高考化学乙醇与乙酸大题培优.docx
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高考化学乙醇与乙酸大题培优
高考化学乙醇与乙酸(大题培优)
一、乙醇与乙酸练习题(含详细答案解析)
1.“酒是陈的香”,就是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯,在实验室制取乙酸乙酯。
回答下列问题:
(1)浓硫酸的作用是:
________________________。
(2)饱和碳酸钠溶液的主要作用是__________________________________________。
(3)通蒸气的导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上,不能插入溶液中,目的是_____。
(4)若要把制得的乙酸乙酯分离出来,应采用的实验操作是_________________。
(5)做此实验时,有时还向盛乙酸和乙醇的试管里加入几块碎瓷片,其目的是_______。
(6)生成乙酸乙酯的反应是可逆反应,反应物不能完全变成生成物,反应一段时间后,就达到了该反应的限度,也即达到化学平衡状态。
下列描述能说明乙醇与乙酸的酯化反应已达到化学平衡状态的有(填序号)________。
①单位时间里,生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol水
②单位时间里,生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol乙酸
③单位时间里,消耗1mol乙醇,同时消耗1mol乙酸
④正反应的速率与逆反应的速率相等
⑤混合物中各物质的浓度不再变化
【答案】催化作用和吸水作用吸收随乙酸乙酯蒸出的乙酸和乙醇,降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于分层得到防止倒吸分液防止暴沸②④⑤
【解析】
【分析】
(1)浓硫酸具有脱水性、吸水性及强氧化性;
(2)饱和碳酸钠溶液与乙酸反应除去乙酸、同时降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层;
(3)挥发出来的乙酸和乙醇易溶于饱和碳酸钠溶液,导管伸入液面下可能发生倒吸;
(4)乙酸乙酯不溶于水;
(5)根据可逆反应平衡状态标志的判断依据进行分析。
【详解】
(1)乙酸与乙醇在浓硫酸作催化剂加热条件下生成乙酸乙酯,由于反应为可逆反应,同时浓硫酸吸水有利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移动,
故答案为:
催化作用和吸水作用;
(2)制备乙酸乙酯时常用饱和碳酸钠溶液吸收乙酸乙酯,主要是利用了乙酸乙酯难溶于饱和碳酸钠,乙醇与水混溶,乙酸能被碳酸钠吸收,易于除去杂质,
故答案为:
吸收随乙酸乙酯蒸出的乙酸和乙醇,降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于分层得到;
(3)导管若插入溶液中,反应过程中可能发生倒吸现象,所以导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上,目的是防止倒吸,故答案为:
防止倒吸;
(4)乙酸乙酯不溶于水,则要把制得的乙酸乙酯分离出来,应采用的实验操作是分液,故答案为:
分液;
(5)①单位时间内生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol水,都表示正反应速率,不能说明到达平衡状态,故①错误;
②单位时间内生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol乙酸,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故②正确;
