高考化学乙醇与乙酸大题培优附答案解析.docx
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高考化学乙醇与乙酸大题培优附答案解析
高考化学乙醇与乙酸(大题培优)附答案解析
一、乙醇与乙酸练习题(含详细答案解析)
1.医药阿斯匹林的结构简式如图1所示:
图1图2
试根据阿斯匹林的结构回答;
(1)阿斯匹林看成酯类物质,口服后,在胃肠酶的作用下,阿斯匹林发生水解反应,生成A和B两种物质。
其中A的结构简式如图2所示,则B的结构简式为__________;B中含有的官能团名称是________________。
(2)阿斯匹林跟NaHCO3同时服用,可使上述水解产物A与NaHCO3反应,生成可溶性盐随尿液排出,此可溶性盐的结构简式是_________________。
(3)上述水解产物A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为__________________。
【答案】CH3COOH羧基
【解析】
【分析】
(1)阿斯匹林发生水解反应,生成A和B两种物质,由A的结构简式可知B为乙酸;
(2)A与小苏打反应,只有-COOH与碳酸氢钠反应;
(3)A中-COOH、酚-OH均与NaOH反应。
【详解】
(1)阿斯匹林发生水解反应,生成A和B两种物质,由A的结构简式可知B为乙酸,B的结构简式为CH3COOH,含官能团为羧基;
(2)A与小苏打反应,只有-COOH与碳酸氢钠反应,则生成盐为
;
(3)A与足量的氢氧化钠溶液反应的化学方程式为
。
2.高血脂严重影响人体健康,化合物E是一种临床治疗高血脂症的药物。
E的合成路线如下(部分反应条件和试剂略):
请回答下列问题:
(1)试剂Ⅰ的名称是______,试剂Ⅱ中官能团的名称是______,第②步的反应类型是_______。
(2)第①步反应的化学方程式是_____________。
(3)第⑥步反应的化学方程式是_____________。
(4)第⑦步反应中,试剂Ⅲ为单碘代烷烃,其结构简式是_________。
(5)C的同分异构体在酸性条件下水解,生成X、Y和CH3(CH2)4OH。
若X含有羧基和苯环,且X和Y的核磁共振氢谱都只有两种类型的吸收峰,则X与Y发生缩聚反应所得缩聚物的结构简式是___________。
【答案】甲醇溴原子取代反应
CH3I
【解析】
【分析】
【详解】
(1)试剂Ⅰ的结构简式为CH3OH,名称为甲醇;试剂Ⅱ的结构简式为BrCH2CH2CH2Br,所含官能团的名称为溴原子;根据
和
的结构及试剂Ⅱ判断第②步的反应类型为取代反应。
(2)根据题给转化关系知第①步反应为CH3CH(COOH)2和CH3OH在浓硫酸、加热的条件下发生酯化反应生成CH3CH(COOCH3)2和水,化学方程式为
。
(3)根据题给转化关系推断C为
,结合题给信息反应知
在加热条件下反应生成
,化学方程式为
。
(4)试剂Ⅲ为单碘代烷烃,根据
和
的结构推断,试剂Ⅲ的结构简式是CH3I。
(5)C的分子式为C15H20O5,其同分异构体在酸性条件下水解,含有酯基,生成X、Y和CH3(CH2)4OH,生成物X含有羧基和苯环,且X和Y的核磁共振氢谱均只有两种类型的吸收峰,则X为对二苯甲酸,Y为CH2OHCH2OH,则X与Y发生缩聚反应所得缩聚物的结构简式是
。
【点睛】
本题考查选修5《有机化学基础》相关知识,以简答或填空形式考查。
常涉及如下高频考点:
有机物的命名;官能团的识别、检验方法和官能团转化的反应条件;反应类型判断;有机物分子中原子共线、共面分析;有机物结构简式推断及书写;有机化学反应方程式书写;同分异构数目判断及书写;有机物合成路线设计等。
解答此类题目首先要熟练掌握常见有机物官能团的性质和相互转化关系,然后阅读题给信息(转化关系和题给信息反应),与教材信息整合形成新的知识网络。
有机推断的关键点是寻找突破口,抓住突破口进行合理假设和推断。
常见突破口有:
特殊颜色,特殊状态,特殊气味等物理性质;特殊反应类型和反应条件,特殊反应现象和官能团所特有的性质,特殊制法和特殊用途等。
有机合成首先判断目标有机物属于哪类有机物,其次分析目标有机物中碳原子的个数、碳链组成与原料、中间物质的组成关系。
根据给定原料,结合信息,利用反应规律合理地把目标有机物分解成若干个片段,找出官能团引入、转换的途径及保护方法。
找出关键点、突破点后,要正向思维和逆向思维、纵向思维和横向思维相结合,选择最佳合成途径。
(5)小题是本题的难点,首先根据C的分子式和题给信息确定其同分异构体属于酯类,结合水解产物的结构和性质确定X为对二苯甲酸,Y为CH2OHCH2OH,进一步写出缩聚产物的结构简式。
审清题目的要求,规范书写化学用语是得分的关键。
题目难度适中。
3.气态有机物A在标准状况下密度为1.25g/L,A在一定条件下可以合成聚合物B,B可作食品包装袋。
(1)求算A的相对分子质量的计算式为M=_______。
(2)写出有关反应类型:
③_________;④_________。
(3)写出反应①、④的化学方程式
①_______。
④_______。
(4)反应①和反应⑤都能制得物质E,你认为那种方法好?
