5-3 烃的衍生物 同步作业 《化学（医药卫生类）》同步教学 高教版

主题五 简单有机化合物及其应用 第三节 烃的衍生物 同步作业 一、基础题（共70分） （一）选择题（每题3分，共33分） 1. 下列关于烃的衍生物的说法，正确的是（ ） A. 烃的衍生物是指烃分子中的氢原子被其他原子或原子团取代后的化合物 B. 烃的衍生物都含有碳、氢、氧三种元素 C. 烃的衍生物的化学性质与原烃完全相同 D. 烃的衍生物都难溶于水，易溶于有机溶剂 2. 下列物质中，属于醇类的是（ ） A. 乙酸（CH₃COOH） B. 乙醇（C₂H₅OH） C. 乙醛（CH₃CHO） D. 乙酸乙酯（CH₃COOC₂H₅） 3. 医药中常用的75%医用酒精，其主要成分乙醇（C₂H₅OH）的官能团是（ ） A. 羧基（-COOH） B. 羟基（-OH） C. 醛基（-CHO） D. 酯基（-COOR） 4. 下列关于乙酸（CH₃COOH）的说法，错误的是（ ） A. 乙酸分子中含有羧基，具有酸性 B. 乙酸能与乙醇发生酯化反应，生成乙酸乙酯 C. 乙酸是弱酸，但其酸性比碳酸强 D. 乙酸难溶于水，常用于调节药物的碱性 5. 下列反应中，属于酯化反应的是（ ） A. 乙醇与金属钠反应生成乙醇钠和氢气 B. 乙酸与氢氧化钠反应生成乙酸钠和水 C. 乙酸与乙醇在浓硫酸催化下反应生成乙酸乙酯和水 D. 乙醇在浓硫酸作用下加热生成乙烯和水 6. 医药中使用的阿司匹林（C₉H₈O₄），其分子中含有的官能团是（ ） A. 羟基和醛基 B. 羧基和酯基 C. 羟基和酯基 D. 羧基和醛基 7. 下列关于乙醛（CH₃CHO）的说法，正确的是（ ） A. 乙醛分子中含有醛基，能发生银镜反应 B. 乙醛是医用消毒酒精的主要成分 C. 乙醛易溶于水，且具有酸性 D. 乙醛能与盐酸反应生成盐 8. 下列物质中，能与碳酸钠溶液反应生成二氧化碳的是（ ） A. 乙醇（C₂H₅OH） B. 乙酸（CH₃COOH） C. 乙醛（CH₃CHO） D. 乙酸乙酯（CH₃COOC₂H₅） 9. 下列关于酯类化合物的说法，错误的是（ ） A. 酯类化合物都含有酯基（-COOR） B. 酯类化合物能发生水解反应，生成羧酸和醇 C. 乙酸乙酯是常用的医用溶剂，具有香味 D. 酯类化合物都难溶于水，且密度都比水大 10. 葡萄糖（C₆H₁₂O₆）是人体重要的能量来源，其分子中含有的官能团是（ ） A. 仅羟基 B. 仅醛基 C. 羟基和醛基 D. 羧基和羟基 11. 下列关于烃的衍生物在医药中应用的说法，正确的是（ ） A. 乙醇用作消毒是利用其氧化性 B. 乙酸用作药物酸度调节剂是利用其碱性 C. 葡萄糖用作补能剂是利用其能被人体代谢分解供能 D. 乙酸乙酯用作医用溶剂是利用其易水解的性质 （二）填空题（每空2分，共28分） 1. 烃的衍生物是指烃分子中的______被______取代后形成的有机化合物，其化学性质主要由______决定；常见的烃的衍生物类别有______、______、______、______等。 2. 乙醇（C₂H₅OH）是______色、有特殊香味的液体，溶于水，能与水以任意比例互溶；乙醇的主要化学性质有______（与钠反应）、______（与乙酸反应）、______（燃烧），其燃烧的化学方程式为______。 3. 