③单位时间内消耗1mol乙醇,同时消耗1mol乙酸,都表示正反应速率,不能说明到达平衡状态,故③错误;
④正反应的速率与逆反应的速率相等,各组分的密度不再变化,达到了平衡状态,故④正确;
⑤混合物中各物质的浓度浓度不再变化,各组分的密度不再变化,达到了平衡状态,故⑤正确;
故答案为:
②④⑤。
2.X、Y、Z、M、Q、R是6种短周期元素,其原子半径及主要化合价如下:
元素代号
X
Y
Z
M
Q
R
原子半径/nm
0.160
0.143
0.102
0.075
0.077
0.037
主要化合价
+2
+3
+6,-2
+5,-3
+4,-4
+1
(1)Z在元素周期表中的位置是_________________________。
(2)元素Q和R形成的化合物A是果实催熟剂,用A制备乙醇的化学方程式是_______________________。
(3)单质铜和元素M的最高价氧化物对应水化物的浓溶液发生反应的离子方程式为___________________。
(4)元素X的金属性比元素Y______(填“强”或“弱”)。
(5)元素Q、元素Z的含量影响钢铁性能,采用下图装置A在高温下将钢样中元素Q、元素Z转化为QO2、ZO2。
①气体a的成分是________________(填化学式)。
②若钢样中元素Z以FeZ的形式存在,在A中反应生成ZO2和稳定的黑色氧化物,则反应的化学方程式是_________________________________。
【答案】第三周期第ⅥA族CH2=CH2+H2O
CH3CH2OHCu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O强O2,SO2,CO25O2+3FeS
3SO2+Fe3O4
【解析】
【分析】
根据Z的化合价+6,-2,符合这点的短周期元素只有S;而根据同周期,从左到右原子半径依次减小,S的原子半径为0.102,从表中数据,X的化合价为+2,Y的化合价为+3,且原子半径比S大,X、Y只能为三周期,X为Mg,Y为Al;而M为+5价,Q为+4价,由于原子半径比S小,所以只能是二周期,M为N,Q为C;R的原子半径比M、Q都小,不可能是Li,只能是H。
【详解】
(1)根据分析,Z为硫,元素周期表中的位置是第三周期第ⅥA族,故答案为:
第三周期第ⅥA族;
(2)A是果实催熟剂,为乙烯,由乙烯制备乙醇的化学方程式CH2=CH2+H2O
CH3CH2OH,故答案为:
CH2=CH2+H2O
CH3CH2OH;
(3)M的最高价氧化物对应水化物为HNO3,铜与浓硝酸反应的离子方程式为Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O,故答案为:
Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O;
(4)X为Mg,Y为Al,同周期,从左到右金属性依次减弱,Mg的金属性强,故答案为:
强;
(5)①元素Q为C,元素Z为S,根据题意,气体a中有SO2,CO2,以及未反应完的O2,故答案为:
O2,SO2,CO2;
②根据题意,FeS在A中生成了SO2和黑色固体,而黑色固体中一定含Fe,所以为Fe3O4,反应的化学反应方程式为:
5O2+3FeS
3SO2+Fe3O4。
【点睛】
(5)是解答的易错点,注意不要漏掉未反应完的氧气。
3.工业中很多重要的原料都是来源于石油化工,回答下列问题
(1)C的结构简式为________。
(2)丙烯酸中含氧官能团的名称为_____________。
(3)③④反应的反应类型分别为_____________、___________。
(4)写出下列反应方程式
①反应①的化学方程式____________;
②反应②的化学方程式_________________;
③反应⑤的化学方程式____________。
(5)丙烯酸(CH2=CH—COOH)可能发生的反应有_______________(填序号)
A加成反应B取代反应C加聚反应D中和反应E氧化反应
(6)丙烯分子中最多有______个原子共面
