高中化学教师资格证笔试备考资料第三章 第4节 羧酸羧酸衍生物.docx
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高中化学教师资格证笔试备考资料第三章第4节羧酸羧酸衍生物
第三课时有机化学的反应类型及常见有机化合物的检验、分离与提纯
一、选择题:
共10小题
1.(2021·辽宁沈阳铁路实验中学高二下期中)能一次区分乙酸、乙醇、苯、四氯化碳四种物质的试剂是()
A.水B.氢氧化钠溶液
C.Na2CO3溶液D.稀硫酸
2.下列各组物质用酸性高锰酸钾溶液和溴水都能鉴别的是()
A.苯和甲苯B.1己烯和二甲苯
C.苯和1己烯D.己烷和苯
3.(2021·江苏海安中学高二下月考)除去下列物质中的杂质(括号内的物质),所使用的试剂和主要操作都正确的是()
选项
物质
使用的试剂
主要操作
A
乙醇(水)
金属钠
蒸馏
B
苯(苯酚)
饱和溴水
过滤
C
乙酸乙酯(乙酸)
氢氧化钠溶液
分液
D
乙烷(乙烯)
溴水,浓硫酸
洗气
4.某含碳、氢、氧的有机物A能发生如图所示的转化:
已知C、D、E均能在一定条件下与新制的氢氧化铜反应生成砖红色沉淀,则A的同分异构体是()
A.乙酸B.甲酸乙酯
C.甲酸甲酯D.乙酸甲酯
5.(2021·江苏南通中学高二下期中)分离乙醇、乙酸的操作中,下列试剂选用正确的是()
a
b
c
d
A
Na2CO3饱和溶液
乙酸钠
浓硫酸
蒸馏
B
Na2CO3固体
乙酸钠
浓盐酸
过滤
C
CaO固体
乙酸钙
浓硫酸
蒸馏
D
CaO固体
乙酸钙
浓盐酸
蒸馏
6.(2021·山东潍坊模拟)某课外活动小组设计如图所示装置制取乙酸乙酯。
已知:
①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl2·6C2H5OH。
②有关有机物的沸点:
有机物
乙醚
乙醇
乙酸
乙酸乙酯
沸点(℃)
34.5
79
118
77.1
下列说法不正确的是()
A.装置中球形干燥管既能冷凝蒸气又能防止倒吸
B.反应结束后大试管中的现象是溶液分层,上层为无色油状液体
C.从大试管中分离出的乙酸乙酯中还含有一定量的乙醇、乙醚和水,应先加入无水氯化钙,过滤分离出乙醇
D.最后加入无水硫酸钠,然后进行蒸馏,收集118℃左右的馏分,以得到较纯净的乙酸乙酯
7.下列实验中,不能达到预期目的的是()
①用升华法分离碘和氯化铵的混合物
②用重结晶法分离硝酸钾和氯化钠的混合物
③用分液法分离水和硝基苯的混合物
④用蒸馏法分离乙醇(沸点为78.5℃)和苯(沸点为80.1℃)的混合物
A.①④B.②③
C.③④D.②④
8.化学家从有机反应RH+Cl2(g)
RCl(l)+HCl(g)中受到启发,提出的在农药和有机合成工业中可获得副产品的设想已成为事实,试指出从上述反应产物中分离得到盐酸的最佳方法是()
A.水洗分液法B.蒸馏法
C.升华法D.有机溶剂萃取法
9.下列关于烯烃的化学性质的叙述不正确的是()
A.烯烃能使溴的CCl4溶液褪色,是因为烯烃与溴发生了取代反应
B.烯烃能使酸性KMnO4溶液褪色,是因为烯烃能被KMnO4氧化
C.在一定条件下,烯烃能与H2、H2O、HX(卤化氢)发生加成反应
D.在一定条件下,丙烯能够发生加聚反应生成聚丙烯
10.下列说法错误的是( )
A.油脂在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分
B.油脂的水解反应可用于生产甘油
C.淀粉、蛋白质和油脂均是天然高分子
D.新榨油脂不及时干燥脱水易变质
二、非选择题:
共4小题
11.(素养题)用如图所示装置进行乙烯制取和验证性质实验。
当温度迅速上升后,可观察到试管中的浓溴水褪色,圆底烧瓶中的浓硫酸与乙醇的混合液体变为棕黑色。
请回答:
(1)该实验中生成乙烯的化学方程式为________________________________
________________________________________________________________。
(2)一些同学认为,溴水褪色的现象不能证明反应中有乙烯生成及乙烯具有不饱和性,因为棕黑色物质与浓硫酸反应可能生成某种气体。
该气体使溴水褪色的化学方程式为_____________________________________________________
