内容正文:
第2课时 乙酸
题组一 乙酸的物理性质、结构及弱酸性
1.下列物质中,能与金属钠反应放出氢气,还能与碳酸钠溶液反应放出二氧化碳气体的是( )
A.乙醇 B.乙烯
C.乙烷 D.乙酸
2.李时珍《本草纲目》中记载:“酸温。散解毒,下气消食……少饮和血行气……”根据中医理论,蛔虫“得酸则伏”吃醋可缓解蛔虫病带来的胃肠绞痛。下列物质中,在一定条件下能与醋酸发生反应的是( )
①石蕊 ②乙醇 ③金属镁 ④氢氧化铁 ⑤氧化钙 ⑥碳酸钠 ⑦稀硫酸
A.①③④⑤⑦ B.②③④⑥⑦
C.①②③④⑤⑥⑦ D.①②③④⑤⑥
3.乙酸分子的结构式为,下列反应及断键部位正确的是( )
①乙酸的电离,是ⅰ键断裂
②乙酸与乙醇发生酯化反应,是ⅱ键断裂
③在红磷存在时,Br2与CH3COOH的反应:CH3COOH+Br2CH2Br—COOH+HBr,是ⅲ键断裂
④乙酸变成乙酸酐的反应:2CH3COOH+H2O,是ⅰ和ⅱ键断裂
A.①②③ B.①②③④
C.②③④ D.①③④
4.关于有机物(HO—CH2CHCHCH2—COOH)的说法不正确的是( )
A.含有3种官能团 B.可发生加聚反应
C.分子式为C5H8O2 D.可与NaHCO3溶液反应生成CO2
题组二 酯化反应 酯
5.酯化反应是有机化学中的一类重要反应,下列对酯化反应理解不正确的是( )
A.酯化反应的产物只有酯
B.酯化反应可看成取代反应的一种
C.酯化反应是有限度的
D.浓硫酸可作酯化反应的催化剂
6.将1 mol乙醇(其中的羟基氧用18O标记)在浓硫酸存在并加热的条件下与足量乙酸充分反应。下列叙述不正确的是( )
A.生成的水分子中一定含有18O
B.生成的乙酸乙酯中含有18O
C.可能生成45 g乙酸乙酯
D.不可能生成相对分子质量为88的乙酸乙酯
7.某学习小组设计以下两套装置(部分夹持装置略去),用乙醇、乙酸和浓硫酸作原料分别制备乙酸乙酯(沸点77.2 ℃)。下列有关说法错误的是( )
A.浓硫酸能加快酯化反应速率
B.装置b比装置a原料损失的少
C.可用过滤的方法分离出乙酸乙酯
D.使用饱和碳酸钠溶液,可以除去乙酸乙酯中的大部分杂质
8.已知反应:甲()+乙
丙()+H2O,则下列判断不正确的是( )
A.乙物质为甲醇
B.该反应为取代反应
C.甲和乙都能与金属钠反应产生氢气
D.甲、乙、丙都能因与溴的四氯化碳溶液发生加成反应而使溶液褪色
9.酯是自然界中广泛存在的物质,分子式为C4H8O2的酯共有( )
A.4种 B.5种 C.6种 D.7种
10.在同温、同压下,某有机物与过量Na反应得到V1 L氢气,另取一份等量的该有机物与足量NaHCO3反应得到V2 L二氧化碳,若V1=V2≠0,则有机物可能是( )
A. B.HOOC—COOH
C.HOCH2CH2OH D.CH3COOH
11.苹果酸有特殊的酸味,主要用于食品和医药行业。苹果酸的结构简式为
,下列说法正确的是( )
A.苹果酸中能发生酯化反应的官能团有3种
B.1 mol苹果酸可与2 mol NaOH发生中和反应
C.1 mol苹果酸与足量Na反应生成1 mol H2
D.HOOC—CH2—CH(OH)—COOH与苹果酸互为同分异构体
12.分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机物有(不含立体异构)( )
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
13.已知A的产量通常用来衡量一个国家的石油化工发展水平,B、D是饮食中两种常见的有机物,F是一种有香味的物质,F中碳原子数是D的两倍。现以A为主要原料合成F和高分子化合物E,其合成路线如图所示。
(1)A的结构式为 ,B中决定其性质的重要官能团的名称为 。
(2)写出反应的化学方程式并判断反应类型。
① ,反应类型: 。
② ,反应类型: 。
(3)实验室怎样鉴别B和D?
