________________________________。
②为除去A中混有的SO2杂质,装置乙洗气瓶中应加入________。
【答案】
(1)①CH2==CH2 CH3CHO ②羟基 羧基 ③2CH3CH2OH+O2eq \(――→,\s\up11(Cu),\s\d4(△))2CH3CHO+2H2O CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5+H2O
(2)abe
(3)①CH3CH2OHeq \(――→,\s\up11(浓硫酸),\s\d4(170 ℃))CH2==CH2↑+H2O ②NaOH溶液
【例题4】某课外小组设计的实验室制取乙酸乙酯的装置如图1所示,A中盛有浓硫酸,B中盛有无水乙醇、无水醋酸钠,D中盛有饱和碳酸钠溶液。
已知:
①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl2·6C2H5OH。
②有关有机物的沸点:
请回答下列问题:
(1)浓硫酸的作用是_____________________;
用同位素18O示踪法确定反应产物水分子中氧原子的提供者,若用18O标记乙醇分子中的氧原子,请写出化学方程式:________________________________。
(2)若反应前向D中加入几滴酚酞,溶液呈______色,反应结束后D中的现象是__________。
(3)采用分液法从D中分离出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水,然后加入无水氯化钙,分离出____________;再加入无水硫酸钠除去水,然后进行____________(填操作名称),以得到较纯净的乙酸乙酯。
(4)上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是________(填字母)。
A.反应掉乙酸和乙醇
B.反应掉乙酸并吸收部分乙醇
C.乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度比在水中的更小,有利于分层析出
D.加速酯的生成,提高其产率
(5)另一化学课外小组对上述实验进行了改进,设计了图2所示的装置(铁架台、铁夹、加热装置均已略去),利用浓硫酸、乙醇、乙酸制取乙酸乙酯与图1所示装置相比,此装置的主要优点有(写出一条即可):_______________________________________。
【答案】
(1)制取乙酸,作催化剂、吸水剂 CH3COOH+CH3CH218OHCH3CO18OC2H5+H2O
(2)红 溶液分层,上层是无色油状液体,下层溶液颜色变浅
(3)乙醇 蒸馏
(4)BC
(5)增加了温度计,有利于控制发生装置中反应液的温度(或增加了冷凝装置,有利于收集产物乙酸乙酯)
【解析】
(2)碳酸根离子水解使溶液呈碱性,加入几滴酚酞,溶液呈红色;乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,密度比水小,溶液分层,上层是无色油状液体,乙酸和部分碳酸钠反应而使溶液红色变浅。
(3)由于无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl2·6C2H5OH,所以加入无水氯化钙,可分离出乙醇;再加入无水硫酸钠除去水,由于乙醚与乙酸乙酯的沸点相差较大,因此通过蒸馏可以得到较纯净的乙酸乙酯。
考点二 基本营养物质——糖类、油脂、蛋白质
1.糖类、油脂、蛋白质的元素组成
(1)共同元素:C、H、O。
(2)蛋白质还含有:N、S、P等元素。
2.糖类
(1)常见的糖类
(2)葡萄糖——有甜味,易溶于水。
(3)糖类的水解
①蔗糖、淀粉和纤维素等在稀酸的催化下发生水解反应,最终生成单糖。
C12H22O11+H2Oeq \(――→,\s\up7(催化剂))C6H12O6+C6H12O6
蔗糖 葡萄糖 果糖
(C6H10O5)n+nH2Oeq \(――→,\s\up7(催化剂))nC6H12O6
淀粉(或纤维素) 葡萄糖
实验流程:
eq \x(糖类)eq \(――→,\s\up11(稀硫酸),\s\d4(加热))eq \x(水解液)eq \(――――→,\s\up7(NaOH溶液))eq \x(中和液呈碱性)eq \(――――――――――→,\s\up11(银氨溶液或新制氢氧化铜),\s\d4(加热))eq \x(水解产物)
②淀粉在人体内的变化过程
3.油脂
(1)结构:油脂可看作高级脂肪酸与甘油(丙三醇)通过酯化反应生成的酯,结构表示如图所示:
,其中R、R′、R″分别代表高级脂肪酸的烃基,可以相同或不同。
(2)分类
(3)性质
①酸性条件下水解
油脂+水eq \(,\s\up11(H+),\s\d4(△))高级脂肪酸+甘油。
②碱性条件下水解(皂化反应)
油脂+NaOH高级脂肪酸钠+甘油。
③氢化
工业上通过植物油氢化提高其饱和程度增强油脂的稳定性,便于运输和储存。
4.蛋白质的性质及应用
5.糖类、油脂、蛋白质的用途
(1)糖类物质是绿色植物光合作用的产物,是动植物所需能量的重要来源;葡萄糖是重要的工业原料,主要用于食品加工、医疗输液、合成药物等;纤维素可用于造纸,制造纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯、黏胶纤维等。
(2)油脂提供人体所需要的能量,等质量的糖类、油脂、蛋白质完全氧化时,油脂放出的热量最多。油脂用于生产高级脂肪酸和甘油。
(3)蛋白质是人体必需的营养物质,在工业上有很多用途,动物的毛、皮、蚕丝可制作服装,大多数酶是一类特殊的蛋白质,是生物体内重要的催化剂。
【归纳总结】
(1)符合通式Cn(H2O)m的有机物不一定是糖类,如CH3COOH[C2(H2O)2]。
(2)葡萄糖与果糖、蔗糖与麦芽糖均互为同分异构体,但淀粉与纤维素不互为同分异构体(因分子式中的“n”值不同)。
(3)蛋白质的最终水解产物是各种氨基酸。
(4)酯、油脂和矿物油三者之间的区分
①矿物油属于烃类物质,是石油及石油分馏产品的主要成分。
②油脂属于酯类,是油和脂肪的总称。
③油脂水解时的酸碱性不同,所得产物不同,但水解的产物中都有丙三醇。