_____(填反应序号),理由是________。
【答案】22.4×1.25加聚反应(聚合反应)消除反应(消去反应)CH2=CH2+HCl
CH3CH2ClCH3CH2OH
CH2=CH2↑+H2O①反应①中反应物的原子100%转化为CH3CH2Cl,且无副产物
【解析】
【分析】
根据气态有机物 A在标准状况下密度为1.25g/L,可知其相对分子质量为28,再根据A在一定条件下可以合成聚合物B,B可作食品包装袋可知,A为乙烯,B为聚乙烯,C为乙烷,从而得出答案;
【详解】
(1)A的相对分子质量即摩尔质量为M=1.25g/L×22.4L/mol=28g/mol;
(2)根据气态有机物 A在标准状况下密度为1.25g/L,可知其相对分子质量为28,再根据A在一定条件下可以合成聚合物B,B可作食品包装袋可知,A为CH2=CH2,B为聚乙烯,C为CH3CH3,则反应③为加聚反应,反应④为消去反应;
(3)反应①是由CH2=CH2生成C2H5Cl,通过CH2=CH2与HCl的加成来实现,故反应为:
CH2=CH2+HCl
CH3CH2ClCH2=CH2+HCl
反应④是乙醇的消去制乙烯,反应为:
CH3CH2OH
CH2=CH2↑+H2O;
(4)反应①是通过CH2=CH2与HCl的加成来制取C2H5Cl,符合原子经济和绿色化学,原子利用率达100%;而反应⑤是通过CH3CH3与Cl2的取代来制取C2H5Cl,产物除了C2H5Cl还有多种取代产物,原子利用率低,相比之下,用反应①更好,原因是反应①中反应物的原子100%转化为CH3CH2Cl,且无副产物。
4.有机物A(C6H12O2)具有果香味,可用作食品加香剂,还可用作天然和合成树脂的溶剂。
已知:
①D、E具有相同官能团,E的相对分子质量比D大;
②E分子含有支链;
③F是可以使溴的四氯化碳溶液褪色的烃。
(1)B的化学名称为____________;D的结构简式_____________。
(2)C、F分子中所含的官能团的名称分别是___________、______________。
(3)写出有机物B生成C的化学反应方程式:
___________________;反应类型是________。
(4)写出有机物B与E反应生成A的化学反应方程式:
_______________________;反应类型是________。
(5)E的同分异构体中能同时满足下列条件的共有________种(不含立体异构),并写出任意一种符合条件的同分异构体结构简式__________________。
①能与Na反应;②能发生银镜反应。
【答案】乙醇CH3COOH醛基碳碳双键2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O氧化反应CH3CH(CH3)COOH+CH3CH2OH
CH3CH(CH3)COOCH2CH3+H2O酯化反应(或取代反应)5HOCH2CH2CH2CHO
【解析】
【分析】
有机物A(C6H12O2)具有果香味,可用作食品加香剂,则A为酯,B和E发生酯化反应生成A,则B和E为醇和酸,B能够发生氧化反应生成C,C能够继续发生氧化反应生成D,则B为醇,D为酸;D、E具有相同官能团,E的相对分子质量比D大,则E中含有四个碳原子,B中含有2个碳原子,E分子含有支链,因此B为乙醇,E为(CH3)2CHCOOH,则A为(CH3)2CHCOOCH2CH3,C为乙醛,D为乙酸;乙醇在浓硫酸存在时发生脱水反应生成F,F是可以使溴的四氯化碳溶液褪色的烃,则F为乙烯,据此分析解答。
【详解】
根据上述分析,A为(CH3)2CHCOOCH2CH3,B为乙醇,C为乙醛,D为乙酸,E为(CH3)2CHCOOH,F为乙烯。
(1)B为乙醇;D为乙酸,结构简式为CH3COOH,故答案为:
乙醇;CH3COOH;
(2)C为乙醛,F为乙烯,所含的官能团分别是醛基、碳碳双键,故答案为:
醛基;碳碳双键;
(3)有机物B生成C的化学反应方程式为2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O,该反应属于氧化反应,故答案为:
2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O;氧化反应;
(4)有机物B与E反应生成A的化学反应方程式CH3CH(CH3)COOH+CH3CH2OH
CH3CH(CH3)COOCH2CH3+H2O,该反应为酯化反应,也是取代反应,故答案为:
CH3CH(CH3)COOH+CH3CH2OH
CH3CH(CH3)COOCH2CH3+H2O;酯化反应或取代反应;
(5)E为(CH3)2CHCOOH,E的同分异构体中能同时满足下列条件:
①能与Na反应,说明结构中含有羟基或羧基;②能发生银镜反应,说明结构中含有醛基,因此E的同分异构体中含有醛基和羟基,除去醛基,还有3个碳原子,满足条件的有:
醛基连接在1号碳原子上,羟基有3种连接方式;醛基连接在2号碳原子上,羟基有2种连接方式,共5种同分异构体,如HOCH2CH2CH2CHO、CH3CHOHCH2CHO等,故答案为:
5;HOCH2CH2CH2CHO(或CH3CHOHCH2CHO等)。
5.A、B、C、D在一定条件下的转化关系如图所示(反应条件已省略)。
其中,A是一种气态烃,在标准状况下的密度是1.25g·L-1,其产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志;C的分子式为C2H4O2;B和C在浓硫酸和加热的条件下发生反应,生成的有机物D有特殊的香味。
试回答下列问题:
(1)A的分子式为________,丙烯酸分子结构中所含的官能团名称是________,丙烯分子中最多有________个原子共平面。
(2)丙烯酸乙酯可能发生的反应类型有________。
①加成反应 ②取代反应 ③加聚反应 ④中和反应
A.①③ B.①②③
C.①③④D.①②③④
(3)写出聚丙烯酸的结构简式________。
(4)写出丙烯酸与B反应的化学方程式_________________________________________________。
(5)下列有关说法正确的是________(填编号)。
A.D与丙烯酸乙酯互为同系物
B.B→C的转化是氧化反应
C.可以用酸性KMnO4溶液鉴别A和丙烯酸
D.蒸馏能分离B和C的混合物
【答案】C2H4碳碳双键、羧基7B
CH2=CHCOOH+CH3CH2OH
CH2=CHCOOCH2CH3+H2OBD
【解析】
【分析】
(1)A是衡量一个国家石油化工发展水平的标志,因此为乙烯,乙烯与水反应生成B为乙醇,B被酸性高锰酸钾氧化生成C为乙酸,乙醇与乙酸发生酯化反应生成D为乙酸乙酯,丙烯转化为丙烯酸,丙烯酸与乙醇发生酯化反应生成丙烯酸乙酯,据此分析解答。
【详解】
(1)A是衡量一个国家石油化工发展水平的标志,因此为乙烯,其分子式为C2H4;根据丙烯酸的结构简式CH2=CHCOOH,含有的官能团是羧基和碳碳双键;碳碳双键共面以及三点确定,因此丙烯酸中共面的原子有7个;
(2)丙烯酸乙酯中含有酯基和碳碳双键,能发生加成反应、加聚反应、水解(取代反应)因此①②③正确;
答案选B;
(3)丙烯酸中含有碳碳双键,通过发生加聚反应,生成聚丙烯酸,因此结构简式为
;
(4)乙烯通过和水发生加成反应生成乙醇,则B为乙醇,因此乙醇和丙烯酸发生酯化反应:
CH2=CHCOOH+CH3CH2OH
CH2=CHCOOCH2CH3+H2O;
(5)A、C为乙酸,D为乙酸乙酯,与丙烯酸乙酯含有的官能团不同,因此不属于同系物,选项A错误;
B、乙醇转化成乙酸,少氢多氧,属于氧化反应,选项B正确;
C、乙烯和丙烯酸中都含有碳碳双键,都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,选项C错误;
D、乙醇和乙酸的沸点不同,互溶两种液体,因此采用蒸馏方法进行分离,选项D正确。
答案选BD。
6.石油通过裂解可以得到乙烯,乙烯的产量可以用来衡量一个国家石油化工发展水平。
下图是由乙烯为原料生产某些化工产品的转化关系图。
(1)乙烯生成B的反应类型是_______________________。
(2)A的名称是_______________________________。
(3)C中含有的官能团是_________________________(填名称)。
(4)写出B+D→E的化学反应方程式:
___________________________。
(5)写出与D同类的E的两种同分异构体的结构简式_____________;_____________。
【答案】加成聚乙烯醛基CH3CH2OH+CH3COOH
CH3COOCH2CH3+H2OCH3-CH2-CH2-COOHCH3-CH(CH3)-COOH
【解析】
【详解】
C2H4发生加聚反应得到A,A为聚乙烯,乙烯与水发生加成反应生成B,B为CH3CH2OH,乙醇在催化剂条件下发生氧化反应C,C为CH3CHO,CH3CHO可进一步氧化生成D,D为CH3COOH,CH3CH2OH和CH3COOH在浓硫酸作用下反应生成E,E为CH3COOCH2CH3。
(1)乙烯与水发生加成反应生成CH3CH2OH,故答案为加成反应;
(2)C2H4发生加聚反应得到的A为聚乙烯,故答案为聚乙烯;
