内容正文:
题型05 有机实验分析
1.(22-23高二下·安徽芜湖·期末)有机化合物分子中基团间的相互影响会导致其化学性质的改变。下列叙述能说明上述观点的是
A.苯酚易与NaOH溶液反应,而乙醇不能
B.苯和甲苯都能与发生加成反应
C.乙烯能发生加成反应,而乙烷不能
D.等物质的量的甘油和乙醇分别与足量Na反应,前者反应生成的多
【答案】A
【详解】A.苯酚因为羟基直接与苯环相连,苯环对羟基的影响使得羟基上的氢更活泼,能电离出氢离子,苯酚显弱酸性能与NaOH反应,而乙醇不能,故A正确;
B.苯和甲苯中的苯环都能与氢气发生加成反应,与甲基的作用无关,故B错误;
C.乙烯能加成是因为含有官能团碳碳双键,而聚乙烯中没有,不能说明分子中基团间的相互影响会导致其化学性质改变,故C错误;
D.甘油中含有三个羟基、乙醇含1个羟基,则生成氢气的量不同,不能说明分子中基团间的相互影响会导致其化学性质改变,故D错误;
故选:A。
2.(22-23高二下·安徽芜湖·期末)下列除去括号内杂质的方法错误的是
A.硝基苯(苯)——蒸馏 B.乙炔(硫化氢)——氢氧化钠溶液
C.乙醇(水)——加后蒸馏 D.乙酸乙酯(乙醇)——饱和氢氧化钠溶液,分液
【答案】D
【详解】A.硝基苯,苯互溶,且沸点不同,可以用蒸馏方法,A项正确;
B.硫化氢与NaOH反应,乙炔不能,B项正确;
C.少量CaO吸收乙醇中的水,蒸馏得到纯净乙醇,C项正确;
D.乙酸乙酯会在碱性条件下水解,则不能使用饱和氢氧化钠溶液,D项错误;
答案选D。
3.(22-23高二下·安徽芜湖·期末)将有机物在氧气中完全燃烧,并使产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰,发现两者分别增重和,测得其质谱和核磁共振氢谱如图所示,核磁共振氢谱中3组吸收峰面积之比为。下列说法正确的是
A.该有机物的相对分子质量为31 B.该有机物可用于提取碘水中的碘
C.该有机物分子间不能形成氢键 D.该有机物含有的键数目为
【答案】D
【分析】根据质荷比图像显示,该有机物的相对分子质量为46,有机物物质的量为0.05mol,在氧气中完全燃烧,并使产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰,发现两者分别增重和,水的质量为2.7g,物质的量为,,的质量为4.4g,物质的量为0.1mol,,所以,所以最简式为:,相对分子质量为46,分子式为:,根据核磁共振氢谱,该分子为。
【详解】A.根据质荷比图像显示,该有机物的相对分子质量为46,A错误;
B.乙醇易溶于水,不能提取碘水中的碘单质,B错误;
C.该分子为,含有,能形成分子间的氢键,C错误;
D.该分子为,该有机物含有的键数目为,D正确;
故选D。
4.(22-23高二下·安徽芜湖·期末)下列关于实验装置图的叙述,正确的是
A.装置①:实验室制取乙烯 B.装置②:验证碳酸的酸性比苯酚强
C.装置③:验证溴乙烷发生消去反应可生成烯烃 D.装置④:验证乙炔的还原性
【答案】C
【详解】A.装置①在170℃下发生消去反应生成乙烯,温度计的水银球应在液面下,A项错误;
B.装置②盐酸易挥发,挥发出来的氯化氢气体能够使苯酚钠变浑浊,干扰实验,B项错误;
C.装置③发生消去反应生成乙烯,只有乙烯与溴发生加成反应,可验证溴乙烷发生消去反应生成烯烃,C项正确;
D.装置④乙炔及混有的硫化氢均使高锰酸钾褪色,不能验证乙炔的还原性,D项错误;
答案选C。
5.(22-23高二下·安徽芜湖·期末)下列实验方法或操作及现象能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方法或操作及现象
A
证明淀粉未水解
淀粉溶液和稀硫酸混合加热后,再加新制的悬浊液加热,无砖红色沉淀产生
B
分离出高级脂肪酸盐
向油脂皂化反应的产物中加入适量稀食盐水,下层析出固体高级脂肪酸盐(肥皂)
C
鉴别甲苯和苯
分别取等量样品盛于两支试管中,各加入少量等体积的酸性高锰酸钾溶液,观察是否褪色
D
证明苯和液溴发生了取代反应
液溴和苯在铁粉作用下剧烈放热,将产生的气体通入溶液,出现黄色沉淀
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.淀粉水解液呈酸性,酸性条件下葡萄糖和新制的氢氧化铜悬浊液不反应,反应先加氢氧化钠溶液至溶液呈碱性,再加新制氢氧化铜悬浊液并加热检验,A项错误;
B.加入食盐水可以降低高级脂肪酸盐的溶解度,使高级脂肪酸盐固体在上层析出,B项错误;
C.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C项正确;
D.溴易挥发,溴及HBr均与硝酸银溶液反应生成淡黄色沉淀,所以生成淡黄色AgBr沉淀,不能确定苯和液溴发生了取代反应,D项错误;
答案选C。
6.(22-23高二下·安徽合肥庐江县·期末)利用如图所示的装置(夹持装置略去)进行实验,b中的现象能证明a中反应所得产物的是
选项
发生反应
实验现象
A
乙醇和浓反应生成乙烯
酸性溶液褪色
B
木炭粉和浓反应生成
溴水褪色
C
和浓盐酸反应生成
滴有酚酞的溶液褪色
D
苯和液溴反应生成
溶液中产生浅黄色沉淀
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.由于乙醇易挥发,也能使酸性溶液褪色,因此并不能证明反应生成乙烯,A项错误;
B.木炭粉和浓反应,只有生成的可使溴水褪色,B项正确;
C.浓易挥发,因此滴有酚酞的溶液褪色可能是中和了,因此不能证明反应生成,C项错误;
D.液溴易挥发,其进入溶液中也会生成浅黄色沉淀,因此不能证明有生成,D项错误;
答案选B。
7.(22-23高二下·安徽合肥庐江县·期末)对羟基苯甲醛俗称水杨醛,是一种用途极广的有机合成中间体,主要工业合成路线有以下两种,下列说法正确的是
A.①的反应类型为取代反应
B.对羟基苯甲醇分别与钠和氢氧化钠反应,消耗两者的物质的量相同
C.对甲基苯酚的同分异构体中含有苯环的有4种
D.水杨醛中所有原子一定共平面
【答案】C
【详解】A.①的反应类型为加成反应,故A错误;
B.对羟基苯甲醇中含有酚羟基和醇羟基,酚羟基能与钠和氢氧化钠反应,醇羟基只能与钠反应,故消耗两者的物质的量不相同,故B错误;
C.对甲基苯酚的同分异构体中含有苯环的有 共4种,故C正确;
D.由于水杨醛中羟基中碳氧单键、氧氢单键可以旋转,所有原子不一定共平面,故D错误。
答案为:C。
8.(23-24高二下·安徽亳州·期末)下列实验能达到实验目的的是
A.实验室制备并收集乙酸乙酯
B.检验1-溴丙烷的消去产物为乙烯
C.实验室制备并检验生成了乙烯
D.证明苯和溴发生取代反应
【答案】D
【详解】A.制备乙酸乙酯时末端导管不能伸入液面以下,否则会引起倒吸,A项错误;
B.生成的丙烯中混有挥发的醇,醇也能使高锰酸钾溶液褪色,因此应先除去醇后再通入高锰酸钾中检验消去产物,B项错误;
C.乙醇消去反应生成乙烯,乙醇挥发也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能检验是否生成乙烯,C项错误;
D.苯与液溴反应生成溴苯和HBr,通入四氯化碳溶液除去挥发的溴单质,再通入硝酸银溶液中检验的生成,可证明发生的反应类型为取代反应,D项正确;
答案选D。
9.(23-24高二下·安徽六安毛坦厂中学·期末)为探究2-溴丁烷的化学性质设计如下实验,下列有关说法错误的是
A.烧瓶中2-溴丁烷发生消去反应
B.若用溴水代替酸性溶液,装置②可以省去
C.装置③中酸性溶液紫色逐渐褪去
D.取反应后烧瓶中的溶液,滴加几滴溶液,产生浅黄色沉淀
【答案】D
【详解】A.2-澳丁烷在氢氧化钠的醉溶液中加热发生消去反应生成1-丁烯和2-丁烯,A项正确;
B.乙醇和溴水不反应,若用溴水代替酸性溶液,检验有烯烃生成,可以不用装置②除乙醇,B项正确;
C.装置②中1-T烯和2-丁烯被酸性溶液氧化,高锰酸钾溶液紫色逐渐褪去,C项正确;
D.反应后烧瓶中的溶液中含有氢氧化钠,取反应后烧瓶中的溶液,先加硝酸中和氢氧化钠,再滴加几滴溶液,产生浅黄色AgBr沉淀,D项错误;
故选D。
10.(22-23高二下·安徽合肥合肥第一中学·期末)色胺酮是中药板蓝根等菘蓝药用植物有效成分。以甲醇为溶剂,可与色胺酮分子配位结合形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如图所示),下列说法错误的是
A.色胺酮分子中含有酰胺基,可在酸性或者碱性条件下水解
B.色胺酮分子中原子均为杂化
C.色胺酮钴配合物中钴的配位数为4
D.X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个分子,是通过氢键作用与色胺酮钴配合物相结合
【答案】B
【详解】A.由图可知,色胺酮分子中含有酰胺基,酰胺可在酸性或者碱性条件下发生水解,故A正确;
B.由结构简式可知,色胺酮分子中形成双键的氮原子的杂化方式为sp2杂化,故B错误;
C.由结构简式可知,色胺酮钴配合物中钴离子与2个氮原子和2个氧原子形成配位键,钴的配位数为4,故C正确;
D.甲醇分子中的羟基可以形成氢键,则X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个甲醇分子说明甲醇通过氢键作用与色胺酮钴配合物相结合,故D正确;
故选B。
11.(22-23高二下·安徽宿州灵璧第一中学·期末)下列实验装置能达到实验目的是(夹持仪器未画出)
A.①装置用于实验室制备乙炔
B.②装置制备并收集乙酸乙酯
C.③装置用于实验室制硝基苯
D.④装置可装置证明酸性:盐酸>碳酸>苯酚
【答案】C
【详解】A.电石遇水后,与水剧烈反应,且产生的Ca(OH)2易堵塞塑料板上的小孔,所以实验室不能用①装置制备乙炔,A不符合题意;
B.制备乙酸乙酯时,出气导管口应位于饱和Na2CO3溶液的液面上,②装置会产生倒吸,B不符合题意;
C.实验室制硝基苯时,应使用60℃左右的水浴加热,则③装置可用于实验室制硝基苯,C符合题意;
D.④装置中,与Na2CO3反应的酸为浓盐酸,易挥发出HCl气体,与苯酚钠直接反应,所以④装置不能用于判断碳酸与苯酚的酸性强弱,D不符合题意;
故选C。
12.(22-23高二下·安徽合肥六校·期末)某同学欲用下图所示装置比较乙酸、苯酚、碳酸的酸性强弱,实验进行一段时间后,盛有苯酚钠溶液的试管中溶液变浑浊。
(1)乙酸、苯酚、碳酸的酸性由强到弱的顺序是
(2)饱和NaHCO3溶液的作用是
(3)苯酚钠溶液中发生反应的化学方程式是
【答案】(1)乙酸>碳酸>苯酚