乙酸（CH₃COOH）俗称______，是______色、有刺激性气味的液体，溶于水；乙酸具有______性，能使紫色石蕊溶液变______，能与碱、碳酸盐等反应。 4. 酯化反应是______与______在一定条件下反应生成______和______的反应，该反应是______反应（填“可逆”或“不可逆”），常用______作催化剂和吸水剂。 5. 医药中常见的烃的衍生物应用：乙醇用于______，乙酸用于______，葡萄糖用于______，阿司匹林用于______。 （三）判断题（每题1分，共9分，对的打“√”，错的打“×”） 1. 烃的衍生物都含有官能团，官能团决定了烃的衍生物的主要化学性质。（ ） 2. 乙醇与金属钠反应生成氢气，说明乙醇具有酸性。（ ） 3. 乙酸的酸性比碳酸强，因此乙酸能与碳酸钠反应生成二氧化碳。（ ） 4. 酯化反应中，浓硫酸的作用是催化剂和脱水剂。（ ） 5. 酯类化合物水解生成的产物一定是羧酸和醇。（ ） 6. 葡萄糖能发生银镜反应，说明其分子中含有醛基。（ ） 7. 乙醇用作消毒时，浓度越高消毒效果越好。（ ） 8. 阿司匹林是一种酯类化合物，能发生水解反应，因此储存时需密封防潮。（ ） 9. 烃的衍生物在医药中的应用都与其官能团的性质密切相关。（ ） 二、提升题（共30分） 简答题与探究题（每题10分，共30分） 1. ① 简述乙醇、乙酸、葡萄糖三种烃的衍生物的分子结构特点及主要化学性质，分析官能团对性质的影响；② 写出下列反应的化学方程式，并注明反应类型：a. 乙醇与金属钠的反应；b. 乙酸与氢氧化钠的反应；c. 乙酸与乙醇的酯化反应；d. 葡萄糖与银氨溶液的银镜反应（简化为生成银、氨气、葡萄糖酸铵和水）；③ 结合医药卫生领域，分析乙醇（75%溶液）、乙酸、阿司匹林的应用原理，说明其结构或性质与用途的关系。 2. ① 设计实验鉴别三种无色液体：乙醇（C₂H₅OH）、乙酸（CH₃COOH）、乙酸乙酯（CH₃COOC₂H₅）（写出实验原理、仪器、步骤、预期现象及结论）；② 某医药实验室需制备少量乙酸乙酯（用作药物溶剂），简述实验装置及操作注意事项（结合酯化反应的特点）；③ 现有一瓶失去标签的烃的衍生物溶液，可能是乙醇、乙醛或乙酸，设计实验方案确定其成分（写出实验步骤、现象及结论）。 3. ① 分析烃的衍生物在医药药物合成、消毒、补能等领域的应用（至少3例，如乙醇消毒、葡萄糖补能、阿司匹林解热镇痛），结合具体例子说明其官能团性质与用途的关联；② 葡萄糖是人体必需的营养物质，简述葡萄糖在体内的代谢过程（从化学角度说明其供能原理），分析为什么糖尿病患者需要控制葡萄糖的摄入量；③ 计算：现有100g 75%的医用酒精（密度为0.87g/cm³），计算其中乙醇的物质的量（乙醇的摩尔质量为46g/mol）；若将其稀释为50%的酒精溶液，需加入蒸馏水的质量（写出计算过程）。 参考答案 一、基础题 （一）选择题 1. A 2. B 3. B 4. D 5. C 6. B 7. A 8. B 9. D 10. C 11. C （二）填空题 1. 氢原子；其他原子或原子团；官能团；醇类；羧酸类；醛类；酯类（或糖类等合理答案） 2. 无；易；置换反应；酯化反应；氧化反应（燃烧）；C₂H₅OH + 3O₂ = 2CO₂ + 3H₂O 3. 醋酸；无；易；酸；红 4. 羧酸；醇；酯；水；可逆；浓硫酸 5. 