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课时测评19 乙酸
(时间:45分钟 满分:100分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(1-4题,6-8题,10-12题,每小题4分,共40分)
题点1 乙酸的结构与性质
1.(2024·宿迁市宿豫中学段考)醋可以促进新陈代谢,增进食欲,还可杀菌消毒、预防疾病。食醋的主要成分是乙酸,下列关于乙酸的说法不正确的是( )
A.乙酸属于烃的含氧衍生物
B.乙酸中含有不饱和键,能使酸性KMnO4溶液褪色
C.乙酸能使紫色石蕊溶液变红
D.乙酸可与水以任意比例互溶
答案:B
解析:乙酸属于烃的含氧衍生物,故A正确;乙酸中含有碳氧双键,但不能使酸性KMnO4溶液褪色,故B错误;乙酸具有酸性,能使紫色石蕊溶液变红,故C正确;乙酸易溶于水,可与水以任意比例互溶,故D正确;故本题选B。
2.(2024·扬州市期末)下列关于乙醇和乙酸的说法正确的是( )
A.乙醇和乙酸分子中都含有碳氧双键
B.乙醇和乙酸都能使紫色石蕊溶液变红
C.乙醇和乙酸可以用NaHCO3溶液鉴别
D.乙醇转化为乙酸的过程属于还原反应
答案:C
解析:乙醇分子的结构简式为CH3CH2OH,乙酸分子的结构简式为CH3COOH。由结构简式可知,乙醇分子中不含有碳氧双键,故A错误;乙醇是不能在水溶液中电离出自由移动离子的非电解质,不能使紫色石蕊溶液变红,故B错误;乙醇不能与碳酸氢钠溶液反应,乙酸能与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳,所以用碳酸氢钠溶液可以鉴别乙醇和乙酸,故C正确;乙醇转化为乙酸的反应中,碳元素的化合价升高被氧化,该反应属于氧化反应,故D错误;故选C。
3.丙烯酸(CH2CH—COOH )是一种重要的化工原料,可通过下列反应制备。
2CH3CHCH2+3O22CH2CH—COOH+2H2O
下列关于丙烯酸的说法不正确的是( )
A.与乙酸互为同系物
B.能与NaHCO3溶液反应
C.能与乙醇发生酯化反应
D.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
答案:A
解析:丙烯酸属于不饱和一元羧酸,乙酸属于饱和一元羧酸,通式不同、结构不相似,不互为同系物,A项错误;丙烯酸含有羧基,酸性强于碳酸,能与NaHCO3溶液反应生成丙烯酸钠、二氧化碳和水,B项正确;丙烯酸含有羧基,在浓硫酸作用下,与乙醇共热发生酯化反应生成丙烯酸乙酯和水,C项正确;丙烯酸含有碳碳双键,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色,D项正确。
4.(2024·无锡市期终调研)具有相同官能团的有机物化学性质相似,据此判断下列对HOCH2CHCHCOOH的性质叙述正确的是( )
A.不能使紫色石蕊溶液变红
B.能使溴的四氯化碳溶液褪色
C.与足量Na反应生成HOCH2CHCHCOONa
D.在一定条件下能和乙醇发生酯化反应,不能和乙酸发生酯化反应
答案:B
解析:HOCH2CHCHCOOH中含有羧基,具有酸性,能使紫色石蕊溶液变红,故A错误;HOCH2CHCHCOOH中含有碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,故B正确;HOCH2CHCHCOOH含有羟基和羧基,能够和Na反应生成NaOCH2CHCHCOONa,故C错误;HOCH2CHCHCOOH中含有羧基和羟基,在一定条件下能和乙醇发生酯化反应,也能和乙酸发生酯化反应,故D错误;故选B。
5.(8分)分子式为C2H4O2的有机化合物A具有如下性质:
①A+Na→迅速产生气泡;
②A+CH3CH2OH有香味的物质。
(1)根据上述信息,对该化合物可作出的判断是 (填字母)。
A.一定含有—OH
B.一定含有—COOH
C.有机化合物A为乙醇
D.有机化合物A为乙酸
(2)A与金属钠反应的化学方程式为
。
(3)化合物A和CH3CH2OH反应生成的有香味的物质的结构简式为 。
(4)有机化合物B分子式为C2H4O3,与Na反应迅速产生H2,且1 mol B与足量Na反应放出1 mol H2,则B的结构简式为 。
答案:(1)BD
(2)2CH3COOH+2Na2CH3COONa+H2↑
(3)CH3COOCH2CH3
(4)HOCH2COOH