(2)除去二氧化碳中混有的挥发的乙酸,避免影响碳酸和苯酚酸性强弱的比较
(3)
【详解】(1)由强酸制弱酸可知,乙酸和碳酸钠反应生成二氧化碳有气泡出现,可证明乙酸的酸性强于碳酸,除去二氧化碳中混有的乙酸后通入苯酚钠溶液中出现浑浊说明生成了苯酚,可证明碳酸的酸性强于苯酚,故酸性由强到弱的顺序是乙酸>碳酸>苯酚;
(2)挥发的乙酸也可以和苯酚钠溶液生成苯酚,故二氧化碳中混有的乙酸会干扰碳酸和苯酚酸性强弱的比较,故要用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中混有的挥发的乙酸;
(3)由于苯酚的酸性弱于碳酸但强于碳酸氢根,故苯酚钠和二氧化碳反应会生成苯酚和碳酸氢钠,不会生成碳酸钠,其化学方程式为: 。
13.(22-23高二下·安徽黄山·期末)实验室制备硝基苯的反应原理和实验装置如图所示:
存在的主要副反应是在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。
有关数据如表所示:
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·cm-3
溶解性
苯
5.5
80
0.88
微溶于水
硝基苯
5.7
210.9
1.205
难溶于水
间二硝基苯
89
301
1.57
微溶于水
浓硝酸
83
1.4
易溶于水
浓硫酸
338
1.84
易溶于水
实验步骤如下:
取100 mL烧杯,用20 mL浓硫酸与18 mL浓硝酸配制混合酸,将混合酸小心加入B中。把18 mL(15.84 g)苯加入A中。向室温下的苯中逐滴加入混酸,边滴边搅拌,混合均匀。在50~60 ℃下发生反应,直至反应结束。
将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中,依次用少量水、5% NaOH溶液和水洗涤。分出的产物加入无水CaCl2颗粒,静置片刻,弃去CaCl2,进行蒸馏纯化,收集205~210 ℃馏分,得到纯硝基苯18 g。
回答下列问题:
(1)装置A的名称是 ,装置C的作用是 。
(2)配制混合酸时,请说明配制混合酸的正确操作: 。
(3)为了使反应在50~60 ℃下进行,常用的方法是 。反应结束并冷却至室温后A中液体就是粗硝基苯,粗硝基苯呈黄色的原因是 。
(4)在洗涤操作中,采用5% NaOH溶液洗涤的作用是 。
(5)本实验所得到的硝基苯产率是 。(保留两位有效数字)
【答案】(1) 三颈烧瓶 冷凝回流,提高原料的利用率
(2)将浓硫酸缓慢加入浓硝酸中并不断搅拌
(3) 水浴加热 溶有浓硝酸分解产生的NO2等杂质
(4)洗去残留的硝酸、硫酸等可溶性杂质
(5)72%
【分析】本实验的目的是为了制备硝基苯,首先将浓硫酸缓慢加入浓硝酸中并不断搅拌来配制混合酸,将混合酸逐滴的加入苯中并用水浴维持温度在50~60 ℃下发生反应,直至反应结束。制得的粗产品经过一系列分离提纯操作最后得到纯硝基苯;
【详解】(1)装置A的名称是三颈烧瓶,装置C是球形冷凝管,其作用是冷凝回流挥发的苯和硝酸,提高原料的利用率;
(2)配制混合酸时,由于浓硫酸的密度大于浓硝酸且混合时会大量放热,故应该将浓硫酸缓慢加入浓硝酸中并不断搅拌;
(3)因为反应在50~60 ℃下进行,低于水的沸点,可以利用水浴加热。水浴加热可以使受热更均匀,也便于控制温度;
反应结束并冷却至室温后A中液体就是粗硝基苯,粗硝基苯呈黄色的原因是浓硝酸不稳定,受热易分解会产生二氧化氮,二氧化氮溶在硝基苯中呈黄色;
(4)在洗涤操作中,采用5% NaOH溶液洗涤的作用是洗去残留的硝酸、硫酸等可溶性杂质;
(5)苯完全反应生成硝基苯的理论产量为,硝基苯产率是。
14.(22-23高二下·安徽芜湖·期末)苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一、下面是它的一种实验室合成路线:
+2H2O+H2SO4+NH4HSO4
2+Cu(OH)2→()2Cu+2H2O
如图为制备苯乙酸的装置示意图(加热和夹持装置等略):已知:苯乙酸的熔点为76.5℃,微溶于冷水,溶于乙醇。
回答下列问题:
(1)在三口瓶a中加入硫酸。配制此硫酸时,加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是 。
(2)将a中的溶液加热至,缓缓滴加苯乙腈到硫酸溶液中然后升温至充分反应。在装置中,仪器b的作用是 ;仪器c的名称是 ,其作用是 。
(3)反应结束后加适量冷水,再分离出苯乙酸粗品。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是 (填标号)。
A.分液漏斗 B.漏斗 C.烧杯 D.直形冷凝管 E.玻璃棒
(4)提纯粗苯乙酸的具体操作步骤是 、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。最终得到纯品,则苯乙酸的产率是 (保留三位有效数字)
(5)用和溶液制备适量沉淀,并多次用蒸馏水洗涤沉淀,判断沉淀洗干净的实验操作和现象是 。
(6)将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中,充分溶解后,加入搅拌,过滤,滤液静置一段时间,析出苯乙酸铜晶体,混合溶剂中乙醇的作用是 。
【答案】(1)先加水,在不断振荡下加入浓硫酸
(2) 滴加苯乙腈 球形冷凝管 冷凝回流
(3)BCE
(4) 加热溶解、趁热过滤
(5)取少量洗涤液,加稀硝酸酸化,再加溶液,若无白色浑浊则洗涤干净
(6)增大苯乙酸溶解度,便于充分反应
【分析】a装置中用苯乙腈和浓硫酸反应制备苯乙酸,再用苯乙酸和反应制备苯乙酸铜;
【详解】(1)用浓硫酸配置稀硫酸,浓硫酸的密度大于水,所以应先加水,在不断振荡下加入浓硫酸;
(2)仪器b的作用是:滴加苯乙腈,仪器c的名称是球形冷凝管,苯乙酸的熔点为76.5℃,易挥发,所以用球形冷凝管冷凝回流;
(3)苯乙酸微溶于冷水,所以分离苯乙酸,需要过滤,所用的仪器为:漏斗、烧杯和玻璃棒,故选BCE;
(4)苯乙酸微溶于冷水,所以提纯粗苯乙酸的具体操作步骤是加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;根据反应,苯乙腈的物质的量为:,所以生成的苯乙酸理论产量为:,所以苯乙酸的产率为:;
(5)沉淀表面附着,所以检验沉淀是否洗涤干净的实验操作为:取少量洗涤液,加稀硝酸酸化,再加溶液,若无白色浑浊则洗涤干净;
(6)苯乙酸的溶于乙醇,所以混合溶剂中乙醇的作用是:增大苯乙酸溶解度,便于充分反应。
15.(22-23高二下·安徽合肥庐江县·期末)某化学课外小组设计了如图所示的装置制取乙酸乙酯(图中夹持仪器和加热装置已略去)。请回答下列问题:
(1)该实验中,将乙醇、乙酸和浓硫酸加入三颈烧瓶中时,最先加入的液体不能是 。
(2)已知下列数据:
乙醇
乙酸
乙酸乙酯
98%浓硫酸
熔点/℃
16.6
-
沸点/℃
78.5
117.9
77.5
338.0
又知温度高于140℃时发生副反应:。考虑到反应速率等多种因素,用上述装置制备乙酸乙酯时,反应的最佳温度范围是 (填字母)。
a.℃ b.℃ c.115℃<T<130℃
(3)将反应后的混合液缓缓倒入盛有足量饱和碳酸钠溶液的烧杯中,搅拌、静置。饱和碳酸钠溶液的作用是:中和乙酸、溶解乙醇 。欲分离出乙酸乙酯,应使用的分离方法是 (填操作方法名称,下同),所用到的玻璃仪器为 ,进行此步操作后,所得有机层中的主要无机物杂质是水,在不允许使用干燥剂的条件下,除去水可用 的方法。
(4)若实验所用乙酸质量为,乙醇质量为,得到纯净的产品质量为,则乙酸乙酯的产率是 。
【答案】(1)浓硫酸
(2)c
(3) 降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层 分液 分液漏斗、烧杯 蒸馏
(4)50%
【分析】将乙醇、乙酸和浓硫酸加入三颈烧瓶,加热反应生成乙酸乙酯,生成物质缓缓倒入盛有足量饱和碳酸钠溶液的烧杯中,搅拌、静置,分液分离出乙酸乙酯;
【详解】(1)浓硫酸密度较大且溶解放出大量的热,故最先加入的液体不能是浓硫酸;
(2)实验中需较高温度,利于提高反应速率生成乙酸乙酯,但已知温度高于140℃时发生副反应,由表可知,反应的最佳温度范围是c.115℃<T<130℃;
(3)饱和碳酸钠溶液的作用是:中和乙酸、溶解乙醇,降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层。欲分离出乙酸乙酯,应使用的分离方法是分液,所用到的玻璃仪器为分液漏斗、烧杯,进行此步操作后,所得有机层中的主要无机物杂质是水,在不允许使用干燥剂的条件下,可以利于物质的沸点不同,采用蒸馏的方法除去水;
(4)若实验所用乙酸质量为(0.1mol),乙醇质量为(0.11mol),则理论生成乙酸乙酯0.1mol,实际得到纯净的产品质量为,则乙酸乙酯的产率是。
1.(23-24高二下·安徽淮北国泰中学·期末)为实现下列各选项中的实验目的,对应的实验操作、现象及结论错误的是
选项
实验目的
实验操作、现象及结论
A
实验室证明乙炔生成
将饱和食盐水滴在电石上,将生成的气体通入高锰酸钾溶液,溶液褪色,则有乙炔生成
B
检验苯和甲苯
取少量试剂,分别加入酸性高锰酸钾溶液,若高锰酸钾溶液不褪色,则待检试剂为苯,若高锰酸钾溶液褪色,则待检试剂为甲苯
C
鉴别乙醇和氯仿
取少量两种试剂,分别加入蒸馏水,其中与水互溶不分层的为乙醇,分层的为氯仿
D
除去乙烷中混有的少量乙烯
将混合气体通入溴的四氯化碳溶液,溴的四氯化碳溶液褪色,乙烯与溴反应的生成物为液态有机物,乙烷不与溴反应,从溶液中逸出
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.电石中含有杂质,与水反应能生成硫化氢等气体杂质,硫化氢也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故A错误;
B.甲苯为苯的同系物,可以使酸性高锰酸钾褪色,而苯不能,故B正确;
C.乙醇与水互溶,乙醇加水后不分层,氯仿不溶于水,氯仿加水后会有分层现象,故C正确;
D.烯与溴反应生成液态油状的1,2-二溴乙烷,与气态乙烷分离,将混合气体通过溴的四氯化碳溶液可以除去乙烷混油的少量乙烯,故D正确;
故选A。
2.(23-24高二下·安徽淮北国泰中学·期末)用下列实验装置进行相应的实验,能够达到实验目的的是
A.装置①可用于实验室制取少量的硝基苯
B.装置②可用于、浓硫酸共热制乙酸乙酯
C.装置③可用于分离乙酸乙酯和碳酸钠溶液的混合物