【答案】CH3COOH羧基氧化反应加聚反应
+HNO3
+H2OCH2=CH2+H2O
CH3CH2OHCH2=CH-COOH+CH3CH2OH
CH2=CHCOOCH2CH3+H2OABCDE7
【解析】
【分析】
分析流程图,B被高锰酸钾氧化得到C,B和C可得到乙酸乙酯,则B为乙醇,C为乙酸,所以A为乙烯,。
【详解】
(1)C为乙酸,其结构简式为CH3COOH;
(2)丙烯酸中含氧官能团的名称为羧基(-COOH);
(3)反应③为氧化反应,反应④为加聚反应;
(4)反应①为苯的硝化反应,其化学方程式为
+HNO3
+H2O;
反应②为乙烯水化法制备乙醇,方程式为CH2=CH2+H2O
CH3CH2OH;
反应⑤为乙醇和丙烯酸的酯化反应,方程式为CH2=CH-COOH+CH3CH2OH
CH2=CHCOOCH2CH3+H2O;
(5)丙烯酸中的官能团有碳碳双键和羧基,所以可能发生的反应有加成、取代(酯化)、加聚、中和、氧化,故答案为ABCDE;
(6)丙烯分子的结构为
其中,碳碳双键上的两个碳、三个氢和甲基上的一个碳为一个平面,当甲基的角度合适时,甲基上的一个氢会在该平面内,所以最多有7个原子共平面。
4.已知乙烯能发生以下转化:
(1)乙烯的结构简式为:
______________
(2)写出化合物官能团的化学式及名称:
①B中含官能团_________名称________;
②D中含官能团__________名称_________;
(3)写出反应的化学方程式
①__________反应类型:
___________
②__________反应类型:
___________
【答案】CH2=CH2—OH羟基—COOH羧基
加成反应
氧化反应
【解析】
【分析】
乙烯含有碳碳双键能与水发生加成反应生成B是乙醇,乙醇发生催化氧化生成C是乙醛,B与D发生酯化反应生成乙酸乙酯,则D是乙酸,据此解答。
【详解】
根据以上分析可知B是乙醇,C是乙醛,D是乙酸,则
(1)乙烯的结构简式为CH2=CH2,故答案为:
CH2=CH2;
(2)①B是乙醇,含有的官能团为—OH,名为羟基,故答案为:
—OH;羟基;
②D是乙酸,含有的官能团为—COOH,名为羧基,故答案为:
—COOH;羧基;
(3)①.反应①是乙烯与水发生加成反应,反应方程式为
,故答案为:
;加成反应;
②.反应②是乙醇的催化氧化,反应的化学方程式为
,为氧化反应,故答案为:
;氧化反应。
【点睛】
本题考查有机物推断,侧重考查学生推断和知识综合运用能力,涉及物质推断、反应类型判断、官能团判断,明确有机物官能团及其性质、物质之间的转化关系是解本题关键,题目难度不大。
5.葡萄糖在不同条件下可以转化成不同物质。
已知:
RCOOH+CH2=CH2+
O2
RCOOCH=CH2+H2O
请回答下列问题:
(1)葡萄糖在酒化酶的催化作用下生成有机物A,A、B、C、D、E间的转化关系如图所示。
①B是石油化工中最重要的基础原料,写出A→B的化学方程式:
_____________;
②D的结构简式为_____________。
(2)葡萄糖在一定条件下可以被氧化为X和Y(Y和A的相对分子质量相同,X的相对分子质量介于A、B之间)。
X可催化氧化成Y,也可以与H2反应生成Z。
X和Y的结构中有一种相同的官能团是__________,检验此官能团需要使用的试剂是___________。
(3)F是人体肌肉细胞中的葡萄糖在缺氧条件下进行无氧呼吸的产物。
F、G、H间的转化关系如图所示:
F
G
H
H与
(1)中的D互为同分异构体。
①G还可以发生的反应有______(填序号);
a.加成反应b.水解反应c.氧化反应d.消去反应e.还原反应
②本题涉及的所有有机物中,与F不论以何种质量比混合(总质量一定),完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量不变的有__________________(填结构简式)。
【答案】CH3CH2OH
