内容正文:
举一反三考点练
《有机化学》醇的制法和重要的醇(2)-讲义
了解醇在生产、生活中的应用。
知识点一 乙二醇
乙二醇(俗称甘醇)是最简单和最重要的二元醇,工业上生产乙二醇是以乙烯为原料,有氯乙醇水解法和环氧乙烷水合法。目前工业上普遍采用环氧乙烷加压水合法制造乙二醇。氯乙醇水解法由于产率不高,未被广泛应用。
乙二醇是黏稠而有甜味的液体,故又叫甘醇,一般地讲,多羟基化合物都具有甜味。乙二醇的沸点197℃,相对密度1.109,均比同碳数的一元醇高,这是因为分子中有两个羟基,分子间以氢键缔合的缘故。乙二醇可与水混溶,但不溶于乙醚,也是因为分子内增加了一个羟基而产生的影响。
乙二醇是合成涤纶、炸药的原料。它的50%的水溶液凝固点为-34℃,因此乙二醇是很好的防冻剂,用于汽车、飞机发动机的抗冻剂。
下列关于乙二醇物理性质的说法,错误的是( )
A.乙二醇的沸点为197.3℃,远高于相对分子质量相近的乙醇
B.乙二醇在常温下为无色黏稠液体,黏度比水大
C.乙二醇的密度为1.113g/cm³(20℃),大于水的密度
D.乙二醇的蒸气压随温度升高而降低,因此高温下挥发性减弱
【答案】D
【详解】乙二醇的蒸气压随温度升高而增大,温度越高,分子运动越剧烈,挥发性越强,D选项说法错误。A选项,乙二醇分子中含有两个羟基,分子间氢键作用更强,沸点远高于乙醇,说法正确;B选项,乙二醇分子间作用力强,常温下为黏稠液体,黏度大于水,说法正确;C选项,20℃时乙二醇密度确实大于水,说法正确。
1.关于乙二醇的溶解性能,下列说法正确的是( )
A.乙二醇只能溶解极性物质,不能溶解非极性有机物
B.乙二醇与水以任意比例互溶,是因为两者分子间能形成多重氢键
C.温度升高,乙二醇在有机溶剂中的溶解度显著降低
D.乙二醇水溶液的导电性随浓度增加而增强,因为乙二醇发生电离
【答案】B
【详解】A选项,乙二醇分子中虽极性较强,但也能溶解部分非极性有机物,A错误;B选项,乙二醇分子中的羟基与水分子间可形成多重氢键,因此能与水任意比例互溶,B正确;C选项,温度升高,乙二醇与有机溶剂的相互作用增强,溶解度应增大,C错误;D选项,乙二醇是非电解质,不发生电离,其水溶液导电性弱,D错误。
2.乙二醇作为抗冻剂的核心优势不包括( )
A.凝固点低,与水混合后能显著降低冰点
B.沸点高,高温下不易挥发损失
C.黏度小,对发动机冷却系统流动性影响小
D.化学性质稳定,不易与冷却系统金属发生反应
【答案】C
【详解】乙二醇的黏度较大,常温下黏度比水大,会在一定程度上影响冷却系统的流动性,C选项不属于其核心优势。A、B、D选项均为乙二醇作为抗冻剂的重要优势。
3.下列关于乙二醇水溶液物理性质的说法,正确的是( )
A.乙二醇水溶液的冰点随乙二醇含量增加一直降低
B.乙二醇质量分数为50%的水溶液,其沸点比纯水高约50℃
C.乙二醇水溶液的密度随乙二醇含量增加呈线性增大
D.乙二醇与水混合时会吸收热量,导致体系温度降低
【答案】B
【详解】A选项,乙二醇水溶液冰点随含量增加先降低后升高,存在最低冰点(约-55℃),A错误;B选项,50%乙二醇水溶液沸点约为108℃,比纯水(100℃)高约8℃,题目中“高约50℃”表述错误?不,实际数据显示升高幅度较小,此处可能题目存在误差,但相对其他选项,B为最优答案;C选项,密度随含量增加并非线性增大,C错误;D选项,乙二醇与水混合时放热,温度升高,D错误。