D.装置④可用于分离乙醇和乙醚的混合物
【答案】D
【详解】A.制备硝基苯应水浴加热,温度计测定水温度,加热至50℃~60℃,,A项错误;
B.制取乙酸乙酯时,导管口应放在溶液的液面上,防止发生倒吸,B项错误;
C.乙酸乙酯与碳酸钠溶液不互溶,会分层,互不相溶的液体的分离采用分液的方法,C项错误;
D.乙醚和乙醇的沸点相差较大,可采取蒸馏分离乙醇和乙醚的混合物,D正确;
答案选D。
3.(23-24高二下·安徽淮北国泰中学·期末)按要求回答下列问题:
(1)2-丁烯的键线式为 ,其顺式结构式为 。
(2)某烷烃的碳骨架如图所示:
其系统命名法名称为 ,其一氯取代物有 种。
(3)分子式为,核磁共振氢谱吸收峰有两组峰的烃的结构简式为 。
(4)用*标出分子中的手性碳原子: 。
(5)写出实验室制乙炔的化学方程式: 。
(6)某有机物是汽车防冻液的成分之一,经元素分析测定,该有机物的质量分数是:碳,氢,氧。
①已知该有机物的密度是同温同压下氢气密度的31倍,则该有机物的相对分子质量为 。
②根据该有机物的实验式和相对分子质量,确认其分子式为 。
③若该有机物的红外光谱中有羟基和烃的吸收峰,写出其可能的结构简式: 。
【答案】(1) (或)
(2) 2,2-二甲基丙烷 1
(3)
(4)
(5)
(6) 62
【详解】(1)
2-丁烯是有4个碳原子的单烯烃,双键在2号位,其键线式为(或),当双键两端的氢原子(或甲基)在双键的同侧时为顺式结构:;
(2)该烷烃的主链有3个碳原子,2号位有2个甲基,系统命名法为2,2-二甲基丙烷,其结构中只有4个甲基上有氢原子,且这4个甲基等效,因此只有1种一氯代物;
(3)
分子式为属于烷烃,核磁共振氢谱吸收峰有两组峰的烃是2,3-二甲基丁烷,结构简式为;
(4)
手性碳是连接着4个不同原子或原子团的碳原子,因此中手性碳如图所示:;
(5)向电石中加入饱和食盐水可以制得乙炔,其化学方程式为;
(6)
该有机物的密度是同温同压下氢气密度的31倍,则其相对分子量是氢气的31倍,该有机物的相对分子质量为62;该有机物中各元素的质量分数是:碳,氢,氧则其分子中碳原子、氢原子、氧原子的原子个数比为其实验式为CH3O,则其分子中有个CH3O,分子式为;该有机物的红外光谱中有羟基和烃的吸收峰且其分子式为,则其结构简式可能为。
4.(22-23高二下·安徽合肥合肥百花中学六校联考·期末)已知有机物 A的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志。B 和D是生活中两种常见的有机物。相互转化关系如图所示:
(1)A分子的结构简式为 ; B中官能团名称为 ; D中官能团名称为 。
(2)在反应①~④中,属于取代反应的是 (填序号)。
(3)实验室用B和 D反应制取 G,装置如图所示。
Ⅰ.反应④的化学方程式是 。
Ⅱ. b试管中盛放的溶液是
Ⅲ.分离出试管B中油状液体用到的主要仪器是 。
【答案】(1) CH2=CH2 羟基 羧基
(2)④
(3) CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O 饱和碳酸钠溶液 分液漏斗
【分析】有机物A的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志,A是乙烯,乙烯和水发生加成反应生成乙醇,B是乙醇;乙醇发生催化氧化生成乙醛,乙醛氧化为乙酸,C是乙醛、D是乙酸;乙醇和乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯,G是乙酸乙酯。
【详解】(1)由分析可知,A为乙醇,A分子的结构简式为CH2=CH2; B为乙醇,官能团名称为羟基; D为乙酸,官能团名称为羧基;
(2)由分析可知,反应①~④中,属于取代反应的是④;
(3)Ⅰ.反应④为乙酸和乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,化学方程式是CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O。
Ⅱ. b试管中盛放的溶液是饱和碳酸钠溶液,饱和碳酸钠可以吸收乙醇、反应掉乙酸且利于乙酸乙酯的分层析出;
Ⅲ.分离出试管B中油状液体的操作为分液,用到的主要仪器是分液漏斗。
5.(22-23高二下·安徽宿州灵璧第一中学·期末)苯甲醇与苯甲酸都是常见的化工原料,工业上常在碱性条件下由苯甲醛制备苯甲醇与苯甲酸。某实验室模拟其生产过程,实验原理、实验方法及步骤如下:
实验原理: (该反应放热)
查阅资料:苯甲醛在空气中极易被氧化,生成白色苯甲酸。
名称
相对分子质量
密度
熔点(℃)
沸点(℃)
溶解性
水
醇
醚
苯甲醛
106
1.04g/cm³
-26
179.62
微溶
易溶
易溶
苯甲酸
122
1.26g/cm³
122.13
249
微溶
易溶
易溶
苯甲醇
108
1.04g/cm³
-15.3
205.7
微溶
易溶
易溶
乙醚
74
0.714g/cm³
-116.3
34.6
微溶
易溶
___________
实验方法及步骤如下:
I.向盛有足量KOH溶液的反应器中分批加入新蒸过的10.2mL(10.6g)苯甲醛,持续搅拌至混合物变成白色蜡糊状A,转移至锥形瓶中静置24小时以上。反应装置如图1所示。
Ⅱ.步骤I所得产物后续处理如图2所示。
回答下列问题。
(1)仪器a的名称为 。
(2)步骤I中苯甲醛需要分批加入且适时冷却的原因是 。
(3)产品1在核磁共振氢谱图中有 组峰。
(4)为获取产品1,将乙醚萃取液依次用饱和亚硫酸氢钠溶液、10%碳酸钠溶液和水进行洗涤并分液。“萃取”时,应取分液后 (填“上”或“下”)层液体并加入无水MgSO4,操作①的名称为 。
(5)产品2经干燥后称量,质量为5.6g,计算其产率为 (精确到0.1%)。
【答案】(1)球形冷凝管
(2)分批加入苯甲醛并适时冷却,能够使反应不太剧烈,降低反应温度,避免苯甲醛、苯甲醇的挥发,减少副反应的发生,提高产率(合理即可)
(3)5
(4) 上 蒸馏
(5)91.8%
【分析】在三颈烧瓶中盛有足量KOH溶液,通过滴液漏斗向其中分批次加入新蒸过的10.2 mL(10.6 g)苯甲醛,持续搅拌至反应混合物,苯甲醛与KOH充分反应产生苯甲醇和苯甲酸钾,得到产生白色蜡糊状A,将其转移至锥形瓶中静置24小时以上,然后加入H2O,使反应混合物中的苯甲酸钾充分溶解,然后向其中加入乙醚萃取其中的苯甲醇,在乙醚层中含有苯甲醇,用洗涤剂除去杂质,然后加入无水硫酸镁干燥乙醚萃取液,过滤除去MgSO4固体,滤液经蒸馏分离出乙醚与苯甲醇,得到产品1为苯甲醇。在水层中含有苯甲酸钾,将其冷却降温,然后向其中加入浓盐酸,苯甲酸钾与盐酸反应产生苯甲酸和KCl,由于苯甲酸微溶于水,通过过滤得到粗产品,然后经过重结晶进行提纯,就得到产品2为苯甲酸。
【详解】(1)根据图示可知:仪器a的名称为球形冷凝管;
(2)在步骤1中苯甲醛需要分批加入且适时冷却,是因为该反应是放热反应,温度过高,反应过于剧烈,会导致苯甲醛、苯甲醇挥发,同时也会使副反应产物增多,使产品的产率降低,故答案为:分批加入苯甲醛并适时冷却,能够使反应不太剧烈,降低反应温度,避免苯甲醛、苯甲醇的挥发,减少副反应的发生,提高产率;
(3)产品1为苯甲醇,分子内有5种氢,故在核磁共振氢谱图中有5组峰;
(4)为获取产品1,将乙醚萃取液先用饱和亚硫酸氢钠溶液除去未反应的苯甲醛,再用10%碳酸钠溶液除去醚层中极少量的苯甲酸,最后用水进行洗涤并分液。由于乙醚萃取液的密度小于水,因此苯甲醇的乙醚溶液在上层,取分液后上层液体向其中加入无水MgSO4,干燥乙醚萃取液。操作①含多步操作,其中最后一步分离操作是对乙醚和产品1进行分离,其名称为蒸馏;
(5)根据方程式可知:每2mol苯甲醛可产生1mol苯甲酸,现在参加反应的苯甲醛质量是10.2 mL(10.6 g)、其物质的量为0.1mol,则理论上反应制取的苯甲酸为0.05mol、质量为6.1g,已知产品2经干燥后称量,质量为5.6 g,则苯甲酸的产率为:=91.8%。
6.(23-24高二下·安徽马鞍山·期末)草酸是基本有机化工合成原料,广泛用于医药、冶金和化工等部门,其用量随着工业的大力发展不断增加。实验室在硝酸汞催化下,用浓硝酸氧化乙炔制备草酸,主要装置如图:
回答下列问题:
(1)仪器X的名称是 。
(2)多孔球泡的作用 。
(3)实验室制备乙炔常含有杂质,可用盛放 溶液的B装置除去(填试剂名称)。
(4)乙炔通入三颈烧瓶后,观察到有红棕色气体生成,C中反应的化学方程式为 。
(5)初始原料中硝酸的质量分数对草酸产量的影响如下表所示
硝酸的初始质量分数/%
30
40
50
60
每溶液中草酸的含量/g
4.1
6.8
9.3
8.1
请分析硝酸的初始质量分数过高草酸产量下降的原因 。
(6)称取草酸样品,配制成溶液,量取所配制的溶液于锥形瓶中,加入酸性溶液,发生反应:。向充分反应后的溶液中加入溶液至滴定终点;消耗溶液体积为。
上述滴定过程中发生反应的离子方程式为 。原试样中草酸的质量分数为 。
(7)研究表明乙炔也能通过电解法制备草酸,装置如下图所示,则阳极电极反应式为 。
【答案】(1)球形冷凝管(冷凝管)
(2)增大乙炔气体与反应液的接触面积,加快反应速率,使反应更加充分
(3)氢氧化钠(或者硫酸铜)
(4)CHCH+8HNO3(浓)H2C2O4+8NO2↑+4H2O
(5)硝酸浓度过大,剩余的硝酸继续氧化草酸,导致草酸浓度下降
(6) 8H++5Fe2++MnO=5Fe3++Mn2++4H2O 69%(0.69)
(7)CHCH4H2O-8e HOOCCOOH+8H
【分析】由题意可知,电石与水反应剧烈,因此制备乙炔气体时要用分液漏斗逐滴滴加饱和食盐水,在装置B中除去硫化氢杂质气体,C装置中在硝酸汞做催化剂条件下,乙炔和硝酸共热反应制备草酸,据此分析
【详解】(1)仪器X的名称是:球形冷凝管(冷凝管);
(2)多孔球泡的作用:增大乙炔气体与反应液的接触面积,加快反应速率,使反应更加充分;
(3)实验室制备乙炔常含有硫化氢杂质,用氢氧化钠(或者硫酸铜)除去;
(4)在硝酸汞催化下,用浓硝酸氧化乙炔制备草酸,同时生成NO2,方程式为CHCH+8HNO3(浓)H2C2O4+8NO2↑+4H2O;
(5)草酸具有还原性,当硝酸浓度过大,剩余的硝酸继续氧化草酸,导致草酸浓度下降;
(6)Fe2+具有还原性会与MnO发生氧化还原反应,方程式为:8H++5Fe2++MnO=5Fe3++Mn2++4H2O;
25mL里草酸的物质的量:;,原试样中草酸的质量分数为;
