第三章 实验活动1 乙酸乙酯的制备与性质-【精讲精练】2024-2025学年高中化学选择性必修3同步学习方案（人教版2019）

⑧© 5.DC4HgO2的有机物中，若为一元饱和羧酸，则有2种： [拓展训练] 同分异构体；若为饱和一元酯，甲酸丙酯有2种，乙酸乙 1.B由反应方程式可知，生成物中含有水，若将水分离出 酯只有1种，丙酸甲酯只有1种，综上，共有6种同分异 去，可促进反应正向进行，该反应选择以共沸体系带水 构体，A正确：根据图示可知，两种物质互为顺反异构，B 可以促使反应正向进行，A正确：反应产物的沸，点为 正确：该有机物，有2个取代基且属于酯类，则其取代基 142℃，环己烷的沸点是81℃，环己烷-水的共沸体系的 为一CH3、一OOC一，在苯环上有邻、间、对三种结构，C 沸点为69℃，温度可以控制在69一81℃之间，不需要 正确；C6H6存在一种正三棱柱形的立体结构： 严格控制在69℃，B错误：接收瓶中接收的是环己烷 水的共沸体系，环己烷不溶于水，会出现分层现象， 该结构的二氯代物有3种，D错误。 C正确：根据投料量，可估算生成水的体积，所以可根 据带出水的体积估算反应进度，D正确。 6.B 含有六元环且能发生银镜反应即合有醛基，结构有：2.解析()乙酸和乙醇在浓硫酸催化和加热条件下发生 CHO 酯化反应生成乙酸乙酯和水，该实验中用NaHSO4代 CH2CHO CHO CH 替浓H2SO4,起催化剂作用。NaHSO1无腐蚀性，实验 CH ,共5 操作更安全；浓H2SO4具有强氧化性，可与乙醇反应生 : 种，故选B。 成SO2等副产物，用NaHSO4代替浓H2SO4,减少副产 7.B若苯环上有两个取代基，则两个取代基为一OOCH: 物的产生。(2)变色硅胶吸水，除指示反应进程外，还可 和一CH3,存在邻、间、对3种位置关系；若苯环上只有 使酯化反应正向进行，提高乙酸乙酯产率。(3)变色硅 一个取代基，则取代基可能为一CH2OOCH、: 胶在小孔板上方，无需分离，A项正确：平衡常数只与温 一DOCCH3和一COOCH3,存在3种可能结构，所以属 度有关，B项错误：变色硅胶没有加入溶液中，不能防止 于酯类并含有苯环的同分异构体共有（不考虑立体异 暴沸，C项错误：根据反应液由蓝色变为紫色、变色硅胶 构)3十3=6种，故选B。 由蓝色变为粉红色知，变色硅胶与甲基紫不接触才不影 8.C分子式为C16H16O2的某芳香族化合物A,能在酸： 响甲基紫指示反应进程，D项正确。(4)分离和洗涤有 性条件下水解生成B和C,说明A为酯，B在一定条件 机相均需用到的仪器为分液漏斗。(5)由于乙醇过量， 下可氧化生成C,说明B为醇，C为酸，二者有相同的碳： 故根据乙酸的量计算乙酸乙酯的理论产量为100X 原子数，为8个碳原子，且醇的取代基可能为： 10-3mol×88g·mol-1=8.8g,则乙酸乙酯的产率为 一CH2CH2OH或CH2OH和-CH3,含有两个取代 基时在苯环上有邻、间、对三种位置关系，所以总共有4： 6.60gX98.0%×100%=73.5%。(6)若改用C2H,180H 8.8g 种结构，那么对应的酯A也会有4种结构。 作为反应物进行反应，根据“酸脱羟基醇脱氢”知，生成 9.解析E的同分异构体：①苯环上有两个取代基；②能： 的乙酸乙酯为CHCO18OC2H5,其相对分子质量为90， 与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2,说明含羧基；③能 则质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值为90。 与FCl3发生显色反应，说明含酚羟基；④①核磁共振氢 答案(1)催化剂NaHSO4无腐蚀性，操作安全；副产 谱显示有5种不同化学环境的氢，且峰面积之比为3： 物少，无有毒气体SO2产生(2)促使反应正向进行， 2:2:1:1,满足条件的结构简式 提高乙酸乙酯的产率(3)AD(4)分液漏斗 COOH (5)73.5%(6)90 为：HO ! 