【例题5】(2022·湖南醴陵高三模拟)下列关于糖类、脂肪和蛋白质这三大营养物质的叙述不正确的是( )
A.天然油脂大多是由混甘油酯组成的混合物,有固定的熔、沸点
B.淀粉水解的最终产物能发生银镜反应
C.蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液后产生的沉淀能重新溶于水
D.脂肪能发生皂化反应,生成甘油和高级脂肪酸盐
【答案】A
【解析】
B对,淀粉水解的最终产物为葡萄糖,葡萄糖能发生银镜反应;C对,蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液后产生沉淀属于盐析,盐析是可逆过程,加水能重新溶解;D对,脂肪属于酯,在碱性条件下的水解反应为皂化反应,生成甘油和高级脂肪酸盐。
【例题6】“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”是唐代诗人李商隐的著名诗句,下列关于该诗句中所涉及物质的说法错误的是( )
A.蚕丝的主要成分是蛋白质
B.蚕丝属于天然高分子材料
C.“蜡炬成灰”过程中发生了氧化反应
D.古代的蜡是高级脂肪酸酯,属于高分子聚合物
【答案】D
【解析】
解析 “蜡炬成灰”是指蜡烛燃烧,这属于氧化反应,C项正确;古代蜡烛通常由动物油脂制成,动物油脂的主要成分为高级脂肪酸酯,其不属于高分子聚合物,D项错误。
【例题7】下列说法正确的是( )
A.植物油和动物油都是高级脂肪酸甘油酯,前者的饱和程度更高
B.尽管人体内不含消化纤维素的酶,但纤维素在人类食物中也是必不可少的
C.蔗糖、麦芽糖都是还原性糖,水解产物都是葡萄糖
D.淀粉转化为糊精和鸡蛋清溶液在Na2SO4作用下的盐析均属于物理变化
【答案】B
【解析】
植物油中含有较多不饱和高级脂肪酸甘油酯,A错误;纤维素是一种重要的膳食纤维,可以促进肠道的蠕动,帮助人体新陈代谢,在人类食物中也是必不可少的,B正确;蔗糖不是还原性糖,蔗糖水解得到葡萄糖和果糖,C错误;淀粉转化为糊精是化学变化,鸡蛋清溶液的盐析是蛋白质溶解度降低的结果,属于物理变化,D错误。
【真题演练】
1.(2022·江苏·高考真题)我国为人类科技发展作出巨大贡献。下列成果研究的物质属于蛋白质的是
A.陶瓷烧制B.黑火药
C.造纸术D.合成结晶牛胰岛素
【答案】D
【详解】
A.陶瓷的主要成分是硅酸盐,陶瓷烧制研究的物质是硅的化合物,A不符合题意;
B.黑火药研究的物质是硫、碳和硝酸钾,B不符合题意;
C.造纸术研究的物质是纤维素,C不符合题意;
D.胰岛素的主要成分是蛋白质,故合成结晶牛胰岛素研究的物质是蛋白质,D符合题意;
答案选D。
2.(2022·海南·高考真题)化学物质在体育领域有广泛用途。下列说法错误的是
A.涤纶可作为制作运动服的材料
B.纤维素可以为运动员提供能量
C.木糖醇可用作运动饮料的甜味剂
D.“复方氯乙烷气雾剂”可用于运动中急性损伤的镇痛
【答案】B
【详解】
A.涤纶属于合成纤维,其抗皱性和保形性很好,具有较高的强度与弹性恢复能力,可作为制作运动服的材料,A正确;
B.人体没有分解纤维素的酶,故纤维素不能为运动员提供能量,B错误;
C.木糖醇具有甜味,可用作运动饮料的甜味剂,C正确;
D.氯乙烷具有冷冻麻醉作用,从而使局部产生快速镇痛效果,所以“复方氯乙烷气雾剂”可用于运动中急性损伤的阵痛,D正确;
答案选B。
3.(2021·辽宁·高考真题)《天工开物》中记载:“凡乌金纸由苏、杭造成,其纸用东海巨竹膜为质。用豆油点灯,闭塞周围,只留针孔通气,熏染烟光而成此纸,每纸一张打金箔五十度……”下列说法错误的是
A.“乌金纸”的“乌”与豆油不完全燃烧有关
B.“巨竹膜”为造纸的原料,主要成分是纤维素
C.豆油的主要成分属于天然高分子化合物
D.打金成箔,说明金具有良好的延展性
【答案】C
【详解】
A.由题干可知,“乌金纸”是用豆油点灯,闭塞周围,只留针孔通气,熏染烟光而成此纸,故“乌金纸”的“乌”与豆油不完全燃烧有关,A正确;
B.造纸的原料主要是纤维素,故“巨竹膜”为造纸的原料,主要成分是纤维素,B正确;
C.豆油的主要成分油脂,但不属于高分子化合物,豆油不属于天然高分子化合物,C错误;
D.打金成箔,说明金具有良好的延展性,D正确;
故答案为:C。
4.(2021·浙江·高考真题)关于油脂,下列说法不正确的是
A.硬脂酸甘油酯可表示为
B.花生油能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.植物油通过催化加氢可转变为氢化油
D.油脂是一种重要的工业原料,可用于制造肥皂、油漆等
【答案】A
【详解】
A.硬脂酸为饱和高级脂肪酸,其结构可以表示为:,硬脂酸甘油酯可表示为:,A错误;
B.花生油是含有较多的不饱和高级脂肪酸甘油酯,含有碳碳双键可以使酸性高锰酸钾褪色,B正确;
C.花生油是含有较多的不饱和高级脂肪酸甘油酯,可以和氢气发生加成反生成氢化植物油,C正确;
D.油脂是一种重要的工业原料,在碱性条件下水解发生皂化反应制造肥皂,D正确;
答案为:A。
5.(2021·广东·高考真题)劳动成就梦想。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【详解】
A.84消毒液中含有具有强氧化性的次氯酸钠,能起到杀菌消毒的作用,则用84消毒液对图书馆桌椅消毒与含氯消毒剂具有氧化性有关,故A不符合题意;
B.含有氮、磷、钾的物质常用做化肥,则厨余垃圾制肥料与厨余垃圾含有氮、磷、钾等元素有关,故B不符合题意;
C.用白醋清洗水壶中的水垢与乙酸的酸性有关,与乙酸可由乙醇氧化制备无关,故C符合题意;
D.油脂在碱性条件下可发生水解反应生成甘油和可制作肥皂的高级脂肪酸盐,则以油脂为原料制备肥皂与油脂可发生皂化反应有关,故D不符合题意;
故选C。
6.(2021·河北·高考真题)高分子材料在生产生活中应用广泛。下列说法错误的是
A.芦苇可用于制造黏胶纤维,其主要成分为纤维素
B.聚氯乙烯通过加聚反应制得,可用于制作不粘锅的耐热涂层
C.淀粉是相对分子质量可达几十万的天然高分子物质
D.大豆蛋白纤维是一种可降解材料
【答案】B
【详解】
A.芦苇中含有天然纤维素,可用于制造黏胶纤维,故A正确;
