内容正文:
第二单元 食品中的有机化合物
第2课时 乙酸
一、必备知识基础
1.下列关于乙酸的说法正确的是( )
A.乙酸是有刺激性气味的气体
B.乙酸分子中含有4个氢原子,它不是一元羧酸
C.乙酸在常温下能发生酯化反应
D.乙酸具有酸性,能使紫色石蕊溶液变红
2.下列物质中,能与乙酸发生反应的是( )
①石蕊 ②乙醇 ③金属铝 ④氧化镁 ⑤碳酸钙 ⑥氢氧化铜
A.①③④⑤⑥ B.③④⑤⑥
C.①②④⑤⑥ D.全部
3.用食醋浸泡有水垢(主要成分CaCO3)的水壶,可以清除其中的水垢,这是利用了乙酸的( )
A.酸性比碳酸弱 B.氧化性
C.酸性比碳酸强 D.还原性
4.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
5.若乙酸分子中的氧都是18O,乙醇分子中的氧都是16O,二者在浓硫酸作用下发生反应,一段时间后,分子中含有18O的物质有( )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
6.实验室采用如图所示装置制备乙酸乙酯,实验结束后,取下盛有饱和碳酸钠溶液的试管,再沿该试管内壁缓缓加入紫色石蕊溶液1毫升,发现紫色石蕊溶液存在于饱和碳酸钠溶液层与乙酸乙酯液层之间(整个过程不振荡试管),下列有关该实验的描述,不正确的是( )
A.制备的乙酸乙酯中混有乙酸和乙醇杂质
B.乙酸乙酯的密度小于饱和碳酸钠溶液的密度
C.饱和碳酸钠溶液主要作用是降低乙酸乙酯的溶解度及吸收乙醇、中和乙酸
D.石蕊溶液层分为三层,由上而下是蓝、紫、红
7.乙酸和乙醇在浓硫酸存在的条件下加热发生酯化反应,现有下列两种有机物:CH3CO18OH和CH3CH2OH,在一定条件下反应生成酯,则生成酯的相对分子质量为( )
A.88 B.90 C.92 D.86
8.烃A的产量能衡量一个国家石油化工发展水平,F的碳原子数为D的两倍,以A、D为原料合成F,其合成路线如图所示:
(1)A的结构式为 ;B中决定性质的重要原子团的名称为 。
(2)写出反应的化学方程式及反应类型:
① ;反应类型: 。
② ;反应类型: 。
(3)实验室怎样区分B和D? 。
9.A、B两种液态有机化合物均由碳、氢、氧三种元素组成,物质A能溶于水,它的相对分子质量是60,分子中有8个原子,其中氧原子数与碳原子数相等,且A与Na2CO3溶液混合时产生气体。B分子中有9个原子,分子内所有原子的核电荷数之和为26,且B只能和钠反应放出氢气,不能与Na2CO3溶液反应。请回答下列问题:
(1)A的结构简式为 ,B的结构简式为 。
(2)写出A与Na2CO3溶液反应的化学方程式: 。
(3)写出B与Na反应的化学方程式: 。
二、能力素养提升
10.实验室用乙酸、乙醇、浓硫酸制取乙酸乙酯,加热蒸馏后,在饱和碳酸钠溶液的液面上得到无色油状液体,当振荡混合时,有气泡产生,原因是( )
A.产品中有被蒸馏出的硫酸
B.有部分未反应的乙醇被蒸馏出来
C.有部分未反应的乙酸被蒸馏出来
D.有部分乙醇与浓硫酸反应
11.某有机物的结构简式为CH3CH2COOH,它不可能具有的性质是( )
A.与碳酸钠反应放出二氧化碳
B.能发生酯化反应
C.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.能与氢氧化钠溶液反应
12.某有机物的结构简式为HOOC—CHCH—CH2OH,关于该有机物下列说法错误的是( )
A.该有机物含有三种官能团
B.该有机物能发生酯化反应、加成反应、氧化反应
C.该有机物能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,且原理相同
D.1 mol该有机物与足量钠反应,可产生1 mol H2
13.苯甲酸()和山梨酸
(CH3CHCH—CHCH—COOH)都是常用的食品防腐剂。下列关于这两种物质的叙述正确的是( )
A.通常情况下,都能使溴水褪色
B.1 mol的两种物质分别与足量氢气加成,消耗氢气的量相等
C.一定条件下都能与乙醇发生酯化反应
D.1 mol的两种物质分别与NaOH发生中和反应,消耗NaOH的量不相等
14.分枝酸可用于生化研究,其结构简式如图。下列关于分枝酸的叙述正确的是( )
A.分子中含有2种官能团
B.可与乙醇、乙酸反应,且反应类型相同
C.1 mol分枝酸最多可与3 mol NaOH发生中和反应
D.可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,且原理相同
15.有机物X的结构简式如图所示。下列说法错误的是( )
A.能与乙醇发生酯化反应
B.1 mol X最多与1 mol H2发生加成反应
C.能使酸性KMnO4溶液褪色