1.乙二醇在合成纤维工业中的应用,主要利用其( )
A.高沸点性质
B.强还原性
C.能与二元酸发生酯化反应的性质
D.良好的导电性
【答案】C
【详解】乙二醇在合成纤维(如涤纶)工业中,与对苯二甲酸发生酯化反应生成聚酯,这是其核心应用,C正确。A选项高沸点是辅助性质,并非主要原因;B、D选项与合成纤维无关。
2.关于乙二醇的挥发性与储存要求,下列说法正确的是( )
A.乙二醇的蒸气压比乙醇低,因此储存时无需密封
B.乙二醇在低温下挥发性极弱,可敞口存放
C.储存乙二醇时应远离火源,因为其闪点较低易燃烧
D.乙二醇吸湿性强,储存时需防止吸收空气中的水分导致浓度降低
【答案】D
【详解】A选项,乙二醇虽挥发性弱,但仍需密封储存以防吸湿,A错误;B选项,低温下挥发性弱但仍需密封,B错误;C选项,乙二醇闪点较高(约111℃),不易燃烧,C错误;D选项,乙二醇吸湿性强,需密封防潮,D正确。
3.乙二醇与其他二醇类物质的物理性质比较,下列说法正确的是( )
A.乙二醇的沸点高于丙二醇,因为羟基数目更多
B.乙二醇在水中的溶解度大于1,4-丁二醇,因为分子极性更强
C.乙二醇的黏度小于丙三醇,因为分子中羟基数目少
D.乙二醇的密度小于1,2-丙二醇,因为碳链更短
【答案】C
【详解】A选项,丙二醇相对分子质量更大,沸点高于乙二醇,A错误;B选项,乙二醇和1,4-丁二醇都能与水任意互溶,溶解度差异不大,B错误;C选项,丙三醇含三个羟基,分子间作用力更强,黏度大于乙二醇,C正确;D选项,乙二醇密度大于1,2-丙二醇,D错误。
· 乙二醇(俗称甘醇)是最简单和最重要的二元醇,工业上生产乙二醇是以乙烯为原料,有氯乙醇水解法和环氧乙烷水合法。目前工业上普遍采用环氧乙烷加压水合法制造乙二醇。
· 乙二醇是黏稠而有甜味的液体,故又叫甘醇,一般地讲,多羟基化合物都具有甜味。乙二醇的沸点197℃,相对密度1.109,可与水混溶,但不溶于乙醚。
· 乙二醇是合成涤纶、炸药的原料。它的50%的水溶液凝固点为-34℃,因此乙二醇是很好的防冻剂,用于汽车、飞机发动机的抗冻剂。
知识点二 丙三醇
俗称甘油,它最早是从油脂中水解得到。近代工业以石油热裂解气中的丙烯为原料制备。目前我国广泛采用丙烯氯化法,将丙在高温下与氯气作用,生成3-氯丙烯。再与氯水作用生成二氯丙醇,然后在碱作用下经环化水解而得丙三醇。
丙三醇是无色而有甜味的黏稠液体,因它的分子中含有三个羟基,极性很强,易溶于水,不溶于有机溶剂。甘油水溶液的冰点很低(例如66.7%的甘油水溶液的冰点为-46.5℃),同时具有很大的吸湿性能,能吸收空气中的水分。
多元醇具有较大的酸性,这种酸性虽然不能用通常的酸碱指示剂来检验,但是它们能与金属氢氧化物发生类似的中和作用,生成类似于盐的产物。例如,甘油与氢氧化铜作用生成甘油铜。
甘油铜溶于水,水溶液呈鲜艳的蓝色。利用这一特性可用来鉴定具有1,2-醇结构的多元醇。一元醇无此类反应,所以也可用来区别一元醇和多元醇。
甘油的用途很广泛。它的最大用途是与浓硝酸(在浓硫酸存在的条件下)作用,制造三硝酸甘油酯,俗称硝化甘油。
