同步练习8 烃的衍生物综合(原卷版 解析版)高中化学 人教版 选择性必修第三册

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同步练习8 烃的衍生物综合
一、选择题(本题共15小题,每小题4分,共60分,每小题只有一个选项符合要求)
1.有机化合物分子中基团间的相互影响会导致化学性质改变。下列叙述不能说明上述观点的是(  )
A.苯酚能与NaOH溶液反应,而乙醇不能
B.等物质的量的乙醇和丙三醇与足量的金属钠反应,后者产生的H2比前者多
C.苯与液溴在催化剂作用下才能发生反应,而苯酚与浓溴水混合就能发生反应
D.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而乙烷不能
2.七叶亭是一种植物抗菌素,适用于细菌性痢疾,其结构简式如图。下列说法不正确的是(  )
A.分子中存在3种官能团
B.分子中所有碳原子一定共平面
C.1 mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗3 mol Br2
D.1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗4 mol NaOH
3.某同学设计了下列合成路线,你认为不能实现的是(  )
A.用乙烯合成乙酸:CH2CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH
B.用氯苯合成环己烯:
C.用乙烯合成乙二醇:H2CCH2ClCH2CH2Cl HOCH2CH2OH
D.用乙炔合成聚氯乙烯:C2H2CH2CHCl
4.下列实验方案正确的是(  )
A.图甲可用于检验1 溴丙烷的消去产物
B.图乙可用于乙醇萃取溴水中的溴
C.图丙可用于证明酸性:硫酸>碳酸>苯酚
D.图丁可用于检验乙炔的还原性
5.苯甲酸及其钠盐常作食品的防腐剂。苯甲酸的球棍模型如图所示。下列有关叙述错误的是(  )
A.苯甲酸能发生氧化、取代反应
B.苯甲酸属于芳香族羧酸
C.苯甲酸能形成分子内氢键
D.苯甲酸可与NaHCO3溶液反应生成CO2
6.(2025·莱芜高二月考)实验室中初步分离环己烷、苯酚、苯甲酸混合液的流程如图。下列说法错误的是(  )
A.环己烷、苯酚、苯甲酸粗产品依次由①、②、③获得
B.若试剂a为碳酸钠,可以通过观察气泡现象控制试剂用量
C.操作X为蒸馏,试剂b可选用盐酸或CO2
D.试剂c可以选用盐酸或硫酸
7.下列实验操作、现象和结论均正确的是(  )
选项 实验操作及现象 预期实验目的或所得结论
A 将酸性KMnO4溶液滴入丙烯醛中,溶液的紫红色褪去 证明丙烯醛中含有碳碳双键
B 在试管中加入2 mL 10% CuSO4溶液,再加入5滴5% NaOH溶液,得到新制的Cu(OH)2,振荡后加入2 mL 10%葡萄糖溶液,加热后得到砖红色沉淀 葡萄糖中含有醛基
C 重结晶法提纯苯甲酸的主要步骤为加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 苯甲酸在水中的溶解度受温度的影响较大
D 向某卤代烃中加入氢氧化钠溶液并加热,再加入AgNO3溶液,产生淡黄色沉淀 该卤代烃中含有溴元素
8.中国科学院上海有机化学研究所人工合成了青蒿素,其部分合成路线如图所示:
下列说法正确的是(  )
A.乙→丙发生了消去反应
B.香茅醛不存在顺反异构现象
C.甲遇浓溴水产生白色沉淀
D.香茅醛可形成分子内氢键
9.(2025·杭州高二调研)有机物M、N、P之间存在如图转化关系,下列说法错误的是(  )
A.1 mol M与1 mol Br2加成,所得产物有2种
B.N可能的结构有两种
C.检验N中Cl原子所需试剂的先后顺序:NaOH溶液、稀HNO3、AgNO3溶液
D.P在一定条件下既可以和氢气反应,也可以和乙酸反应
