主题五 学生实验 重要有机化合物的性质 同步作业 《化学（农林牧渔）》同步教学 高教版

主题五 简单有机化合物及其应用 学生实验 重要有机化合物的性质同步作业 一、基础题（共70分） （一）选择题（每题3分，共33分） 1. 下列实验现象中，能证明甲烷（CH₄）是饱和烃的是（ ） A. 甲烷燃烧时火焰呈淡蓝色 B. 甲烷通入酸性KMnO₄溶液，溶液不褪色 C. 甲烷能与氯气在光照下反应 D. 甲烷难溶于水，易溶于有机溶剂 2. 检验乙烯（C₂H₄）中含有碳碳双键的实验方法是（ ） A. 观察乙烯的状态和颜色 B. 乙烯燃烧时观察火焰颜色 C. 乙烯通入溴的四氯化碳溶液，观察溶液是否褪色 D. 乙烯通入水中，观察是否溶解 3. 下列关于乙醇（C₂H₅OH）性质实验的说法，错误的是（ ） A. 乙醇能与水互溶，混合后溶液不分层 B. 乙醇能使酸性KMnO₄溶液褪色，体现其还原性 C. 乙醇与钠反应生成氢气，说明乙醇含有羟基 D. 乙醇能使紫色石蕊试液变红，体现其酸性 4. 乙酸（CH₃COOH）的酸性实验中，不能证明乙酸具有酸性的现象是（ ） A. 乙酸能与NaOH溶液反应 B. 乙酸能与Na₂CO₃溶液反应产生气泡 C. 乙酸能使紫色石蕊试液变红 D. 乙酸能与乙醇发生酯化反应 5. 下列实验操作中，能使乙酸乙酯（CH₃COOC₂H₅）水解速率加快的是（ ） A. 加入蒸馏水，稀释溶液 B. 加入稀硫酸，加热 C. 加入苯，振荡 D. 加入氯化钠溶液，静置 6. 鉴别乙醇和乙酸的最佳实验方法是（ ） A. 观察颜色和状态 B. 闻气味，有酒味的是乙醇 C. 加入紫色石蕊试液，变红的是乙酸 D. 点燃，能燃烧的是乙醇 7. 下列关于甲醛（HCHO）性质实验的说法，正确的是（ ） A. 甲醛能与银氨溶液反应生成银镜，体现其氧化性 B. 甲醛能使溴水褪色，发生加成反应 C. 甲醛溶液能使蛋白质凝固，体现其杀菌性 D. 甲醛燃烧时火焰呈淡蓝色，产物只有CO₂和H₂O 8. 酯化反应实验中，浓硫酸的作用是（ ） A. 只作催化剂 B. 只作吸水剂 C. 既作催化剂，又作吸水剂 D. 既作氧化剂，又作还原剂 9. 下列实验现象描述错误的是（ ） A. 乙烯通入溴水，溴水褪色，生成无色油状液体 B. 乙醇与钠反应，产生无色无味气体，钠浮在液面上 C. 乙酸与Na₂CO₃溶液反应，产生大量气泡，固体溶解 D. 乙酸乙酯在碱性条件下水解，分层现象消失 10. 下列实验操作错误的是（ ） A. 检验乙烯时，先通入溴水，再通入酸性KMnO₄溶液 B. 进行酯化反应时，先加入乙醇和乙酸，再加入浓硫酸 C. 鉴别乙酸乙酯和乙醇时，加入少量水，振荡后观察分层情况 D. 进行甲醛银镜反应时，试管内壁需洁净，水浴加热 11. 下列实验结论与实验现象不对应的是（ ） A. 甲烷通入酸性KMnO₄溶液不褪色——甲烷化学性质稳定 B. 乙烯通入溴水褪色——乙烯发生加成反应 C. 乙酸能与Na₂CO₃反应产生CO₂——乙酸酸性比碳酸强 D. 乙醇与浓硫酸共热产生乙烯——乙醇发生取代反应 （二）填空题（每空2分，共28分） 1. 甲烷的性质实验中，甲烷燃烧的化学方程式为______，火焰呈______色，产物通入澄清石灰水，石灰水______；甲烷与氯气在光照下发生______反应，生成多种氯代甲烷。 2. 