________________________________________________________________。
另一些同学经过细致观察后认为,试管中另一个现象可证明反应中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性,这个现象是___________________________________
________________________________________________________________。
(3)还有同学提出通过测定反应后溶液的pH可探究乙烯与溴水发生了加成反应还是取代反应,原因是____________________________________________
________________________________________________________________。
12.丙炔酸甲酯(CHCCOOCH3)是一种重要的有机化工原料,沸点为103~105℃。
实验室制备少量丙炔酸甲酯的反应为
实验步骤如下:
步骤1:
在反应瓶中,加入14g丙炔酸、50mL甲醇和2mL浓硫酸,搅拌,加热回流一段时间。
步骤2:
蒸出过量的甲醇(装置如图)。
步骤3:
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:
有机相经无水Na2SO4干燥、过滤、蒸馏,得丙炔酸甲酯。
(1)步骤1中,加入过量甲醇的目的是_____________________________
_____________________________________________________________。
(2)步骤2中,如图所示的装置中仪器A的名称是________;蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是________。
(3)步骤3中,用5%Na2CO3溶液洗涤,主要除去的物质是________;分离出有机相的操作名称为________。
(4)步骤4中,蒸馏时不能用水浴加热的原因是_____________________
_____________________________________________________________。
13.已知A中含有苯环结构,请观察下图中化合物A~H的转化关系(图中副产物均未写出),并回答问题:
(1)写出图中化合物C、G、H的结构简式:
C________,
G________,H________。
(2)属于取代反应的有________(填数字代号)。
(3)属于消去反应的是________(填数字代号)。
(4)写出⑨的化学方程式并指明其反应类型:
_____________
__________________________,________。
14.某抗结肠炎药物的有效成分(H2NCOOHOH)的合成路线如下图所示(部分试剂和反应条件已略去):
已知:
请回答下列问题:
(1)C的结构简式是________。
(2)①中试剂X是________;②的反应类型是________。
(3)下列对抗结肠炎药物的有效成分可能具有的性质推测正确的是________(填字母)。
a.水溶性比苯酚的好,密度比苯酚的大
b.能发生消去反应
c.能发生加聚反应
d.既有酸性又有碱性
(4)E与足量NaOH溶液反应的化学方程式为_______________________
_____________________________________________________________。
一、选择题:
共10小题
1.(2021·辽宁沈阳铁路实验中学高二下期中)能一次区分乙酸、乙醇、苯、四氯化碳四种物质的试剂是()
A.水B.氢氧化钠溶液
C.Na2CO3溶液D.稀硫酸
C[乙醇、乙酸与水均不反应,且都溶于水,现象相同,不能区分,A错误;加入NaOH溶液,乙酸与NaOH发生中和反应,乙醇与NaOH溶液互溶,均无明显现象,不能鉴别乙酸、乙醇,B错误;乙酸与碳酸钠溶液反应有气体生成,乙醇与碳酸钠溶液互溶,苯不溶于水,密度比水小,在上层,四氯化碳不溶于水,密度比水大,在下层,可鉴别,C正确;加入稀硫酸,不能鉴别乙酸、乙醇,D错误。
]
2.下列各组物质用酸性高锰酸钾溶液和溴水都能鉴别的是()
A.苯和甲苯B.1己烯和二甲苯
C.苯和1己烯D.己烷和苯