。
(4)在实验室里我们可以用如图所示的装置来制取F,乙中所盛的试剂为 ,该溶液的主要作用是
;
该装置图中有一个明显的错误是 。
14.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),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
0.6
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
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 (填字母)的数据,可以推测出浓硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的产率。
(6)若实验所用乙酸的质量为6.0 g,乙醇的质量为5.0 g,得到纯净的产品质量为4.4 g,则乙酸乙酯的产率是 。(产率指的是某种生成物的实际产量与理论产量的比值)
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第2课时 乙酸
1.D 乙酸既可以与钠反应放出氢气,又能与碳酸钠反应放出二氧化碳气体,而乙醇不能与碳酸钠溶液反应,乙烯、乙烷与二者均不反应。
2.D CH3COOH为有机酸,具有酸的通性,能使石蕊溶液变红,能和活泼金属镁反应生成H2,能与碱性氧化物及碱生成盐和水,能与Na2CO3反应生成CO2,能与乙醇发生酯化反应,但乙酸和H2SO4不反应,故①②③④⑤⑥正确。
3.B 乙酸电离出H+时,断裂ⅰ键;在酯化反应时酸脱羟基,断裂ⅱ键;与Br2的反应,取代了甲基上的氢,断裂ⅲ键;生成乙酸酐的反应,一个乙酸分子断ⅰ键,另一个分子断ⅱ键, B正确。
4.C 该物质分子中含有羟基、羧基、碳碳双键3种官能团,A正确;该物质分子中含有官能团碳碳双键,因此在一定条件下能够发生加聚反应,B正确;根据物质结构简式可知其分子式是C5H8O3,C错误;该物质分子中含有羧基,具有酸性,因此能与NaHCO3溶液反应生成CO2气体,D正确。
5.A 酯化反应的产物为酯和水。
6.A CH3COH与CH3COOH发生酯化反应的原理为CH3COH+CH3COOH+H2O,因此生成的水中不含18O,乙酸乙酯中含有18O,生成乙酸乙酯的相对分子质量为90。该反应为可逆反应,1 mol CH3COH参加反应,生成酯的物质的量为0<n(酯)<1 mol,即质量关系为0<m(酯)<90 g。
7.C A项,浓硫酸为酯化反应的催化剂,催化剂可以加快反应速率;B项,装置b采用水浴加热,能控制反应温度,减少乙酸和乙醇的挥发,可提高原料的利用率,装置b比装置a原料损失的少;C项,乙酸乙酯为油状液体,与饱和碳酸钠溶液不互溶,应用分液的方法分离,过滤是分离固液混合物的方法;D项,使用饱和碳酸钠溶液,可以除去乙酸乙酯中的大部分杂质,如乙醇和乙酸。
8.D 根据反应方程式可知,乙为甲醇(CH3OH),发生的反应为酯化反应,也为取代反应,A、B正确;甲和乙(CH3OH)都能和金属钠反应生成H2,C正确;甲和丙分子中均含有,可以和溴发生加成反应,但乙为CH3OH,不能和溴发生加成反应,D错误。
9.A 酯类物质一定有酯基(—COO—),若为HCOOC3H7,丙基有2种结构,则对应的酯有2种;若为CH3COOC2H5,乙基有1种结构,则对应的酯有1种;若为C2H5COOCH3,则对应的酯有1种,共4种。
10.A 钠既能与羟基反应,又能与羧基反应,且2—OH~H2、2—COOH~H2,NaHCO3与羧基反应,且—COOH~CO2;由题意知该有机物中既有羧基又有羟基,且羧基和羟基个数相等,A项中的物质符合要求。
11.B A项,苹果酸中含—OH和—COOH 2种能发生酯化反应的官能团;B项,1 mol苹果酸最多可与2 mol NaOH发生中和反应;C项,1 mol苹果酸与足量Na反应生成1.5 mol H2;D项,二者为同一物质。
12.B 据题给信息,能和饱和NaHCO3反应放出气体的有机物,分子结构中应含有羧基,故有机物为C4H9—COOH,丁基(—C4H9)有4种同分异构体,C4H9—COOH也有4种同分异构体,故C5H10O2属于羧酸的有机物共有4种。
13.(1) 羟基
(2)①2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O 氧化反应
②CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O 酯化反应(或取代反应)
(3)取某一待测液于试管中,滴加少量石蕊溶液,若溶液变红,则所取待测液为乙酸,余下一种为乙醇(或其他合理方法)
(4)饱和碳酸钠溶液 与挥发出来的乙酸反应;溶解挥发出来的乙醇;降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于分层析出 导气管的管口伸到了液面以下
解析:衡量一个国家石油化工发展水平的物质是乙烯,根据框图,B为乙醇,C为乙醛,E为聚乙烯,因为F中碳原子数为D的两倍,所以D为乙酸,F为乙酸乙酯。
(3)鉴别乙醇和乙酸时可利用乙酸具有弱酸性,能使石蕊溶液变红的性质。
(4)乙中所盛的试剂为饱和碳酸钠溶液,主要作用有三个:①能够与挥发出来的乙酸反应,使之转化为乙酸钠溶于水中;②同时溶解挥发出来的乙醇;③降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于分层析出。为防止倒吸,乙中导气管的管口应在液面以上。
14.(1)CH3COOH+C2OHCH3CO18OC2H5+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 ②AC (6)50%
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,该反应可逆,反应的化学方程式为CH3COOH+C2OHザCH3CO18OC2H5+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)分离有机层和水层采用分液的方法,所以必须使用的仪器为分液漏斗;乙酸乙酯的密度比水小,所以在碳酸钠溶液上层,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,探究H+对酯化反应具有催化作用,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,故加入盐酸的体积为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,说明浓硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的产率。(6)乙酸的质量为6.0 g,物质的量为0.1 mol,乙醇的质量为5.0 g,物质的量约为0.11 mol,故乙醇过量,乙酸完全反应生成乙酸乙酯的质量为0.1 mol×88 g·mol-1=8.8 g,故乙酸乙酯的产率是×100%=50%。
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