D.能与O2在加热和Cu作催化剂的条件下生成醛基
16.有机化合物M的结构简式为,下列有关M性质的叙述错误的是( )
A.M与金属钠完全反应时,二者物质的量之比为 1∶2
B.M与碳酸氢钠完全反应时,二者物质的量之比为1∶1
C.M与氢氧化钠完全反应时,二者物质的量之比为1∶2
D.M既能与乙酸反应,又能与乙醇反应
17.巴豆酸的结构简式为CH3—CHCH—COOH。现有①氯气、②溴水、③纯碱溶液、④酸性KMnO4溶液、⑤乙醇。在一定条件下,上述物质能与巴豆酸反应的组合是( )
A.仅②④⑤ B.仅①③④
C.仅①②③⑤ D.①②③④⑤
18.某有机物的结构如图所示,下列关于这种有机物的说法不正确的有( )
①该物质分子式为C11H12O3
②能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,且其原理相同
③等量的该有机物与足量Na、NaHCO3发生反应,消耗Na和NaHCO3的物质的量之比是1∶1
④能发生取代、加成、水解、氧化反应
A.1种 B.2种
C.3种 D.4种
19.A、B、C、D在一定条件下的转化关系如图所示(反应条件已省略)。其中,A是一种植物生长调节剂,其产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志;C是一种生活中常用的具有酸味的调味品的成分;B和C在浓硫酸和加热的条件下发生反应,生成的有机物D有特殊的香味。
试回答下列问题:
(1)在有机合物A、B、C、D中,属于烃类的是 (填结构简式)。
(2)B分子中含有的官能团的名称为 ,A→B反应类型为 。
(3)B和C反应生成D的反应方程式为 。
(4)实验室制备D中常混有B、C,提纯时常加 溶液,再充分振荡,静置后 (填操作名称)。
20.酸牛奶中含有乳酸,其结构简式为。在病房、手术室、实验室等场所中采用乳酸蒸气消毒,可有效杀灭空气中的细菌;乳酸聚合得到的聚乳酸抽成丝纺成线,是良好的手术缝线,缝口愈合后不用拆线,能自动降解成乳酸被人体吸收,无不良后果。
试回答下列问题:
(1)乳酸分子中含有的官能团名称为 。
(2)写出乳酸跟少量碳酸钠反应的化学方程式: 。
(3)乳酸在浓硫酸存在下,两分子相互反应,生成链状物质的结构简式为 。两分子相互反应,生成环状物质的结构简式为 。
21.实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下:
①在甲试管(如图所示)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,用小火均匀加热3~5 min。
③待试管乙收集到一定量产物后停止加热,撤出试管乙并用力振荡,然后静置待分层。
④分离出乙酸乙酯,洗涤、干燥。
回答下列问题:
(1)配制①中混合溶液的方法为 ;反应中浓硫酸的作用是 ;制取乙酸乙酯的化学方程式为 。
(2)步骤②中需要小火均匀加热,其主要理由是 ;
步骤③所观察到的现象是 。
(3)欲将乙试管中的物质分离以得到乙酸乙酯,必须使用的仪器有 ;分离时,乙酸乙酯应从仪器 (填“下口放”或“上口倒”)出。
(4)该同学反复实验,得出乙醇与乙酸的用量和得到的乙酸乙酯生成量如下表:
实验
乙醇/mL
乙酸/mL
乙酸乙酯/mL
①
2
2
1.33
②
3
2
1.57
③
4
2
x
④
5
2
1.76
⑤
2
3
1.55
表中数据x的范围是 ;实验①②⑤探究的是 。
参考答案
1.D 解析 乙酸是有刺激性气味的液体,A错误;乙酸分子中只有羧基上的氢原子可以电离,是一元羧酸,B错误;酯化反应需要在浓硫酸、加热条件下进行,常温下不能发生,C错误;乙酸能电离出氢离子,使紫色石蕊溶液变红,D正确。
2.D 解析 乙酸具有酸性,能使石蕊变红;能与乙醇发生酯化反应;能与铝发生置换反应产生氢气;能与氧化镁反应生成盐和水;能与碳酸钙反应生成二氧化碳;能与氢氧化铜发生中和反应,所以①②③④⑤⑥均能与乙酸反应。
3.C 解析 乙酸能与CaCO3反应生成醋酸钙、水和二氧化碳,根据强酸制弱酸原理,说明乙酸的酸性比碳酸强,C正确。
4.A 解析 酯化反应的产物是酯和水,A错误;酯化反应属于取代反应,B正确;酯化反应是可逆反应,有一定限度,C正确;浓硫酸在酯化反应中起催化作用,加快反应速率,D正确。
5.C 解析 乙酸与乙醇发生酯化反应时,乙酸脱羟基,乙醇脱氢,化学方程式为CH3C18O18OH+C2OHCH3C18O16OC2H5+O,所以含有18O的物质有乙酸、乙酸乙酯、水,共3种。
