还剩11页未读,
继续阅读
【化学】黑龙江省齐齐哈尔市第八中学2018-2019学年高一6月月考试题(解析版)
展开
黑龙江省齐齐哈尔市第八中学2018-2019学年高一6月月考试题
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分;每小题只有一个选项符合题意)
1.下列反应属于吸热反应的是 ( )
A. 酸碱中和反应 B. 葡萄糖在人体内氧化分解
C. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 D. 锌粒与稀H2SO4反应制取H2
【答案】C
【解析】A.酸碱中和反应为放热反应,故A错误;
B.葡萄糖在人体内氧化分解为人类的活动提供能量,故为放热反应,故B错误;
C.Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应为吸热反应,故C正确;
D.金属与水或酸的反应均为放热反应,故锌与稀硫酸的反应为放热反应,故D错误;
答案:C
2.下列各组物质中互为同素异形体的是( )
A. H2O与D2O B. 12C和14C
C. 乙醇与二甲醚(CH3-O-CH3) D. 氧气与臭氧
【答案】D
【解析】A.H2O和D2O都是化合物,不属于同素异形体,故A错误;
B. 12C和14C质子数均为6,中子数不同,是碳原子的不同核素,互为同位素,故B错误;
C.乙醇与二甲醚(CH3-O-CH3)是分子式相同,结构不同的物质,互为同分异构体,故C错误;
D.氧气与臭氧属于同一元素形成的不同单质,互为同素异形体,故D正确;
答案:D
3.在通常条件下,下列各组物质的性质排列正确的是( )
A. 熔点:CO2>KCl>SiO2 B. 沸点:乙烷>正丁烷>异丁烷
C. 热稳定性:HF>NH3>H2O D. 酸性:H2SO4>H2CO3>H2SiO3
【答案】D
【解析】A.对于不同类型的晶体来说,原子晶体熔点大于离子晶体,离子晶体熔点大于分子晶体,因此熔点:CO2
B.对于分子晶体来说,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高;对于同分异构体来说支链越多,结构越对称,熔点越低, 沸点:正丁烷>异丁烷>乙烷,故B错误;
C.非金属性越强,气态氢化物越稳定,因此热稳定性:HF>H2O>NH3,故C错误;
D.非金属性越强,最高价氧化物水化物酸性越强,因此酸性:H2SO4>H2CO3>H2SiO3,故D正确;
答案:D
4.下列关于化学反应速率的说法正确的是 ( )
A. 化学反应速率是指单位时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加
B. 化学反应速率为0.8 mol/(L·s)是指1s 时某物质的浓度为0.8mol/L
C. 根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
D. 决定反应速率的主要因素是反应物的浓度
【答案】C
【解析】A.化学反应速率用单位时间内反应物物质的量浓度的减少或生成物物质的量浓度的增加来表示,固体和纯液体不可以,故A错误;
B.化学反应速率为0.8 mol/(L·s)是指单位时间内浓度的变化量为0.8 mol/L,故B错误;
C.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢,故C正确;
D.决定反应速率的主要因素是反应物自身的性质,故D错误;
答案:C。
5.三蝶烯是最初的“分子马达”的关键组件,三碟烯某衍生物X可用于制备吸附材料,其结构如图所示,3个苯环在空间上互为120°夹角。下列有关X的说法错误的是 ( )
A. 分子式为C22H14O4
B. 能发生加成、取代反应
C. 苯环上的一氯代物有3种
D. 分子中最多可能有20个原子位于同一平面上
【答案】C
【解析】A. 分子式为C22H14O4 ,故A正确;B. X含有不饱和结构苯环,能发生加成,X含有羧基,可以发生取代反应,苯环上的氢原子也可发生取代反应,故B正确;C. 苯环上有2种氢原子,所以苯环上的一氯代物有2种,故C错误;D. 苯环有12个原子共面,两个羧基与苯环共面时,分子中最多可以有20个原子位于同一平面上,故D正确。故选C。
6.除去下列物质中的杂质(括号中为杂质),采用的试剂和除杂方法错误的是 ( )
选项
含杂质的物质
试剂
除杂方法
A
C2H4(SO2)
NaOH溶液
洗气
B
C6H6(Br2)
Fe粉
蒸馏
C
C6H5NO2(HNO3)
NaOH溶液
分液
D
C2H2(H2S)
CuSO4溶液
洗气
【答案】B
【解析】试题分析:A、SO2与NaOH溶液反应生成亚硫酸钠和水,而C2H4与NaOH溶液不反应,故除去乙烯中的少量SO2,可将混合气体通入盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶,正确;B、苯和液溴在铁作催化剂加热的条件下反应生成溴苯,不能用题给方法除去苯中的溴,错误;C、硝基苯与氢氧化钠溶于不反应、不溶于水且密度比水大,硝酸与氢氧化钠溶于反应生成的硝酸钠进入水层,可用加入氢氧化钠溶于分液的方法除去硝基苯中的硝酸,正确;D、C2H2与硫酸铜溶液不反应,H2S与硫酸铜溶液分液生成硫化铜沉淀和硫酸,可将混合气体通入硫酸铜溶液的洗气瓶除去乙炔中的H2S,正确。
7.分子式为C5H10O2的酯共有(不考虑立体异构) :( )
A. 7种 B. 8种 C. 9种 D. 10种
【答案】C
【解析】为了不出现遗漏,写的时候可以按如下分类来写异构体:
甲酸丁酯4种(丁基4种异构)、乙酸丙酯2种(丙基2种异构)、丙酸乙酯1种、丁酸甲酯2种(丁酸的烃基为丙基,丙基2种异构)共9种。
8.两种气态烃以任意比例混合,在105 ℃时1 L该混合烃与9 L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积仍是10 L。下列各组混合烃中不符合此条件的是 ( )
A. CH4与C2H4 B. CH4与C3H4
C. C2H2与C3H6 D. C2H4与C3H4
【答案】C
【解析】CxHy+(x+)O2 ® xCO2+H2O 反应前后的变化
气体体积 1 x+ x -1
反应前后气体体积不变,-1,y=4.由于两种气态烃以任意比例混合,所以C2H2与C3H6不符合题意。故选C。
9.有a、b、c、d四种金属,最高价氧化物对应的水化物碱性a强于b。将a、d分别投入等浓度的盐酸中,d比a反应剧烈。将Cu浸入b的盐溶液里,无明显变化。如果把Cu浸入c的盐溶液里,有c的单质析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是( )