消毒（75%溶液）；调节药物酸度；补充能量（静脉输液）；解热镇痛（合理答案即可） （三）判断题 1. √ 2. ×（乙醇的羟基与烃基相连，不具有酸性，与钠反应是因为羟基的活性） 3. √ 4. ×（浓硫酸作催化剂和吸水剂） 5. ×（酯类水解若在碱性条件下，生成羧酸盐和醇） 6. √ 7. ×（75%乙醇消毒效果最佳，过高浓度会使细菌表面蛋白质凝固形成保护膜） 8. √ 9. √ 二、提升题 1. 结构与性质分析 ① 三种烃的衍生物的结构特点及性质： 乙醇（C₂H₅OH）：结构特点为含羟基（-OH，与乙基相连）；主要性质：易溶于水，能与钠发生置换反应、与乙酸发生酯化反应、能燃烧，能使蛋白质变性。 乙酸（CH₃COOH）：结构特点为含羧基（-COOH）；主要性质：易溶于水，具有酸性（能使指示剂变色、与碱/碳酸盐反应），能与乙醇发生酯化反应。 葡萄糖（C₆H₁₂O₆）：结构特点为含多个羟基（-OH）和一个醛基（-CHO）；主要性质：易溶于水，能发生银镜反应、能被人体代谢分解供能，具有还原性。 官能团的影响：羟基（-OH）使乙醇具有水溶性和与钠反应的性质；羧基（-COOH）使乙酸具有酸性和酯化能力；醛基（-CHO）使葡萄糖具有还原性，多个羟基增强其水溶性，这些官能团直接决定了化合物的核心化学性质。 ② 化学方程式及反应类型： a. 乙醇与钠反应：2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂↑，反应类型：置换反应； b. 乙酸与氢氧化钠反应：CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O，反应类型：复分解反应（中和反应）； c. 乙酸与乙醇酯化反应：CH₃COOH + C₂H₅OH = CH₃COOC₂H₅ + H₂O，反应类型：酯化反应（可逆反应）； d. 葡萄糖银镜反应：C₆H₁₂O₆ + 2Ag(NH₃)₂OH = C₆H₁₁O₇NH₄ + 2Ag↓ + 3NH₃↑ + H₂O，反应类型：氧化反应（银镜反应）。 ③ 医药应用原理及性质-用途关系： 75%乙醇溶液消毒：性质为能使蛋白质变性、脂溶性强；原理：乙醇穿透细菌细胞膜，破坏蛋白质结构，导致细菌死亡，75%浓度兼顾渗透性和变性效果，用于皮肤、医疗器械消毒。 乙酸调节药物酸度：性质为弱酸性、易溶于水；原理：乙酸能中和药物中的碱性成分，将制剂pH调节至适宜范围（如增强药物稳定性、减少对人体的刺激性），用于药物合成和制剂调配。 阿司匹林解热镇痛：结构含羧基（-COOH）和酯基（-COOR）；性质为具有酸性、能抑制前列腺素合成；原理：通过抑制体内前列腺素的生成，发挥解热、镇痛和抗炎作用，用于缓解发热、头痛等症状。 2. 实验设计与鉴别 ① 鉴别三种无色液体的实验设计： 实验原理：乙醇易溶于水，能与钠反应生成氢气；乙酸易溶于水，具有酸性，能与碳酸钠反应生成二氧化碳；乙酸乙酯难溶于水，密度比水小，不与钠、碳酸钠反应。 仪器：试管、胶头滴管、烧杯、金属钠、碳酸钠粉末、蒸馏水； 步骤：1. 取三支试管，分别加入少量三种未知液体，编号为A、B、C；2. 向每支试管中加入等体积蒸馏水，振荡，观察溶解情况；3. 向溶解的两支试管中分别加入少量碳酸钠粉末，观察现象；4. 向未与碳酸钠反应的溶解液中加入一小块金属钠，观察现象； 预期现象及结论：1. 不溶于水且分层（上层为有机层）的是乙酸乙酯；2. 