乙烯的性质实验中，乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色，发生______反应，化学方程式为______；乙烯能使酸性KMnO₄溶液褪色，发生______反应，可用于鉴别乙烯和甲烷。 3. 乙醇的性质实验中，乙醇与金属钠反应的化学方程式为______，生成的气体能______，证明是氢气；乙醇在铜作催化剂、加热条件下与氧气反应，生成______，化学方程式为______。 4. 乙酸与乙醇的酯化反应实验中，反应的化学方程式为______，收集到的乙酸乙酯呈______色，具有______气味；实验中饱和Na₂CO₃溶液的作用是______、______、______。 5. 乙酸乙酯的水解实验中，酸性条件下水解生成______和______，碱性条件下水解生成______和______，______条件下水解更彻底。 （三）判断题（每题1分，共9分，对的打“√”，错的打“×”） 1. 甲烷和乙烯都能燃烧，燃烧时的火焰颜色相同。（ ） 2. 乙烯能使溴水和酸性KMnO₄溶液褪色，褪色原理相同。（ ） 3. 乙醇与钠的反应比水与钠的反应平缓，说明乙醇的酸性比水弱。（ ） 4. 酯化反应实验中，导管末端不能插入饱和Na₂CO₃溶液中，防止倒吸。（ ） 5. 乙酸乙酯在水中的溶解度较小，分层后上层为乙酸乙酯，下层为水。（ ） 6. 甲醛能发生银镜反应，所有醛类化合物都能发生银镜反应。（ ） 7. 鉴别甲烷、乙烯、乙炔时，可通过燃烧时的火焰颜色和浓烟程度区分。（ ） 8. 乙醇能被酸性KMnO₄溶液氧化为乙酸，体现乙醇的还原性。（ ） 9. 乙酸与Na₂CO₃反应产生的CO₂能使澄清石灰水变浑浊，可证明乙酸的酸性强于碳酸。（ ） 二、提升题（共30分） （一）简答题（10分） 1. 某学生进行“乙烯的性质”实验时，出现以下现象：① 乙烯通入溴水，溴水褪色，但未观察到油状液体；② 乙烯通入酸性KMnO₄溶液，溶液褪色，同时产生气泡。请分析：（1）现象①未观察到油状液体的原因（从反应条件、试剂浓度等方面说明）；（2）现象②产生气泡的原因（写出相关化学方程式）；（3）该实验对鉴别乙烯的启示。 2. 农林生产中，需通过实验鉴别三种肥料添加剂：乙醇、乙酸、乙酸乙酯。请设计实验方案（写出实验步骤、现象及结论），并说明每个实验步骤的设计依据（结合有机化合物的性质）。 （二）分析题（10分） 1. 分析下列实验误差原因，并提出改进措施： （1）酯化反应实验中，收集到的乙酸乙酯产量偏低； （2）乙烯的制备与检验实验中，酸性KMnO₄溶液未褪色； （3）乙酸乙酯水解实验中，碱性条件下分层现象未消失。 2. 某学生设计实验验证“乙酸的酸性强于碳酸”，实验步骤如下：① 向盛有少量Na₂CO₃固体的试管中加入足量乙酸溶液，观察到产生大量气泡；② 将产生的气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊。请分析该实验方案是否严谨，说明理由；若存在不足，提出改进方案，并说明改进依据（结合有机化合物性质和实验逻辑）。 （三）计算题（10分） 1. 酯化反应实验中，用6g乙酸（CH₃COOH）与4.6g乙醇（C₂H₅OH）反应，实际收集到5.28g乙酸乙酯（CH₃COOC₂H₅）。计算： （1）该反应的理论产量； （2）反应的产率； （3）若产率偏低，分析可能的原因（写出计算过程）。 2. 乙烯性质实验中，3.36L（标准状况下）乙烯通入溴的四氯化碳溶液中，充分反应后生成1,2-二溴乙烷（C₂H₄Br₂）。