B.聚氯乙烯在高温条件下会分解生成有毒气体,因此不能用于制作不粘锅的耐热涂层,故B错误;
C.淀粉为多糖,属于天然高分子物质,其相对分子质量可达几十万,故C正确;
D.大豆蛋白纤维的主要成分为蛋白质,能够被微生物分解,因此大豆蛋白纤维是一种可降解材料,故D正确;
综上所述,说法错误的是B项,故答案为B。
7.(2021·福建·高考真题)利用下列装置和试剂进行实验,不能达到实验目的的是
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【详解】
A.该装置中,若Zn比Cu活泼,则总反应为Zn与硫酸的反应,此时Zn为负极,Cu为正极;若Cu比Zn活泼,则总反应为Cu与硫酸锌的反应,此时Cu为负极,Zn为正极,所以可以比较Zn与Cu的金属性强弱,A正确;
B.稀硫酸中含有大量氢离子,可以抑制氯气的溶解,而稀硫酸中的水可以吸收HCl,洗气后再用浓硫酸干燥,B正确;
C.乙酸、乙醇和浓硫酸混合加热可以制取乙酸乙酯,饱和碳酸钠溶液可以降低乙酸乙酯的溶解度,同时吸收乙酸和乙醇,便于分液分离得到乙酸乙酯,沸石可以防止暴沸,C正确;
D.制取氯气应用浓盐酸和二氧化锰共热,稀盐酸不与二氧化锰反应,D错误;
综上所述答案为D。
8.(2021·全国·高考真题)下列叙述正确的是
A.甲醇既可发生取代反应也可发生加成反应
B.用饱和碳酸氢钠溶液可以鉴别乙酸和乙醇
C.烷烃的沸点高低仅取决于碳原子数的多少
D.戊二烯与环戊烷互为同分异构体
【答案】B
【详解】
A.甲醇为一元饱和醇,不能发生加成反应,A错误;
B.乙酸可与饱和碳酸氢钠反应,产生气泡,乙醇不能发生反应,与饱和碳酸氢钠互溶,两者现象不同,可用饱和碳酸氢钠溶液可以鉴别两者,B正确;
C.含相同碳原子数的烷烃,其支链越多,沸点越低,所以烷烃的沸点高低不仅仅取决于碳原子数的多少,C错误;
D.戊二烯分子结构中含2个不饱和度,其分子式为C5H8,环戊烷分子结构中含1个不饱和度,其分子式为C5H10,两者分子式不同,不能互为同分异构体,D错误。
故选B。
9.(2021·全国·高考真题)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.该物质与碳酸钠反应得
【答案】C
【详解】
A.该物质含有羟基、羧基、碳碳双键,能发生取代反应和加成反应,故A错误;
B.同系物是结构相似,分子式相差1个或n个CH2的有机物,该物质的分子式为C10H18O3,而且与乙醇、乙酸结构不相似,故B错误;
C.该物质的分子式为C10H18O3,的分子式为C10H18O3,所以二者的分子式相同,结构式不同,互为同分异构体,故C正确;
D.该物质只含有一个羧基,1ml该物质与碳酸钠反应,最多生成0.5ml二氧化碳,最大质量为22g,故D错误;
故选C。
10.(2020·天津·高考真题)下列说法错误的是
A.淀粉和纤维素均可水解产生葡萄糖
B.油脂的水解反应可用于生产甘油
C.氨基酸是组成蛋白质的基本结构单元
D.淀粉、纤维素和油脂均是天然高分子
【答案】D
【详解】
A.淀粉和纤维素都属于多糖,两者水解的最终产物都为葡萄糖,A正确;
B.油脂在酸性条件下水解成高级脂肪酸和甘油,在碱性条件下水解成高级脂肪酸盐和甘油,则油脂的水解反应可用于生产甘油,B正确;
C.氨基酸中含有氨基和羧基,氨基酸可以通过缩聚反应形成蛋白质,蛋白质水解最终生成氨基酸,故氨基酸是组成蛋白质的基本结构单元,C正确;
D.天然高分子的相对分子质量是上万,淀粉和纤维素都是天然高分子,而油脂的相对分子质量还不到1000,故油脂不属于高分子,D错误;
答案选D。
11.(2020·浙江·高考真题)有关的说法正确的是
A.可以与氢气发生加成反应
B.不会使溴水褪色
C.只含二种官能团
D.该物质与足量溶液反应,最多可消耗
【答案】A
【详解】
A. 分子中含有苯环和碳碳双键,都能与H2发生加成反应, A正确;
B. 分子中含有碳碳双键,能与溴水发生加成反应导致溴水褪色, B错误;
C. 分子中含有羟基、酯基和碳碳双键三种官能团, C错误;
D.1ml该物质酯基水解后生成的酚羟基和羧基均能和NaOH反应,1ml该物质与足量的NaOH溶液反应时最多可消耗2mlNaOH,D错误;
故答案为:A。
12.(2020·全国·高考真题)金丝桃苷是从中药材中提取的一种具有抗病毒作用的黄酮类化合物,结构式如下:
下列关于金丝桃苷的叙述,错误的是
A.可与氢气发生加成反应B.分子含21个碳原子
C.能与乙酸发生酯化反应D.不能与金属钠反应
【答案】D
【详解】
A.该物质含有苯环和碳碳双键,一定条件下可以与氢气发生加成反应,故A正确;
B.根据该物质的结构简式可知该分子含有21个碳原子,故B正确;
C.该物质含有羟基,可以与乙酸发生酯化反应,故C正确;
D.该物质含有普通羟基和酚羟基,可以与金属钠反应放出氢气,故D错误;
故答案为D。
13.(2020·浙江·高考真题)下列说法不正确的是( )
A.强酸、强碱、重金属盐等可使蛋白质变性
B.用新制氢氧化铜悬浊液(必要时可加热)能鉴别甲酸、乙醇、乙醛
C.乙酸乙酯中混有的乙酸,可加入足量的饱和溶液,经分液除去
D.向苯和苯酚的混合液中加入浓溴水,充分反应后过滤,可除去苯中少量的苯酚
【答案】D
【详解】
A. 强酸、强碱、加热、重金属盐及某些有机物例如甲醛等可使蛋白质发生变性,变性为不可逆反应,故A正确;
B.甲酸为弱酸可与氢氧化铜发生中和反应,溶液显蓝色;乙醇无现象;乙醛和新制氢氧化铜悬浊液在加热条件下会生成砖红色沉淀,故B正确;
C.饱和的碳酸钠溶液可以与乙酸发生反应,且会与乙酸乙酯分层,故C正确;
D.溴易溶于苯,应向苯和苯酚的混合溶液中加入NaOH溶液,充分反应分液,以除去苯中少量苯酚,故D错误;
故答案为D。
14.(2020·北京·高考真题)淀粉在人体内的变化过程如图:
下列说法不正确的是
A.n
【答案】A
【详解】
A.淀粉在加热、酸或淀粉酶作用下发生分解和水解时,将大分子的淀粉首先转化成为小分子的中间物质,这时的中间小分子物质,为糊精,故n>m,A不正确;
B.麦芽糖在一定条件下水解为2倍的单糖,属于二糖,B正确;
C.过程③为麦芽糖生成葡萄糖的反应,是水解反应,C正确;
D.④的反应为葡萄糖分解为二氧化碳和水的过程,并提供大量的能量,为人体提供能量,D正确;