解析:(1)根据A的分子式及A的化学性质推知A为乙酸。(3)乙醇和CH3COOH发生酯化反应生成乙酸乙酯。(4)与Na反应迅速产生H2,则含有—COOH,且产生的H2与消耗的B的物质的量之比为1∶1,根据分子式,则必含—OH,B的结构简式为HOCH2COOH。
题点2 酯化反应
6.下列关于酯化反应的说法正确的是( )
A.用CH3COH与CH3COOH发生酯化反应,生成O
B.反应液混合时,顺序为先加入乙醇再加入浓硫酸最后加入乙酸
C.属于中和反应
D.用蒸馏的方法从饱和Na2CO3溶液中分离出乙酸乙酯
答案:B
解析:CH3COH与CH3COOH发生酯化反应,生成CH3CO18OCH2CH3和H2O,A项错误;浓硫酸密度比乙醇大,溶于含水乙醇放出大量的热,为防止酸液飞溅,加入药品时应先在试管中加入一定量的乙醇,然后将浓硫酸慢慢加入试管,并边加边振荡试管,最后再加入乙酸,B项正确;乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液分层,因此采取分液操作实现二者的分离,D项错误。
7.变化观念和平衡思想是化学核心素养之一,下列对乙酸与乙醇的酯化反应实验认识错误的是( )
A.浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂
B.用18O标记的CH3CO18OH与乙醇反应,检测到生成的乙酸乙酯中含有18O,可证明反应中乙酸断裂的是O—H键
C.通过调控反应条件可以改变乙酸乙酯的产率
D.升温和加入浓硫酸均可加快反应速率
答案:B
解析:在反应中,浓硫酸为催化剂,该反应为可逆反应,利用浓硫酸的吸水性,促使反应正向进行, A正确;用18O标记的CH3CO18OH与乙醇反应,检测到生成的乙酸乙酯中含有18O,可证明反应中乙酸断裂的是酯基中的C—O键,B错误;乙酸乙酯的制备为可逆反应,因此通过调控反应条件,可以促进反应正向进行,改变乙酸乙酯的产率,C正确;温度越高,反应速率越快,因此升温可加快反应速率;浓硫酸是酯化反应的催化剂,可以加快反应速率,D正确;答案选B。
8.1-丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)和乙酸在浓硫酸作用下,通过酯化反应制得乙酸丁酯,反应温度为115~125 ℃,反应装置如图,下列对该实验的描述正确的是( )
A.该实验可以选择水浴加热
B.该反应中,如果乙酸足量,1-丁醇可以完全被消耗
C.长玻璃管除平衡气压外,还起到冷凝回流的作用
D.在反应中1-丁醇分子脱去羟基,乙酸脱去氢原子
答案:C
解析:据信息,该反应温度为115~125 ℃,不能用水浴加热,故A错误;1-丁醇和乙酸的酯化反应为可逆反应,即使乙酸过量,1-丁醇也不能完全被消耗,故B错误;长玻璃管可以平衡试管内外气压,同时可冷凝回流乙酸及1-丁醇,故C正确;据酯化反应原理,1-丁醇分子脱去羟基中的氢原子,乙酸分子脱去羧基中的羟基,故D错误。
9.(16分)(2024·衡阳县期末)乙酸乙酯是应用最广的脂肪酸酯之一,是一种快干性溶剂,具有优异的溶解能力,是极好的工业溶剂,也可用于柱层析的洗脱剂。请回答相关问题:
Ⅰ.合成:
工业上利用有机化合物A合成乙酸乙酯以生产食用香料,图1为乙酸乙酯的常见合成路线(部分条件略去)。
(1)已知A的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志,则A的结构简式为 。
(2)写出B和D生成乙酸乙酯的化学方程式: ,
C中官能团的名称为 。
Ⅱ.制备:
某兴趣小组以无水乙醇和冰醋酸为原料制备一定量的乙酸乙酯,实验装置如图2。
(3)饱和碳酸钠溶液的作用是 。
(4)b装置还可选择图3中的 (填序号)。
(5)实验完毕后,将b装置充分振荡,静置后,溶液分为两层,乙酸乙酯在 层,常用 操作将两层液体分离。
答案:(1)CH2CH2
(2)CH3COOH+CH3CH2OHザ
CH3COOCH2CH3+H2O 醛基
(3)中和乙酸、溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度
(4)CD
(5)上 分液
解析:根据分析,A为CH2CH2,在一定条件下与水发生加成,生成CH3CH2OH,乙醇经过催化氧化生成CH3CHO,乙醛氧化生成乙酸,以此作答;(1)根据分析,A为CH2CH2;(2)乙醇与乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯:CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O;C为乙醛,官能团为醛基;(3)乙醇与乙酸具有挥发性,故碳酸钠溶液中和乙酸、溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度;(4)使用碳酸钠溶液除去杂质时防止倒吸,则可选C、D装置;(5)乙酸乙酯与乙酸钠溶液互不相溶,乙酸乙酯密度小于水,在溶液上层可用分液的方式分离二者。