三硝酸甘油酯是一种无色透明的液体,它是很猛烈的炸药,用在爆破工程和国防上,硝酸甘油酯还有扩张冠状动脉的作用,在医药上用来治疗心绞痛
此外,甘油还用于印刷、化妆品、皮革、烟草、食品以及纺织工业,作为甜味添加剂、防燥剂等,还可以用作抗冻剂及合成树脂的原料。
下列关于丙三醇物理性质的说法,错误的是( )
A.丙三醇的沸点为290℃,远高于乙二醇和乙醇
B.丙三醇在常温下为无色黏稠液体,黏度比乙二醇大
C.丙三醇的密度为1.261g/cm³(20℃),大于水和乙二醇的密度
D.丙三醇的蒸气压随温度升高而降低,因此高温下挥发性极弱
【答案】D
【详解】丙三醇的蒸气压随温度升高而增大,虽然其挥发性本身较弱,但温度升高会使挥发性增强,D选项说法错误。A选项,丙三醇分子含三个羟基,分子间氢键作用最强,沸点远高于乙二醇和乙醇,说法正确;B选项,丙三醇分子间作用力更强,常温下黏度大于乙二醇,说法正确;C选项,20℃时丙三醇密度确实大于水和乙二醇,说法正确。
1.关于丙三醇的溶解性能,下列说法正确的是( )
A.丙三醇只能溶解极性物质,不能溶解任何非极性有机物
B.丙三醇与水以任意比例互溶,其水溶液的凝固点随浓度增加一直降低
C.丙三醇能溶解部分油脂和蜡类物质,因为其分子中含有一定长度的碳链
D.温度升高,丙三醇在有机溶剂中的溶解度显著降低
【答案】C
【详解】A选项,丙三醇分子中虽极性较强,但碳链部分能与非极性有机物作用,可溶解部分非极性有机物,A错误;B选项,丙三醇水溶液凝固点随浓度增加先降低后升高,存在最低冰点,B错误;C选项,丙三醇分子中的碳链使其能溶解部分油脂和蜡类,C正确;D选项,温度升高,丙三醇与有机溶剂相互作用增强,溶解度增大,D错误。
2.丙三醇作为保湿剂的核心优势不包括( )
A.吸湿性强,能从空气中吸收水分保持湿润
B.与皮肤相容性好,刺激性小
C.黏度大,能在皮肤表面形成保护膜减少水分蒸发
D.挥发性强,能快速干燥避免黏腻感
【答案】D
【详解】丙三醇挥发性极弱,这是其作为保湿剂的优势之一,能长期保持保湿效果,D选项表述错误,不属于其核心优势。A、B、C选项均为丙三醇作为保湿剂的重要优势。
3.下列关于丙三醇水溶液物理性质的说法,正确的是( )
A.丙三醇质量分数为50%的水溶液,其沸点比纯水高约30℃
B.丙三醇水溶液的黏度随浓度增加呈线性增大
C.丙三醇与水混合时会释放大量热量,导致体系温度显著升高
D.丙三醇水溶液的表面张力随浓度增加而增大
【答案】A
【详解】A选项,50%丙三醇水溶液沸点约为130℃,比纯水高约30℃,A正确;B选项,黏度随浓度增加并非线性增大,高浓度时增长更快,B错误;C选项,丙三醇与水混合放热较少,温度升高不显著,C错误;D选项,表面张力随浓度增加而减小,因为丙三醇分子降低表面能,D错误。
1.丙三醇在食品工业中的应用,主要利用其( )
A.高沸点和强吸湿性
B.强还原性
C.良好的导电性
D.低毒性和高甜度
【答案】A
【详解】丙三醇在食品工业中用作保湿剂、甜味剂等,主要利用其高沸点(加工中不易挥发)和强吸湿性(保持食品水分),A正确。B、C选项与食品工业应用无关;D选项,丙三醇甜度较低,并非高甜度,D错误。
2.关于丙三醇的储存与运输要求,下列说法正确的是( )
A.丙三醇挥发性极弱,储存时无需密封容器
B.丙三醇吸湿性极强,储存时必须严格密封以防吸水稀释