答案为A。
15.(2021·河北·高考真题)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.1ml该物质与足量饱和NaHCO3溶液反应,可放出22.4L(标准状况)CO2
B.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5:1
C.1ml该物质最多可与2mlH2发生加成反应
D.该物质可被酸性KMnO4溶液氧化
【答案】BC
【详解】
A.根据分子的结构简式可知,1 ml该分子中含有1ml -COOH,可与溶液反应生成1ml,在标准状况下其体积为,A正确;
B.1ml分子中含5ml羟基和1ml羧基,其中羟基和羧基均能与Na发生置换反应产生氢气,而只有羧基可与氢氧化钠发生中和反应,所以一定量的该物质分别与足量反应,消耗二者物质的量之比为,B错误;
C.分子中含1ml碳碳双键,其他官能团不与氢气发生加成反应,所以1ml该物质最多可与发生加成反应,C错误;
D.分子中含碳碳双键和羟基,均能被酸性溶液氧化,D正确;
故选BC。
16.(2020·浙江·高考真题)下列关于如图所示有机物的说法,正确的是
A.该物质可由n个单体分子通过加聚反应生成
B.0.1ml该物质完全燃烧,生成 (标准状况)的CO2
C.该物质在酸性条件下水解产物之一可作汽车发动机的抗冻剂
D.1ml该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗3nmlNaOH
【答案】AC
【详解】
A.该物质的单体为,可有n个单体分子通过双键加聚反应生成,A项正确;
B.该有机物的分子式为,0.1ml该物质完全燃烧,生成 (标准状况)的CO2,B项错误;
C.该有机物为酯类物质在酸性条件下水解为对应的羧酸和对应的醇,乙二醇为产物之一,可作为汽车发动机的抗冻剂,C项正确;
D.该有机物中存在苯酚酯,1ml苯酚酯消耗2ml的,剩余的两个酯基各消耗1ml的,则1ml该有机物最多消耗4n ml的,D项错误;
答案选AC。
17.(2020·海南·高考真题)姜黄素是我国古代劳动人民从姜黄根茎中提取得到的一种黄色食用色素。下列关于姜黄素说法正确的是
A.分子式为C21H22O6
B.分子中存在手性碳原子
C.分子中存在3种含氧官能团
D.既能发生取代反应,又能发生加成反应
【答案】CD
【详解】
A. 由结构式可知,姜黄素的分子式为:C21H20O6,故A错误;
B. 手性碳原子所连接的四个基团要是不同的,并且是饱和的,姜黄素分子中不存在手性碳原子,故B错误;
C. 姜黄素中存在羟基、醚基和酮基3中含氧官能团,故C正确;
D. 姜黄素中存在甲基,可以发生取代反应;存在碳碳双键,可以发生加成反应,故D正确;
故选CD。
18.(2021·天津·高考真题)某化学小组同学利用一定浓度的H2O2溶液制备O2,再用O2氧化C2H5OH,并检验氧化产物。
Ⅰ.制备O2
该小组同学设计了如下气体发生装置(夹持装置省略)
(1)甲装置中主要仪器的名称为___________。
(2)乙装置中,用粘合剂将MnO2制成团,放在多孔塑料片上,连接好装置,气密性良好后打开活塞K1,经长颈漏斗向试管中缓慢加入3% H2O2溶液至___________。欲使反应停止,关闭活塞K1即可,此时装置中的现象是___________。
(3)丙装置可用于制备较多O2,催化剂铂丝可上下移动。制备过程中如果体系内压强过大,安全管中的现象是___________,此时可以将铂丝抽离H2O2溶液,还可以采取的安全措施是___________。
(4)丙装置的特点是___________(填序号)。
a.可以控制制备反应的开始和结束
b.可通过调节催化剂与液体接触的面积来控制反应的速率
c.与乙装置相比,产物中的O2含量高、杂质种类少
Ⅱ.氧化C2H5OH
该小组同学设计的氧化C2H5OH的装置如图(夹持装置省略)
(5)在图中方框内补全干燥装置和干燥剂。___________.
Ⅲ.检验产物
(6)为检验上述实验收集到的产物,该小组同学进行了如下实验并得出相应结论。
实验①~③中的结论不合理的是___________(填序号),原因是___________。
【答案】
(1)分液漏斗 锥形瓶
(2)刚好没过MnO2固体 试管内的H2O2溶液被压入长颈漏斗中,与MnO2分离
(3)液面上升 打开弹簧夹K2
(4)ab
(5)
(6)① 乙醇也能使酸性KMnO4溶液褪色
【分析】用双氧水和催化剂制取氧气。制得的氧气经干燥后进入盛有乙醇的圆底烧瓶中,和热的乙醇一起进入硬质玻璃管中,在铜的催化作用下发生乙醇的催化氧化反应生成乙醛。生成的乙醛进入试管中,被冷凝收集。
(1)根据仪器构造可知,甲装置中主要仪器的名称为分液漏斗和锥形瓶;
(2)乙装置是启普发生器的简易装置,可以随时控制反应的发生和停止。用粘合剂将MnO2制成团,放在多孔塑料片上,连接好装置,气密性良好后打开活塞K1,经长颈漏斗向试管中缓慢加入3% H2O2溶液至刚好没过MnO2固体,此时可以产生氧气,氧气通过导管导出。欲使反应停止,关闭活塞K1,此时由于气体还在产生,使容器内压强增大,可观察到试管内的H2O2溶液被压入长颈漏斗中,与MnO2分离;
(3)丙装置用圆底烧瓶盛装H2O2溶液,可用于制备较多O2,催化剂铂丝可上下移动可以控制反应速率。制备过程中如果体系内压强过大,H2O2溶液会被压入安全管中,可观察到安全管中液面上升,圆底烧瓶中液面下降。此时可以将铂丝抽离H2O2溶液,使反应速率减慢,还可以打开弹簧夹K2,使烧瓶内压强降低;
(4)a.催化剂铂丝可上下移动可以控制制备反应的开始和结束,a正确;
b.催化剂与液体接触的面积越大,反应速率越快,可通过调节催化剂与液体接触的面积来控制反应的速率,b正确;
c.丙装置用圆底烧瓶盛装H2O2溶液,与乙装置相比,可用于制备较多O2,但产物中的O2含量和杂质种类和乙中没有区别,c错误;
故选ab;
(5)氧气可以用浓硫酸干燥,所以可以用一个洗气瓶,里面盛装浓硫酸干燥氧气,如图;
(6)实验①不合理,因为乙醇有挥发性,会混入生成的乙醛中,乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以酸性高锰酸钾溶液褪色不能证明产物中含有乙醛。