A. d、c、a、b B. d、a、b、c
C. d、b、a、c D. b、a、d、c
【答案】B
【解析】最高价氧化物对应的水化物碱性a强于b,说明a比b活泼;将a、d分别投入等浓度的盐酸中,d比a反应剧烈,说明d比a活泼;将Cu浸入b的盐溶液里,无明显变化,说明b比铜活泼;如果把Cu浸入c的盐溶液里,有c的单质析出,说明Cu比c活泼;因此活动性由强到弱的顺序是d、a、b、c,故B正确;
答案:B
10.有机物M可用于合成香料,其结构简式如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A. 有机物M中有2种含氧官能团
B. 1 mol有机物M可与1 mol NaOH发生反应
C. 有机物M能与溴水发生加成反应
D. 1 mol有机物M最多能与3 mol H2反应
【答案】C
【解析】A.有机物M中有2种含氧官能团,分别为酯基和羟基,故不选A;
B.1 mol有机物M可与1 mol NaOH发生酯的水解反应,故不选B;
C. 有机物M不存在碳碳双键或碳碳三键,不能与溴水发生加成反应,故选C;
D.有机物M只有苯环可以和氢气发生加成反应,因此1 mol有机物M最多能与3 mol H2反应,故不选D;
答案:C
11.肼(N2H4)—空气燃料电池是一种环保碱性燃料电池,其电解质溶液是20%—30%的KOH溶液。电池总反应为:N2H4+O2==N2↑+2H2O。下列关于该燃料电池工作时的说法正确的是( )
A. 溶液中阴离子物质的量基本不变
B. 正极电极反应式是:O2+4H++4e-==2H2O
C. 正极的电极反应式是:N2H4+4OH――4e-==H2O+N2↑
D. 溶液中阴离子向正极移动
【答案】A
【解析】试题分析:A、根据该电池的总反应判断,溶液中阴离子即氢氧根离子的物质的量基本不变,正确;B、该电池的正极是氧气发生还原反应,电解质溶液是KOH溶液,所以正极反应是O2+2H2O+4e-==4OH-,错误;C、根据B的分析,错误;D、原电池中阴离子向负极移动,错误,答案选A。
12.一定温度下在一定体积的密闭容器中,下列叙述不能作为可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡状态标志的是 ( )
①C的生成速率与C的消耗速率相等
②单位时间内生成a mol A,同时生成3a mol B
③A、B、C的浓度不再变化
④C的物质的量不再变化
⑤混合气体的总压强不再变化
⑥混合气体的总物质的量不再变化
⑦单位时间消耗a mol A,同时生成3a mol B
⑧A、B、C的分子数之比为1∶3∶2
A. ②⑧ B. ④⑦ C. ①③ D. ⑤⑥
【答案】A
【解析】①C的生成速率与C的消耗速率相等,说明反应达到平衡状态,故不选①;
②单位时间内生成a molA,同时生成3a molB,A、B都是反应物,生成A、B的速率都是逆反应速率,不能说明反应达到平衡状态,故选②;
③A、B、C的浓度不再变化,说明反应达到平衡状态,故不选③;
④C的物质的量不再变化,说明各组分浓度不变,反应达到平衡状态,故不选④;
⑤混合气体的总压强不再变化,反应前后气体体积不相同,压强不变说明各组分浓度不变,反应达到平衡状态,故不选⑤;
⑥混合气体的总物质的量不再变化,反应前后气体物质的量不相同,气体总物质的量不变说明各组分浓度不变,反应达到平衡状态,故不选⑥;
⑦单位时间消耗a mol A,同时生成3a molB,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故不选⑦;
⑧A、B、C的分子数之比决定于开始加入物质的多少,与平衡状态无关,故选⑧;
根据以上分析②⑧不能作为可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡状态标志,故选A;
答案:A
13.下列关于有机物说法正确的是( )
①C5H12有2种同分异构体
②甲烷和氯气光照条件下可制得纯净的一氯甲烷
③乙烯、聚氯乙烯均能使溴的CCl4溶液褪色
④乙醇、乙烷、乙酸都能和金属钠反应
⑤乙醇、乙酸、乙酸乙酯都能发生取代反应
⑥除去甲烷中含有的乙烯气体,可将混合气体通入装有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶中,再干燥
⑦乙酸乙酯可水解生成乙醇
⑧原电池中的负极反应一定是电极材料失电子。
⑨在铜-锌-稀硫酸原电池中,电子由锌通过导线流向铜,再由铜通过电解质溶液到达锌。
⑩任何放热反应在常温条件下一定能发生反应
A. ①③⑤⑦⑩ B. ②④⑥⑧⑨
C. ⑤⑦ D. ②③④⑧
【答案】C
【解析】①C5H12有3种同分异构体,分比为正戊烷、异戊烷、新戊烷,故①错误;
②甲烷与氯气的取代反应不管怎样混合得到的始终是混合物,故②错误;
③聚氯乙烯没有碳碳双键,不能使溴的CCl4溶液褪色,故③错误;
④乙烷不能和金属钠反应,故④错误;
⑤乙醇、乙酸、乙酸乙酯都能发生取代反应,例如酯化反应,酯的水解均属于取代反应,故⑤正确;
⑥酸性高锰酸钾溶液会将乙烯氧化为二氧化碳气体,除杂的同时,生成了新的杂质,故⑥错误;
⑦乙酸乙酯可水解生成乙醇和乙酸,故⑦正确;
⑧原电池中的负极反应不一定是电极材料失电子,例如氢氧燃料电池,故⑧错误;
⑨电解质溶液是通过离子的定向移动导电,故⑨错误;
⑩放热反应在常温条件下不一定能发生,如:铝热反应,需在高温条件下以保证足够的热量引发氧化铁和铝粉反应,故⑩错误;综上所述只有⑤⑦正确,选C;
答案:C
14.某羧酸酯的分子式为C18H26O5,1 mol该酯完全水解可得到1 mol羧酸和2 mol乙醇,该羧酸的分子式为( )
A. C14H18O5 B. C14H16O4
C. C16H22O5 D. C16H20O5
【答案】A
【解析】试题分析:羧酸酯的分子式为C18H26O5,1mol该酯完全水解可得到1mol羧酸和2mol乙醇,这说明分子中含有2个酯基,因此有2分子水参加反应,水解方程式为:C18H26O5+2H2O→羧酸+2C2H6O,则根据原子守恒可知该羧酸的分子式中碳原子个数是18—2×2=14,氢原子个数是26+4-2×6=18,氧原子个数是5+2-2×1=5,即分子式为C14H18O5,A正确。
15.下列叙述中,错误的是( )
A. 在平衡体系 PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) 中加入一定量的37Cl2,一段时间后37Cl存在于五氯化磷、三氯化磷和氯气这三种物质中
B. CH3COOH与H18O—CH2CH3发生酯化反应是可逆反应,达到平衡后18O仅存在于乙醇和乙酸乙酯分子里,不可能存在于乙酸和水分子里