计算： （1）乙烯的物质的量； （2）生成1,2-二溴乙烷的质量； （3）若溴的四氯化碳溶液中含有0.2mol Br₂，反应后剩余Br₂的物质的量（写出计算过程）。 3. 乙酸乙酯水解实验中，取20mL 0.1mol/L乙酸乙酯溶液，在碱性条件下完全水解。计算： （1）水解生成乙酸钠的物质的量； （2）若用0.1mol/L盐酸中和水解液中的NaOH，需要盐酸的体积； （3）水解反应的化学方程式（写出计算过程）。 这份作业紧扣学生实验核心，既覆盖实验操作、现象、原理等基础内容，又结合误差分析、实验设计、农林应用等拓展点，注重实操性与逻辑推理能力的结合。若需调整题型比例（如增加更多实验探究题），或补充与农林生产相关的特色实验案例（如农药成分鉴别实验），欢迎随时告知，可进一步优化作业的针对性与实用性。 参考答案 一、基础题 （一）选择题 1. B 2. C 3. D 4. D 5. B 6. C 7. C 8. C 9. B 10. B 11. D （二）填空题 1. CH₄ + 2O₂=CO₂ + 2H₂O；淡蓝；变浑浊；取代 2. 加成；CH₂=CH₂ + Br₂→BrCH₂CH₂Br；氧化 3. 2C₂H₅OH + 2Na→2C₂H₅ONa + H₂↑；燃烧（或点燃产生淡蓝色火焰）；乙醛（CH₃CHO）；2C₂H₅OH + O₂=2CH₃CHO + 2H₂O 4. CH₃COOH + C₂H₅OH=CH₃COOC₂H₅ + H₂O；无；芳香；溶解乙醇；中和乙酸；降低乙酸乙酯的溶解度 5. 乙酸；乙醇；乙酸盐（或乙酸钠）；乙醇；碱性 （三）判断题 1. × 2. × 3. √ 4. √ 5. √ 6. √ 7. √ 8. √ 9. √ 二、提升题 （一）简答题 1. （1）未观察到油状液体的原因：① 乙烯通入速率过快，反应不充分，生成的1,2-二溴乙烷量少且溶解在四氯化碳中；② 溴的四氯化碳溶液浓度过低，生成的产物浓度不足以形成油状液体；③ 未静置分层，1,2-二溴乙烷与四氯化碳互溶，需静置后才能观察到分层现象。（2）产生气泡的原因：乙烯被酸性KMnO₄溶液氧化生成CO₂，化学方程式：5CH₂=CH₂ + 12KMnO₄ + 18H₂SO₄=10CO₂↑ + 12MnSO₄ + 6K₂SO₄ + 28H₂O。（3）鉴别启示：鉴别乙烯时，应先通过溴水（加成反应褪色，无气泡）确认碳碳双键，再用酸性KMnO₄溶液辅助验证，避免仅通过酸性KMnO₄溶液褪色判断，防止其他还原性气体干扰。 2. 实验方案：① 取少量三种物质分别加入三支试管，各加入2mL蒸馏水，振荡后静置，观察分层情况：分层且上层为油状液体的是乙酸乙酯（依据：乙酸乙酯难溶于水，密度比水小）；不分层的是乙醇和乙酸（依据：乙醇、乙酸均能与水互溶）。② 向不分层的两支试管中分别滴加2~3滴紫色石蕊试液，振荡观察：溶液变红的是乙酸（依据：乙酸具有酸性，能使石蕊试液变红）；溶液不变色的是乙醇（依据：乙醇呈中性，不能使石蕊试液变色）。 （二）分析题 1. （1）误差原因：① 反应物未充分混合，或浓硫酸加入顺序错误导致乙醇挥发；② 酯化反应是可逆反应，未及时分离产物（如未用饱和Na₂CO₃溶液吸收乙酸和乙醇）；③ 装置漏气，导致乙酸乙酯挥发。改进措施：① 按“乙醇→浓硫酸→乙酸”的顺序加入试剂，边加边振荡；② 实验装置密封良好，导管末端靠近饱和Na₂CO₃溶液液面但不插入；③ 反应后静置分层，及时收集上层乙酸乙酯。