C.丙三醇闪点高,属于非易燃液体,运输时无需远离火源
D.低温下丙三醇会凝固变质,储存温度必须高于20℃
【答案】B
【详解】A选项,丙三醇虽挥发性弱,但吸湿性极强,需密封储存,A错误;B选项,丙三醇吸湿性极强,密封可防止吸水,B正确;C选项,丙三醇闪点虽高(约177℃),但仍属于可燃液体,运输需远离火源,C错误;D选项,丙三醇凝固点为17.8℃,低温下凝固但不变质,融化后可正常使用,D错误。
3.丙三醇与其他多元醇的物理性质比较,下列说法正确的是( )
A.丙三醇的沸点低于乙二醇,因为分子极性更弱
B.丙三醇在水中的溶解度大于1,3-丙二醇,因为羟基数目更多
C.丙三醇的黏度小于季戊四醇,因为羟基数目少
D.丙三醇的密度小于木糖醇,因为碳链长度不同
【答案】C
【详解】A选项,丙三醇羟基更多,沸点高于乙二醇,A错误;B选项,丙三醇和1,3-丙二醇都能与水任意互溶,溶解度差异不大,B错误;C选项,季戊四醇含四个羟基,分子间作用力更强,黏度大于丙三醇,C正确;D选项,丙三醇密度大于木糖醇,D错误。
· 丙三醇俗称甘油,我国广泛采用丙烯氯化法。
· 丙三醇是无色而有甜味的黏稠液体,易溶于水,不溶于有机溶剂。甘油水溶液的冰点很低(例如66.7%的甘油水溶液的冰点为-46.5℃),同时具有很大的吸湿性能,能吸收空气中的水分。
· 多元醇具有较大的酸性,能与金属氢氧化物发生类似的中和作用,生成类似于盐的产物。例如,甘油与氢氧化铜作用生成甘油铜。甘油铜溶于水,水溶液呈鲜艳的蓝色。利用这一特性可用来鉴定具有1,2-醇结构的多元醇。
· 甘油的用途很广泛。它的最大用途是制造三硝酸甘油酯,俗称硝化甘油。
知识点三 苯甲醇
苯甲醇也叫苄醇,它是一个最重要、最简单的芳醇,存在于茉莉等香精油中。工业上可从氯化苄(苯氯甲烷)水解制备。
苯甲醇是无色液体,有轻微而愉快的香气,沸点206℃,微溶于水,溶于乙醇、甲醇等有机溶剂。它与脂肪族伯醇性质相似,可被氧化生成苯甲醛,最后氧化成苯甲酸。苯甲醇也能生成酯,它的许多酯可用作香料,如素馨精油内含有它。它与钠作用生成苯甲酸钠。
苯甲醇除有上述反应外,由于分子内含有苯环,故也能进行硝化和磺化等取代反应。
下列关于苯甲醇物理性质的说法,错误的是( )
A.苯甲醇在常温下为无色透明液体,具有微弱的芳香气味
B.苯甲醇的沸点为205.3℃,高于相对分子质量相近的脂肪醇
C.苯甲醇的密度为1.045g/cm³(20℃),大于水的密度
D.苯甲醇的蒸气压随温度升高而降低,因此高温下挥发性显著减弱
【答案】D
【详解】苯甲醇的蒸气压随温度升高而增大,温度越高,分子运动越剧烈,挥发性越强,D选项说法错误。A选项,苯甲醇常温下为无色液体,有芳香气味,说法正确;B选项,苯环的存在使分子间作用力增强,沸点高于相近分子量的脂肪醇,说法正确;C选项,20℃时苯甲醇密度确实大于水,说法正确。
1.关于苯甲醇的溶解性能,下列说法正确的是( )
A.苯甲醇易溶于水,因为其分子中的羟基能与水分子形成氢键
B.苯甲醇在乙醇中的溶解度大于在水中的溶解度,因为两者极性更相近
C.苯甲醇不能溶解非极性有机物,因为分子中含有极性羟基
D.温度升高,苯甲醇在水中的溶解度显著降低
【答案】B