10.(2024·连云港市期末)山梨酸是食品防腐剂,结构简式如图所示,下列有关山梨酸的叙述错误的是( )
A.能与H2发生加成反应
B.与乙醇和乙酸在一定条件都能发生取代反应
C.与互为同分异构体
D.1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,消耗3 mol NaOH
答案:D
解析:该物质中含碳碳双键,能与氢气发生加成反应,故A正确;该物质中存在醇羟基,能与乙酸发生取代反应,含有羧基能与乙醇发生取代反应,故B正确;由结构简式可知两者组成相同,但结构不同,因此互为同分异构体,故C正确;该物质中只有羧基能与NaOH反应,1 mol该物质含2 mol —COOH,能消耗2 mol NaOH,故D错误;故选D。
11.丙炔酸甲酯(CH≡CCOOCH3,沸点为103~105 ℃)是一种重要的化工原料。实验室制备丙炔酸甲酯(反应为CH≡C—COOH+CH3OHCH≡C—COOCH3+H2O),实验步骤如下:
步骤1:在反应瓶中,加入14 g丙炔酸、50 mL甲醇和2 mL浓硫酸,搅拌,加热回流一段时间。
步骤2:将反应瓶中的混合物转移至有碎瓷片的蒸馏烧瓶中,利用如图所示装置蒸出过量的甲醇。
步骤3:待蒸馏烧瓶中的反应液冷却后,依次用饱和NaCl溶液、5% Na2CO3溶液、水洗涤,分离出有机相。
步骤4:将有机相经无水Na2SO4干燥、过滤、蒸馏得丙炔酸甲酯。
下列说法不正确的是( )
A.步骤1中,加入过量甲醇的目的是作溶剂并使丙炔酸充分反应
B.步骤2中,蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是防止暴沸
C.步骤3中,用5% Na2CO3溶液洗涤可除去丙炔酸甲酯中的丙炔酸
D.步骤4中,可利用如图所示装置进行蒸馏得到丙炔酸甲酯
答案:D
解析:丙炔酸、甲醇和浓硫酸在加热条件下反应生成丙炔酸甲酯,加热回流一段时间后,加热蒸出甲醇,将反应液冷却后用饱和NaCl溶液、5% Na2CO3溶液、水洗涤,用分液法分离出有机相,经干燥后蒸馏得到丙炔酸甲酯,据此分析解题。酯化反应为可逆反应,甲醇过量,有利于丙炔酸的转化,提高利用率,且甲醇可作溶剂,A正确;蒸馏烧瓶中加入碎瓷片防止暴沸,B正确;丙炔酸具有酸性,可与碳酸钠溶液反应,则加入饱和碳酸钠溶液可除去丙炔酸,生成的丙炔酸甲酯不溶于水,溶液分层,可用分液的方法分离,C正确;丙炔酸甲酯的沸点为103~105 ℃,比水的沸点高,不能用水浴加热,可采用油浴加热的方法,D错误;故答案为D。
12.某有机物的结构简式如图所示,下列关于该有机物的说法正确的是( )
A.分子式为C7H6O5
B.1 mol该有机物能与4 mol Na发生反应
C.分子中含有两种官能团
D.1 mol该有机物能与4 mol NaOH发生反应
答案:B
解析:该有机物的分子式为C7H10O5,A项错误;羟基和羧基都能与钠反应,则1 mol该有机物能与4 mol Na发生反应,B项正确;该有机物分子中含有三种官能团:—OH、—COOH、,C项错误;该有机物分子中只有羧基能与NaOH反应,故1 mol该有机物能与1 mol NaOH发生反应,D项错误。
13.(16分)牛奶放置时间长了会变酸,这是因为牛奶中含有的乳糖在微生物的作用下分解变成了乳酸。乳酸最初是从酸牛奶中得到并由此而得名。乳酸的结构简式为CH3CH(OH)COOH。
(1)写出乳酸分子中官能团的名称: 。
(2)写出乳酸与足量金属钠反应的化学方程式: 。
(3)乳酸发生下列变化:
,所用的试剂a是 (填化学式,下同),b是 ;写出乳酸与少量碳酸钠溶液反应的化学方程式:
。
(4)请写出乳酸与乙醇反应的化学方程式: ,
反应类型是 。
(5)在浓硫酸作用下,两分子乳酸相互反应生成六元环状结构的物质,写出此生成物的结构简式: 。
答案:(1)羟基、羧基
(2)+2Na+H2↑
(3)NaHCO3或NaOH或Na2CO3(任意一种即可) Na
+Na2CO3+H2O+CO2↑
(4)+C2H5OHザ+H2O 酯化反应(或取代反应)
(5)