3.解析在A中加入0.1mol乳酸、0.2mol异戊醇及少 CH 量催化剂和2一3片碎瓷片然后开始缓慢加热，发生反 COOH HO OH OH 八入 催化剂 答案 HO N 应： 加热 CH3 CH3 CHCOOCH2CH2CHCH3+H2O,反应后的液体 实验活动1乙酸乙酯的制备与性质 OH [问题讨论] CHa 1.提示乙酸乙酯水解产生乙酸和乙醇的反应是可逆的， 先水洗除去剩余的大部分的乳酸和异戊醇，然后用饱和 如果是在酸性环境中，产物不断堆积，水解就会受到抑 碳酸钠除去残留的酸性物质，分离出的产品用无水硫酸 制，速率就慢了；如果在碱性环境中，则反应进行比较彻 镁千燥，进而蒸馏纯化，收集200~203℃馏分。 底，因为产生的产物乙酸和碱反应，可使反应不断进行 (4)加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该冷却后再补 下去。 加，A正确；蒸馏时温度计的水银球应该和蒸馏烧瓶支 2.提示为了尽量减少乙酸、乙醇的挥发，提高乙酸、乙醇 管口齐平，不能插入液面以下，B错误；冷凝装置中使用 的转化率。 球形冷凝管会有产物残留在管内，造成产率下降，故不 3.提示增加乙醇的量，适当加热使生成的乙酸乙酯及时 能使用，C错误：蒸馏时用到的主要玻璃仪器有酒精灯、 蒸出，及时移走生成的水都可以提高乙酸的转化率。 蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、牛角管、锥形瓶，D正确。 32 (5)加入过量异戊醇可以使乳酸反应完金，提高乳酸的： 2molH2发生加成反应，B错误：Z中有碳碳双键，可以 转化率：加入了0.1mol乳酸，理论上生成0.1mol乳酸 与Br2发生加成反应，C错误：Y和Z中均含有碳碳双 异戊酯，理论产品质量为0.1mol×160g/mol=16g,则 健，可以被酸性KMnO4溶液氧化，使其褪色，D正确。 4.B 本实验的产率是13.6gX100%=85%. 该分子中有5个手性碳，如图中“”所示： 16g HO 答案(1)球形冷凝管b (2)C对设备腐蚀小；不污染环境；固体催化剂易于回 OH,A正确：该分子中含有过氧键，不 收，可多次使用：不与乳酸反应：用量小，价格低廉等 (3)饱和碳酸钠干燥乳酸异戊酯(4)BC (5)使乳酸反应完全，提高乳酸的转化率85% 稳定，在120℃条件下千燥样品，会造成样品变质，B错 实验活动2有机化合物中常见宫能团的检验 误：鹰爪甲素的分子式为C15H26O4,不饱和度为3，故 [问题讨论] 其同分异构体的结构中不可能含有苯环，C正确：该物 质中含有O一H,故红外光谱中会出现3000cm-1以上 1.提示乙醇、乙酸和乙酸乙酯分子中分别含有3种、2 的吸收峰，D正确。 种和3种氢原子，比值分别为3：2：1、31、3：2：3， :5.解析(1)化合物I的分子式为CgH1202,在光照的条 故A、B、C分别对应乙酸乙酯、乙醇、乙酸。 CH2CI 2.提示取少量试液与足量NaOH溶液混合，充分反应 后对混合液进行蒸馏，若其蒸馏产物可发生银镜反应，： 件下和氯气发生取代反应得Ⅱ 则原溶液含有甲醛。 CH3O OCH3 3.提示溴水、酸性高锰酸钾溶液。能使澳水褪色的是己 CH3 烯，遏溴水产生白色沉淀的是苯酚，故可用澳水鉴别出 己烯和苯酚；甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而乙酸 则I的结构简式为 ,由化合物I 乙酯不能，可鉴别出甲苯。 CH3O OCHs [拓展训练] 制备化合物Ⅱ的反应类型为取代反应，选项A、D都是 1.B醛基能和新制氢氧化铜反应生成砖红色氧化亚铜 烃与氧气发生取代反应；选项B是苯在光照条件下和氟 沉淀，制备新制氢氧化钢应向2 mL NaOH10%溶液滴 气发生加成反应，选项C是C2HC2发生消去反应，故 反应属于取代反应的是AD: 加5滴5%CuSO4溶液，B符合。 (2)根据流程图可知：化合物Ⅲ为 2.B醛基也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A错误；含酚 CH2COOH 一OH的有机物均与氯化铁发生显色反应，则溶液中滴 加氯化铁溶液后显紫色，不一定含苯酚，C错误：加入消 ,其分子式为C10H12O4,其同分 酸银前需要用酸中和烧碱，否则NaOH和硝酸银反应 CH3O OCH 生成氨氧化银白色沉淀，氢氧化银不稳定，会分解成氧 异构体同时满足下列条件：①含有苯环且苯环上的一澳 化银（棕褐色沉淀），看不到淡黄色沉淀，D错误。 代物只有一种，说明苯环上只有一种化学环境的氢原 3.A 子：②能与新制Cu(OH)2反应，生成砖红色沉淀，说明 章末知识整合 物质分子中有醛基，根据物质的分子式可知其不饱和度 为5，除去苯环的不饱和度，只有一个醛基；③核磁共振 [素养提升] 氢语显示有4组峰，峰面积之比为1：2：3：6，说明分 1.CX中含有酯基和酰胺基，能发生水解反应，A错误； 子中有4种不同化学环境的氢原子，数目分别为1、2、3、6， Y中含有亚氯基，与盐酸反应生成盐，产物可溶于水， OCH3 B错误：Z中碳原子形成碳碳双健及苯环，均为s即2杂 化，C正确；Y是催化剂，可提高反应速率，但随着反应 故满足条件的同分异构体有： 进行，反应物浓度不断减小，反应速率变慢，故随c(Y) CHO CH CHO 增大，反应速率不一定增大，D错误。 CHO OCHO 2.D根据X的结构简式可知，X中含有碳碳双健，可与 Br2发生加成反应，含有酚羟基，苯环上酚羟基的邻位 氢原子可与Br2发生取代反应，A正确：X中含有酚羟 CHO CH3 CHO OCH 基，可与FC3溶液发生显色反应，B正确；X中含有醚 OCH3 CH 键、酮羰基、酚羟基、醛基4种含氧官能团，C正确：X的 碳碳双键中的1个C原子上连有2个相同的基团(2个 CH OCHO 甲基)，故X不存在顺反异构，D错误。 3.DX中除了羰基、酯基中的碳原子之外，其余碳原子 均为饱和碳原子，所有碳原子不可能共平面，A错误； CH OCH OCHO Y中碳碳双键以及酮羰基均可以与H2发生加成反应， 酯基不能与H2发生加成反应，故1molY最多能与 33●化学·选择性必修3有机化学基础（配RJ版） A.2种 B.3种 的结构简式： (不考虑 C.4种 D.5种 立体异构) ①苯环上有两个取代基； 9.(2024·甘肃兰州高二期末)写出符合下列 ②能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2; OH ③能与FeCl,发生显色反应； NO ④核磁共振氢谱显示有5种不同化学环境 条件的E: 的同分异构体 的氢，且峰面积之比为3：2：2：1：1 实验活动1 乙酸乙酯的制备与性质 [实验目的] 续表 1.学习制备乙酸乙酯的方法。 ①饱和NazCO,溶液的液面上有油状液 2.加深对酯化反应和酯的水解的认识。 实验 体生成 [实验器材及试剂] 现象 ②闻到香味 1.器材：试管、试管夹、烧杯、量筒、胶头滴管、 玻璃导管、乳胶管、橡胶塞、铁架台、酒精 2.乙酸乙酯的水解 灯、火柴、秒表、碎瓷片。 2.试剂：乙醇、乙酸、浓硫酸、饱和Na2CO3溶 0.5mL3mol·L 0.5ml6ml·L 55mL蒸水 HS0溶液、 NaOH溶液、 液、乙酸乙酯、蒸馏水、3mol·L1H2SO, 5.0mL族馏水 5.0ml蒸馏水 溶液、6mol·L1NaOH溶液。 实验步骤 6滴乙酸乙酯 6演乙酸乙酯 [实验过程和结论] 1.乙酸乙酯的制备 (1)装置 振荡均匀后，把三支试管都放入70~ ② 80℃的水浴里加热 乙醇、乙 浓硫酸 A中液体仍然分层，气味不消失 实验 B中液体酯层逐渐消失，气味渐渐消失 饱和 现象 Na.CO C中液体酯层和气味消失得比B快 溶液 (2)实验步骤与现象 实验 乙酸乙酯在酸性和碱性条件下发生水 在一支试管中加入2mL乙醇，然后边振荡 结论 解，在碱性条件下水解得更快 试管边慢慢加人0.5mL浓硫酸和2mL乙 ① 酸，再加入几片碎瓷片。