(3)C为CH3CHO,含有的官能团为醛基,故答案为醛基;
(4)反应B+D→E是乙醇与乙酸在浓硫酸、加热条件下生成乙酸乙酯,反应方程式为:
CH3CH2OH+CH3COOH
CH3COOCH2CH3+H2O,故答案为CH3CH2OH+CH3COOH
CH3COOCH2CH3+H2O;
(5)D(CH3COOH)属于羧酸,与D同类的E的两种同分异构体的结构简式为:
CH3-CH2-CH2-COOH、CH3-CH(CH3)-COOH,故答案为CH3-CH2-CH2-COOH;CH3-CH(CH3)-COOH。
7.已知A是来自石油的重要有机化工原料,E是具有果香味的有机物,F是一种高聚物,可制成多种包装材料。
根据下图转化关系完成下列各题:
(1)A的分子式是___________,C的名称是____________,F的结构简式是____________。
(2)D分子中的官能团名称是________________,请设计一个简单实验来验证D物质存在该官能团,其方法是_________________________________________________________。
(3)写出反应②、③的化学方程式并指出③的反应类型:
反应②:
___________________________________;反应③:
___________________________________,反应类型是___________反应。
【答案】C2H4乙醛
羧基向D中滴几滴NaHCO3溶液(或紫色石蕊试剂),若有气泡产生(或溶液变红),则含有羧基官能团(其他合理方法均可)2C2H5OH+O2
2CH3CHO+2H2OCH3COOH+C2H5OH
CH3COOC2H5+H2O酯化(或取代)
【解析】
【分析】
已知A是来自石油的重要有机化工原料,则A为乙烯;F是一种高聚物,则F为聚乙烯;B可被氧化,且由乙烯生成,则B为乙醇;D为乙酸,C为乙醛;E是具有果香味的有机物,由乙酸与乙醇反应生成,则为乙酸乙酯。
【详解】
(1)分析可知,A为乙烯,其分子式为C2H4;C为乙醛;F为聚乙烯,其结构简式为
;
(2)D为乙酸,含有的官能团名称是羧基;羧基可电离出氢离子,具有酸的通性,且酸性大于碳酸,则可用向D中滴几滴NaHCO3溶液(或紫色石蕊试剂),若有气泡产生(或溶液变红),则含有羧基官能团(其他合理方法均可);
(3)反应②为乙醇与氧气在Cu/Ag作催化剂的条件下生成乙醛,方程式为2C2H5OH+O2
2CH3CHO+2H2O;反应③为乙酸与乙醇在浓硫酸及加热的条件下反应生成乙酸乙酯和水,属于取代反应,方程式为CH3COOH+C2H5OH
CH3COOC2H5+H2O。
8.常见有机物A~D有下图转化关系(部分反应条件和部分产物已略去)。
已知A是一种酯,其分子式为C4H8O2,B是食醋的主要成分。
请回答下列问题:
(1)写出C和D含有的官能团名称___________、_____________;
(2)写出B和D的结构简式___________、_____________;
(3)写出B和C生成A的化学方程式___________________________________。
【答案】羟基醛基CH3COOHCH3CHOCH3COOH+CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3+H2O
【解析】
【分析】
A是一种酯,其分子式为C4H8O2,B是食醋的主要成分,则B为乙酸,C为乙醇,乙酸和乙醇发生酯化反应生成A,A为乙酸乙酯;C氧化生成D,D氧化生成B,乙醇D为乙醛,据此分析解答。
【详解】
根据上述分析,A为乙酸乙酯,B为乙酸,C为乙醇,D为乙醛;
(1)C为乙醇,D为乙醛,含有的官能团分别为羟基和醛基,故答案为:
羟基;醛基;
(2)B为乙酸,D为乙醛,结构简式分别为CH3COOH、CH3CHO,故答案为:
CH3COOH;CH3CHO;
(3)乙酸和乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,反应的化学方程式为CH3COOH+CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3+H2O,故答案为:
CH3COOH+CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3+H2O。
【点睛】
正确判断各物质的名称和结构是解题的关键。
本题的突破口为“B是食醋的主要成分”和“A是一种酯,其分子式为C4H8O2”,本题的易错点为(3),要注意乙酸乙酯结构简式的书写。