CH2=CH2↑+H2OCH3COOCH=CH2醛基(-CHO)银氨溶液aceCH2OH(CHOH)4CHO、CH3COOH、HCHO
【解析】
【分析】
(1)葡萄糖在酒化酶的作用下生成有机物A,A为CH3CH2OH,A与浓硫酸加热170℃发生消去反应生成B,B为CH2=CH2,A连续被氧化生成C,C为CH3COOH,B与C发生信息反应产生D为CH3COOCH=CH2,D发生加聚反应生成E,E为
;
(2)葡萄糖在一定条件下可以氧化产生X、Y,其中Y和A的相对分子质量相同,根据
(1)分析可知A为CH3CH2OH,相对分子质量是46,Y为HCOOH;X的相对分子质量介于A、B之间,X可催化氧化成Y,也可以与H2反应生成Z。
则X属于醛类,其结构简式是HCHO,Z是CH3OH;可根据银镜反应或铜镜反应使用银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液检验醛基的存在;
(3)F是人体肌肉细胞中的葡萄糖在缺氧条件下进行无氧呼吸的产物,则F是乳酸,结构简式为
,F与浓硫酸共热,发生消去反应生成G,G为CH2=CHCOOH,G和甲醇发生酯化反应生成H,H为CH2=CHCOOCH3,根据最简式相同的物质,当它们的质量相同时,反应产生的CO2、H2O质量相同,据此分析解答。
【详解】
(1)①葡萄糖在酒化酶的催化作用下得到的A为CH3CH2OH;CH3CH2OH与浓硫酸混合加热170℃发生消去反应生成的B为CH2=CH2,则A→B反应方程式为:
CH3CH2OH
CH2=CH2↑+H2O;
②CH2=CH2与CH3COOH、O2在催化剂存在时,在加热、加压条件下发生反应产生D,D结构简式为CH3COOCH=CH2;
(2)根据前面分析可知X是HCHO,Y是HCOOH,Z是CH3OH,X和Y含有的相同的官能团是醛基(-CHO);可以选用银氨溶液或新制的Cu(OH)2悬浊液进行检验。
若使用银氨溶液,水浴加热会产生银镜;若使用Cu(OH)2悬浊液,加热煮沸,会产生砖红色Cu2O沉淀,据此检验醛基的存在。
(3)F为乳酸(
)。
G为CH2=CHCOOH,H为CH2=CHCOOCH3。
①G结构简式为:
CH2=CHCOOH,分子中含有碳碳双键和羧基。
由于分子中含有不饱和的碳碳双键,因此可以发生加成反应;与氢气发生的加成反应也叫还原反应;还能够发生燃烧等氧化反应等;由于物质分子中无酯基,因此不能发生水解反应;由于物质分子中无羟基,则不能发生消去反应,故G可发生的反应类型是加成反应、氧化反应、还原反应,故合理选项是ace;
②F是乳酸,结构简式是
,分子式是C3H6O3,最简式为CH2O;满足与F不论以何种质量比混合(总质量一定),完全燃烧所得CO2和H2O的物质的量不变的物质需与乳酸的最简式相同,在本题涉及的所有有机物中,有葡萄糖(CH2OH(CHOH)4CHO)、乙酸(CH3COOH)、甲醛(HCHO)。
【点睛】
本题考查有机物推断及有机物结构和性质、官能团的检验方法,根据反应条件进行推断,正确判断物质结构简式是解本题关键。
注意葡萄糖无氧呼吸产生乳酸。
对于最简式相同的物质,当这些物质质量相等时,反应产生的二氧化碳和水的物质的量相同;要明确:
同分异构体的最简式相同,但最简式相同的物质却不属于同分异构体。
6.乙酸是非常重要的工业原料,其氯代物可由乙酸和氯气在催化剂的作用下制备。
实验室模拟工业生产食品香精菠萝酯(
)的简易流程如下。
(1)菠萝酯的核磁共振氢谱中有__________个吸收峰。
(2)A中官能团的名称是__________。
(3)根据流程写出下列反应的化学方程式:
i.制备A:
__________;该反应属于__________反应。
ii.反应室I中的反应:
__________。
(4)分离室II的操作是用饱和Na2CO3溶液洗涤,而不用NaOH洗涤的原因是__________。
【答案】7氯原子、羧基
取代
因为菠萝酯在NaOH溶液中会发生水解反应,会减少产量
【解析】
【分析】
乙酸在光照及催化剂作用下发生烷基取代生成一氯乙酸,一氯乙酸与苯酚反应生成
,