在另一支试管中加 [拓展实验 入人3mL饱和Na2CO3溶液。如图所示连接 实验室某次制取乙酸乙酯的装置如图 装置 所示： 实 用小火加热试管里的混合物，将产生的蒸气 经导管通到饱和Na2CO3溶液的上方约 骤 ② 0.5cm处，注意观察试管内的变化。反应一 出水 段时间后，取下盛有Na2CO3溶液的试管，并 停止加热 远通 室外 振荡盛有Na2CO3溶液的试管，静置。待溶 ③ 液分层后，观察、并注意闻气味 (烧杯、夹持装置、温度计已略去) 102 第三章烃的衍生物© 实验步骤 问题讨论 (1)浓硫酸的主要作 先向A中的蒸馏烧瓶中注入少量乙醇和浓硫酸后摇匀，再将剩下的所有乙醇 用是催化剂、吸水剂 0 和醋酸注入分液漏斗里待用。这时分液漏斗里醋酸和乙醇的物质的量之比约 (2)用饱和Na2CO,溶 为5：7 液洗涤粗酯的目的是 ② 加热油浴保温约135~145℃ 吸收乙酸、溶解乙醇， 降低乙酸乙酯的溶 ⑤ 将分液漏斗中的液体缓缓滴入蒸馏烧瓶里，调节加入速率使蒸出酯的速率与进 解度 料速率大体相等，直到加料完成 (3)如果用NaOH溶 ④ 保持油浴温度一段时间，至不再有液体馏出后，停止加热 液代替Na,CO,溶液 取下B中的锥形瓶，将一定量饱和N,CO,溶液分批少量多次地加到馏出液 将引起的后果是致使 ⑤ 里，边加边振荡，至无气泡产生为止 乙酸乙酯水解而失败 (4)用饱和CaCl2溶液 ⑥ 将⑤的液体混合物分液，弃去水层 洗涤粗酯的目的是除 去乙醇 ⑦ 将饱和CCL2溶液（适量）加入分液漏斗中，振荡一段时间后静置，放出水层（废液） (5)步骤⑧所得的粗 酯里还含有的杂质 ⑧ 分液漏斗里得到的是初步提纯的乙酸乙酯粗品 是水 [问题讨论] 142℃)，实验中利用环己烷-水的共沸体 1.乙酸乙酯在酸性和碱性条件下水解速率和 系（沸点69℃）带出水分。已知体系中沸 程度不同的原因是什么？ 点最低的有机物是环己烷（沸点81℃），其 反应原理： 浓硫酸 OH OH 2.酯化反应中加热温度为何不宜过高？ +H,0 下列说法错误的是 3.酯化反应中哪些措施可以提高乙酸的转 环己烷 化率？ 反应 冷凝水 混合液 沸石 A.以共沸体系带水促使反应正向进行 [拓展训练] B.反应时水浴温度需严格控制在69℃ 1.(2023·湖北卷)实验室用以下装置（夹持 C.接收瓶中会出现分层现象 和水浴加热装置略)制备乙酸异戊酯（沸点 D.根据带出水的体积可估算反应进度 一 103 ©化学·选择性必修3有机化学基础（配RJ版） 2.(2024·吉林卷)某实验小组为实现乙酸乙 (4)下列仪器中，分离有机相和洗涤有机相 酯的绿色制备及反应过程可视化，设计实 时均需使用的是 (填名称)。 验方案如下： 变色硅胶 50m 小孔板 (5)该实验乙酸乙酯的产率为 小孔冷凝柱 (精确至0.1%)。 温控磁力搅拌器 (6)若改用C2H,18OH作为反应物进行反 I.向50mL烧瓶中分别加入5.7mL乙 应，质谱检测目标产物分子离子峰的质荷 酸(100mmol)、8.8mL乙醇(150mmol)、 比数值应为 (精确至1)。 1.4 g NaHSO4固体及4~6滴1%甲基紫 3.乳酸异戊酯是合成香料和工业溶剂的重要 的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中装入变色 原料，实验室用乳酸与异戊醇反应制备，相 硅胶。 关数据和装置如下： Ⅱ.加热回流50min后，反应液由蓝色变 为紫色，变色硅胶由蓝色变为粉红色，停止 相对分 密度/ 水中溶 物质 沸点/℃ 加热。 子质量(g·cm3) 解度 Ⅲ.冷却后，向烧瓶中缓慢加入饱和 乳酸 90 1.209 122 溶 Na2CO3溶液至无CO2逸出，分离出有 异戊醇 88 0.8123 131 微溶 机相。 乳酸异戊酯 160 0.96 202 不溶 V.洗涤有机相后，加入无水MgSO, 过滤。 