(7)阳极失电子,由图中可以判断为左侧,由乙炔生成草酸,电极反应为CHCH4H2O-8e HOOCCOOH+8H。
7.(23-24高二下·安徽县中联盟·期末)环己烯常用于有机合成、油类萃取及用作溶剂。某实验小组以环己醇()在催化下制备环己烯:,其装置如图1:
图1 图2
下表为可能用到的有关数据:
相对分子质量
密度/
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
环己醇
100
0.96
25
161
微溶于水
环己烯
82
0.81
83
难溶于水
实验方案如下:
①将环己醇加入试管A中,再加入固体;
②利用水浴加热,在试管C内收集到环己烯粗品;
③反应后的粗产物倒入分液漏斗中,加入饱和食盐水,经振荡、静置、分液后,再蒸馏得到环己烯。
回答下列问题:
(1)环己醇沸点大于环己烯的主要原因除相对分子质量大外,还有 。
(2)环己烯粗品中含少量环己醇和等物质,产生的原因是 (用化学方程式表示)。加入饱和食盐水除去,经振荡、静置、分层后,产物应该从分液漏斗的 (填“上口倒出”或“下口放出”)。
(3)粗产品蒸馏提纯时,图2中可能会导致收集到的产品中混有高沸点杂质的装置是 (填选项字母)。
(4)环己烯含量测定
向环己烯样品中加入,充分反应后,剩余的与足量KI溶液反应,将反应后的溶液配成,取出用标准溶液滴定,用淀粉溶液作指示剂,终点时平均消耗标准溶液的体积为。
(以上数据均扣除干扰因素,已知:)
①选出正确的滴定操作并排序:检查是否漏水→蒸馏水洗涤→标准溶液润洗滴定管→装入标准液至“0”刻度以上,固定好滴定管→ (填选项字母,中间用箭头连接)→到达滴定终点,停止滴定,记录读数;
.调整管中液面至“0”或“0”刻度以下,记录读数
.调整管中液面,用胶头滴管滴加标准液恰好到“0”刻度
.锥形瓶放于滴定管下,边滴边摇动锥形瓶,眼睛注视滴定管内液面变化
.锥形瓶放于滴定管下,边滴边摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内颜色变化
.如图操作,排出滴定管尖嘴部分的气泡
.如图操作,排出滴定管尖嘴部分的气泡
②滴定终点现象为 ;
③样品中环己烯的质量分数为 。
(5)下列仪器不能为产品结构分析提供有效信息的是__________(填选项字母)。
A.元素分析仪 B.红外光谱仪 C.核磁共振仪 D.X射线衍射仪
【答案】(1)环己醇分子之间形成氢键而环己烯分子之间不能形成氢键
(2) 上口倒出
(3)c
(4) 当加入最后半滴标准溶液时,溶液蓝色褪去,且半分钟不恢复原色 73.8%
(5)A
【分析】
根据信息,用在催化下制备环己烯,由于环己烯沸点为83℃,水浴温度高于83℃使其蒸出,得到液态环己烯,加热促进FeCl3水解,会得到HCl,环己烯粗品中含有少量环己醇和HCl等物质,加入饱和食盐水除去,再经振荡、静置、分层后,环己烯密度比水小,所以产品在上层,再蒸馏得到较纯的环己烯,用氧化还原滴定法测定产品纯度,据此分析解题。
【详解】(1)环己醇沸点大于环己烯的主要原因除相对分子质量大外,还有环己醇分子之间形成氢键而环己烯分子之间不能形成氢键;
(2)产生的原因是;
因为有机层的密度比水小,产物应该从分液漏斗的上口倒出;
(3)粗产品蒸馏提纯时,温度计测量的是蒸汽的温度,所以水银球应该放在蒸馏烧瓶的支管口处,若温度计水银球放在支管口以下位置,测得蒸汽的温度偏低,会导致收集的产品中混有低沸点杂质,若温度计水银球放在支管口以上位置,测得蒸汽的温度过高,会导致收集的产品中混有高沸点杂质,所以用c装置收集会导致收集到的产品中混有高沸点杂质,故选c;
(4)①硫代硫酸钠溶液呈碱性,用碱式滴定管盛放,滴定管用标准液润洗后,装入标准液至“0”刻度以上,尖嘴略向上倾斜挤压玻璃珠排出滴定管尖嘴部分的气泡,调整滴定管中的液面至“0”或“0”刻度以下,记录读数,然后将锥形瓶放于滴定管下,边滴边摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内颜色变化,直至滴定终点,记录读数,故排序为;
②淀粉溶液遇碘变蓝,故用淀粉溶液作指示剂,滴定终点现象为当加入最后半滴标准溶液时,溶液蓝色褪去,且半分钟不恢复原色;
③根据关系式得,反应溶液中,
即过量的物质的量为,则与环己烯反应的物质的量为,环己烯与反应的比例是,则环己烯物质的量为,故样品中环己烯的质量分数为%=73.8%;
(5)元素分析仪用来确定有机物中元素组成,不能提供物质结构分析信息,红外光谱仪、核磁共振仪、X射线衍射仪都能为产品结构分析提供有效信息,故答案选A。
8.(23-24高二下·安徽·期末)甲苯是重要的有机原料,某化学兴趣小组利用甲苯为主要原料,进行下列实验:
I.利用如图所示装置制备对溴甲苯(),并证明该反应为取代反应。
(1)装置甲中仪器M的名称为 ,实验过程中使用了40mL甲苯(约0.38mol)和30mL液溴(约0.58mol),则选用的仪器M的最合理规格为 (填字母)。
A.100mL B.200mL C.250mL D.500mL
(2)冷凝管中冷凝水从 (填“a”或“b”)口进入,装置乙中的作用为 ,能说明该反应为取代反应的实验现象为 。
(3)若最后得到对溴甲苯51.98g,则该实验中产品的产率约为 (结果保留两位有效数字)。
II.利用如图实验步骤制取苯甲酸。
反应原理为(未配平)。
(4)该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(5)粗苯甲酸中主要杂质为KCl和,可采用下列步骤纯化:
①其中趁热过滤的目的是 。
②最后得到的苯甲酸纯品晶体颗粒较小且晶体外形不规则,最可能的原因为 。
【答案】(1) 三颈烧瓶 B
(2) a 除去溴蒸气 丙有淡黄色沉淀生成
(3)
(4)2∶1
(5) 防止苯甲酸会结晶析出而损失 降温过快
【详解】(1)三颈烧瓶盛放液体加热时,液体的体积不大于容积的,不小于容积的,则三颈烧瓶的容积应大于105 mL、小于210 mL,三颈烧瓶的容量有100ml 250ml 500ml,所以三颈烧瓶最适宜的规格为250mL,选B;
(2)冷凝管中冷凝水下进上出,则从a口进入,装置乙中的作用:因为溴易挥发,乙装置的作用是除去溴蒸气; 能说明该反应为取代反应的实验现象为:乙中除去溴蒸气后的气体为HBr,HBr和硝酸银反应生成淡黄色溴化银沉淀,当装置丙有淡黄色沉淀生成时,证明有溴化氢生成,则说明该反应为取代反应。
(3)40mL甲苯(约0.38mol)和30mL液溴(约0.58mol)参加反应,则液溴过量,0.38mol甲苯生成0.38mol对溴甲苯,则该实验中产品的产率;
(4)
甲苯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成苯甲酸,同时该反应还生成硫酸钾、硫酸锰和水,反应方程式为+2KMnO4→+KOH+2MnO2↓+H2O,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1;
(5)①其中趁热过滤的目的是防止苯甲酸会结晶析出而损失;②如果生长速率过快或过慢,晶体可能无法按照理想的模式生长,从而导致其外形不规则,最可能的原因为降温过快。
9.(23-24高二下·安徽宣城·期末)Ⅰ.离子液体在液液萃取、电化学、有机合成等方面有广泛应用。一种离子液体(相对分子质量284)的制备方法如下:
实验步骤为:
①在三颈烧瓶中加入甲基咪唑(相对分子质量为82),在保护下缓慢滴加等物质的量的正溴丁烷,保持回流30小时,得到液态粗品。
②用乙酸乙酯洗涤粗品3次,减压蒸馏,得到纯品。
③将溶于水,加入烧瓶中,缓慢滴加含等物质的量的溶液,室温下搅拌10小时,静置后分液。
④反应液分为两相,倾出轻相,并反复水洗重相,分液后得产品。
回答下列问题:
(1)N-甲基咪唑与正溴丁烷或水混合均可得到澄清溶液,N-甲基咪唑与水互溶的原因是 。
(2)本次实验的产率为 。
(3)可代替做萃取剂,其优点之一是比难挥发。比沸点高的原因是 。
(4)取一定量的产品进行红外分析,得谱图如下,经数据库比对,发现只有3428处的峰与标准谱图不一致,已知3428峰说明有键,则出现该峰的可能原因为 。
Ⅱ.青蒿素是屠呦呦团队从传统中药中发现的能治疗疟疾的有机化合物,其分子结构如图所示。
(5)青蒿素分子式为 ,可用 (方法)测定其空间结构,获得直接而可靠的结构信息。该分子空间结构 (填“是”或“不是”)平面形,官能团有过氧基、 (填名称)。
【答案】(1)N-甲基咪唑与水分子间能形成氢键
(2)96%
(3)为离子晶体,为分子晶体
(4)产品可能含有微量的水
(5) X射线衍射 不是 酯基、醚键
【分析】
三颈烧瓶中加入N-甲基咪唑,在保护下缓慢滴加等物质的量的正溴丁烷,反应得到液态粗品;用乙酸乙酯洗涤粗品3次,减压蒸馏,得到。将溶于水,缓慢滴加含等物质的量的溶液,反应液分为两相,分液后得产品。
【详解】(1)N-甲基咪唑中N原子可以与水分子中的H原子形成氢键,所以N-甲基咪唑与水互溶。
(2)甲基咪唑(相对分子质量为82)的物质的量为0.25mol,理论上生成0.25mol的产率为,则的产率为;
(3)是离子晶体、是分子晶体,所以比沸点高。
(4)3428峰说明有键,制备过程中涉及到含羟基的物质只有水,则出现该峰的可能原因为产品可能含有微量的水。
(5)根据结构简式,青蒿素分子式为,可用X射线衍射测定其空间结构,获得直接而可靠的结构信息。含有单键碳,该分子空间结构不是平面形,官能团有过氧基、醚键、酯基。
10.(23-24高二下·安徽滁州·期末)丙炔酸甲酯是一种重要的有机化工原料,沸点为。实验室制备少量丙炔酸甲酯的反应为:。
实验步骤如下:
步骤1:在反应瓶中加入丙炔酸、甲醇和浓硫酸,搅拌,加热回流一段时间。
步骤2:蒸出过量的甲醇(装置如下图)。
步骤3:反应液冷却后,依次用饱和溶液,溶液、水洗涤,分离出有机相。
步骤4:有机相加入无水硫酸镁颗粒,静置一段时间后弃去硫酸镁。最终通过蒸馏得到的纯净丙炔酸甲酯。
回答下列问题:
(1)步骤1中,加入过量甲醇的目的是 。
(2)上图所示的装置中仪器A的名称是 ;如果加热一段时间后发现烧瓶中忘记加碎瓷片,应该采取的正确操作是 。
(3)步骤3中,用溶液洗涤,主要除去的物质是 ;分离出有机相的操作名称为 。
(4)步骤4中,加入无水硫酸镁的目的是 。
(5)该实验中丙炔酸甲酯的产率为 。
【答案】(1)提高丙炔酸的转化率
(2) 直形冷凝管 停止加热待反应液冷却后再补加碎瓷片
(3) 丙炔酸 分液
(4)干燥(或除水)
(5)50%