【课后精练】
1.(2022·广东佛山·一模)有关乙醇说法正确的是
A.与钠反应产生H2,说明乙醇属于酸
B.分子中含有-OH,所以乙醇是碱
C.发生酯化反应,断裂②键
D.发生氧化反应生成乙醛,断裂①、③键
【答案】D
【详解】
A.与钠反应产生H2,说明乙醇含有活泼氢原子,并不表示一定显酸性,如钠与水反应也能生成H2,A不正确;
B.分子中含有-OH,不是OH-,所以乙醇不是碱,B不正确;
C.发生酯化反应时,羧酸脱羟基、醇脱氢,断裂①键,C不正确;
D.乙醇发生催化氧化反应时,生成,脱掉羟基上的1个H原子和羟基所连碳原子上的1个H原子,即断裂①、③键,D正确;
故选D。
2.(2022·陕西·安康市教学研究室高三阶段练习)下列物质提纯的方法正确的是
A.除去中的:将气体通过浓
B.除去溶液中的:加入过量溶液后过滤
C.除去中的:加入溶液后分液
D.除去中的:将气体依次通过足量酸性溶液和浓
【答案】D
【详解】
A.氯化氢不能与浓硫酸反应,则将气体通过浓硫酸不能除去氯气中混有的氯化氢气体,故A错误;
B.除去氯化钾溶液中的碳酸钾时加入过量氯化钙溶液会引入新杂质氯化钙,故B错误;
C.乙酸与氢氧化钠溶液反应生成的乙酸钠溶液和乙醇互溶,不能用分液的方法分离,故C错误;
D.二氧化硫能与酸性高锰酸钾溶液反应,二氧化碳不能与酸性高锰酸钾溶液反应,则用酸性高锰酸钾溶液能除去二氧化碳中混有的二氧化硫,故D正确;
故选D。
3.(2022·湖北省仙桃中学高三阶段练习)下列根据实验操作和现象得出的结论正确的是
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【详解】
A.铝热剂加入盐酸再加入KSCN溶液,溶液变红色,铝热剂中金属氧化物可能是Fe2O3或Fe3O4,故A错误;
B.将水蒸气通过灼热的铁粉,生成黑色Fe3O4, 故B错误;
C.加入NaNO3后,发生反应3Cu+ 8H++ 2NO= 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O,NaNO3不是催化剂,故C错误。
D.钠与乙醇反应不如与水反应剧烈,说明乙醇中羟基上的氢不如水中的氢活泼,故D正确;
故答案为D
4.(2022·湖北黄冈·高三阶段练习)我国科学家实现了以还原合成葡萄糖的实验研究,实验流程如下图所示。下列说法错误的是
A.天然气为副产物
B.总反应为:,且
C.该反应符合绿色化学思想,原子利用率达100%
D.葡萄糖和醋酸都能与金属钠反应
【答案】C
【详解】
A.根据流程图可知氧气、天然气都是副产物,故A正确;
B.以还原合成葡萄糖,第一步需要通电,吸收能量,总反应为:,且,故B正确;
C.该反应有副产物生成,原子利用率达不到100%,故C错误;
D.羟基和羧基都可以与金属钠反应放出氢气,故葡萄糖和醋酸都能与金属钠反应,故D正确;
故答案为C
5.(2022·浙江省定海第一中学高三阶段练习)乙基丁烯酸M()是一种重要的有机物,下列有关M的说法错误的是
A.分子式为B.与乙酸互为同系物
C.能使酸性高锰酸钾溶液褪色D.能发生取代反应和加成反应
【答案】B
【详解】
A.M的分子式为,A项正确;
B.M中含碳碳双键和羧基,而乙酸只含羧基,不是同系物,B项错误;
C.M中含碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C项正确;
D.M中含碳碳双键和羧基,能发生加成反应和取代反应,D项正确;
故答案选B。
6.(2022·北京市第十一中学高三开学考试)下列方案设计、现象和结论都正确的是
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【详解】
A.聚氯乙烯加强热产生能使湿润蓝色石蕊试纸变红的气体,说明产生HCl,但不能说明氯乙烯加聚是可逆反应,可逆反应是指在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,氯乙烯的加聚和聚氯乙烯加强热分解条件不同,故A错误;
B.乙醇、水均能与金属钠反应,生成氢气,不能用金属钠检验乙醇中是否含有水,检验乙醇中是否含有水,常用无水硫酸铜,如果含有水,无水硫酸铜颜色由白色变为蓝色,故B错误;
C.如果金属钠燃烧不充分,加水后,有氢气产生,因此有气体冒出,不能说明生成过氧化钠,故C错误;
D.石蜡油加强热,产生的气体能使溴的四氯化碳溶液褪色,说明气体中含有不饱和烃,不饱和烃与溴发生加成反应,使溶液褪色,故D正确;
答案为D。
7.(2022·云南·昆明一中高三开学考试)完成下列实验,所用仪器、试剂或操作合理的是
A.AB.BC.CD.D
【答案】B
【详解】
A.乙烯与SO2都会与KMnO4溶液反应,不能用KMnO4溶液除去乙烯中少量的,A错误;
B.明矾晶体的制备先用饱和明矾溶液制取小晶体,再将小晶体悬挂在饱和明矾溶液,小晶体会逐渐变大,成为一块大晶体,B正确;
C.乙酸乙酯会与NaOH溶液发生水解反应,不能用NaOH溶液除去乙酸乙酯中的杂质乙酸和乙醇,应用饱和碳酸钠溶液,C错误;
D.试管口应向下倾斜,防止水蒸气遇冷回流容易使高温下的试管炸裂,D错误;
故选B。
8.(2022·全国·高三专题练习)如图为实验室制取少量乙酸乙酯的装置图,下列关于该实验的叙述中,不正确的是
A.向a试管中先加入乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入浓硫酸和乙酸
B.为了让生成的气体全部被Na2CO3溶液吸收,导气管末端应插在液面以下
C.实验时加热试管a的目的是及时将乙酸乙酯蒸出并加快反应速率
D.反应结束后试管b中液体分层,有香味的液体在上层
【答案】B
【详解】
A.浓硫酸的密度大于乙醇,试管a中先加入乙醇,再加入浓硫酸,最后加入乙酸,故A说法正确;
B.生成的乙酸乙酯中含有未反应的乙醇和乙酸,乙醇易溶于水,乙酸能与碳酸钠溶液反应,将导管末端插入液面以下会引起倒吸,故B说法错误;
C.乙酸乙酯的制备:CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O,加热将乙酸乙酯蒸出,有利于平衡向正反应方向移动,同时升高温度,加快反应速率,故C说法正确;