C. CH2Cl2没有同分异构体的事实证明了甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构
D. 在氧气中完全燃烧后生成物只有CO2和H2O的有机物一定是烃
【答案】D
【解析】A.在平衡体系PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) 中加入一定量的37Cl2,由于该反应为可逆反应,故一段时间后五氯化磷、三氯化磷和氯气这三种物质中都含有37Cl2,故不选A;
B.酯化反应的实质是:酸脱羟基,醇脱氢,故CH3COOH与H18O—CH2CH3发生酯化反应,达到平衡后18O仅存在于乙醇和乙酸乙酯分子里,不可能存在于乙酸和水分子里,故不选B;
C.若甲烷是平面结构,则CH2Cl2会有两种结构(一种两个氯原子相邻,一种处于对角线位置不相邻)但CH2Cl2只有一种结构,说明甲烷不是平面结构,是以碳原子为中心的正四面体结构,故不选C;
D.在氧气中完全燃烧后生成物只有CO2和H2O的有机物可能是烃,也有可能是烃的含氧衍生物,如乙醇等,故选D;
答案:D
16.关于有机物a()、b()、c()说法正确的是( )
A. a、b、c的分子式均为C8H8
B. a、b、c均能与溴水发生反应
C. a、b、c中只有a的所有原子会处于同一平面
D. a、b、c的一氯代物中,b有1种,a、c均有5种(不考虑立体异构)
【答案】C
【解析】A. a、b的分子式为C8H8,c的分子式为C8H10,故A错误;B. b分子是立方烷,不能与溴水发生反应,a、c分子中均含有碳碳双键,可以和溴水发生反应,故B错误;C. a分子中的苯环和碳碳双键均为平面结构,因单键可以旋转,所以a分子中的所有原子可以处于同一平面,b、c分子中均含有饱和碳原子,所以b、c分子中的所有原子不可能处于同一平面,故C正确;D. b分子是立方烷,是一种对称结构,每个碳原子上有一个氢原子,其一氯代物只有1种,a的一氯代物有5种,c的一氯代物有7种,故D错误;答案选C。
第Ⅱ卷(非选择题 共52分)
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
17.写出下列反应的化学反应方程式(注明反应条件)并指出反应类型
(1)乙烯在一定条件下与水反应 ___________________________________,__________
(2)苯与浓硝酸反应______________________________________________,__________
(3)乙酸与丙醇反应______________________________________________,__________
【答案】(1). CH2=CH2+H2OCH3CH2OH (2). 加成反应 (3). +HO-NO2+H2O (4). 取代(或硝化)反应 (5). CH3COOH+CH3CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH3+H2O (6). 酯化(或取代)反应
【解析】
【分析】(1)乙烯在一定条件下与水发生加成反应生成乙醇;
(2)苯与浓硝酸在浓硫酸做催化剂的条件下,发生取代反应,生成硝基苯和水;
(3)乙酸与丙醇在浓硫酸做催化剂,加热条件下,发生酯化反应生成乙酸丙酯和水;
【详解】(1)乙烯在一定条件下与水发生加成反应生成乙醇,化学方程式为CH2=CH2+H2OCH3CH2OH;
答案:CH2=CH2+H2OCH3CH2OH 加成反应
(2)苯与浓硝酸在浓硫酸做催化剂,水浴加热的条件下,发生取代反应,生成硝基苯和水,化学方程式为+HO-NO2+H2O ;
答案:+HO-NO2+H2O 取代(或硝化)反应
(3)乙酸与丙醇在浓硫酸做催化剂,加热条件下,发生酯化反应生成乙酸丙酯和水,化学方程式为CH3COOH+CH3CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH3+H2O ;
答案:CH3COOH+CH3CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH3+H2O 酯化(或取代)反应
18. 某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。
(1)实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象,请写出相应的化学反应方程式:______________________________________________。
在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明该乙醇氧化反应是________反应。
(2)甲和乙两个水浴作用不相同。
甲的作用是__________________________;乙的作用是__________________________。
(3)反应进行一段时间后,干燥试管a中能收集到不同的物质,它们是________________。集气瓶中收集到的气体的主要成分是__________________________。
(4)若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验,试纸显红色,说明液体中还含有__________。要除去该物质,可先在混合液中加入________________(填写字母)。
a.氯化钠溶液 b.苯
c.碳酸氢钠溶液 d.四氯化碳
然后,再通过________________(填实验操作名称)即可除去。
【答案】(1)2Cu+O22CuO,CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O 放热
(2)加热冷却
(3)乙醛、乙醇、水、乙酸氮气
(4)乙酸 c 蒸馏
【解析】(1)实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象,是因为2Cu+O22CuO,
CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O,熄灭酒精灯后,反应仍能进行,说明此反应为放热反应。(2)甲水浴的作用是加热乙醇,便于乙醇的挥发;乙水浴的作用是冷却,便于乙醛的收集。(3)经过反应后并冷却,a中收集到的物质有易挥发的乙醇,反应生成的乙醛和水以及乙醛进一步氧化得到的乙酸。集气瓶中收集到的气体主要为氮气。(4)试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验,试纸显红色,说明a中收集到的液体呈酸性,这是由于CH3CHO进一步氧化生成了CH3COOH,可以用NaHCO3除去,然后经过蒸馏即可得到乙醛