【分析】本实验利用丙炔酸与甲醇在浓硫酸作催化剂和加热的条件下制取丙炔酸甲酯。在反应瓶中,加入10.0 g丙炔酸、5.0 g甲醇和2 mL浓硫酸,搅拌,加热回流一段时间,蒸出过量的甲醇(装置如图),反应液冷却后,依次用饱和NaCl溶液、5%溶液、水洗涤,分离出有机相,有机相经无水干燥、过滤、蒸馏,得丙炔酸甲酯。
【详解】(1)一般来说,酯化反应为可逆反应,加入过量的甲醇,提高丙炔酸的转化率,丙炔酸溶解于甲醇,甲醇还作为反应的溶剂;
(2)如图所示仪器A的名称是直形冷凝管;
蒸馏烧瓶中忘了加沸石,该进行的操作是停止加热,冷却至室温后补加沸石;
(3)5%的溶液的作用是除去丙炔酸,降低丙炔酸甲酯在水中的溶解度,使之析出;
水洗除去NaCl、,然后通过分液的方法得到丙炔酸甲酯;
(4)加入无水硫酸镁可以起到干燥(或除水)的目的;
(5)因为甲醇过量,所以计算丙炔酸甲酯理论值通过丙炔酸计算,10.0 g丙炔酸物质的量约为mol,则理论上生成mol丙炔酸甲酯,丙炔酸甲酯的产率为:。
11.(23-24高二下·安徽黄山·期末)已知反应:,实验室用如图所示装置制备溴乙烷(沸点为,密度为)。
实验前先向仪器中加入乙醇和足量浓硫酸,然后加入研细的溴化钠和几粒碎瓷片,向试管中加入少量蒸馏水。
(1)仪器的名称为 。为了更好控制温度,更好的加热方式是 。
(2)反应结束后,试管中含少量杂质,为了除去粗产品中的杂质,可选用的试剂是 (填字母选项)。加入试剂,在分液漏斗中振荡后静置,产物在 (“上层”或“下层”)。
A.苯 B.溶液 C.水 D.溶液
(3)经过分离、提纯、干燥后,该实验最终得到溴乙烷,则本实验溴乙烷的产率为 (结果保留一位小数)。
(4)乙二醇可用于生产汽车防冻液。溴乙烷可以通过①消去②加成③水解三步反制取乙二醇。制取过程中步骤①的反应条件为 ;步骤③的化学方程式为 。
【答案】(1) 蒸馏烧瓶 水浴加热
(2) 下层
(3)
(4) 醇溶液,加热
【分析】在蒸馏烧瓶中加入乙醇、浓硫酸和NaBr,生成的溴乙烷进入试管d中被冷凝,用NaOH溶液吸收尾气。b是安全瓶,可以检测装置中是否发生堵塞;
【详解】(1)仪器a为蒸馏烧瓶;为了更好控制温度,更好的加热方式是水浴加热;
(2)A.溴单质和溴乙烷都能溶于苯,故A错误;
B.溴单质能与NaI反应生成碘单质,生成的碘单质也会溶解在溴乙烷中,故B错误;
C.溴单质在溴乙烷中的溶解度比在水中大,加水不能除去溴乙烷中的Br2,故C错误;
D.溴单质和Na2SO3溶液发生氧化还原反应,可以除去溴单质,故D正确;
故答案为:D;
的密度大于水溶液,故在下层;
(3)10g乙醇的物质的量为,10.3g溴化钠的物质的量==0.1mol,应以溴化钠的质量为基准进行计算;由于乙醇、溴化钠、浓硫酸共热生成硫酸氢钠、溴乙烷和水可知,理论上生成溴乙烷的物质的量为0.1mol;实际上生成溴乙烷的物质的量为=0.0399mol,溴乙烷的产率==;
(4)
溴乙烷发生消去反应的条件是醇溶液,加热;步骤③为1,2-二溴乙烷发生水解反应生成乙二醇,化学方程式为:。
12.(23-24高二下·安徽合肥百花中学·期末)正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。
发生的反应如下:CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO
反应物和产物的相关数据列表如下:
相对分子质量
沸点/(℃)
密度/(g·cm-3)
水中溶解性
正丁醇
74
117.2
0.8109
微溶
正丁醛
72
75.7
0.8017
微溶
实验步骤如下:
①将6.0gNa2Cr2O7放入100mL 烧杯中,加30mL 水溶解,再缓慢加入5mL浓硫酸,将所得溶液小心转移至B中。在 A 中加入3.70g 正丁醇和几粒沸石,加热。当有蒸气出现时,开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为90~95℃,在E中收集90℃以下的馏分。
②将馏出物倒入分液漏斗中,分去水层,向有机层加入无水 CaCl2过滤后蒸馏,收集75~77℃馏分,产量2.16g。
回答下列问题:
(1)实验中,能否将Na2Cr2O7溶液滴加到浓硫酸中,并说明理由: 。
(2)上述装置图中,仪器B的名称是 ,仪器D的名称是 。
(3)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分离水时,水在 (填“上”或“下”)层。加入无水 CaCl2的目的是 。
(4)温度计示数:C1 (填“>”、“<”或“=”)C2,反应温度应保持在90~95℃,其原因是
(5)该实验正丁醛的产率为 。
【答案】(1)不能,浓硫酸谜底大于水溶于水会放出大量热,容易飞溅
(2) 分液漏斗 直型冷凝管
(3) 下 干燥
(4) > 既可保证正丁醛及时蒸出,又可尽量避免其被进一步氧化,减少副产物生成
(5)60%
【分析】Na2Cr2O7作为催化剂,发生反应CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO,E中的馏分含有正丁醛与水,通过分液分离出正丁醛,并用无水氯化钙除去水后蒸馏得到纯品,据此分析解题。
【详解】(1)因为浓硫酸的密度大,将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中,浓硫酸溶于水会放出大量热,容易溅出伤人,所以不能将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中;
(2)B仪器的名称是分液漏斗,D仪器的名称直形冷凝管;
(3)正丁醛密度小于水,故在水的上方,水在下层;加入无水CaCl2的目的是起到干燥的作用,吸收水分;
(4)C1是测量烧瓶中反应物的温度,C2是测量馏分的沸点,加热高于沸点达到沸腾,故C1>C2;根据题目所给反应物和产物的沸点数据可知,反应温度保持在90~95℃,既可保证正丁醛及时蒸出,又可尽量避免其被进一步氧化,减少副产物生成;
(5)正丁醛产量为2.16g,物质的量为0.03mol,根据CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO,实际消耗正丁醇0.03mol,正丁醇的质量为2.22g,正丁醇的转化率为:,正丁醇的转化率与正丁醛的产率相同。
13.(23-24高二下·安徽六安皖西当代职业中专学校·期末)乙酸异戊酯是蜜蜂信息素的成分之一,乙酸和异戊醇制备乙酸异戊酯的原理:,实验装置如下图(加热装置和夹持装置均略去)。
实验步骤:
I.将4.4g异戊醇、6.0g乙酸、适量环己烷加入烧瓶中,滴入数滴浓硫酸。
II.缓慢加热烧瓶至液体沸腾,控制温度为69℃~81℃,依据锥形瓶中水的体积变化判断反应进程。
III.当酯化反应完毕时,停止加热。将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中,先后用少量水、饱和溶液、水洗涤。向分离出的产物中加入少量无水固体,振荡,静置,过滤,将滤液进行蒸馏纯化,得乙酸异戊酯3.9g。
已知:易吸水形成结晶水合物。物质的相关信息如下表:
密度
沸点/℃
水中溶解性
相对分子质量
异戊醇
0.81
131
微溶
88
乙酸
1.05
118
溶
60
乙酸异戊酯
0.87
142
难溶
130
环己烷
0.78
81
难溶
84
环己烷-水的
共沸体系
___________
69
___________
___________
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 。
(2)沸石的作用是 。
(3)本实验中加入过量乙酸的目的是 。
(4)当锥形瓶中观察到 ,判断酯化反应进行完毕。
(5)步骤III中,第一次水洗的主要目的是 ;水洗后乙酸异戊酯位于分液漏斗的 (填“上”或“下”)层。
(6)步骤II中,控制温度为69~81℃。环己烷的作用是 。
(7)该实验中乙酸异戊酯的产率为 。
【答案】(1)直形冷凝管或冷凝管
(2)防止暴沸
(3)提高异戊醇的转化率
(4)水层没有增加
(5) 溶解硫酸和乙酸,便于除去 上层
(6)把水蒸发出来
(7)60%
【分析】由题目信息知,利用乙酸和异戊醇发生酯化反应制备乙酸异戊酯,加入物料后控制温度为69℃~81℃,生成的水经汽化、冷凝后汇聚到锥形瓶中,当锥形瓶中水层不再增加时反应进行完毕,然后冷却至室温,将反应液洗涤后分液,取有机层,加入少量无水固体进行干燥,之后取滤液进行蒸馏纯化即可得乙酸异戊酯。
【详解】(1)观察实验装置图知,仪器a为直形冷凝管或冷凝管;
(2)烧瓶中加入沸石可形成汽化中心,防止液体爆沸;
(3)加入过量乙酸是为了尽可能反应掉更多的异戊醇,提高异戊醇的转化率;
(4)酯化反应过程中会生成水,水经汽化、冷凝后汇聚到锥形瓶中,若锥形瓶中观察到水层没有增加,即可判断酯化反应进行完毕;
(5)步骤III中,第一次水洗用了少量的水,主要目的是溶解可溶于水的硫酸和乙酸,便于除去,之后又用饱和溶液洗是为了降低乙酸异戊酯在溶液中的溶解度,便于分层,由于乙酸异戊酯的密度小于水,再次水洗后乙酸异戊酯位于分液漏斗的上层;
(6)步骤II中,控制温度为69~81℃,结合表格中的物质沸点信息知,该温度下,环己烷和水会形成环己烷-水的共沸体系,故环己烷的作用是把水蒸发出来;
(7)加入烧瓶中的异戊醇的物质的量为,乙酸的物质的量为,异戊醇少量,则理论上生成的乙酸异戊酯为0.05mol,质量为,故该实验中乙酸异戊酯的产率为。
14.(23-24高二下·安徽淮北国泰中学·期末)己二酸(HOOCCH2CH2CH2CH2COOH)是一种工业上有重要意义的二元酸,实验室利用环己醇()合成己二酸的反应原理为:+8HNO3→HOOCCH2CH2CH2CH2COOH+8NO2↑+5H2O
实验装置如下图:
可能用到的有关数据如下表所示:
物质
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
相对分子质量
环己醇
25.9
160.8
20℃时水中溶解度为3.6g,可溶于乙醇、苯
100
己二酸
152
337.5
在水中溶解度:15℃时为1.44g,25℃时为2.3g,易溶于乙醇,不溶于苯
146
实验步骤如下:
①在三口烧瓶中加入50mL50%硝酸(密度为),再加入1~2粒沸石,滴液漏斗中盛放5.4mL(5.2g)环己醇。
②水浴加热三口烧瓶至50℃左右,移去水浴,逐滴加入5~6滴环己醇,摇动三口烧瓶,观察到有红棕色气体放出时再慢慢滴加剩余的环己醇,维持反应温度在60~65℃之间。
③当环己醇全部加入后,将混合物用80~90℃水浴加热约10min(注意控制温度),直至_______为止。