D.饱和碳酸钠溶液的作用是吸收乙醇,除去乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度使之析出,乙酸乙酯的密度小于水,乙酸乙酯具有香味,饱和碳酸钠溶液中出现分层,有香味的在上层,故D说法正确;
答案为B。
9.(2022·山东·高三阶段练习)2021年知名期刊《科学》发表了我国科学家关于合成淀粉研究的文章,整个成果得到了国际学术机构的检验和认证。下列说法错误的是
A.实现从到淀粉的全合成,有助于实现“碳中和”
B.用天然气代替煤提供能源,有助于实现“碳中和”
C.淀粉属于天然有机高分子化合物
D.淀粉溶液可形成丁达尔效应
【答案】B
【详解】
A.实现从到淀粉的全合成,可以减少二氧化碳的排放、有助于实现“碳中和”,A正确;
B. 天然气、煤都是化石燃料、化石燃料燃烧很难减少二氧化碳的排放、难以实现“碳中和” ,B不正确;
C. 淀粉是多糖类、属于天然有机高分子化合物,C正确;
D. 淀粉溶液属于胶体、故可形成丁达尔效应,D正确;
答案选B。
10.(2022·河北·石家庄二中模拟预测)下列关于有机物说法正确的是
①煤油中热值最高的是十一烷;②用灼烧的方法可以区别蚕丝和棉花;③油脂水解可得到氨基酸和甘油;④纤维素和淀粉都是多糖,二者互为同分异构体;⑤多糖和蛋白质在一定条件下都能水解;⑥乙醇中是否含水,可用金属钠来检测
A.①②⑤B.①②⑥C.②⑤⑥D.②⑤
【答案】A
【详解】
①煤油中含C11-C17的烷或环烃,含氢量越高,热值最高,煤油中十一烷含氢最高,故正确;
②丝的主要成分为蛋白质,灼烧时具有烧焦的羽毛气味,为蛋白质的特有性质,可用于蚕丝和棉花的鉴别,故正确;
③油脂水解可得到甘油和高级脂肪酸,故错误;
④纤维素和淀粉都是高分子化合物,二者的分子式不同,不是同分异构体,故错误;
⑤多糖可水解生成单糖,蛋白质可水解生成氨基酸,故正确;
⑥乙醇和水都与钠反应,不能加入钠鉴别,故错误;
答案选A。
11.某兴趣小组在实验室中模拟利用甲烷和氯气发生取代反应制取副产品盐酸,设计如图装置,下列说法错误的是( )
A.实验时先点燃A处酒精灯再通甲烷
B.装置B有均匀混合气体、控制气体流速、干燥混合气体等作用
C.装置C经过一段时间的强光照射后,生成的有机物有4种
D.从装置D中分离出盐酸的方法为过滤
【答案】D
【详解】
B项,生成的氯气中含有水,B装置除了具有控制气体流速、均匀混合气体的作用,因浓硫酸具有吸水性,还具有干燥混合气体的作用,正确;C项,装置C经过一段时间的强光照射后,甲烷和氯气发生取代反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳4种有机物,正确;D项,D装置中除了有盐酸存在外,还含有二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳,二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳不溶于水,能分层,可用分液的方法分离,错误。
12.制备乙酸乙酯的绿色合成路线之一如图:
下列说法不正确的是( )
A.M的分子式为C6H12O6
B.N的结构简式为CH3COOH
C.④的反应类型属于取代反应
D.淀粉与纤维素互为同分异构体
【答案】D
【详解】
淀粉或纤维素水解的最终产物都是葡萄糖,即M的分子式为C6H12O6,A项正确;根据反应④的产物可知该反应是取代反应,N的结构简式为CH3COOH,B、C项正确;淀粉与纤维素分子结构中的n值不同,即二者的分子式不同,不互为同分异构体,D项错误。
13.某石油化工产品X的转化关系如图所示,下列判断错误的是( )
A.X是制取聚乙烯的单体
B.Y+乙酸―→W是酯化反应,也是取代反应
C.Y能与钠反应产生氢气
D.W能与NaOH溶液反应,但不能与硫酸反应
【答案】D
【详解】
X是乙烯,Y是乙醇,Z是乙醛,W是乙酸乙酯,由此可知A、B、C三项均正确;酯在酸、碱溶液中均能发生水解反应,D项错误。
14.(2022·安徽省江淮十校联考)BASF高压法制备醋酸,所采用钴碘催化循环过程如图所示,则下列观点错误的是( )
A.CH3OH转化为CH3I的有机反应类型属于取代反应
B.从总反应看,循环过程中需不断补充CH3OH、H2O、CO等
C.与乙酸乙酯互为同分异构体且与CH3COOH互为同系物的物质有2种结构
D.工业上以淀粉为原料也可以制备醋酸
【答案】B
【详解】
CH3OH转化为CH3I,羟基被碘原子取代,反应类型属于取代反应;该循环的总反应方程式为CO+CH3OH―→CH3COOH,故此循环中不需要不断补充水;与乙酸乙酯互为同分异构体且与CH3COOH互为同系物的物质有CH3CH2CH2COOH、(CH3)2CHCOOH,共2种。
15.(2022·江西联考)乌头酸的结构简式如图所示,下列关于乌头酸的说法错误的是( )
A.化学式为C6H6O6
B.乌头酸能发生水解反应和加成反应
C.乌头酸能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.含1 ml乌头酸的溶液最多可消耗3 ml NaOH
【答案】B
【详解】
乌头酸含有羧基和碳碳双键,能发生加成反应,但不能发生水解反应,B项错误;乌头酸含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C项正确;1个乌头酸分子含有3个羧基,含1 ml乌头酸的溶液最多可消耗3 ml NaOH,D项正确。
16.(2022·辽宁五校联考)苯甲酸乙酯(C9H10O2)是无色透明有水果香气的液体,俗称安息香酸乙酯,常用作溶剂和香料。下列说法正确的是( )
A.按如图装置制备苯甲酸乙酯,应在烧瓶A中先加入3 mL浓H2SO4和4 g苯甲酸,然后边振荡烧瓶边慢慢加入10 mL乙醇
B.图示制备苯甲酸乙酯的简易装置中,A中玻璃导管改用球形冷凝管效果更好
C.制得的苯甲酸乙酯粗产品,可通过水洗、NaOH溶液洗涤、水洗,除去苯甲酸乙酯中的部分杂质
D.分子式为C9H10O2,含有苯环且能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机物共有15种(不含立体异构)