9.“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,在实验室我们也可以用如图所示的装置制取乙酸乙酯。
回答下列问题:
(1)写出制取乙酸乙酯的化学反应方程式:
_____________
(2)在大试管中配制一定比例的乙醇、乙酸和浓硫酸的混合液的顺序是:
________________。
(3)浓硫酸的作用是:
①_________;②________。
(4)饱和碳酸钠溶液的主要作用是________、____、______。
(5)装置中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___________。
(6)若要把制得的乙酸乙酯分离出来,应采用的实验操作是__________。
(7)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_________。
(8)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】
先在试管中加入一定量的乙醇,然后边加边振荡试管将浓硫酸慢慢加入试管,最后再加入乙酸催化作用吸水作用中和挥发出来的乙酸,使之转化为乙酸钠溶于水中,便于闻乙酸乙酯的香味,溶解挥发出来的乙醇降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于分层得到酯防止倒吸分液防止大试管中液体暴沸而冲出导管②④⑤
【解析】
【分析】
【详解】
(1)乙酸与乙醇在浓硫酸作用下加热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,同时该反应可逆,反应的方程式为
(2)在大试管中配制一定比例的乙醇、乙酸和浓硫酸的混合液的方法是先在试管中加入一定量的乙醇,然后边加边振荡试管将浓硫酸慢慢加入试管,最后再加入乙酸。
(3)酸与乙醇需浓硫酸作催化剂,该反应为可逆反应,浓硫酸吸水利于平衡向生成乙酸乙酯方向移动.浓硫酸的作用为催化作用;吸水作用;
(4)制备乙酸乙酯时常用饱和碳酸钠溶液吸收乙酸乙酯,目的是中和挥发出来的乙酸,使之转化为乙酸钠溶于水中,便于闻乙酸乙酯的香味,溶解挥发出来的乙醇,降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于分层得到酯。
(5)a试管受热不均,试管b中的导管伸入液面下可能发生倒吸,导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上,不能插入溶液中,目的是防止倒吸.
(6)试管b中的液体不互溶分层,可以分液的方法分离提纯,具体操作为用饱和碳酸钠溶液承接蒸馏出的乙酸乙酯,再分液;
(7)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,其目的是防止大试管中液体暴沸而冲出导管;
(8)①单位时间里,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,错误;
②单位时间里,生成1mol乙酸乙酯表示正反应速率,生成1mol乙酸表示逆反应速率,等于化学计量数之比,说明到达平衡,正确;
③单位时间里,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,错误;
④正反应的速率与逆反应的速率相等,说明到达平衡状态,正确;
⑤混合物中各物质的浓度不再变化,反应到达平衡状态,正确;
答案选②④⑤。
10.实验室用氧化锌作催化剂、以乙二醇和碳酸氢钠为复合解聚剂常压下快速、彻底解聚聚对苯二甲酸乙二醇酯,同时回收对苯二甲酸和乙二醇。
反应原理如下:
实验步骤如下:
步骤1:
在题图1所示装置的四颈烧瓶内依次加入洗净的矿泉水瓶碎片、氧化锌、碳酸氢钠和乙二醇,缓慢搅拌,油浴加热至180℃,反应0.5h。
步骤2:
降下油浴,冷却至160℃,将搅拌回流装置改为图2所示的搅拌蒸馏装置,水泵减压,油浴加热蒸馏。
步骤3:
蒸馏完毕,向四颈烧瓶内加入沸水,搅拌。
维持温度在60℃左右,抽滤。
步骤4:
将滤液转移至烧杯中加热煮沸后,趁热边搅拌边加入盐酸酸化至pH为1~2。
用砂芯漏斗抽滤,洗涤滤饼数次直至洗涤滤液pH=6,将滤饼摊开置于微波炉中微波干燥。
请回答下列问题:
(1)步骤1中将矿泉水瓶剪成碎片的目的是______________________________。
(2)步骤2中减压蒸馏的目的是____________________,蒸馏出的物质是_
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