CH,CHCOOH CH CHCH,CH,OH V.蒸馏滤液，收集73一78℃馏分，得无色 OH CH 液体6.60g,色谱检测纯度为98.0%。 催化剂 CH,CHCOOCH,CH,CHCH 回答下列问题： 加热 OH CH (1)NaHSO4在反应中起 作用，用 +H,O 其代替浓H2SO,的优点是 实验步骤： (答出一条即可)。 ①如图连接好装置，在三 (2)甲基紫和变色硅胶的颜色变化均可指 颈烧瓶中加入0.1mol乳 示反应进程。变色硅胶吸水，除指示反应 酸、0.2mol异戊醇及少 进程外，还可 量催化剂和2~3片碎瓷 片然后开始缓慢加热。 (3)使用小孔冷凝柱承载，而不向反应液中 ②反应2小时后，冷却液 直接加入变色硅胶的优点是 体至室温，倒入分液漏斗中，先水洗，再用 (填标号)。 溶液洗涤至中性，最后用饱和食盐水和水 A.无需分离 洗涤，分出的产物中加入少量无水硫酸镁 B.增大该反应平衡常数 固体，静置片刻 C.起到沸石作用，防止暴沸 ③过滤除去硫酸镁固体，再进行蒸馏纯化，收 D.不影响甲基紫指示反应进程 集200~203℃馏分，得乳酸异戊酯13.6g。 104 第三章烃的衍生物© 回答下列问题： (4)在蒸馏纯化过程中，下列说法错误的是 (1)如图中A仪器的用途是冷凝回流，A (填字母)。 的名称是 ,A的进水口是 A.加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该 (填“a”或“b”)。 (2)下列催化剂均可催化该酯化反应，最适 冷却后再补加 合的催化剂是 (填字母)；写出两 B.温度计应该插入液面以下 种使用这种催化剂的优点： C.冷凝装置中的冷凝管，可以使用球形冷 凝管 A.浓硫酸（产率65%） B.对甲苯磺酸（产率85%） D.蒸馏时用到的主要玻璃仪器有：酒精 C.固载杂多酸催化剂(PW2/SiO2)(产 灯、蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、牛角管、 率93%) 锥形瓶 (3)步骤②水洗后为除去酸性杂质再用 溶液洗涤，分离提纯过程中加入 (5)本实验中加入过量异戊醇的目的是 无水硫酸镁的目的是 ;本实验的产率是 实验活动2 有机化合物中常见官能团的检验 [实验目的] 续表 1.加深对有机化合物中常见官能团性质的 类别 官能团 实验内容 实验现象 认识。 (1)向试管里加入几滴 2.学习有机化合物中常见官能团的检验。 1-溴丁烷，再加入 [实验器材及试剂] 2mL5%NaOH溶 (1)下层液体 液，振荡后加热 1.器材：试管、试管夹、胶头滴管、烧杯、研钵、 (2)反应一段时间后停 逐渐消失或 酒精灯、三脚架、石棉网（或陶土网）、火柴。 一X 下层液体高 代 止加热，静登。小心地 2.试剂：1-己烯、1-溴丁烷、无水乙醇、苯酚溶 度逐渐变小 碳卤键 取数滴水层液体置于 液、乙醛溶液、苯、1-丙醇、2-氯丙烷、丙醛、 (2)产生浅黄 另一支试管中，加入稀 色沉淀 四氯化碳、阿司匹林片、饱和溴水、酸性 硝酸酸化，加入几滴 KMnO4溶液、5%NaOH溶液、10% 2%AgNO3溶液，观 NaOH溶液、稀硝酸、稀硫酸、2%AgNO 察现象 (1)向盛有少量苯酚稀 溶液、5%CuSO4溶液、FeCl,溶液、 溶液的试管里滴加饱(1)产生白色 NaHCO溶液、石蕊溶液。 OH 和溴水，观察现象 沉淀 [实验过程和结论] 酚 羟基 (2)向盛有少量苯酚稀(2)溶液变 1.几种常见官能团的检验 溶液的试管里滴加紫色 FeCl3溶液，观察现象 类别 官能团 实验内容 实验现象 (1)向盛有少量1-己烯 在试管里加入2mL 的试管里滴加溴水，观 (1)溴水褪色 10%NaOH溶液，滴 察现象 (2)酸性 入几滴5%CuSO4溶产生砖红色 烯烃 醛 H 碳碳双键 (2)向盛有少量1-己烯 KMnOs 液，振荡。然后加入沉淀 醛基 的试管里滴加酸性 溶液褪色 0.5mL乙醛溶液， KMnO4溶液，观察现象 加热 105