【答案】B
【详解】
制备苯甲酸乙酯的实验,应先加入乙醇,再加入浓硫酸和苯甲酸,若将乙醇加入浓硫酸中,易引起液体飞溅,A错误;A中玻璃导管的作用是冷凝回流,改用球形冷凝管效果更好,B正确;制得的苯甲酸乙酯粗产品中含有乙醇、苯甲酸杂质,不能用NaOH溶液洗涤,因为苯甲酸乙酯在强碱性溶液中能发生水解反应,C错误;该有机物能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体,则含有羧基,共有14种,D错误。
17.(2021·全国·高三专题练习)判断正误
(1)高级脂肪酸甘油酯是高分子化合物_____
(2)天然的不饱和高级脂肪酸甘油酯都是简单甘油酯_____
(3)植物油可以使酸性高锰酸钾溶液褪色_____
(4)高级脂肪酸和乙酸互为同系物 _____
(5)氢化油又称人造脂肪,通常又叫硬化油 _____
(6)油脂的氢化与油脂的皂化都属于加成反应 _____
(7)油脂在碱性条件下的水解一定得到高级脂肪酸钠和甘油 _____
(8)鱼油(主要成分是二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸)不是油脂 _____
(9)氢化油的制备方法是在加热植物油时,加入金属催化剂,通入氢气,使液态油脂变为半固态或固态油脂___
(10)植物油经过氢化处理后会产生有害的副产品反式脂肪酸甘油酯,摄入过多的氢化油,容易堵塞血管而导致心脑血管疾病 _____
【答案】(1)错(2)错(3)对(4)错(5)对(6)错(7)错(8)对(9)对(10)对
【分析】
(1)高级脂肪酸甘油酯不是高分子化合物,错误;
(2)天然的不饱和高级脂肪酸甘油酯都是混合甘油酯,错误;
(3)植物油可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,正确;
(4)高级脂肪酸不一定为饱和脂肪酸,故高级脂肪酸和乙酸不一定互为同系物,错误;
(5)氢化油又称人造脂肪,通常又叫硬化油,正确;
(6)油脂的皂化属于水解(取代)反应,错误;
(7)油脂在碱性条件下的水解一定得到高级脂肪酸盐和甘油,错误;
(8)鱼油(主要成分是二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸)不是油脂,油脂是高级脂肪酸甘油酯,正确;
(9)氢化油的制备方法是在加热植物油时,加入金属催化剂,通入氢气,使液态油脂变为半固态或固态油脂,正确;
(10)植物油经过氢化处理后会产生有害的副产品反式脂肪酸甘油酯,摄入过多的氢化油,容易堵塞血管而导致心脑血管疾病,正确;
18.(2022·全国·高三专题练习)有关催化剂的催化机理问题我们可以从"乙醇催化氧化实验"中得到一些认识。某教师设计了如图所示装置(夹持装置已省略),试回答下列问题:
(1)A中发生反应的化学方程式为:____________。
(2)反应一段时间后,若移去酒精灯反应仍能继续进行,则说明乙醇的催化氧化反应是________反应。
(3)实验过程中D处铜丝网有红色和黑色交替出现的现象,请用化学方程式解释原因。
现象①:红色变黑色:____________;
现象②:黑色变红色:____________。
(4)从这些实验现象中可以认识到实验过程中催化剂________(填"参加"或"不参加")化学反应。
【答案】
(1)2H2O22H2O+O2↑
(2)放热
(3)2Cu+O22CuO CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
(4)参加
【分析】装置A制取氧气,经浓硫酸干燥进入装置D与乙醇发生催化氧化反应生成乙醛,催化剂是否参与化学反应?乙醛的催化氧化反应常用铜作催化剂,铜表面的颜色变化可帮助我们作出结论。
(1)装置A中,MnO2催化H2O2分解制备O2,反应的化学方程式为;
(2)反应一段时间后移去E处酒精灯,反应仍能继续进行,表明乙醇的催化氧化反应是放热反应,能维持D处玻璃管内较高的温度;
(3)实验过程中D处铜丝网有红色和黑色交替出现的现象,原因是:
反应,使红色(Cu)变黑色(CuO);
反应 CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,又使黑色(CuO)变红色(Cu);
(4)实验过程中D处铜丝网有红色和黑色交替出现的现象,这些实验现象说明催化剂Cu参加了化学反应。
19.(2022·山东·济南一中高三开学考试)苯甲酸乙酯(M=150g·ml-1)可用于配制香水香精和人造精油。本实验利用苯甲酸制备苯甲酸乙酯,实验中采用加入环己烷的方法,使环己烷、乙醇和水形成三元共沸物,沸点为62.1°C,反应装置和相关数据如下,加热和固定装置省略。回答下列问题:
(1)本实验的反应原理为(用化学用语表示)___________。
(2)打开仪器A下端玻璃旋塞,放出的主要物质为_______,使用仪器A的目的为_______。
(3)当仪器A中___________(填现象),则可以停止加热。将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中,分批加入饱和Na2CO3溶液至溶液呈中性,加入饱和Na2CO3溶液的作用是___________,再用___________(填仪器名称)进行分离。并用乙醚萃取水层中溶有的少量有机产品,将醚层与粗产品合并;用蒸馏水洗涤有机层2次,将醚层与水尽量分净,醚层从上口倒入一个干燥的锥形瓶中。
(4)加入MgSO4进行干燥,摇动锥形瓶,至醚层澄清透明;过滤后将醚层加入到干燥的蒸馏烧瓶中,粗产物进行减压蒸馏(装置如图所示)。毛细管的作用是___________(写出一条即可)。
(5)若实验中加入苯甲酸8.0g(M=122g·ml-1),收集到苯甲酸乙酯6.0mL,则本实验的产率为_______%(保留两位有效数字)。
【答案】
(1)+CH3CH2OH+H2O
(2)水 将水从反应体系中分离出来,促进平衡向生成苯甲酸乙酯的方向移动,提高产率;环己烷和乙醇循环利用,提高乙醇利用率
(3)水的量不再增加 溶解乙醇、中和苯甲酸、降低苯甲酸乙酯的溶解度 分液漏斗
(4)防暴沸、调节气压、搅拌
(5)64
【解析】