C[A项,甲苯和苯能用酸性高锰酸钾溶液鉴别,甲苯因被KMnO4氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,而苯不能,加入溴水两者的现象都是溶液分层,有色层在上层;B项,分别向1己烯和二甲苯中加入酸性高锰酸钾溶液,溶液都褪色,1己烯与Br2反应而使溴水褪色,二甲苯中加入溴水,萃取后溶液分层,有色层在上层;C项,1己烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而苯不能,1己烯与Br2反应使溴水褪色,苯与溴水发生萃取,有色层在上层;D项,苯和己烷与酸性高锰酸钾溶液均不反应,与溴水都发生萃取,且有色层都在上层。
]
3.(2021·江苏海安中学高二下月考)除去下列物质中的杂质(括号内的物质),所使用的试剂和主要操作都正确的是()
选项
物质
使用的试剂
主要操作
A
乙醇(水)
金属钠
蒸馏
B
苯(苯酚)
饱和溴水
过滤
C
乙酸乙酯(乙酸)
氢氧化钠溶液
分液
D
乙烷(乙烯)
溴水,浓硫酸
洗气
D[乙醇和水都可以与钠发生反应,试剂选用错误,可以选用生石灰,再进行蒸馏,A项错误;苯酚与饱和溴水发生取代反应,生成的2,4,6三溴苯酚可以与苯互溶,试剂选用错误,可以选用氢氧化钠溶液除杂,再分液,B项错误;乙酸和乙酸乙酯均与氢氧化钠溶液反应,试剂选用错误,可以选用饱和碳酸钠溶液除杂,再分液,C项错误;乙烷和乙烯的混合气体通入溴水进行洗气,乙烯与溴发生加成反应生成1,2二溴乙烷,可以通过溴水除去乙烯,从溴水中带出来的水蒸气用浓硫酸除去,D项正确。
]
4.某含碳、氢、氧的有机物A能发生如图所示的转化:
已知C、D、E均能在一定条件下与新制的氢氧化铜反应生成砖红色沉淀,则A的同分异构体是()
A.乙酸B.甲酸乙酯
C.甲酸甲酯D.乙酸甲酯
A[根据转化关系可知,A是酯类,C是羧酸钠,B是醇,D是醛,E是羧酸。
又因为C、D、E均能在一定条件下与新制的氢氧化铜反应生成砖红色沉淀,所以A是甲酸甲酯,根据同分异构体的定义来判断,可知甲酸甲酯和乙酸互为同分异构体。
]
5.(2021·江苏南通中学高二下期中)分离乙醇、乙酸的操作中,下列试剂选用正确的是()
a
b
c
d
A
Na2CO3饱和溶液
乙酸钠
浓硫酸
蒸馏
B
Na2CO3固体
乙酸钠
浓盐酸
过滤
C
CaO固体
乙酸钙
浓硫酸
蒸馏
D
CaO固体
乙酸钙
浓盐酸
蒸馏
C[加入Na2CO3饱和溶液,蒸馏得到的乙醇中会混有水蒸气,A错误;浓盐酸具有挥发性,c不能选用浓盐酸且流程中第④步应该用蒸馏的方法得到乙酸,B、D错误;a为氧化钙,可以消耗乙酸,且具有吸水作用,然后蒸馏得到乙醇,物质b为乙酸钙,第③步将乙酸钙转化为乙酸,可加入浓硫酸,d为蒸馏,C正确。
]
6.(2021·山东潍坊模拟)某课外活动小组设计如图所示装置制取乙酸乙酯。
已知:
①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl2·6C2H5OH。
②有关有机物的沸点:
有机物
乙醚
乙醇
乙酸
乙酸乙酯
沸点(℃)
34.5
79
118
77.1
下列说法不正确的是()
A.装置中球形干燥管既能冷凝蒸气又能防止倒吸
B.反应结束后大试管中的现象是溶液分层,上层为无色油状液体
C.从大试管中分离出的乙酸乙酯中还含有一定量的乙醇、乙醚和水,应先加入无水氯化钙,过滤分离出乙醇
D.最后加入无水硫酸钠,然后进行蒸馏,收集118℃左右的馏分,以得到较纯净的乙酸乙酯
D[球形干燥管可以防止倒吸,同时起冷凝作用,A正确;乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中溶解度小,且密度比水小,所以溶液分层:
上层为无色油状液体,下层为水层,B正确;乙醇能与无水氯化钙反应生成难溶于水的CaCl2·6C2H5OH,可先加入无水氯化钙,过滤分离出乙醇,C正确;收集的118℃左右的馏分不是较纯净的乙酸乙酯,其中混有乙酸,乙酸乙酯的沸点为77.1℃,应该收集77.1℃的馏分,D错误。
]
7.下列实验中,不能达到预期目的的是()
①用升华法分离碘和氯化铵的混合物
②用重结晶法分离硝酸钾和氯化钠的混合物
③用分液法分离水和硝基苯的混合物
④用蒸馏法分离乙醇(沸点为78.5℃)和苯(沸点为80.1℃)的混合物
A.①④B.②③
C.③④D.②④
A[①中碘受热升华,NH4Cl受热分解生成NH3和HCl,二者遇冷又反应生成NH4Cl,无法分离;④中两者沸点十分接近,不能用蒸馏法分离。
