新教材2023年高中化学第7章有机化合物第3节乙醇与乙酸第2课时乙酸提能作业新人教版必修第二册

第七章第3节第2课时基础达标一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1．在CH3COOH＋C2H5OHeq\o(,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))CH3COOC2H5＋H2O的平衡体系中，加入一定量的C2Heq\o\al(18,5)OH，当重新达到平衡时，18O原子应存在于(A)A．乙醇、乙酸乙酯中B．乙酸中C水中D．乙酸、乙酸乙酯和水中解析：酯化反应是可逆反应，反应原理是酸脱—OH，醇脱—H。2．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试液1mL，发现紫色石蕊试液存在于饱和碳酸钠溶液层与乙酸乙酯层之间(整个过程不振荡试管)，下列有关实验的描述，不正确的是(D)A．制备的乙酸乙酯中混有乙酸和乙醇杂质B．该实验中浓硫酸的作用是催化和吸水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和乙酸D．石蕊层为三层，由上而下是蓝、紫、红解析：乙酸、乙醇沸点较低，易挥发，乙酸乙酯中混有乙酸和乙醇杂质，A项正确；反应生成水，且为可逆反应，反应中浓硫酸起催化剂和吸水剂作用，B项正确；乙酸乙酯不溶于饱和Na2CO3溶液，乙酸与Na2CO3反应，乙醇易溶于Na2CO3溶液，C项正确；乙酸乙酯中混有乙酸，Na2CO3溶液显碱性，由上而下应是红、紫、蓝，D项错误。3．防腐剂是能抑制微生物活动，防止食品腐败变质的一类食品添加剂。我国到目前为止已批准了32种使用的食物防腐剂，其中最常用的有苯甲酸钠、山梨酸钾等。苯甲酸(C6H5COOH)和山梨酸(CH3—CH≡CH—CH≡CH—COOH)都是常用的食品防腐剂。下列物质中只能与其中一种酸发生反应的是(C)A．金属钠 B．氢氧化钠C．溴水 D．乙醇解析：两种有机物中都含有羧基，都能与金属钠、NaOH和乙醇反应，苯甲酸中不含碳碳双键，不能与溴水反应，而山梨酸可与溴水中的Br2发生加成反应。二、非选择题4．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羟基。(2)写出反应的化学方程式并判断反应类型。①2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O，反应类型：氧化反应。②CH3COOH＋CH3CH2OHeq\o(,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))CH3COOCH2CH3＋H2O，反应类型：酯化反应(或取代反应)。(3)实验室怎样鉴别B和D？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)在实验室里我们可以用如图所示的装置来制取F，乙中所盛的试剂为饱和碳酸钠溶液，该溶液的主要作用是与挥发出来的乙酸反应，便于闻乙酸乙酯的香味，溶解挥发出来的乙醇，降低乙酸乙酯的溶解度，便于分层析出；该装置图中有一个明显的错误是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，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，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，便于闻乙酸乙酯的香味；②同时溶解挥发出来的乙醇；③降低乙酸乙酯的溶解度，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。5．有机物A是基本的有机化工原料，A与CO、H2O以物质的量1∶1∶1的比例生成B。B、C两物质中的官能团分别具有乙酸、乙醇中官能团的性质。D是有芳香味、不溶于水的油状液体。有关物质的转化关系如图：请回答：(1)A的结构简式为CH2=CH2。(2)B＋C→D的化学方程式：CH3CH2COOH＋CH3OHeq\o(,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))CH3CH2COOCH3＋H2O。(3)下列说法不正确的是D(填字母)。A．有机物A能使酸性高锰酸钾溶液褪色B．有机物B与乙酸互为同系物C．有机物B、C都能与金属钠反应，且等物质的量的B、C与足量钠反应产生氢气质量相等D．可用NaOH溶液来除去有机物D中混有的杂质B解析：A与CO、H2O以物质的量1∶1∶1的比例形成B，则A为CH2=CH2，B、C发生酯化反应生成D，D为CH3CH2COOCH3。(1)由以上分析可知A为CH2=CH2。(2)B＋C→D的化学方程式为CH3CH2COOH＋CH3OHeq\o(,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))CH3CH2COOCH3＋H2O。(3)有机物A为乙烯，含有碳碳双键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故A正确；有机物B为丙酸，与乙酸结构相似，分子组成相差一个CH2原子团，则互为同系物，故B正确；有机物B、C分别含有羧基、羟基，都能与金属钠反应，且等物质的量的B、C与足量钠反应产生氢气质量相等，故C正确；丙酸甲酯可在氢氧化钠溶液中发生水解，不能用氢氧化钠溶液除杂，可用饱和碳酸钠溶液，故D不正确。能力提升一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1．