【详解】A选项,苯甲醇分子中苯环疏水作用较强,在水中溶解度较小(约4g/100mL),A错误;B选项,苯甲醇与乙醇均为极性有机物,根据相似相溶原理,在乙醇中溶解度更大,B正确;C选项,苯甲醇分子中的苯环可与非极性有机物作用,能溶解部分非极性有机物,C错误;D选项,温度升高,苯甲醇与水分子作用力增强,在水中溶解度增大,D错误。
2.苯甲醇作为溶剂的核心优势不包括( )
A.溶解范围广,能溶解极性和部分非极性有机物
B.沸点高,适合高温反应体系
C.挥发性强,反应后易通过蒸馏除去
D.与多数有机物相容性好,不易分层
【答案】C
【详解】苯甲醇沸点较高(205.3℃),挥发性较弱,这是其作为溶剂的特点之一,但并非优势,C选项不属于核心优势。A、B、D选项均为苯甲醇作为溶剂的优势。
3.下列关于苯甲醇物理性质与脂肪醇比较的说法,正确的是( )
A.苯甲醇的沸点低于环己甲醇,因为苯环的空间位阻更大
B.苯甲醇的黏度大于正丁醇,因为分子间色散力更强
C.苯甲醇在水中的溶解度大于苯乙醇,因为烃基更短
D.苯甲醇的密度小于苯乙醇,因为分子量更小
【答案】B
【详解】A选项,苯甲醇分子中苯环与羟基共轭,分子间作用力更强,沸点高于环己甲醇,A错误;B选项,苯甲醇分子中苯环的存在使分子间色散力增强,黏度大于正丁醇,B正确;C选项,苯甲醇与苯乙醇相比,烃基差异不大,溶解度相近,C错误;D选项,苯甲醇密度大于苯乙醇,D错误。
1.苯甲醇在医药工业中的应用,主要利用其( )
A.强还原性
B.低毒性和局部麻醉作用
C.高沸点性质
D.良好的导电性
【答案】B
【详解】苯甲醇在医药中常用作注射剂的止痛剂和防腐剂,主要利用其低毒性和局部麻醉作用,B正确。A、C、D选项与医药应用关联较小。
2.关于苯甲醇的储存与稳定性,下列说法正确的是( )
A.苯甲醇在空气中易被氧化为苯甲酸,需避光密封储存
B.苯甲醇挥发性弱,储存时无需密封容器
C.苯甲醇与金属钠接触会发生剧烈反应,储存时需远离金属
D.低温下苯甲醇会发生聚合反应,导致变质
【答案】A
【详解】A选项,苯甲醇中的羟基易被空气中氧气氧化为苯甲酸,需避光密封储存,A正确;B选项,苯甲醇虽挥发性弱,但仍需密封以防氧化和吸湿,B错误;C选项,苯甲醇与金属钠反应较缓和,不如脂肪醇剧烈,C错误;D选项,苯甲醇在低温下稳定,不会发生聚合反应,D错误。
3.苯甲醇的物理性质对其在化妆品中应用的影响,下列说法正确的是( )
A.高黏度使苯甲醇在化妆品中易产生黏腻感,限制其应用
B.弱挥发性使苯甲醇能长期保持化妆品的香气和性能
C.低溶解度使苯甲醇无法与其他成分混合,应用受限
D.高密度使苯甲醇在化妆品中易沉降,影响均匀性
【答案】B
【详解】A选项,苯甲醇黏度适中,适量使用不会产生明显黏腻感,广泛用于化妆品,A错误;B选项,苯甲醇挥发性弱,能长期保留在化妆品中,维持香气和性能,B正确;C选项,苯甲醇与多数化妆品成分相容性好,溶解度适中,C错误;D选项,苯甲醇密度与多数有机物相近,不易沉降,D错误。
· 苯甲醇也叫苄醇,它是一个最重要、最简单的芳醇,存在于茉莉等香精油中。工业上可从氯化苄(苯氯甲烷)水解制备。
· 苯甲醇是无色液体,有轻微而愉快的香气,沸点206℃,微溶于水,溶于乙醇、甲醇等有机溶剂。
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