]
8.化学家从有机反应RH+Cl2(g)
RCl(l)+HCl(g)中受到启发,提出的在农药和有机合成工业中可获得副产品的设想已成为事实,试指出从上述反应产物中分离得到盐酸的最佳方法是()
A.水洗分液法B.蒸馏法
C.升华法D.有机溶剂萃取法
[答案]A
9.下列关于烯烃的化学性质的叙述不正确的是()
A.烯烃能使溴的CCl4溶液褪色,是因为烯烃与溴发生了取代反应
B.烯烃能使酸性KMnO4溶液褪色,是因为烯烃能被KMnO4氧化
C.在一定条件下,烯烃能与H2、H2O、HX(卤化氢)发生加成反应
D.在一定条件下,丙烯能够发生加聚反应生成聚丙烯
A[烯烃能使溴的CCl4溶液褪色,是因为烯烃中的碳碳双键与溴发生了加成反应,A项错误。
烯烃能使酸性KMnO4溶液褪色,是因为烯烃中的碳碳双键能被KMnO4氧化,B项正确。
在一定条件下,烯烃中的碳碳双键能与H2、H2O、HX(卤化氢)发生加成反应,C项正确。
在一定条件下,含有碳碳双键的丙烯能够发生加聚反应生成聚丙烯,D项正确。
]
10.下列说法错误的是( )
A.油脂在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分
B.油脂的水解反应可用于生产甘油
C.淀粉、蛋白质和油脂均是天然高分子
D.新榨油脂不及时干燥脱水易变质
C [油脂在碱性条件下发生水解反应生成甘油和高级脂肪酸盐,高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分,该反应是皂化反应,A项正确;油脂水解可生成高级脂肪酸(或高级脂肪酸盐)和甘油,B项正确;油脂不是高分子,C项错误;油脂含有不饱和键,易被氧化,新榨油脂若不及时干燥脱水,水中含有的微生物可能大量繁殖,将油脂氧化而使油脂变质,D项正确。
]
二、非选择题:
共4小题
11.(素养题)用如图所示装置进行乙烯制取和验证性质实验。
当温度迅速上升后,可观察到试管中的浓溴水褪色,圆底烧瓶中的浓硫酸与乙醇的混合液体变为棕黑色。
请回答:
(1)该实验中生成乙烯的化学方程式为________________________________
________________________________________________________________。
(2)一些同学认为,溴水褪色的现象不能证明反应中有乙烯生成及乙烯具有不饱和性,因为棕黑色物质与浓硫酸反应可能生成某种气体。
该气体使溴水褪色的化学方程式为_____________________________________________________
________________________________________________________________。
另一些同学经过细致观察后认为,试管中另一个现象可证明反应中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性,这个现象是___________________________________
________________________________________________________________。
(3)还有同学提出通过测定反应后溶液的pH可探究乙烯与溴水发生了加成反应还是取代反应,原因是____________________________________________
________________________________________________________________。
[解析]
(2)乙醇与浓硫酸反应生成乙烯的同时,浓硫酸易将乙醇氧化为C或CO2,H2SO4被还原为SO2,SO2具有还原性,可以使溴水褪色。
SO2与溴水反应的现象只有溴水褪色;而乙烯和溴水反应时,除溴水褪色外,试管底部还有不溶于水的油状液体生成。
(3)若乙烯和溴水发生加成反应,则溶液的pH升高;若发生取代反应,则溶液的pH明显减小。
[答案]
(1)CH3CH2OH
CH2===CH2↑+H2O
(2)SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr试管底部有油状液体生成(3)若发生取代反应,生成HBr,溶液的pH明显减小;若发生加成反应,溶液的pH升高
12.丙炔酸甲酯(CH
CCOOCH3)是一种重要的有机化工原料,沸点为103~105℃。