解析:(2)金属钠与羟基、羧基都能发生反应生成氢气。(3)在乳酸中先加入的试剂a只与羧基反应,不能与羟基反应,则加入的试剂a可以是NaOH、NaHCO3或Na2CO3,反应生成,后加入的试剂b与羟基发生反应,则加入的试剂b是金属Na。(4)乳酸分子中含有羧基,可以与乙醇发生酯化反应生成酯和水。(5)两分子乳酸相互反应生成具有六元环状结构的物质,则生成物为。
14.(20分)乙酸乙酯是重要的有机合成中间体,广泛应用于化学工业。实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下:
①在甲试管(如图)中加入2 mL浓硫酸,3 mL乙醇和2 mL乙酸的混合溶液。
②按图连接好装置(装置气密性良好)并加入混合液,小火均匀地加热3~5 min。
③待试管乙收集到一定量产物后停止加热,撤出试管并用力振荡,然后静置待分层。
④分离出乙酸乙酯层,洗涤、干燥。
(1)若实验中用乙酸和含18O的乙醇作用,该反应的化学方程式是
。
与教材采用的实验装置不同,此装置中采用了球形干燥管,其作用是 。
(2)甲试管中,混合溶液的加入顺序为 。
(3)步骤②中需要用小火均匀加热,其主要原因是 。
(4)欲将乙试管中的物质分离以得到乙酸乙酯,必须使用的仪器是 ;分离时,乙酸乙酯应该从仪器 (填“下口放”或“上口倒”)出。
(5)为了证明浓硫酸在该反应中起到了催化剂和吸水剂的作用,某同学利用如图所示装置进行了以下4个实验。实验开始先用酒精灯微热3 min,再加热使之微微沸腾3 min。实验结束后,充分振荡乙试管,再测有机层的厚度,实验记录如下:
实验
编号
甲试管中试剂
乙试管
中试剂
有机层的
厚度/cm
A
2 mL乙醇、1 mL乙酸、3 mL 18 mol·L-1浓硫酸
饱和
Na2CO3
溶液
3.0
B
2 mL乙醇、1 mL乙酸、3 mL H2O
0.1
C
2 mL乙醇、1 mL乙酸、3 mL 2 mol·L-1 H2SO4溶液
0.6
D
2 mL乙醇、1 mL乙酸、盐酸
0.6
①实验D的目的是与实验C相对照,证明H+对酯化反应具有催化作用。实验D中应加入盐酸的体积和浓度分别是 mL和 mol·L-1。
②分析实验 (填实验编号)的数据,可以推测出浓H2SO4的吸水性提高了乙酸乙酯的产率。
(6)若现有CH3COOH 90 g,CH3CH2OH 138 g发生酯化反应得到88 g乙酸乙酯,试计算该反应的产品产率为 (产率%=×100%)。
答案:(1)CH3COOH+CH3COHザCH3CO18OCH2CH3+H2O 冷凝,防倒吸
(2)乙醇、浓硫酸、乙酸 (3)减少反应物的挥发,增大产率 (4)分液漏斗 上口倒
(5)①3 4 ②A、C (6)66.7%
解析:(1)羧酸与醇发生的酯化反应中,羧酸脱去羟基,醇脱去氢,这是一个可逆反应,反应的化学方程式为CH3COOH+CH3COHザCH3CO18OCH2CH3+H2O;球形干燥管容积较大,使乙酸乙酯充分与空气进行热交换,起到冷凝的作用,并可防止倒吸;(2)三种试剂加入顺序是先加乙醇,再加浓硫酸,最后加乙酸;(3)乙酸、乙醇均有挥发性,步骤②中用小火均匀加热,可减少反应物的挥发,增大产率;(4)反应生成的乙酸乙酯难溶于饱和碳酸钠溶液,可用分液的方法进行分离,必须使用的仪器为分液漏斗;乙酸乙酯的密度比水小,所以在上层,分离时,乙酸乙酯应该从分液漏斗的上口倒出;(5)①实验D与实验C相对照,实验探究的是H+对酯化反应的催化作用,其他变量应相同,实验C中加入2 mL乙醇、1 mL乙酸、3 mL 2 mol·L-1 H2SO4溶液,要保证溶液体积一致,才能保证乙醇、乙酸的浓度不变,所以加入盐酸的体积为3 mL,要使实验D与实验C中H+的浓度相同,盐酸的浓度应为4 mol·L-1;②对照实验A和C可知,实验A中加入3 mL 18 mol·L-1浓硫酸,实验C中加入3 mL 2 mol·L-1 H2SO4溶液,A中生成的乙酸乙酯比C中生成的乙酸乙酯多,可以说明浓硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的产率;(6)90 g=1.5 mol,138 g=3 mol,由化学方程式可知乙醇过量,理论上生成的乙酸乙酯的物质的量需要按照乙酸的量进行计算,根据反应CH3COOH+CH3CH2OHザCH3COOCH2CH3+H2O,可知,理论上生成乙酸乙酯的物质的量为1.5 mol,而实际上生成了88 g,×100%≈66.7%。
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