溶于水且加入碳酸钠后产生气泡的是乙酸（2CH₃COOH + Na₂CO₃ = 2CH₃COONa + CO₂↑ + H₂O）；3. 溶于水且加入金属钠后产生气泡的是乙醇（2C₂H₅OH + 2Na = 2C₂H₅ONa + H₂↑）。 ② 乙酸乙酯制备的实验装置及注意事项： 实验装置：圆底烧瓶（盛乙酸、乙醇、浓硫酸）、分液漏斗（添加反应物）、导管、试管（盛饱和碳酸钠溶液，置于冰水中冷却）； 操作注意事项：1. 反应物加入顺序：先加乙醇，再缓慢加浓硫酸，最后加乙酸，边加边搅拌（防止浓硫酸稀释放热导致液体飞溅）；2. 浓硫酸作催化剂和吸水剂，用量不宜过多（避免碳化）；3. 加热方式：水浴加热（控制温度约60℃，防止反应物挥发和副反应）；4. 导管末端置于饱和碳酸钠溶液液面上方（防止倒吸）；5. 饱和碳酸钠溶液的作用：吸收乙醇、中和乙酸、降低乙酸乙酯溶解度，便于分层分离。 ③ 未知烃的衍生物溶液鉴别： 实验步骤：1. 取少量溶液于试管中，滴加2滴紫色石蕊溶液，观察颜色变化；2. 若石蕊不变色，另取少量溶液于试管中，加入银氨溶液，水浴加热，观察是否有银镜生成；3. 若石蕊变红，说明溶液呈酸性，可确定为乙酸；若石蕊不变色但生成银镜，为乙醛；若既不变色也无银镜，为乙醇； 现象及结论：1. 石蕊溶液变红→乙酸；2. 生成银镜→乙醛；3. 无明显现象→乙醇。 3. 医药应用与计算 ① 烃的衍生物在医药领域的应用： 例1：乙醇（C₂H₅OH），官能团羟基（-OH），性质：脂溶性、能使蛋白质变性；用途：75%溶液用于消毒，利用其变性细菌蛋白质的性质，破坏细菌结构，适用于皮肤和医疗器械消毒。 例2：葡萄糖（C₆H₁₂O₆），官能团羟基（-OH）和醛基（-CHO），性质：易溶于水、能被人体代谢分解；用途：5%或10%葡萄糖溶液用于静脉输液，为脱水、低血糖患者补充能量，代谢方程式简化为C₆H₁₂O₆ + 6O₂ = 6CO₂ + 6H₂O + 能量，直接为人体供能。 例3：阿司匹林（C₉H₈O₄），官能团羧基（-COOH）和酯基（-COOR），性质：酸性、能抑制前列腺素合成；用途：解热镇痛药，通过羧基的酸性和酯基的稳定性，在体内发挥药理作用，缓解发热和疼痛，同时酯基的水解性要求密封储存。 例4：乙醛（CH₃CHO），官能团醛基（-CHO），性质：还原性；用途：用于合成药物中间体（如乙酸、乙酸乙酯），通过醛基的氧化反应构建药物分子结构。 ② 葡萄糖的代谢与糖尿病控制： 代谢供能原理：葡萄糖进入人体后，在酶的催化下发生氧化分解反应，生成二氧化碳和水，同时释放大量能量（C₆H₁₂O₆ + 6O₂ = 6CO₂ + 6H₂O + 能量），这些能量用于维持人体呼吸、运动等生命活动。 糖尿病患者控制摄入量的原因：糖尿病患者体内胰岛素分泌不足或胰岛素抵抗，导致葡萄糖无法正常进入细胞代谢，血液中葡萄糖浓度（血糖）过高；长期高血糖会损伤肾脏、血管、神经等器官，引发并发症，因此需控制葡萄糖摄入，避免血糖升高。 ③ 医用酒精的相关计算： 乙醇的物质的量计算：100g 75%医用酒精中乙醇的质量=100g×75%=75g；乙醇的物质的量=75g÷46g/mol≈1.63mol； 稀释所需蒸馏水质量：设需加入蒸馏水的质量为x，稀释前后乙醇质量不变；75g=(100g+x)×50%；解得x=50g；即需加入50g蒸馏水。 学科网（北京）股份有限公司 $