实验室制备少量丙炔酸甲酯的反应为
实验步骤如下:
步骤1:
在反应瓶中,加入14g丙炔酸、50mL甲醇和2mL浓硫酸,搅拌,加热回流一段时间。
步骤2:
蒸出过量的甲醇(装置如图)。
步骤3:
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:
有机相经无水Na2SO4干燥、过滤、蒸馏,得丙炔酸甲酯。
(1)步骤1中,加入过量甲醇的目的是_____________________________
_____________________________________________________________。
(2)步骤2中,如图所示的装置中仪器A的名称是________;蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是________。
(3)步骤3中,用5%Na2CO3溶液洗涤,主要除去的物质是________;分离出有机相的操作名称为________。
(4)步骤4中,蒸馏时不能用水浴加热的原因是_____________________
_____________________________________________________________。
[解析]
(1)甲醇可作为溶剂,同时增加一种反应物的用量,可提高另一种反应物的转化率。
(2)蒸馏时用到的仪器A为直形冷凝管,蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是防止暴沸。
(3)Na2CO3可以与丙炔酸反应。
丙炔酸甲酯在Na2CO3溶液中的溶解度较小,故可以用分液法分离有机相和无机相。
(4)丙炔酸甲酯的沸点比水的高,若用水浴加热,则不能将丙炔酸甲酯蒸出来。
[答案]
(1)作为溶剂、提高丙炔酸的转化率
(2)(直形)冷凝管防止暴沸(3)丙炔酸分液(4)丙炔酸甲酯的沸点比水的高
13.已知A中含有苯环结构,请观察下图中化合物A~H的转化关系(图中副产物均未写出),并回答问题:
(1)写出图中化合物C、G、H的结构简式:
C________,
G________,H________。
(2)属于取代反应的有________(填数字代号)。
(3)属于消去反应的是________(填数字代号)。
(4)写出⑨的化学方程式并指明其反应类型:
_____________
__________________________,________。
[解析]框图中只给出两种化合物的分子式,解题时应以此为突破口。
结合框图及A中含苯环结构可以推断C8H10是乙苯。
由乙苯逆推,可知化合物A是乙苯侧链乙基上的氢原子被溴原子取代的产物,进一步可推知,化合物C是苯乙烯,化合物G是苯乙炔,化合物D是
。
14.某抗结肠炎药物的有效成分(H2NCOOHOH)的合成路线如下图所示(部分试剂和反应条件已略去):
已知:
请回答下列问题:
(1)C的结构简式是________。
(2)①中试剂X是________;②的反应类型是________。
(3)下列对抗结肠炎药物的有效成分可能具有的性质推测正确的是________(填字母)。
a.水溶性比苯酚的好,密度比苯酚的大
b.能发生消去反应
c.能发生加聚反应
d.既有酸性又有碱性
(4)E与足量NaOH溶液反应的化学方程式为_______________________
_____________________________________________________________。
[解析]A与氯气发生取代反应生成B,B水解后再酸化得到C,A、B、C中碳原子数相等,结合C的分子式、E的结构简式及已知条件(a),可知C为
,B为
,A为
,从而推出D为
;D被氧化得到E,E水解后经酸化得到F,则F为
;结合已知条件(b)和最终产物的结构简式可知,G为
。
(2)①中苯环上的H被Cl取代时需要FeCl3作催化剂。
②的反应类型是取代反应或硝化反应。
(3)
中所含的氨基、羧基、羟基都是亲水基团,所以水溶性比苯酚的好,其密度比苯酚的大,a项正确;抗结肠炎药物的有效成分不能发生消去反应,b项错误;该物质中不含碳碳双键或碳碳三键,不能发生加聚反应,c项错误;该物质中含有羧基和氨基,故该物质既有酸性又有碱性,d项正确。
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