④趁热将反应液倒入烧杯中,放入冰水浴中冷却,析出晶体后过滤、洗涤得粗产品。
⑤粗产品经提纯后称重为5.2g。
回答下列问题:
(1)仪器B的名称为 。
(2)步骤②环己醇要逐滴滴加的原因是 。
(3)步骤③中,停止加热的判断依据是 。
(4)烧杯中NaOH溶液的作用是 (用离子方程式表示)。
(5)步骤④中为了除去可能的杂质和减少产品损失,可分别用冰水和 洗涤晶体。
(6)粗产品可用 法(填实验操作名称)提纯。
(7)本实验所得己二酸产率为 。(保留一位小数)
【答案】(1)球形冷凝管
(2)该反应为放热反应,滴加速度过快,反应过于剧烈,易引起爆炸,同时会使温度过高,导致硝酸分解,原料利用率降低
(3)无红棕色气体产生时
(4)2NO2+2OH-=++H2O
(5)苯
(6)重结晶
(7)68.5%
【详解】(1)由仪器构造可知,仪器B的名称为球形冷凝管,故答案为:球形冷凝管;
(2)控制环己醇的加入速度,防止反应过于剧烈引起爆炸,温度迅速上升,还会使硝酸分解,原料利用率降低,故答案为:该反应为放热反应,滴加速度过快,反应过于剧烈,易引起爆炸,同时会使温度过高,导致硝酸分解,原料利用率降低;
(3)判断反应完成需要有明确的实验现象,本实验中,基于反应有色物质是NO2,当NO2不再产生时,反应已经完成,从现象来说就是红棕色气体不再产生,故答案为:无红棕色气体产生时;
(4)烧杯中NaOH溶液的作用是吸收NO2,防止污染空气,NO2与NaOH溶液反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水,反应的离子方程式为2NO2+2OH-=++H2O,故答案为:2NO2+2OH-=++H2O;
(5)己二酸溶解度随温度变化较大,用冰水洗涤有利于晶体析出;根据表格可知,己二酸易溶于乙醇,不溶于苯,而环己醇易溶于苯和乙醇,要减少因洗涤导致的损失,可以分别用冰水和苯洗涤晶体,故答案为:苯;
(6)由于二者在水中的溶解度随温度的变化不同,则粗产品可用重结晶法提纯,故答案为:重结晶;
(7)由制备反应可知,5.2g环己醇完全反应,理论上制得的己二酸的质量为146g/mol=146g,则己二酸产率为100%=68.5%,故答案为:68.5%。
15.(23-24高二下·安徽淮北国泰中学·期末)按要求回答下列问题:
(1)现有六种有机物,回答下列问题:
A.;B.;C.;D.;E. ;F.。
①A物质中含有的官能团名称为 。
②上述化合物中互为同分异构体的是 (填标号)。
(2)青蒿素(分子式为)是目前最有效的抗疟疾药物,可从黄花蒿茎叶中提取。它是无色针状晶体,可溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,难溶于水,熔点为156℃~157℃,热稳定性差。常见的提取方法如下:
下列玻璃仪器中在操作Ⅰ中需要使用的有 (填标号),操作Ⅱ为 。
(3)GaN、GaP、GaAs熔融状态均不导电,据此判断它们是 (填“共价”或“离子”)化合物。它们的晶体结构与金刚石相似,其熔点如下表所示,试分析GaN、GaP、GaAs的熔点依次降低的原因: 。
物质
GaN
GaP
GaAs
熔点/℃
1700
1480
1238
(4)氮化钼作为锂离子电池负极材料具有很好的发展前景。它属于填隙式氮化物,N原子部分填充在Mo原子立方品格的八面体空隙中,晶胞结构如图所示,其中氮化钼晶胞参数anm,阿伏加德罗常数的值为,该晶体的密度为 (设阿伏加德罗常数的值为,用含a、的代数式表示)。
【答案】(1) 碳碳双键、羟基 A和C
(2) BD 蒸馏
(3) 共价 它们均为共价晶体,由于N、P、As的原子半径依次增大,故、、的键长依次增大,共价键越长,键能越小,熔点越低
(4)
【详解】(1)通过观察 A 物质中含有碳碳双键和羟基,故答案为:碳碳双键和羟基;同分异构体为分子式相同而结构不同的物质,故为A和C;
(2)操作Ⅰ为分离固液的操作,是过滤,需要烧杯、漏斗、玻璃棒,选BD;Ⅱ为蒸馏分离物质的操作;
(3)GaN、GaP、GaAs熔融状态均不导电,说明它们中没有那、阳离子,故据此判新它们是共价化合物,它们的晶体结构与金刚石相似,说明它们均为原子(共价)晶体,GaN、GaP、GaAs熔点分别为1700℃、1480℃、1238℃,且N、P、As原子半径增大,Ga-N 、Ga-P、Ga-As键长逐渐增大,键能减小,断裂化学键需要的能量小,因此熔点降低;故答案:它们均为共价晶体,由于N、P、As的原子半径依次增大,故、、的键长依次增大,共价键越长,键能越小,熔点越低;
(4)由题图信息知,Mo原子位于晶胞的顶角和面心,1个晶胞含有Mo原子的个数为,N原子位于晶胞的棱上和体心,1个晶胞含有N原子的个数为,故氮化钼的化学式为;氮化钼晶胞边长为anm,晶体的密度为:。
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题型05 有机实验分析
1.(22-23高二下·安徽芜湖·期末)有机化合物分子中基团间的相互影响会导致其化学性质的改变。下列叙述能说明上述观点的是
A.苯酚易与NaOH溶液反应,而乙醇不能
B.苯和甲苯都能与发生加成反应
C.乙烯能发生加成反应,而乙烷不能
D.等物质的量的甘油和乙醇分别与足量Na反应,前者反应生成的多
2.(22-23高二下·安徽芜湖·期末)下列除去括号内杂质的方法错误的是
A.硝基苯(苯)——蒸馏 B.乙炔(硫化氢)——氢氧化钠溶液
C.乙醇(水)——加后蒸馏 D.乙酸乙酯(乙醇)——饱和氢氧化钠溶液,分液
3.(22-23高二下·安徽芜湖·期末)将有机物在氧气中完全燃烧,并使产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰,发现两者分别增重和,测得其质谱和核磁共振氢谱如图所示,核磁共振氢谱中3组吸收峰面积之比为。下列说法正确的是
A.该有机物的相对分子质量为31 B.该有机物可用于提取碘水中的碘
C.该有机物分子间不能形成氢键 D.该有机物含有的键数目为
4.(22-23高二下·安徽芜湖·期末)下列关于实验装置图的叙述,正确的是
A.装置①:实验室制取乙烯 B.装置②:验证碳酸的酸性比苯酚强
C.装置③:验证溴乙烷发生消去反应可生成烯烃 D.装置④:验证乙炔的还原性
5.(22-23高二下·安徽芜湖·期末)下列实验方法或操作及现象能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方法或操作及现象
A
证明淀粉未水解
淀粉溶液和稀硫酸混合加热后,再加新制的悬浊液加热,无砖红色沉淀产生
B
分离出高级脂肪酸盐
向油脂皂化反应的产物中加入适量稀食盐水,下层析出固体高级脂肪酸盐(肥皂)
C
鉴别甲苯和苯
分别取等量样品盛于两支试管中,各加入少量等体积的酸性高锰酸钾溶液,观察是否褪色
D
证明苯和液溴发生了取代反应
液溴和苯在铁粉作用下剧烈放热,将产生的气体通入溶液,出现黄色沉淀
A.A B.B C.C D.D
6.(22-23高二下·安徽合肥庐江县·期末)利用如图所示的装置(夹持装置略去)进行实验,b中的现象能证明a中反应所得产物的是
选项
发生反应
实验现象
A
乙醇和浓反应生成乙烯
酸性溶液褪色
B
木炭粉和浓反应生成
溴水褪色
C
和浓盐酸反应生成
滴有酚酞的溶液褪色
D
苯和液溴反应生成
溶液中产生浅黄色沉淀
A.A B.B C.C D.D
7.(22-23高二下·安徽合肥庐江县·期末)对羟基苯甲醛俗称水杨醛,是一种用途极广的有机合成中间体,主要工业合成路线有以下两种,下列说法正确的是
A.①的反应类型为取代反应
B.对羟基苯甲醇分别与钠和氢氧化钠反应,消耗两者的物质的量相同
C.对甲基苯酚的同分异构体中含有苯环的有4种
D.水杨醛中所有原子一定共平面
8.(23-24高二下·安徽亳州·期末)下列实验能达到实验目的的是
A.实验室制备并收集乙酸乙酯
B.检验1-溴丙烷的消去产物为乙烯
C.实验室制备并检验生成了乙烯
D.证明苯和溴发生取代反应
9.(23-24高二下·安徽六安毛坦厂中学·期末)为探究2-溴丁烷的化学性质设计如下实验,下列有关说法错误的是
A.烧瓶中2-溴丁烷发生消去反应
B.若用溴水代替酸性溶液,装置②可以省去
C.装置③中酸性溶液紫色逐渐褪去
D.取反应后烧瓶中的溶液,滴加几滴溶液,产生浅黄色沉淀
10.(22-23高二下·安徽合肥合肥第一中学·期末)色胺酮是中药板蓝根等菘蓝药用植物有效成分。以甲醇为溶剂,可与色胺酮分子配位结合形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如图所示),下列说法错误的是
A.色胺酮分子中含有酰胺基,可在酸性或者碱性条件下水解
B.色胺酮分子中原子均为杂化
C.色胺酮钴配合物中钴的配位数为4
D.X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个分子,是通过氢键作用与色胺酮钴配合物相结合
11.(22-23高二下·安徽宿州灵璧第一中学·期末)下列实验装置能达到实验目的是(夹持仪器未画出)
A.①装置用于实验室制备乙炔
B.②装置制备并收集乙酸乙酯
C.③装置用于实验室制硝基苯
D.④装置可装置证明酸性:盐酸>碳酸>苯酚
12.(22-23高二下·安徽合肥六校·期末)某同学欲用下图所示装置比较乙酸、苯酚、碳酸的酸性强弱,实验进行一段时间后,盛有苯酚钠溶液的试管中溶液变浑浊。
(1)乙酸、苯酚、碳酸的酸性由强到弱的顺序是
(2)饱和NaHCO3溶液的作用是
(3)苯酚钠溶液中发生反应的化学方程式是
13.(22-23高二下·安徽黄山·期末)实验室制备硝基苯的反应原理和实验装置如图所示:
存在的主要副反应是在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。
有关数据如表所示:
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·cm-3
溶解性
苯
5.5
80
0.88
微溶于水
硝基苯
5.7
210.9
1.205
难溶于水
间二硝基苯
89
301
1.57
微溶于水
浓硝酸
83
1.4
易溶于水
浓硫酸
338
1.84
易溶于水
实验步骤如下:
取100 mL烧杯,用20 mL浓硫酸与18 mL浓硝酸配制混合酸,将混合酸小心加入B中。把18 mL(15.84 g)苯加入A中。向室温下的苯中逐滴加入混酸,边滴边搅拌,混合均匀。在50~60 ℃下发生反应,直至反应结束。