与丙烯醇发生酯化反应生成菠萝酯,据此分析解答。
【详解】
(1)菠萝酯(
)中苯环上有3种不同环境的氢,支链上有4种不同环境的氢,其核磁共振氢谱中有7个吸收峰;
(2)乙酸在光照及催化剂作用下发生烷基取代生成一氯乙酸A的结构简式为ClCH2COOH,A中官能团的名称是氯原子、羧基;
(3)i.制备A是乙酸在光照及催化剂作用下发生烷基取代生成一氯乙酸和氯化氢,反应的化学方程式为:
;该反应属于取代反应;
ii.反应室I中苯酚与一氯乙酸发生取代反应生成
和氯化氢,反应的化学方程式为:
;
(4)分离室II的操作是用饱和Na2CO3溶液洗涤,而不用NaOH洗涤的原因是因为菠萝酯在NaOH溶液中会发生水解反应,会减少产量。
7.乙基香草醛(
)是食品添加剂的增香原料。
(1)写出乙基香草醛分子中两种含氧官能团的名称____________________。
(2)与乙基香草醛互为同分异构体,能与NaHCO3溶液反应放出气体,且苯环上只有一个侧链(不含R-O-R’及R-O-COOH结构)的有_________种。
(3)A是上述同分异构体中的一种,可发生以下变化:
已知:
i.RCH2OH
RCHO;
ii.与苯环直接相连的碳原子上有氢时,此碳原子才可被酸性KMnO4溶液氧化为羧基。
①写出A的结构简式:
_____________,反应②发生的条件是________________。
②由A可直接生成D,反应①和②的目的是__________________________________。
③写出反应方程式:
A→B____________________________________________,
C与NaOH水溶液共热:
_____________________________________________。
④乙基香草醛的另一种同分异构体E(
)是一种医药中间体。
由茴香醛(
)合成E(其他原料自选),涉及的反应类型有(按反应顺序填写)______________。
【答案】醛基、(酚)羟基(或醚键)4种
NaOH醇溶液减少如酯化、成醚等副反应的发生
氧化反应、酯化反应(或取代反应)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据乙基香草醛的结构简式可知,分子中含有的含氧官能团是醛基、(酚)羟基、醚键。
(2)能与NaHCO3溶液反应放出气体,说明含有羧基。
又因为苯环上只有一个侧链(不含R-O-R’及R-O-COOH结构),所以该侧链是-CHOHCH2COOH、-CH2CHOHCOOH、-C(CH3)OHCOOH、-CH(CH2OH)COOH,所以共计4种。
(3)①乙基香草醛的同分异构体A是一种有机酸必为含有苯环的芳香羧酸。
从A→C的分子组成的变化可知①发生的是取代反应,A中的-OH被HBr取代。
从A→B分子组成上变化说明发生的是醇脱氢氧化变成醛基的反应。
从A被氧化变成苯甲酸,又说明羧基和羟基在同一个侧链上。
因此A的结构简式只能是
。
根据反应②气化有机物分子式的变化可知,这是卤代烃的消去反应,应该在氢氧化钠的醇溶液中加热。
②由于分子含有羧基和羟基,如果直接生成D,则容易发生酯化、成醚等副反应。
③A→B是羟基的氧化反应,方程式为
。
C中含有羧基和氯原子,所以方程式为
。
④乙基香草醛的另一种同分异构体E是属于酯类化合物,用茴香醛合成,从结构上分析必须将醛氧化变为羧酸,然后进行酯化变为E,其反应流程应为:
该题突出了有机化合物结构与性质的关系。
有机物的结构决定有机物的性质,有机物的性质反映有机物的结构。
这是推导判断的基础。
8.烃A的产量能衡量一个国家石油化工发展水平,F的碳原子数为D的两倍,以A为原料合成F,其合成路线如图所示:
(1)写出决定B、D性质的重要原子团的名称:
B________、D________。
(2)A的结构式为____________。
(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:
__________。
(4)实验室怎样区分B和D?