19.A、B、C、D都是短周期元素,原子半径D>C>A>B,其中A、B处在同一周期,A、C处在同一主族。C原子核内质子数等于A、B原子核内质子数之和,C原子最外层上的电子数是D原子最外层电子数的4倍。试回答:
(1)这四种元素分别是:A________,B________,C________,D________。
(2)这四种元素中在常温常压下的液态或气态简单氢化物的稳定性由大而小的顺序是________。
(3)A与B形成的三原子分子的电子式是________,B与D形成的原子个数比为1∶1的化合物的电子式是________。
(4)A元素某氧化物与D元素某氧化物反应生成单质的化学方程式是_____________________。
【答案】(1)碳 氧 硅 钠 (各1分) (2)H2O>CH4>SiH4 (2分)
(3)(各1分)
(4)2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2 (2分)
【解析】试题分析:A、B、C、D都是短周期元素,原子半径D>C>A>B,其中A、B处在同一周期,A、C处在同一主族,四种元素在周期表中的大致相对位置为:,A、C处在同一主族,二者质子数相差8,C原子核内质子数等于A、B原子核内质子数之和,故B的质子数为8,B为O元素,C原子最外层上的电子数是D原子最外层电子数的4倍,故C最外层电子数为4,D的最外层电子数为1,故A为C元素,C为Si元素,D为Na元素,则
(1)根据以上分析可知四种元素名称分别为碳、氧、硅、钠。
(2)非金属性越强,氢化物的稳定性越强,非金属性是O>C>Si,所以氢化物的稳定性由大而小的顺序是H2O>CH4>SiH4。
(3)碳与氧形成的三原子分子是二氧化碳,其电子式是;钠与氧形成的原子个数比为1∶1的化合物是过氧化钠,其电子式是。
(4)二氧化碳能与过氧化钠反应生成氧气和碳酸钠,反应的方程式为2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2。
20.乙酸正丁酯是一种优良的有机溶剂,广泛用于硝化纤维清漆中,在人造革、织物及塑料加工过程中用作溶剂,也用于香料工业。某化学兴趣小组在实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯,有关物质的相关数据及实验装置如下所示:
化合物
相对分子质量
密度(g/cm3)
沸点(℃)
溶解度(g/100 g水)
冰醋酸
60
1.045
117.9
互溶
正丁醇
74
0.80
118.0
9
乙酸正丁酯
116
0.882
126.1
0.7
I II
分水器的操作方法:先将分水器装满水(水位与支管口相平),再打开活塞,准确放出一定体积的水。在制备过程中,随着加热回流,蒸发后冷凝下来的有机液体和水在分水器中滞留分层,水并到下层(反应前加入的)水中;有机层从上面溢出,流回反应容器。当水层增至支管口时,停止反应。
乙酸正丁酯合成和提纯步骤为:
第—步:取18.5 mL正丁醇和15.4 mL冰醋酸混合加热发生酯化反应,反应装置如图Ⅰ所示(加热仪器已省略);
第二步:依次用水、饱和Na2CO3溶液、水对烧瓶中的产品洗涤并干燥;
第三步:用装置Ⅱ蒸馏提纯。
请回答有关问题:
(1)第一步装置中除了加正丁醇和冰醋酸外,还需加入___________、______________。
(2)实验中使用分水器的优点有________________、 ___________。根据题中给出的相关数据计算,理论上,应该从分水器中放出来的水的体积约为___________。
(3)第二步用饱和Na2CO3溶液洗涤的目的是____________________________。
(4)第三步蒸馏产品时,应收集温度在_______________左右的馏分。若实验中得到乙酸正丁酯12.76 g,则乙酸正丁酯的产率为___________________。
【答案】(1). 浓硫酸 (2). 沸石(碎瓷片) (3). 及时分离出水,有利于酯化反应朝正反应方向移动 (4). 根据收集到的水的体积,可以粗略判断是否可以终止反应 (5). 3.6mL (6). 除去产品中含有的乙酸(硫酸)等杂质 (7). 126.1℃ (8). 55%
【解析】
【分析】步骤分析:第—步:取18.5 mL正丁醇和15.4 mL冰醋酸,还需加入浓硫酸作为催化剂和吸水剂、加入碎瓷片或者沸石防止反应液暴沸,混合加热发生酯化反应,反应中,及时将产物水蒸发出去,相当于减小生成物浓度有利于反应正向进行,蒸发后冷凝下来的有机液体和水在分水器中滞留分层,水并到下层(反应前加入的)水中;有机层从上面溢出,流回反应容器。当水层增至支管口时,停止反应。
第二步:依次用水溶解掉大部分硫酸和未反应的冰醋酸、饱和Na2CO3溶液反应掉剩余的硫酸和醋酸、水洗掉残余的碳酸钠溶液,对烧瓶中的产品洗涤并干燥;
第三步:乙酸正丁酯中肯定还溶有正丁醇,用装置Ⅱ蒸馏提纯,得到乙酸正丁酯
【详解】(1)第一步装置中除了加正丁醇和冰醋酸外,还需加入浓硫酸作为催化剂和吸水剂、加入碎瓷片或者沸石防止反应液暴沸;
答案:浓硫酸 沸石(碎瓷片)
(2)实验中使用分水器的优点是及时分离出水,相当于减小生成物浓度有利于酯化反应朝正反应方向移动、根据收集到的水的体积,当分水器中的水接近支管口时,可以粗略判断是否可以终止反应。正丁醇的质量为:0.80g/cm3×18.5mL=14.8g;n(正丁醇)=14.8g/74g/mol=0.2mol;冰醋酸质量:1.045g/cm3×15.4mL=16.093g;n(醋酸)=16.093g/60g/mol=0.268mol,二者反应时,冰醋酸过量,根据正丁醇计算;
CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
1mol 1mol
0.2mol 0.2mol
因此生成水:0.2mol×18g/mol=3.6g,因为水的密度为1g/mL,则大约为3.6mL;
答案:及时分离出水,有利于酯化反应朝正反应方向移动 根据收集到的水的体积,可以粗略判断是否可以终止反应 3.6mL
(3)第二步用饱和Na2CO3溶液洗涤的目的是除去产品中含有的乙酸(硫酸)等杂质;
答案:除去产品中含有的乙酸(硫酸)等杂质
(4)第三步蒸馏产品时,因为乙酸正丁酯的沸点为126.1℃,应收集温度在126.1℃左右的馏分。
正丁醇质量为:0.80g/cm3×18.5mL=14.8g;n(正丁醇)=14.8g/74g/mol=0.2mol;冰醋酸质量:1.045g/cm3×15.4mL=16.093g;n(醋酸)=16.093g/60g/mol=0.268mol,二者反应时,冰醋酸过量,根据正丁醇计算;
CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
1mol 1mol
0.2mol 0.2mol
理论上生成乙酸正丁酯0.2mol×116g/mol=23.2g,则产率为×100%=55%;
答案:126.1℃ 55%
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分;每小题只有一个选项符合题意)
1.下列反应属于吸热反应的是 ( )
A. 酸碱中和反应 B. 葡萄糖在人体内氧化分解
C. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 D. 锌粒与稀H2SO4反应制取H2
【答案】C
【解析】A.酸碱中和反应为放热反应,故A错误;
B.葡萄糖在人体内氧化分解为人类的活动提供能量,故为放热反应,故B错误;
C.Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应为吸热反应,故C正确;
D.金属与水或酸的反应均为放热反应,故锌与稀硫酸的反应为放热反应,故D错误;
答案:C
2.下列各组物质中互为同素异形体的是( )
A. H2O与D2O B. 12C和14C
C. 乙醇与二甲醚(CH3-O-CH3) D. 氧气与臭氧
【答案】D
【解析】A.H2O和D2O都是化合物,不属于同素异形体,故A错误;
B. 12C和14C质子数均为6,中子数不同,是碳原子的不同核素,互为同位素,故B错误;
C.乙醇与二甲醚(CH3-O-CH3)是分子式相同,结构不同的物质,互为同分异构体,故C错误;
D.氧气与臭氧属于同一元素形成的不同单质,互为同素异形体,故D正确;
答案:D
3.在通常条件下,下列各组物质的性质排列正确的是( )
A. 熔点:CO2>KCl>SiO2 B. 沸点:乙烷>正丁烷>异丁烷
C. 热稳定性:HF>NH3>H2O D. 酸性:H2SO4>H2CO3>H2SiO3
【答案】D
【解析】A.对于不同类型的晶体来说,原子晶体熔点大于离子晶体,离子晶体熔点大于分子晶体,因此熔点:CO2
C.非金属性越强,气态氢化物越稳定,因此热稳定性:HF>H2O>NH3,故C错误;
D.非金属性越强,最高价氧化物水化物酸性越强,因此酸性:H2SO4>H2CO3>H2SiO3,故D正确;
答案:D
4.下列关于化学反应速率的说法正确的是 ( )
A. 化学反应速率是指单位时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加
B. 化学反应速率为0.8 mol/(L·s)是指1s 时某物质的浓度为0.8mol/L
C. 根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
D. 决定反应速率的主要因素是反应物的浓度
【答案】C
【解析】A.化学反应速率用单位时间内反应物物质的量浓度的减少或生成物物质的量浓度的增加来表示,固体和纯液体不可以,故A错误;
B.化学反应速率为0.8 mol/(L·s)是指单位时间内浓度的变化量为0.8 mol/L,故B错误;
C.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢,故C正确;
D.决定反应速率的主要因素是反应物自身的性质,故D错误;
答案:C。
5.三蝶烯是最初的“分子马达”的关键组件,三碟烯某衍生物X可用于制备吸附材料,其结构如图所示,3个苯环在空间上互为120°夹角。下列有关X的说法错误的是 ( )
A. 分子式为C22H14O4
B. 能发生加成、取代反应
C. 苯环上的一氯代物有3种
D. 分子中最多可能有20个原子位于同一平面上
【答案】C
【解析】A. 分子式为C22H14O4 ,故A正确;B. X含有不饱和结构苯环,能发生加成,X含有羧基,可以发生取代反应,苯环上的氢原子也可发生取代反应,故B正确;C. 苯环上有2种氢原子,所以苯环上的一氯代物有2种,故C错误;D. 苯环有12个原子共面,两个羧基与苯环共面时,分子中最多可以有20个原子位于同一平面上,故D正确。故选C。
6.除去下列物质中的杂质(括号中为杂质),采用的试剂和除杂方法错误的是 ( )
选项
含杂质的物质
试剂
除杂方法
A
C2H4(SO2)
NaOH溶液
洗气
B
C6H6(Br2)
Fe粉
蒸馏
C
C6H5NO2(HNO3)
NaOH溶液
分液
D
C2H2(H2S)
CuSO4溶液
洗气
【答案】B
【解析】试题分析:A、SO2与NaOH溶液反应生成亚硫酸钠和水,而C2H4与NaOH溶液不反应,故除去乙烯中的少量SO2,可将混合气体通入盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶,正确;B、苯和液溴在铁作催化剂加热的条件下反应生成溴苯,不能用题给方法除去苯中的溴,错误;C、硝基苯与氢氧化钠溶于不反应、不溶于水且密度比水大,硝酸与氢氧化钠溶于反应生成的硝酸钠进入水层,可用加入氢氧化钠溶于分液的方法除去硝基苯中的硝酸,正确;D、C2H2与硫酸铜溶液不反应,H2S与硫酸铜溶液分液生成硫化铜沉淀和硫酸,可将混合气体通入硫酸铜溶液的洗气瓶除去乙炔中的H2S,正确。
7.分子式为C5H10O2的酯共有(不考虑立体异构) :( )
A. 7种 B. 8种 C. 9种 D. 10种
【答案】C
【解析】为了不出现遗漏,写的时候可以按如下分类来写异构体:
甲酸丁酯4种(丁基4种异构)、乙酸丙酯2种(丙基2种异构)、丙酸乙酯1种、丁酸甲酯2种(丁酸的烃基为丙基,丙基2种异构)共9种。
8.两种气态烃以任意比例混合,在105 ℃时1 L该混合烃与9 L氧气混合,充分燃烧后恢复到原状态,所得气体体积仍是10 L。下列各组混合烃中不符合此条件的是 ( )
A. CH4与C2H4 B. CH4与C3H4
C. C2H2与C3H6 D. C2H4与C3H4
【答案】C
【解析】CxHy+(x+)O2 ® xCO2+H2O 反应前后的变化
气体体积 1 x+ x -1
反应前后气体体积不变,-1,y=4.由于两种气态烃以任意比例混合,所以C2H2与C3H6不符合题意。故选C。
9.有a、b、c、d四种金属,最高价氧化物对应的水化物碱性a强于b。将a、d分别投入等浓度的盐酸中,d比a反应剧烈。将Cu浸入b的盐溶液里,无明显变化。如果把Cu浸入c的盐溶液里,有c的单质析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是( )
A. d、c、a、b B. d、a、b、c
C. d、b、a、c D. b、a、d、c
【答案】B