(1)该反应原理类比乙酸与乙醇的酯化反应,苯甲酸与乙醇发生酯化反应生成苯甲酸乙酯和水;
(2)仪器A叫做分水器,当环己烷、乙醇和水组成的共沸物进入分水器后即分层,密度较大的水在下层可以打开旋塞放出,密度小的环己烷、乙醇混合物反流到反应容器中,使用分水器的的目的是将水从反应体系中分离出来,促进平衡向生成苯甲酸乙酯的方向移动,提高产率,同时环己烷和乙醇循环利用,提高乙醇利用率;
(3)当分水器中水的量不再增加,说明反应进行基本完全;类比乙酸与乙醇的酯化反应,饱和碳酸钠溶液的作用是溶解乙醇、中和苯甲酸、降低苯甲酸乙酯的溶解度;最后互不相溶的液体混合物采用分液漏斗分液分离;
(4)毛细管在减压蒸馏中的作用是调节蒸馏体系的真空度,同时通入的气体在加热过程中起到搅拌作用,使得体系受热均匀防止暴沸;
(5)根据反应中苯甲酸与苯甲酸甲酯的关系式,解得苯甲酸乙酯的产率=
20.乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业,中学化学实验常用a装置来制备。
已知:乙醇在浓硫酸作用下在140 ℃时发生分子间脱水生成乙醚,在170 ℃时发生分子内脱水生成乙烯。
(1)加入数滴浓硫酸即能起催化作用,但实际用量多于此量,原因是_______;
浓硫酸用量又不能过多,原因是_____________________。
(2)反应结束后,将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中,________、________,然后分液。
(3)若用b装置制备乙酸乙酯,其缺点有____________、______________。由b装置制得的乙酸乙酯粗产品经饱和Na2CO3溶液和饱和NaCl溶液洗涤后,还可能含有的有机杂质是_____________________,分离乙酸乙酯与该杂质的方法是____________。
【答案】
(1)浓硫酸能吸收生成的水,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率 浓硫酸具有强氧化性和脱水性,会使有机物炭化,降低酯的产率
(2)振荡 静置
(3)原料损失较大 易发生副反应 乙醚 蒸馏物质名称
乙醇
乙酸
结构简式及官能团
CH3CH2OH—OH
CH3COOH—COOH
色、味、态
无色、具有特殊香味的液体
无色、具有强烈刺激性气味的液体
挥发性
易挥发
易挥发
密度
比水小
-
溶解性
能够溶解多种有机物和无机物,并能与水以任意比例互溶
与水、乙醇以任意比例互溶
名称
用途
乙醇
燃料、饮料、化工原料;常用的溶剂;体积分数为75%时可作医用消毒剂
乙酸
化工原料,用于生产醋酸纤维、香料、染料、医药和农药等
实验操作
实验现象
红色光亮的铜丝灼烧后变为黑色,插入乙醇后铜丝又变为红色。反复几次后,闻到试管中的液体有刺激性气味
实验结论
在催化加热的条件下,乙醇发生了氧化反应
总化学方程式
2CH3CH2OH+O2eq \(――→,\s\up11(催化剂),\s\d4(△))2CH3CHO+2H2O
实验操作
在一支试管中加入3 mL乙醇,然后边振荡边慢慢加入2 mL浓硫酸和2 mL乙酸,再加入几片碎瓷片;按下图连接好装置,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上方约0.5 cm处,观察现象
实验装置
实验现象
饱和碳酸钠溶液的液面上有透明的油状液体产生,并可闻到香味
实验结论
在浓硫酸存在、加热的条件下,乙酸和乙醇发生反应,生成无色、透明、不溶于水、有香味的油状液体
化学方程式
CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
试剂
乙醚
乙醇
乙酸
乙酸乙酯
沸点/℃
34.7
78.5
118
77.1
糖类
代表物
代表物的分子式
代表物的用途
单糖
葡萄糖、果糖
C6H12O6
营养物质,食品工业原料
二糖
蔗糖、麦芽糖
C12H22O11
多糖
淀粉、纤维素
(C6H10O5)n
淀粉:重要的食品工业原料
纤维素:造纸和纺织工业原料
选项
劳动项目
化学知识
A
社区服务:用84消毒液对图书馆桌椅消毒
含氯消毒剂具有氧化性
B
学农活动:用厨余垃圾制肥料
厨余垃圾含、、等元素
C
家务劳动:用白醋清洗水壶中的水垢
乙酸可由乙醇氧化制备
D
自主探究:以油脂为原料制肥皂
油脂可发生皂化反应
A
B
C
D
比较Zn与Cu的金属性强弱
除去Cl2中的HCl并干燥
制取乙酸乙酯(必要时可加沸石)
实验室制取氯气
实验序号
检验试剂和反应条件
现象
结论
①
酸性KMnO4溶液
紫红色褪去
产物含有乙醛
②
新制Cu(OH)2,加热
生成砖红色沉淀
产物含有乙醛
③
微红色含酚酞的NaOH溶液
微红色褪去
产物可能含有乙酸
选项
实验操作、实验现象
实验结论
A
某铝热剂中加入盐酸后再加入KSCN溶液,溶液变红色
铝热剂中一定含有氧化铁
B
将水蒸气通过灼热的铁粉,固体颜色不变
水蒸气与灼热铁粉不反应
C
铜放入稀硫酸中,无明显现象,再加入硝酸钠固体,铜溶解,溶液变蓝,有气泡冒出
硝酸钠是铜与稀硫酸反应的催化剂
D
金属钠投入无水乙醇中,缓慢冒气泡,钠未熔化
乙醇比水难电离
目的
方案设计
现象和结论
A
探究氯乙烯加聚是否是可逆反应
加热试管中的聚氯乙烯薄膜碎片
若试管口润湿的蓝色石蕊试纸变红则说明是可逆反应
B
检验乙醇中是否含有水
取待测乙醇向其中加入一小粒金属钠
若产生无色气体则乙醇中含有水
C
探究金属钠在氧气中燃烧所得固体粉末的成分
取少量固体粉末,加入2~3mL蒸馏水
若无气体生成,则固体粉末为;若有气体生成,则固体粉末为
D
探究石蜡油分解气中是否含有不饱和烃
石蜡油加强热,将产生的气体通入的溶液
若溶液由红棕色变无色,则气体中含有不饱和烃
A
B
C
D
除去乙烯中少量的
明矾晶体的制备
制备乙酸乙酯
铁与水蒸气反应
试剂
密度/g·mL-1
沸点/°C
乙醇
0.7893
78.5
苯甲酸
1.2659
249
环己烷
0.7785
80
乙醚
0.7318
34.51
苯甲酸乙酯
1.05
211~213
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