（2）误差原因：① 乙烯制备时温度未达到170℃，生成乙醚而非乙烯；② 乙烯中混有乙醇蒸气，乙醇被酸性KMnO₄溶液氧化，消耗氧化剂但未体现乙烯的性质；③ 酸性KMnO₄溶液浓度过高或过低。改进措施：① 乙醇与浓硫酸混合液加热至170℃，并加入碎瓷片防止暴沸；② 乙烯先通过水除去乙醇蒸气，再通入酸性KMnO₄溶液；③ 控制酸性KMnO₄溶液浓度为0.01mol/L左右。（3）误差原因：① 碱性条件下NaOH浓度不足，水解反应不彻底；② 未加热，水解速率过慢；③ 乙酸乙酯用量过多，水解不完全。改进措施：① 加入过量NaOH溶液（浓度≥0.5mol/L）；② 水浴加热至60~70℃，加速水解；③ 减少乙酸乙酯用量（≤1mL），确保水解完全。 2. 实验方案不严谨。理由：乙酸具有挥发性，反应生成的CO₂中混有乙酸蒸气，乙酸蒸气也能与澄清石灰水反应生成Ca(CH₃COO)₂，可能导致石灰水变浑浊，无法确定是CO₂与石灰水反应，从而不能严谨证明乙酸酸性强于碳酸。改进方案：① 向盛有Na₂CO₃固体的试管中加入足量乙酸溶液，产生的气体先通过盛有饱和NaHCO₃溶液的洗气瓶（除去乙酸蒸气，依据：乙酸能与NaHCO₃反应生成CO₂，而CO₂不与NaHCO₃反应）；② 将洗气后的气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，证明生成的是CO₂，从而证明乙酸酸性强于碳酸。 （三）计算题 1. 解：（1）n(CH₃COOH)=6g÷60g/mol=0.1mol，n(C₂H₅OH)=4.6g÷46g/mol=0.1mol； 酯化反应方程式：CH₃COOH + C₂H₅OH=CH₃COOC₂H₅ + H₂O，两者按1:1反应，理论上生成0.1mol乙酸乙酯； 理论产量=0.1mol×88g/mol=8.8g； （2）产率=（实际产量÷理论产量）×100%=（5.28g÷8.8g）×100%=60%； （3）产率偏低的原因：① 可逆反应未达平衡，反应物未完全转化；② 装置漏气导致乙酸乙酯挥发；③ 未及时分离产物，抑制反应正向进行。 答：（1）理论产量8.8g；（2）产率60%；（3）原因如上。 2. 解：（1）标准状况下，n(C₂H₄)=3.36L÷22.4L/mol=0.15mol； （2）反应方程式：CH₂=CH₂ + Br₂→BrCH₂CH₂Br，1mol乙烯生成1mol 1,2-二溴乙烷； 生成1,2-二溴乙烷的质量=0.15mol×188g/mol=28.2g； （3）n(Br₂)剩余=0.2mol - 0.15mol=0.05mol； 答：（1）乙烯物质的量0.15mol；（2）生成1,2-二溴乙烷28.2g；（3）剩余Br₂ 0.05mol。 3. 解：（1）n(乙酸乙酯)=0.1mol/L×0.02L=0.002mol； 碱性水解方程式：CH₃COOC₂H₅ + NaOH=CH₃COONa + C₂H₅OH，1mol乙酸乙酯生成1mol乙酸钠； 生成乙酸钠的物质的量=0.002mol； （2）水解时加入过量NaOH，假设加入0.002mol NaOH（与乙酸乙酯等物质的量），中和需n(HCl)=0.002mol； V(HCl)=0.002mol÷0.1mol/L=0.02L=20mL； （3）水解反应化学方程式：CH₃COOC₂H₅ + NaOH=CH₃COONa + C₂H₅OH。 答：（1）乙酸钠物质的量0.002mol；（2）需要盐酸20mL；（3）水解方程式如上。 学科网（北京）股份有限公司 $