【解析】最高价氧化物对应的水化物碱性a强于b,说明a比b活泼;将a、d分别投入等浓度的盐酸中,d比a反应剧烈,说明d比a活泼;将Cu浸入b的盐溶液里,无明显变化,说明b比铜活泼;如果把Cu浸入c的盐溶液里,有c的单质析出,说明Cu比c活泼;因此活动性由强到弱的顺序是d、a、b、c,故B正确;
答案:B
10.有机物M可用于合成香料,其结构简式如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A. 有机物M中有2种含氧官能团
B. 1 mol有机物M可与1 mol NaOH发生反应
C. 有机物M能与溴水发生加成反应
D. 1 mol有机物M最多能与3 mol H2反应
【答案】C
【解析】A.有机物M中有2种含氧官能团,分别为酯基和羟基,故不选A;
B.1 mol有机物M可与1 mol NaOH发生酯的水解反应,故不选B;
C. 有机物M不存在碳碳双键或碳碳三键,不能与溴水发生加成反应,故选C;
D.有机物M只有苯环可以和氢气发生加成反应,因此1 mol有机物M最多能与3 mol H2反应,故不选D;
答案:C
11.肼(N2H4)—空气燃料电池是一种环保碱性燃料电池,其电解质溶液是20%—30%的KOH溶液。电池总反应为:N2H4+O2==N2↑+2H2O。下列关于该燃料电池工作时的说法正确的是( )
A. 溶液中阴离子物质的量基本不变
B. 正极电极反应式是:O2+4H++4e-==2H2O
C. 正极的电极反应式是:N2H4+4OH――4e-==H2O+N2↑
D. 溶液中阴离子向正极移动
【答案】A
【解析】试题分析:A、根据该电池的总反应判断,溶液中阴离子即氢氧根离子的物质的量基本不变,正确;B、该电池的正极是氧气发生还原反应,电解质溶液是KOH溶液,所以正极反应是O2+2H2O+4e-==4OH-,错误;C、根据B的分析,错误;D、原电池中阴离子向负极移动,错误,答案选A。
12.一定温度下在一定体积的密闭容器中,下列叙述不能作为可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡状态标志的是 ( )
①C的生成速率与C的消耗速率相等
②单位时间内生成a mol A,同时生成3a mol B
③A、B、C的浓度不再变化
④C的物质的量不再变化
⑤混合气体的总压强不再变化
⑥混合气体的总物质的量不再变化
⑦单位时间消耗a mol A,同时生成3a mol B
⑧A、B、C的分子数之比为1∶3∶2
A. ②⑧ B. ④⑦ C. ①③ D. ⑤⑥
【答案】A
【解析】①C的生成速率与C的消耗速率相等,说明反应达到平衡状态,故不选①;
②单位时间内生成a molA,同时生成3a molB,A、B都是反应物,生成A、B的速率都是逆反应速率,不能说明反应达到平衡状态,故选②;
③A、B、C的浓度不再变化,说明反应达到平衡状态,故不选③;
④C的物质的量不再变化,说明各组分浓度不变,反应达到平衡状态,故不选④;
⑤混合气体的总压强不再变化,反应前后气体体积不相同,压强不变说明各组分浓度不变,反应达到平衡状态,故不选⑤;
⑥混合气体的总物质的量不再变化,反应前后气体物质的量不相同,气体总物质的量不变说明各组分浓度不变,反应达到平衡状态,故不选⑥;
⑦单位时间消耗a mol A,同时生成3a molB,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故不选⑦;
⑧A、B、C的分子数之比决定于开始加入物质的多少,与平衡状态无关,故选⑧;
根据以上分析②⑧不能作为可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡状态标志,故选A;
答案:A
13.下列关于有机物说法正确的是( )
①C5H12有2种同分异构体
②甲烷和氯气光照条件下可制得纯净的一氯甲烷
③乙烯、聚氯乙烯均能使溴的CCl4溶液褪色
④乙醇、乙烷、乙酸都能和金属钠反应
⑤乙醇、乙酸、乙酸乙酯都能发生取代反应
⑥除去甲烷中含有的乙烯气体,可将混合气体通入装有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶中,再干燥
⑦乙酸乙酯可水解生成乙醇
⑧原电池中的负极反应一定是电极材料失电子。
⑨在铜-锌-稀硫酸原电池中,电子由锌通过导线流向铜,再由铜通过电解质溶液到达锌。
⑩任何放热反应在常温条件下一定能发生反应
A. ①③⑤⑦⑩ B. ②④⑥⑧⑨
C. ⑤⑦ D. ②③④⑧
【答案】C
【解析】①C5H12有3种同分异构体,分比为正戊烷、异戊烷、新戊烷,故①错误;
②甲烷与氯气的取代反应不管怎样混合得到的始终是混合物,故②错误;
③聚氯乙烯没有碳碳双键,不能使溴的CCl4溶液褪色,故③错误;
④乙烷不能和金属钠反应,故④错误;
⑤乙醇、乙酸、乙酸乙酯都能发生取代反应,例如酯化反应,酯的水解均属于取代反应,故⑤正确;
⑥酸性高锰酸钾溶液会将乙烯氧化为二氧化碳气体,除杂的同时,生成了新的杂质,故⑥错误;
⑦乙酸乙酯可水解生成乙醇和乙酸,故⑦正确;
⑧原电池中的负极反应不一定是电极材料失电子,例如氢氧燃料电池,故⑧错误;
⑨电解质溶液是通过离子的定向移动导电,故⑨错误;
⑩放热反应在常温条件下不一定能发生,如:铝热反应,需在高温条件下以保证足够的热量引发氧化铁和铝粉反应,故⑩错误;综上所述只有⑤⑦正确,选C;
答案:C
14.某羧酸酯的分子式为C18H26O5,1 mol该酯完全水解可得到1 mol羧酸和2 mol乙醇,该羧酸的分子式为( )
A. C14H18O5 B. C14H16O4
C. C16H22O5 D. C16H20O5
【答案】A
【解析】试题分析:羧酸酯的分子式为C18H26O5,1mol该酯完全水解可得到1mol羧酸和2mol乙醇,这说明分子中含有2个酯基,因此有2分子水参加反应,水解方程式为:C18H26O5+2H2O→羧酸+2C2H6O,则根据原子守恒可知该羧酸的分子式中碳原子个数是18—2×2=14,氢原子个数是26+4-2×6=18,氧原子个数是5+2-2×1=5,即分子式为C14H18O5,A正确。
15.下列叙述中,错误的是( )
A. 在平衡体系 PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) 中加入一定量的37Cl2,一段时间后37Cl存在于五氯化磷、三氯化磷和氯气这三种物质中
B. CH3COOH与H18O—CH2CH3发生酯化反应是可逆反应,达到平衡后18O仅存在于乙醇和乙酸乙酯分子里,不可能存在于乙酸和水分子里
C. CH2Cl2没有同分异构体的事实证明了甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构
D. 在氧气中完全燃烧后生成物只有CO2和H2O的有机物一定是烃
【答案】D