薄荷脑(结构简式如图所示)是一种具有清鲜薄荷特征香气的物质，常在香水、牙膏等产品中作为赋香剂。下列有关该有机化合物类别的说法正确的是(AD)A．属于醇B．属于环烷烃C．属于酸D．属于烃的衍生物解析：该物质的结构简式中含羟基，属于醇，故A正确；该物质含有氧，因此不属于环烷烃，故B错误；该物质不含羧基，因此不属于酸，故C错误；该物质属于醇，醇是烃的衍生物，故D正确。2．拟除虫菊酯是一类高效、低毒、对昆虫具有强烈触杀作用的杀虫剂。虽然是一种“农药”，但它不仅在田间地头，在我们百姓家庭中也随处可见，如蚊香等。下图所示是一种拟除虫菊酯——溴氰酯的结构简式：下列对该化合物的叙述中，正确的是(B)A．含有羧基B．可使酸性KMnO4溶液褪色C．不能燃烧D．该化合物含有苯环，属于烃解析：羧基是—COOH，因此该化合物不含有羧基，故A错误；该化合物中含碳碳双键，可使酸性KMnO4溶液褪色，故B正确；根据题中信息蚊香中含拟除虫菊酯，蚊香可燃烧，则该化合物能燃烧，故C错误；烃是只含碳氢两种元素的化合物，该化合物中除了含C、H元素外，还含有O、N、Br元素，不属于烃，故D错误。3．乙酸乙酯广泛应用于药物、染料、香料等工业，某学习小组设计以下两套装置用乙醇、乙酸和浓硫酸作原料分别制备乙酸乙酯(沸点77.2℃)。下列有关说法不正确的是(BD)A．浓硫酸能加快酯化反应速率B．不断蒸出酯，会降低其产率C．装置b比装置a原料损失的少D．可用过滤的方法分离出乙酸乙酯解析：乙酸与乙醇在浓硫酸作用下加热发生酯化反应，该反应为可逆反应，浓硫酸吸水利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移动，故浓硫酸的作用为催化剂、吸水剂，浓硫酸能加快酯化反应速率，A项正确；制备乙酸乙酯的反应为可逆反应，不断蒸出酯，有利于反应正向进行，会提高其产率，B项错误；乙醇、乙酸易挥发，甲装置采取直接加热的方法，温度升高快，温度不易控制，装置b采用水浴加热的方法，受热均匀，相对于装置a原料损失的少，C项正确；分离乙酸乙酯时先将盛有混合物的试管充分振荡，让饱和碳酸钠溶液将挥发出来的乙酸转化为乙酸钠溶于水中，并溶解挥发出来的乙醇，降低乙酸乙酯在水中的溶解度，静置分层后上层液体即为乙酸乙酯，然后用分液的方法将乙酸乙酯分离出来，D项错误。二、非选择题4．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2mL浓硫酸，3mL乙醇和2mL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3～5min。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CH3COOH＋CH3CHeq\o\al(18,2)OHeq\o(,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))CH3CO18OCH2CH3＋H2O。与教材采用的实验装置不同，此装置中采用了球形干燥管，其作用是冷凝，防倒吸。(2)甲试管中，混合溶液的加入顺序为乙醇、浓硫酸、乙酸。(3)步骤②中需要用小火均匀加热，其主要原因是减少反应物的挥发，增大产率。(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液漏斗；分离时，乙酸乙酯应该从仪器上口倒(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3min，再加热使之微微沸腾3min。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/cmA2mL乙醇、1mL乙酸、3mL18mol·L－1浓硫酸饱和Na2CO3溶液3.0B2mL乙醇、1mL乙酸、3mLH2O0.1C2mL乙醇、1mL乙酸、3mL2mol·L－1H2SO4溶液0.6D2mL乙醇、1mL乙酸、盐酸0.6①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3mL和4mol·L－1。②分析实验A、C(填序号)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CH3COOH90g，CH3CH2OH138g发生酯化反应得到88g乙酸乙酯，试计算该反应的产品产率为66.7%(产率%＝eq\f(实际产量,理论产量)×100%)。解析：(1)羧酸与醇发生的酯化反应中，羧酸脱去—OH，醇脱去H，这是一个可逆反应，反应的化学方程式为CH3COOH＋CH3CHeq\o\al(18,2)OHeq\o(,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))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，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2mL乙醇、1mL乙酸、3mL2mol·L－1H2SO4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3mL，要使实验D与实验C中H＋的浓度相同，盐酸的浓度应为4mol·L－1；②对照实验A和C可知，实验A中加入3mL18mol·L－1浓硫酸，实验C中加入3mL2mol·L－1H2SO4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)90g乙酸的物质的量为eq\f(90g,60g·mol－1