_______________________________________________。
【答案】羟基羧基
2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O氧化反应CH3COOH+CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3+H2O酯化反应(或取代反应)分别取少量待测液于试管中,滴加少量紫色石蕊溶液,若溶液变红,则所取待测液为乙酸,另一种为乙醇(答案合理均可)
【解析】
【分析】
根据A的产量通常用来衡量一个国家的石油化工水平,判断A应为乙烯,结构式为
,乙烯和水在催化剂条件下发生加成反应生成乙醇,所以B为乙醇,乙醇被催化氧化生成乙醛,所以C为乙醛;F的碳原子数为D的两倍,根据反应条件可知D为乙酸,乙醇和乙酸在浓硫酸作用下反应生成乙酸乙酯,所以F为乙酸乙酯,据此进行解答。
【详解】
(1)根据上述分析可知:
B为Z醇,D为乙酸,决定B、D性质的重要原子团的名称:
B羟基、D羧基;
故答案为:
羟基;羧基;
(2)由分析可知,A为乙烯,结构式为
;
故答案为:
;
(3)由图可知①发生的是CH3CH2OH催化氧化为CH3CHO的反应,反应方程式为2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O;
故答案为:
2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O;氧化反应;
②发生的是乙醇和乙酸在浓硫酸作用下反应生成乙酸乙酯,反应为:
CH3COOH+CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3+H2O,反应类型为酯化反应(或取代反应);
故答案为:
CH3COOH+CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3+H2O;酯化反应(或取代反应);
(4)由B为乙醇,D为乙酸,实验室可以通过:
分别取少量待测液于试管中,滴加少量石蕊溶液,若溶液变红,则所取待测液为乙酸,另一种为乙醇的方法区分;
故答案为:
分别取少量待测液于试管中,滴加少量石蕊溶液,若溶液变红,则所取待测液为乙酸,另一种为乙醇,(其他答案符合题意也可)。
9.Ⅰ.下表是A、B两种有机物的有关信息:
A
B
①分子填充模型为:
;
②能使溴的四氯化碳溶液褪色;
③其产量是衡量石油化工水平的标志。
①由C、H、O三种元素组成,是厨房中的常见调味剂;
②水溶液能使紫色石蕊试液变红。
根据表中信息回答下列问题:
(1)关于A的下列说法中,不正确的是____(填标号)。
a.分子里含有碳碳双键b.分子里所有的原子共平面c.结构简式为CH2CH2
(2)A与氢气发生加成反应后生成物质C,与C在分子组成和结构上相似的有机物有一大类,它们的通式为CnH2n+2。
当n=___时,这类有机物开始出现同分异构体。
(3)B与乙醇反应的化学方程式为___,反应类型为____。
Ⅱ.糖类、油脂和蛋白质是人体需要的重要营养素。
(4)下列说法正确的是____(填标号)。
a.糖类、油脂、蛋白质都是仅由C、H、O三种元素组成的
b.糖类、油脂、蛋白质都是高分子化合物
c.油脂有油和脂肪之分,都属于酯
(5)淀粉和纤维素的化学式都是(C6H10O5)n,它们____(填“是”或“不是”)同分异构体,淀粉水解的最终产物是____(写名称)。
(6)重金属盐能使人体中毒,这是由于它使人体内的蛋白质发生了____(填“盐析”或“变性”)作用。
【答案】c4CH3COOH+CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3+H2O酯化反应c不是葡萄糖变性
【解析】
【分析】
根据题意,其产量是衡量石油化工水平的标志是乙烯,由C、H、O三种元素组成,是厨房中的常见调味剂,可能是乙醇或乙酸,水溶液能使紫色石蕊试液变红,只能为乙酸。
【详解】
⑴根据题意,只有6个原子,能使溴的四氯化碳溶液褪色,其产量是衡量石油化工水平的标志,则为乙烯,乙烯中有碳碳双键,结构简式为CH2=CH2,乙烯中
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