6.D 解析 因为乙醇、乙酸都易挥发,所以制备的乙酸乙酯中含有乙醇和乙酸杂质,A正确;乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液的上层,故乙酸乙酯的密度小于饱和碳酸钠溶液的密度,B正确;乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度小于在水中的溶解度,同时碳酸钠溶液可以吸收乙醇、中和乙酸,C正确;紫色石蕊溶液处于中间位置,乙酸乙酯中混有的乙酸使石蕊溶液变红色,所以上层为红色,中间为紫色,碳酸钠溶液呈碱性,所以下层为蓝色,D错误。
7.A 解析 酯化反应的原理是羧酸+醇→酯+水,实质是羧酸脱羟基醇脱氢,由此可知18O在水分子中,即所得酯的结构简式为CH3COOCH2CH3,则该酯的相对分子质量为88,A符合题意。
8.答案 (1) 羟基
(2)①2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O 氧化反应 ②CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O 酯化反应(或取代反应) (3)分别取少量待测液于试管中,滴加少量紫色石蕊溶液,若溶液变红,则所取待测液为乙酸,另一种为乙醇(或其他合理方法)
解析 衡量一个国家石油化工发展水平的是乙烯的产量,根据框图,B为乙醇,C为乙醛,F为某酸乙酯。因为F中碳原子数为D的两倍,所以D为乙酸。
9.答案 (1)CH3COOH CH3CH2OH
(2)2CH3COOH+Na2CO32CH3COONa+CO2↑+H2O
(3)2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑
解析 A是能溶于水且能与Na2CO3反应、分子组成中有C、H、O元素的有机化合物,可能是羧酸,分子中的氧原子及碳原子数只能都为2(根据碳原子数与氧原子数相同,相对分子质量为60),可推知A为CH3COOH。B物质分子中所有原子的核电荷数之和为26,因为C、H、O三种元素原子的核电荷数分别是6、1、8,B分子中有9个原子,只能跟钠反应放出氢气,所以B分子中只能有1个氧原子,分子中碳原子数必小于3。经分析,只有C2H6O符合题意,结合性质可以确定B为CH3CH2OH。
10.C 解析 硫酸难挥发,不会被蒸馏出来,A错误;乙醇与碳酸钠不反应,不会产生气泡,B错误;未反应的乙酸被蒸馏出来,与碳酸钠反应生成二氧化碳气体,产生气泡,C正确;乙醇与浓硫酸反应与产生气泡现象无关,D错误。
11.C 解析 该有机物含有羧基,能与碳酸钠反应放出二氧化碳,能与氢氧化钠溶液发生中和反应,也能与醇发生酯化反应;该有机物不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C符合题意。
12.C 解析 该有机物含有羧基、羟基和碳碳双键三种官能团,A正确;含有羧基和羟基能发生酯化反应,含有碳碳双键能发生加成反应、氧化反应,B正确;能使溴水褪色是因为发生加成反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色是因为发生氧化反应,原理不同,C错误;羧基和羟基都能与钠反应,1 mol该有机物与足量钠反应,可产生1 mol H2,D正确。
13.C 解析 不能使溴水褪色,A错误;和H2发生加成反应时,1 mol 消耗3 mol H2,1 mol 山梨酸消耗2 mol H2,B错误;两种物质中都含有羧基,所以一定条件下都能与乙醇发生酯化反应,C正确;二者分子中都含一个—COOH,物质的量均为1 mol时消耗NaOH的量相等,D错误。
14.B 解析 分子中含有羧基、碳碳双键、羟基等不止2种官能团,A错误;分枝酸分子中含有的羧基、羟基可分别与乙醇、乙酸发生酯化反应,B正确;分子中只有羧基可与NaOH反应,故1 mol分枝酸最多可与2 mol NaOH发生中和反应,C错误;使溴的四氯化碳溶液褪色是因为碳碳双键与Br2发生了加成反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色是因为碳碳双键和羟基发生了氧化反应,D错误。
15.B 解析 X含有羧基,能与乙醇发生酯化反应,A正确;X含有苯环和碳碳双键,因此1 mol X最多与4 mol H2发生加成反应,B错误;X含有碳碳双键和羟基,都能使酸性KMnO4溶液褪色,C正确;X含有—CH2OH,能与O2在加热和Cu作催化剂的条件下生成醛基,D正确。
16.C 解析 M与Na完全反应时,1 mol —COOH、1 mol —OH各消耗1 mol Na,A正确;1 mol —COOH只与1 mol NaHCO3反应,—OH不与NaHCO3反应,B正确;1 mol —COOH 消耗 1 mol NaOH,—OH不与NaOH反应,C错误;M中既含—OH,又含有—COOH,所以既能与乙酸反应,又能与乙醇反应,D正确。