将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中,依次用少量水、5% NaOH溶液和水洗涤。分出的产物加入无水CaCl2颗粒,静置片刻,弃去CaCl2,进行蒸馏纯化,收集205~210 ℃馏分,得到纯硝基苯18 g。
回答下列问题:
(1)装置A的名称是 ,装置C的作用是 。
(2)配制混合酸时,请说明配制混合酸的正确操作: 。
(3)为了使反应在50~60 ℃下进行,常用的方法是 。反应结束并冷却至室温后A中液体就是粗硝基苯,粗硝基苯呈黄色的原因是 。
(4)在洗涤操作中,采用5% NaOH溶液洗涤的作用是 。
(5)本实验所得到的硝基苯产率是 。(保留两位有效数字)
14.(22-23高二下·安徽芜湖·期末)苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一、下面是它的一种实验室合成路线:
+2H2O+H2SO4+NH4HSO4
2+Cu(OH)2→()2Cu+2H2O
如图为制备苯乙酸的装置示意图(加热和夹持装置等略):已知:苯乙酸的熔点为76.5℃,微溶于冷水,溶于乙醇。
回答下列问题:
(1)在三口瓶a中加入硫酸。配制此硫酸时,加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是 。
(2)将a中的溶液加热至,缓缓滴加苯乙腈到硫酸溶液中然后升温至充分反应。在装置中,仪器b的作用是 ;仪器c的名称是 ,其作用是 。
(3)反应结束后加适量冷水,再分离出苯乙酸粗品。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是 (填标号)。
A.分液漏斗 B.漏斗 C.烧杯 D.直形冷凝管 E.玻璃棒
(4)提纯粗苯乙酸的具体操作步骤是 、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。最终得到纯品,则苯乙酸的产率是 (保留三位有效数字)
(5)用和溶液制备适量沉淀,并多次用蒸馏水洗涤沉淀,判断沉淀洗干净的实验操作和现象是 。
(6)将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中,充分溶解后,加入搅拌,过滤,滤液静置一段时间,析出苯乙酸铜晶体,混合溶剂中乙醇的作用是 。
15.(22-23高二下·安徽合肥庐江县·期末)某化学课外小组设计了如图所示的装置制取乙酸乙酯(图中夹持仪器和加热装置已略去)。请回答下列问题:
(1)该实验中,将乙醇、乙酸和浓硫酸加入三颈烧瓶中时,最先加入的液体不能是 。
(2)已知下列数据:
乙醇
乙酸
乙酸乙酯
98%浓硫酸
熔点/℃
16.6
-
沸点/℃
78.5
117.9
77.5
338.0
又知温度高于140℃时发生副反应:。考虑到反应速率等多种因素,用上述装置制备乙酸乙酯时,反应的最佳温度范围是 (填字母)。
a.℃ b.℃ c.115℃<T<130℃
(3)将反应后的混合液缓缓倒入盛有足量饱和碳酸钠溶液的烧杯中,搅拌、静置。饱和碳酸钠溶液的作用是:中和乙酸、溶解乙醇 。欲分离出乙酸乙酯,应使用的分离方法是 (填操作方法名称,下同),所用到的玻璃仪器为 ,进行此步操作后,所得有机层中的主要无机物杂质是水,在不允许使用干燥剂的条件下,除去水可用 的方法。
(4)若实验所用乙酸质量为,乙醇质量为,得到纯净的产品质量为,则乙酸乙酯的产率是 。
1.(23-24高二下·安徽淮北国泰中学·期末)为实现下列各选项中的实验目的,对应的实验操作、现象及结论错误的是
选项
实验目的
实验操作、现象及结论
A
实验室证明乙炔生成
将饱和食盐水滴在电石上,将生成的气体通入高锰酸钾溶液,溶液褪色,则有乙炔生成
B
检验苯和甲苯
取少量试剂,分别加入酸性高锰酸钾溶液,若高锰酸钾溶液不褪色,则待检试剂为苯,若高锰酸钾溶液褪色,则待检试剂为甲苯
C
鉴别乙醇和氯仿
取少量两种试剂,分别加入蒸馏水,其中与水互溶不分层的为乙醇,分层的为氯仿
D
除去乙烷中混有的少量乙烯
将混合气体通入溴的四氯化碳溶液,溴的四氯化碳溶液褪色,乙烯与溴反应的生成物为液态有机物,乙烷不与溴反应,从溶液中逸出
A.A B.B C.C D.D
2.(23-24高二下·安徽淮北国泰中学·期末)用下列实验装置进行相应的实验,能够达到实验目的的是
A.装置①可用于实验室制取少量的硝基苯
B.装置②可用于、浓硫酸共热制乙酸乙酯
C.装置③可用于分离乙酸乙酯和碳酸钠溶液的混合物
D.装置④可用于分离乙醇和乙醚的混合物
3.(23-24高二下·安徽淮北国泰中学·期末)按要求回答下列问题:
(1)2-丁烯的键线式为 ,其顺式结构式为 。
(2)某烷烃的碳骨架如图所示:
其系统命名法名称为 ,其一氯取代物有 种。
(3)分子式为,核磁共振氢谱吸收峰有两组峰的烃的结构简式为 。
(4)用*标出分子中的手性碳原子: 。
(5)写出实验室制乙炔的化学方程式: 。
(6)某有机物是汽车防冻液的成分之一,经元素分析测定,该有机物的质量分数是:碳,氢,氧。
①已知该有机物的密度是同温同压下氢气密度的31倍,则该有机物的相对分子质量为 。
②根据该有机物的实验式和相对分子质量,确认其分子式为 。
③若该有机物的红外光谱中有羟基和烃的吸收峰,写出其可能的结构简式: 。
4.(22-23高二下·安徽合肥合肥百花中学六校联考·期末)已知有机物 A的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志。B 和D是生活中两种常见的有机物。相互转化关系如图所示:
(1)A分子的结构简式为 ; B中官能团名称为 ; D中官能团名称为 。
(2)在反应①~④中,属于取代反应的是 (填序号)。
(3)实验室用B和 D反应制取 G,装置如图所示。
Ⅰ.反应④的化学方程式是 。
Ⅱ. b试管中盛放的溶液是
Ⅲ.分离出试管B中油状液体用到的主要仪器是 。
5.(22-23高二下·安徽宿州灵璧第一中学·期末)苯甲醇与苯甲酸都是常见的化工原料,工业上常在碱性条件下由苯甲醛制备苯甲醇与苯甲酸。某实验室模拟其生产过程,实验原理、实验方法及步骤如下:
实验原理: (该反应放热)
查阅资料:苯甲醛在空气中极易被氧化,生成白色苯甲酸。
名称
相对分子质量
密度
熔点(℃)
沸点(℃)
溶解性
水
醇
醚
苯甲醛
106
1.04g/cm³
-26
179.62
微溶
易溶
易溶
苯甲酸
122
1.26g/cm³
122.13
249
微溶
易溶
易溶
苯甲醇
108
1.04g/cm³
-15.3
205.7
微溶
易溶
易溶
乙醚
74
0.714g/cm³
-116.3
34.6
微溶
易溶
___________
实验方法及步骤如下:
I.向盛有足量KOH溶液的反应器中分批加入新蒸过的10.2mL(10.6g)苯甲醛,持续搅拌至混合物变成白色蜡糊状A,转移至锥形瓶中静置24小时以上。反应装置如图1所示。
Ⅱ.步骤I所得产物后续处理如图2所示。
回答下列问题。
(1)仪器a的名称为 。
(2)步骤I中苯甲醛需要分批加入且适时冷却的原因是 。
(3)产品1在核磁共振氢谱图中有 组峰。
(4)为获取产品1,将乙醚萃取液依次用饱和亚硫酸氢钠溶液、10%碳酸钠溶液和水进行洗涤并分液。“萃取”时,应取分液后 (填“上”或“下”)层液体并加入无水MgSO4,操作①的名称为 。
(5)产品2经干燥后称量,质量为5.6g,计算其产率为 (精确到0.1%)。
6.(23-24高二下·安徽马鞍山·期末)草酸是基本有机化工合成原料,广泛用于医药、冶金和化工等部门,其用量随着工业的大力发展不断增加。实验室在硝酸汞催化下,用浓硝酸氧化乙炔制备草酸,主要装置如图:
回答下列问题:
(1)仪器X的名称是 。
(2)多孔球泡的作用 。
(3)实验室制备乙炔常含有杂质,可用盛放 溶液的B装置除去(填试剂名称)。
(4)乙炔通入三颈烧瓶后,观察到有红棕色气体生成,C中反应的化学方程式为 。
(5)初始原料中硝酸的质量分数对草酸产量的影响如下表所示
硝酸的初始质量分数/%
30
40
50
60
每溶液中草酸的含量/g
4.1
6.8
9.3
8.1
请分析硝酸的初始质量分数过高草酸产量下降的原因 。
(6)称取草酸样品,配制成溶液,量取所配制的溶液于锥形瓶中,加入酸性溶液,发生反应:。向充分反应后的溶液中加入溶液至滴定终点;消耗溶液体积为。
上述滴定过程中发生反应的离子方程式为 。原试样中草酸的质量分数为 。
(7)研究表明乙炔也能通过电解法制备草酸,装置如下图所示,则阳极电极反应式为 。
7.(23-24高二下·安徽县中联盟·期末)环己烯常用于有机合成、油类萃取及用作溶剂。某实验小组以环己醇()在催化下制备环己烯:,其装置如图1:
图1 图2
下表为可能用到的有关数据:
相对分子质量
密度/
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
环己醇
100
0.96
25
161
微溶于水
环己烯
82
0.81
83
难溶于水
实验方案如下:
①将环己醇加入试管A中,再加入固体;
②利用水浴加热,在试管C内收集到环己烯粗品;
③反应后的粗产物倒入分液漏斗中,加入饱和食盐水,经振荡、静置、分液后,再蒸馏得到环己烯。
回答下列问题:
(1)环己醇沸点大于环己烯的主要原因除相对分子质量大外,还有 。
(2)环己烯粗品中含少量环己醇和等物质,产生的原因是 (用化学方程式表示)。加入饱和食盐水除去,经振荡、静置、分层后,产物应该从分液漏斗的 (填“上口倒出”或“下口放出”)。
(3)粗产品蒸馏提纯时,图2中可能会导致收集到的产品中混有高沸点杂质的装置是 (填选项字母)。
(4)环己烯含量测定
向环己烯样品中加入,充分反应后,剩余的与足量KI溶液反应,将反应后的溶液配成,取出用标准溶液滴定,用淀粉溶液作指示剂,终点时平均消耗标准溶液的体积为。
(以上数据均扣除干扰因素,已知:)
①选出正确的滴定操作并排序:检查是否漏水→蒸馏水洗涤→标准溶液润洗滴定管→装入标准液至“0”刻度以上,固定好滴定管→ (填选项字母,中间用箭头连接)→到达滴定终点,停止滴定,记录读数;
.调整管中液面至“0”或“0”刻度以下,记录读数
.调整管中液面,用胶头滴管滴加标准液恰好到“0”刻度
.锥形瓶放于滴定管下,边滴边摇动锥形瓶,眼睛注视滴定管内液面变化
.锥形瓶放于滴定管下,边滴边摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内颜色变化
.如图操作,排出滴定管尖嘴部分的气泡
.如图操作,排出滴定管尖嘴部分的气泡
②滴定终点现象为 ;
③样品中环己烯的质量分数为 。
(5)下列仪器不能为产品结构分析提供有效信息的是__________(填选项字母)。