【解析】A.在平衡体系PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) 中加入一定量的37Cl2,由于该反应为可逆反应,故一段时间后五氯化磷、三氯化磷和氯气这三种物质中都含有37Cl2,故不选A;
B.酯化反应的实质是:酸脱羟基,醇脱氢,故CH3COOH与H18O—CH2CH3发生酯化反应,达到平衡后18O仅存在于乙醇和乙酸乙酯分子里,不可能存在于乙酸和水分子里,故不选B;
C.若甲烷是平面结构,则CH2Cl2会有两种结构(一种两个氯原子相邻,一种处于对角线位置不相邻)但CH2Cl2只有一种结构,说明甲烷不是平面结构,是以碳原子为中心的正四面体结构,故不选C;
D.在氧气中完全燃烧后生成物只有CO2和H2O的有机物可能是烃,也有可能是烃的含氧衍生物,如乙醇等,故选D;
答案:D
16.关于有机物a()、b()、c()说法正确的是( )
A. a、b、c的分子式均为C8H8
B. a、b、c均能与溴水发生反应
C. a、b、c中只有a的所有原子会处于同一平面
D. a、b、c的一氯代物中,b有1种,a、c均有5种(不考虑立体异构)
【答案】C
【解析】A. a、b的分子式为C8H8,c的分子式为C8H10,故A错误;B. b分子是立方烷,不能与溴水发生反应,a、c分子中均含有碳碳双键,可以和溴水发生反应,故B错误;C. a分子中的苯环和碳碳双键均为平面结构,因单键可以旋转,所以a分子中的所有原子可以处于同一平面,b、c分子中均含有饱和碳原子,所以b、c分子中的所有原子不可能处于同一平面,故C正确;D. b分子是立方烷,是一种对称结构,每个碳原子上有一个氢原子,其一氯代物只有1种,a的一氯代物有5种,c的一氯代物有7种,故D错误;答案选C。
第Ⅱ卷(非选择题 共52分)
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
17.写出下列反应的化学反应方程式(注明反应条件)并指出反应类型
(1)乙烯在一定条件下与水反应 ___________________________________,__________
(2)苯与浓硝酸反应______________________________________________,__________
(3)乙酸与丙醇反应______________________________________________,__________
【答案】(1). CH2=CH2+H2OCH3CH2OH (2). 加成反应 (3). +HO-NO2+H2O (4). 取代(或硝化)反应 (5). CH3COOH+CH3CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH3+H2O (6). 酯化(或取代)反应
【解析】
【分析】(1)乙烯在一定条件下与水发生加成反应生成乙醇;
(2)苯与浓硝酸在浓硫酸做催化剂的条件下,发生取代反应,生成硝基苯和水;
(3)乙酸与丙醇在浓硫酸做催化剂,加热条件下,发生酯化反应生成乙酸丙酯和水;
【详解】(1)乙烯在一定条件下与水发生加成反应生成乙醇,化学方程式为CH2=CH2+H2OCH3CH2OH;
答案:CH2=CH2+H2OCH3CH2OH 加成反应
(2)苯与浓硝酸在浓硫酸做催化剂,水浴加热的条件下,发生取代反应,生成硝基苯和水,化学方程式为+HO-NO2+H2O ;
答案:+HO-NO2+H2O 取代(或硝化)反应
(3)乙酸与丙醇在浓硫酸做催化剂,加热条件下,发生酯化反应生成乙酸丙酯和水,化学方程式为CH3COOH+CH3CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH3+H2O ;
答案:CH3COOH+CH3CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH3+H2O 酯化(或取代)反应
18. 某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。
(1)实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象,请写出相应的化学反应方程式:______________________________________________。
在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明该乙醇氧化反应是________反应。
(2)甲和乙两个水浴作用不相同。
甲的作用是__________________________;乙的作用是__________________________。
(3)反应进行一段时间后,干燥试管a中能收集到不同的物质,它们是________________。集气瓶中收集到的气体的主要成分是__________________________。
(4)若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验,试纸显红色,说明液体中还含有__________。要除去该物质,可先在混合液中加入________________(填写字母)。
a.氯化钠溶液 b.苯
c.碳酸氢钠溶液 d.四氯化碳
然后,再通过________________(填实验操作名称)即可除去。
【答案】(1)2Cu+O22CuO,CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O 放热
(2)加热冷却
(3)乙醛、乙醇、水、乙酸氮气
(4)乙酸 c 蒸馏
【解析】(1)实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象,是因为2Cu+O22CuO,
CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O,熄灭酒精灯后,反应仍能进行,说明此反应为放热反应。(2)甲水浴的作用是加热乙醇,便于乙醇的挥发;乙水浴的作用是冷却,便于乙醛的收集。(3)经过反应后并冷却,a中收集到的物质有易挥发的乙醇,反应生成的乙醛和水以及乙醛进一步氧化得到的乙酸。集气瓶中收集到的气体主要为氮气。(4)试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验,试纸显红色,说明a中收集到的液体呈酸性,这是由于CH3CHO进一步氧化生成了CH3COOH,可以用NaHCO3除去,然后经过蒸馏即可得到乙醛
19.A、B、C、D都是短周期元素,原子半径D>C>A>B,其中A、B处在同一周期,A、C处在同一主族。C原子核内质子数等于A、B原子核内质子数之和,C原子最外层上的电子数是D原子最外层电子数的4倍。试回答:
(1)这四种元素分别是:A________,B________,C________,D________。
(2)这四种元素中在常温常压下的液态或气态简单氢化物的稳定性由大而小的顺序是________。
(3)A与B形成的三原子分子的电子式是________,B与D形成的原子个数比为1∶1的化合物的电子式是________。
(4)A元素某氧化物与D元素某氧化物反应生成单质的化学方程式是_____________________。
【答案】(1)碳 氧 硅 钠 (各1分) (2)H2O>CH4>SiH4 (2分)
(3)(各1分)
(4)2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2 (2分)
【解析】试题分析:A、B、C、D都是短周期元素,原子半径D>C>A>B,其中A、B处在同一周期,A、C处在同一主族,四种元素在周期表中的大致相对位置为:,A、C处在同一主族,二者质子数相差8,C原子核内质子数等于A、B原子核内质子数之和,故B的质子数为8,B为O元素,C原子最外层上的电子数是D原子最外层电子数的4倍,故C最外层电子数为4,D的最外层电子数为1,故A为C元素,C为Si元素,D为Na元素,则
(1)根据以上分析可知四种元素名称分别为碳、氧、硅、钠。
(2)非金属性越强,氢化物的稳定性越强,非金属性是O>C>Si,所以氢化物的稳定性由大而小的顺序是H2O>CH4>SiH4。
(3)碳与氧形成的三原子分子是二氧化碳,其电子式是;钠与氧形成的原子个数比为1∶1的化合物是过氧化钠,其电子式是。
(4)二氧化碳能与过氧化钠反应生成氧气和碳酸钠,反应的方程式为2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2。
20.乙酸正丁酯是一种优良的有机溶剂,广泛用于硝化纤维清漆中,在人造革、织物及塑料加工过程中用作溶剂,也用于香料工业。某化学兴趣小组在实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯,有关物质的相关数据及实验装置如下所示:
化合物
相对分子质量
密度(g/cm3)
沸点(℃)
溶解度(g/100 g水)
冰醋酸
60
1.045
117.9
互溶
正丁醇
74
0.80
118.0
9
乙酸正丁酯
116
0.882
126.1
0.7
I II
分水器的操作方法:先将分水器装满水(水位与支管口相平),再打开活塞,准确放出一定体积的水。在制备过程中,随着加热回流,蒸发后冷凝下来的有机液体和水在分水器中滞留分层,水并到下层(反应前加入的)水中;有机层从上面溢出,流回反应容器。当水层增至支管口时,停止反应。
乙酸正丁酯合成和提纯步骤为:
第—步:取18.5 mL正丁醇和15.4 mL冰醋酸混合加热发生酯化反应,反应装置如图Ⅰ所示(加热仪器已省略);
第二步:依次用水、饱和Na2CO3溶液、水对烧瓶中的产品洗涤并干燥;
第三步:用装置Ⅱ蒸馏提纯。
请回答有关问题:
(1)第一步装置中除了加正丁醇和冰醋酸外,还需加入___________、______________。
(2)实验中使用分水器的优点有________________、 ___________。根据题中给出的相关数据计算,理论上,应该从分水器中放出来的水的体积约为___________。
(3)第二步用饱和Na2CO3溶液洗涤的目的是____________________________。
(4)第三步蒸馏产品时,应收集温度在_______________左右的馏分。若实验中得到乙酸正丁酯12.76 g,则乙酸正丁酯的产率为___________________。
【答案】(1). 浓硫酸 (2). 沸石(碎瓷片) (3). 及时分离出水,有利于酯化反应朝正反应方向移动 (4). 根据收集到的水的体积,可以粗略判断是否可以终止反应 (5). 3.6mL (6). 除去产品中含有的乙酸(硫酸)等杂质 (7). 126.1℃ (8). 55%
【解析】
【分析】步骤分析:第—步:取18.5 mL正丁醇和15.4 mL冰醋酸,还需加入浓硫酸作为催化剂和吸水剂、加入碎瓷片或者沸石防止反应液暴沸,混合加热发生酯化反应,反应中,及时将产物水蒸发出去,相当于减小生成物浓度有利于反应正向进行,蒸发后冷凝下来的有机液体和水在分水器中滞留分层,水并到下层(反应前加入的)水中;有机层从上面溢出,流回反应容器。当水层增至支管口时,停止反应。
第二步:依次用水溶解掉大部分硫酸和未反应的冰醋酸、饱和Na2CO3溶液反应掉剩余的硫酸和醋酸、水洗掉残余的碳酸钠溶液,对烧瓶中的产品洗涤并干燥;
第三步:乙酸正丁酯中肯定还溶有正丁醇,用装置Ⅱ蒸馏提纯,得到乙酸正丁酯
【详解】(1)第一步装置中除了加正丁醇和冰醋酸外,还需加入浓硫酸作为催化剂和吸水剂、加入碎瓷片或者沸石防止反应液暴沸;
答案:浓硫酸 沸石(碎瓷片)
(2)实验中使用分水器的优点是及时分离出水,相当于减小生成物浓度有利于酯化反应朝正反应方向移动、根据收集到的水的体积,当分水器中的水接近支管口时,可以粗略判断是否可以终止反应。正丁醇的质量为:0.80g/cm3×18.5mL=14.8g;n(正丁醇)=14.8g/74g/mol=0.2mol;冰醋酸质量:1.045g/cm3×15.4mL=16.093g;n(醋酸)=16.093g/60g/mol=0.268mol,二者反应时,冰醋酸过量,根据正丁醇计算;
CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
1mol 1mol
0.2mol 0.2mol
因此生成水:0.2mol×18g/mol=3.6g,因为水的密度为1g/mL,则大约为3.6mL;
答案:及时分离出水,有利于酯化反应朝正反应方向移动 根据收集到的水的体积,可以粗略判断是否可以终止反应 3.6mL
(3)第二步用饱和Na2CO3溶液洗涤的目的是除去产品中含有的乙酸(硫酸)等杂质;
答案:除去产品中含有的乙酸(硫酸)等杂质
(4)第三步蒸馏产品时,因为乙酸正丁酯的沸点为126.1℃,应收集温度在126.1℃左右的馏分。
正丁醇质量为:0.80g/cm3×18.5mL=14.8g;n(正丁醇)=14.8g/74g/mol=0.2mol;冰醋酸质量:1.045g/cm3×15.4mL=16.093g;n(醋酸)=16.093g/60g/mol=0.268mol,二者反应时,冰醋酸过量,根据正丁醇计算;
CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
1mol 1mol
0.2mol 0.2mol
理论上生成乙酸正丁酯0.2mol×116g/mol=23.2g,则产率为×100%=55%;
答案:126.1℃ 55%
相关资料
更多