17.D 解析 巴豆酸分子中含有和—COOH,碳碳双键可与氯气、溴水发生加成反应,可被酸性高锰酸钾溶液氧化;羧基可与纯碱溶液反应放出CO2,可与乙醇发生酯化反应,因此①②③④⑤均正确,选D。
18.C 解析 该物质分子中含11个C原子、3个O原子、12个H原子,则分子式为C11H12O3,①正确;含有碳碳双键,与Br2发生加成反应,与高锰酸钾发生氧化反应,能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,原理不相同,②错误;有机物分子中的羟基和羧基都能与Na反应,只有羧基能与NaHCO3反应,则等量的该有机物与足量Na、NaHCO3发生反应,消耗Na和NaHCO3的物质的量之比为2∶1,③错误;该有机物不能发生水解反应,④错误。
19.答案 (1)CH2CH2
(2)羟基 加成反应
(3)CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O
(4)饱和碳酸钠 分液
解析 A是一种植物生长调节剂,其产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志之一,则A为乙烯(CH2CH2),由图示转化关系可知,乙烯和H2O在一定条件下发生加成反应,生成的B为乙醇(CH3CH2OH),乙醇被酸性高锰酸钾溶液氧化生成C,C是一种生活中常用的具有酸味的调味品的成分,则C为乙酸(CH3COOH),B和C在浓硫酸和加热的条件下发生酯化反应,生成的有机物D有特殊的香味,则D为乙酸乙酯(CH3COOCH2CH3);乙醇和丙烯酸在浓硫酸和加热的条件下发生酯化反应生成丙烯酸乙酯。
(1)烃是只含有碳、氢两种元素的有机化合物,则属于烃类的是CH2CH2。
(2)B为乙醇(CH3CH2OH),分子中含有的官能团的名称为羟基,A→B是乙烯和H2O在一定条件下发生加成反应生成乙醇(CH3CH2OH),反应类型为加成反应。
(3)B为乙醇,C为乙酸(CH3COOH),D为乙酸乙酯,乙醇和乙酸在浓硫酸作催化剂加热条件下发生酯化反应(取代反应)生成乙酸乙酯,化学反应方程式为CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O。
(4)实验室制备乙酸乙酯中常混有乙酸和乙醇,提纯时常加饱和碳酸钠溶液,可以溶解乙醇,消耗乙酸,减小乙酸乙酯的溶解度,充分振荡静置后进行分液,即可分离出较纯净的乙酸乙酯。
20.答案 (1)羟基、羧基 (2)+Na2CO3+CO2↑+H2O
(3)
21.答案 (1)先加入乙醇,然后边摇动试管边慢慢加入浓硫酸,最后加入冰醋酸 催化剂、吸水剂 CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O
(2)反应物中乙醇、乙酸的沸点较低,若用大火加热,大量反应物随产物蒸发而损失原料,温度过高还可能发生其他副反应 试管中的液体分为上下两层,上层为无色透明有香味的液体,下层为饱和碳酸钠溶液,振荡后下层液体中有气泡产生
(3)分液漏斗 上口倒
(4)1.57<x<1.76 增加乙醇的用量对酯产量的影响
解析 (1)浓硫酸密度大于水,且溶于水放出大量热,应该将浓硫酸加入乙醇中,最后加乙酸,防止乙酸挥发。浓硫酸在酯化反应中作催化剂,加快反应速率,同时作吸水剂,使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动,有利于提高产率。酯化反应的化学方程式为CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O。(2)乙醇和乙酸的沸点较低,大火加热会导致大量原料挥发,同时温度过高可能会发生副反应,如乙醇脱水生成乙醚等。生成的乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,且密度比水小,所以会分层,上层为乙酸乙酯,有香味,下层为饱和碳酸钠溶液,乙酸会与碳酸钠反应生成二氧化碳气体,所以振荡后会有气泡产生。(3)分离互不相溶的液体混合物用分液的方法,使用的仪器是分液漏斗。乙酸乙酯密度比水小,在分液漏斗中处于上层,所以应从分液漏斗的上口倒出。(4)在乙酸的物质的量相同的条件下,增加乙醇的物质的量,平衡向右移动,乙酸乙酯的物质的量增加,减少乙醇的物质的量,平衡向左移动,乙酸乙酯的物质的量减少,所以1.57<x<1.76。实验①②⑤中乙酸的量相同,乙醇的量不同,所以探究的是增加乙醇的用量对酯产量的影响。
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