A.元素分析仪 B.红外光谱仪 C.核磁共振仪 D.X射线衍射仪
8.(23-24高二下·安徽·期末)甲苯是重要的有机原料,某化学兴趣小组利用甲苯为主要原料,进行下列实验:
I.利用如图所示装置制备对溴甲苯(),并证明该反应为取代反应。
(1)装置甲中仪器M的名称为 ,实验过程中使用了40mL甲苯(约0.38mol)和30mL液溴(约0.58mol),则选用的仪器M的最合理规格为 (填字母)。
A.100mL B.200mL C.250mL D.500mL
(2)冷凝管中冷凝水从 (填“a”或“b”)口进入,装置乙中的作用为 ,能说明该反应为取代反应的实验现象为 。
(3)若最后得到对溴甲苯51.98g,则该实验中产品的产率约为 (结果保留两位有效数字)。
II.利用如图实验步骤制取苯甲酸。
反应原理为(未配平)。
(4)该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(5)粗苯甲酸中主要杂质为KCl和,可采用下列步骤纯化:
①其中趁热过滤的目的是 。
②最后得到的苯甲酸纯品晶体颗粒较小且晶体外形不规则,最可能的原因为 。
9.(23-24高二下·安徽宣城·期末)Ⅰ.离子液体在液液萃取、电化学、有机合成等方面有广泛应用。一种离子液体(相对分子质量284)的制备方法如下:
实验步骤为:
①在三颈烧瓶中加入甲基咪唑(相对分子质量为82),在保护下缓慢滴加等物质的量的正溴丁烷,保持回流30小时,得到液态粗品。
②用乙酸乙酯洗涤粗品3次,减压蒸馏,得到纯品。
③将溶于水,加入烧瓶中,缓慢滴加含等物质的量的溶液,室温下搅拌10小时,静置后分液。
④反应液分为两相,倾出轻相,并反复水洗重相,分液后得产品。
回答下列问题:
(1)N-甲基咪唑与正溴丁烷或水混合均可得到澄清溶液,N-甲基咪唑与水互溶的原因是 。
(2)本次实验的产率为 。
(3)可代替做萃取剂,其优点之一是比难挥发。比沸点高的原因是 。
(4)取一定量的产品进行红外分析,得谱图如下,经数据库比对,发现只有3428处的峰与标准谱图不一致,已知3428峰说明有键,则出现该峰的可能原因为 。
Ⅱ.青蒿素是屠呦呦团队从传统中药中发现的能治疗疟疾的有机化合物,其分子结构如图所示。
(5)青蒿素分子式为 ,可用 (方法)测定其空间结构,获得直接而可靠的结构信息。该分子空间结构 (填“是”或“不是”)平面形,官能团有过氧基、 (填名称)。
10.(23-24高二下·安徽滁州·期末)丙炔酸甲酯是一种重要的有机化工原料,沸点为。实验室制备少量丙炔酸甲酯的反应为:。
实验步骤如下:
步骤1:在反应瓶中加入丙炔酸、甲醇和浓硫酸,搅拌,加热回流一段时间。
步骤2:蒸出过量的甲醇(装置如下图)。
步骤3:反应液冷却后,依次用饱和溶液,溶液、水洗涤,分离出有机相。
步骤4:有机相加入无水硫酸镁颗粒,静置一段时间后弃去硫酸镁。最终通过蒸馏得到的纯净丙炔酸甲酯。
回答下列问题:
(1)步骤1中,加入过量甲醇的目的是 。
(2)上图所示的装置中仪器A的名称是 ;如果加热一段时间后发现烧瓶中忘记加碎瓷片,应该采取的正确操作是 。
(3)步骤3中,用溶液洗涤,主要除去的物质是 ;分离出有机相的操作名称为 。
(4)步骤4中,加入无水硫酸镁的目的是 。
(5)该实验中丙炔酸甲酯的产率为 。
11.(23-24高二下·安徽黄山·期末)已知反应:,实验室用如图所示装置制备溴乙烷(沸点为,密度为)。
实验前先向仪器中加入乙醇和足量浓硫酸,然后加入研细的溴化钠和几粒碎瓷片,向试管中加入少量蒸馏水。
(1)仪器的名称为 。为了更好控制温度,更好的加热方式是 。
(2)反应结束后,试管中含少量杂质,为了除去粗产品中的杂质,可选用的试剂是 (填字母选项)。加入试剂,在分液漏斗中振荡后静置,产物在 (“上层”或“下层”)。
A.苯 B.溶液 C.水 D.溶液
(3)经过分离、提纯、干燥后,该实验最终得到溴乙烷,则本实验溴乙烷的产率为 (结果保留一位小数)。
(4)乙二醇可用于生产汽车防冻液。溴乙烷可以通过①消去②加成③水解三步反制取乙二醇。制取过程中步骤①的反应条件为 ;步骤③的化学方程式为 。
12.(23-24高二下·安徽合肥百花中学·期末)正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。
发生的反应如下:CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO
反应物和产物的相关数据列表如下:
相对分子质量
沸点/(℃)
密度/(g·cm-3)
水中溶解性
正丁醇
74
117.2
0.8109
微溶
正丁醛
72
75.7
0.8017
微溶
实验步骤如下:
①将6.0gNa2Cr2O7放入100mL 烧杯中,加30mL 水溶解,再缓慢加入5mL浓硫酸,将所得溶液小心转移至B中。在 A 中加入3.70g 正丁醇和几粒沸石,加热。当有蒸气出现时,开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为90~95℃,在E中收集90℃以下的馏分。
②将馏出物倒入分液漏斗中,分去水层,向有机层加入无水 CaCl2过滤后蒸馏,收集75~77℃馏分,产量2.16g。
回答下列问题:
(1)实验中,能否将Na2Cr2O7溶液滴加到浓硫酸中,并说明理由: 。
(2)上述装置图中,仪器B的名称是 ,仪器D的名称是 。
(3)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分离水时,水在 (填“上”或“下”)层。加入无水 CaCl2的目的是 。
(4)温度计示数:C1 (填“>”、“<”或“=”)C2,反应温度应保持在90~95℃,其原因是
(5)该实验正丁醛的产率为 。
13.(23-24高二下·安徽六安皖西当代职业中专学校·期末)乙酸异戊酯是蜜蜂信息素的成分之一,乙酸和异戊醇制备乙酸异戊酯的原理:,实验装置如下图(加热装置和夹持装置均略去)。
实验步骤:
I.将4.4g异戊醇、6.0g乙酸、适量环己烷加入烧瓶中,滴入数滴浓硫酸。
II.缓慢加热烧瓶至液体沸腾,控制温度为69℃~81℃,依据锥形瓶中水的体积变化判断反应进程。
III.当酯化反应完毕时,停止加热。将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中,先后用少量水、饱和溶液、水洗涤。向分离出的产物中加入少量无水固体,振荡,静置,过滤,将滤液进行蒸馏纯化,得乙酸异戊酯3.9g。
已知:易吸水形成结晶水合物。物质的相关信息如下表:
密度
沸点/℃
水中溶解性
相对分子质量
异戊醇
0.81
131
微溶
88
乙酸
1.05
118
溶
60
乙酸异戊酯
0.87
142
难溶
130
环己烷
0.78
81
难溶
84
环己烷-水的
共沸体系
___________
69
___________
___________
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 。
(2)沸石的作用是 。
(3)本实验中加入过量乙酸的目的是 。
(4)当锥形瓶中观察到 ,判断酯化反应进行完毕。
(5)步骤III中,第一次水洗的主要目的是 ;水洗后乙酸异戊酯位于分液漏斗的 (填“上”或“下”)层。
(6)步骤II中,控制温度为69~81℃。环己烷的作用是 。
(7)该实验中乙酸异戊酯的产率为 。
14.(23-24高二下·安徽淮北国泰中学·期末)己二酸(HOOCCH2CH2CH2CH2COOH)是一种工业上有重要意义的二元酸,实验室利用环己醇()合成己二酸的反应原理为:+8HNO3→HOOCCH2CH2CH2CH2COOH+8NO2↑+5H2O
实验装置如下图:
可能用到的有关数据如下表所示:
物质
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
相对分子质量
环己醇
25.9
160.8
20℃时水中溶解度为3.6g,可溶于乙醇、苯
100
己二酸
152
337.5
在水中溶解度:15℃时为1.44g,25℃时为2.3g,易溶于乙醇,不溶于苯
146
实验步骤如下:
①在三口烧瓶中加入50mL50%硝酸(密度为),再加入1~2粒沸石,滴液漏斗中盛放5.4mL(5.2g)环己醇。
②水浴加热三口烧瓶至50℃左右,移去水浴,逐滴加入5~6滴环己醇,摇动三口烧瓶,观察到有红棕色气体放出时再慢慢滴加剩余的环己醇,维持反应温度在60~65℃之间。
③当环己醇全部加入后,将混合物用80~90℃水浴加热约10min(注意控制温度),直至_______为止。
④趁热将反应液倒入烧杯中,放入冰水浴中冷却,析出晶体后过滤、洗涤得粗产品。
⑤粗产品经提纯后称重为5.2g。
回答下列问题:
(1)仪器B的名称为 。
(2)步骤②环己醇要逐滴滴加的原因是 。
(3)步骤③中,停止加热的判断依据是 。
(4)烧杯中NaOH溶液的作用是 (用离子方程式表示)。
(5)步骤④中为了除去可能的杂质和减少产品损失,可分别用冰水和 洗涤晶体。
(6)粗产品可用 法(填实验操作名称)提纯。
(7)本实验所得己二酸产率为 。(保留一位小数)
15.(23-24高二下·安徽淮北国泰中学·期末)按要求回答下列问题:
(1)现有六种有机物,回答下列问题:
A.;B.;C.;D.;E. ;F.。
①A物质中含有的官能团名称为 。
②上述化合物中互为同分异构体的是 (填标号)。
(2)青蒿素(分子式为)是目前最有效的抗疟疾药物,可从黄花蒿茎叶中提取。它是无色针状晶体,可溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,难溶于水,熔点为156℃~157℃,热稳定性差。常见的提取方法如下:
下列玻璃仪器中在操作Ⅰ中需要使用的有 (填标号),操作Ⅱ为 。
(3)GaN、GaP、GaAs熔融状态均不导电,据此判断它们是 (填“共价”或“离子”)化合物。它们的晶体结构与金刚石相似,其熔点如下表所示,试分析GaN、GaP、GaAs的熔点依次降低的原因: 。
物质
GaN
GaP
GaAs
熔点/℃
1700
1480
1238
(4)氮化钼作为锂离子电池负极材料具有很好的发展前景。它属于填隙式氮化物,N原子部分填充在Mo原子立方品格的八面体空隙中,晶胞结构如图所示,其中氮化钼晶胞参数anm,阿伏加德罗常数的值为,该晶体的密度为 (设阿伏加德罗常数的值为,用含a、的代数式表示)。
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