10.关于紫草素(),下列说法正确的是(  )
A.分子中最多有11个碳原子共平面
B.紫草素的分子式是C16H16O5,其同分异构体中可能含有两个苯环
C.1 mol该物质与足量浓溴水反应,最多可消耗3 mol Br2
D.1 mol该物质分别与足量Na、NaOH溶液和NaHCO3溶液反应,最多可消耗Na、NaOH、NaHCO3物质的量之比为3∶2∶2
11.科学家使用地球上含量丰富的Ni MoO2异质结构催化剂选择性电化学还原苯酚,如图所示。
下列叙述正确的是(  )
A.甲、丙都能与NaOH、Na、Na2CO3反应
B.乙的名称是己酮,丙的名称是环己醇
C.丙能发生消去、氧化、取代反应
D.1个丙分子中含有1个手性碳原子
12.(2025·长春高二联考期末)江栀子是江西“十大名贵中草药”之一,栀子苷是其主要的活性成分,结构简式如图所示。下列关于栀子苷叙述错误的是(  )
A.含有4种官能团
B.能发生消去、酯化反应
C.1分子栀子苷中含9个手性碳原子
D.1 mol栀子苷最多能与5 mol Na反应
13.工业上以有机物a、一氧化碳和乙醇为原料催化合成有机物d的反应机理如图所示,下列有关叙述不正确的是(  )
A.该反应的催化剂为HMLn
B.总反应式为+CO+NuH
C.b、c、d均存在顺反异构
D.反应(Ⅳ)是生成酮的取代反应
14.苯甲酸甲酯是一种重要的溶剂。实验室中以苯甲酸和甲醇为原料,利用如图所示反应制备。
反应原理:+CH3OH+H2O。下列说法正确的是(  )
A.浓硫酸在酯化反应中作催化剂和脱水剂
B.增加甲醇的用量可以提高苯甲酸的利用率
C.回流装置和蒸馏装置中的冷凝管可以互换
D.可用NaOH溶液除去苯甲酸甲酯中剩余的苯甲酸
15.对乙酰氨基酚和布洛芬常用于普通感冒或流行性感冒引起的发热,可以用于缓解轻至中度的疼痛,其结构分别如图所示,下列说法错误的是(  )
A.两种药物均可以发生氧化反应、加成反应、取代反应
B.布洛芬中所有的碳原子可能处于同一平面
C.对乙酰氨基酚与足量的氢气加成后所得产物中不存在手性碳原子
D.两种药物均可与NaOH反应,且相同物质的量时,对乙酰氨基酚消耗的NaOH多
二、非选择题(本题共3小题,共40分)
16.(13分)(2025·淄博高二期中)苯甲酸乙酯可用于配制香水及食用香精。实验室可用苯甲酸与乙醇为原料制备苯甲酸乙酯,制备装置如图所示(部分装置已省略)。
已知:
物质 乙醇 苯甲酸 乙醚 苯甲酸乙酯
密度/(g·cm-3) 0.789 3 1.265 9 0.731 8 1.050 0
沸点/℃ 78.5 249.0 34.5 212.0
相对分子质量 46 122 74 150
Ⅰ.合成苯甲酸乙酯粗产品:按图甲装置,在仪器C中加入2.44 g苯甲酸、15.0 mL乙醇、3.0 mL浓硫酸和适量环己烷(与乙醇、水可形成共沸物),控制一定温度加热2 h后停止加热。
(1)(1分)仪器A的名称是     。
(2)本实验中制取苯甲酸乙酯的化学方程式为    。
(3)实验时使用过量乙醇的目的是    。
(4)分水器的“分水”原理是冷凝液在分水器中分层,上层有机层从支管处流回烧瓶,下层水层从分水器下口放出,反应结束的标志是    。
Ⅱ.粗产品的精制:将仪器C中的反应液倒入盛有水的烧杯中,滴加饱和Na2CO3溶液至溶液呈中性,用分液漏斗分出有机层,再用乙醚萃取水层中的残留产品,将二者合并转移至图乙的仪器D中,加入沸石和无水氯化钙,加热蒸馏,制得产品2.4 mL。
(5)加入饱和Na2CO3溶液的作用有    (填字母)。
a.除去硫酸和苯甲酸
b.降低苯甲酸乙酯的溶解度
(6)采用图乙装置进行蒸馏操作,收集  ℃的馏分。
(7)该实验中苯甲酸乙酯的产率是     。
17.(13分)某研究小组用10.6 g苯甲醛制备苯甲醇与苯甲酸,发生如下反应:
2(苯甲醛)+NaOH(苯甲醇)+
充分反应后,将所得到的反应液按如图步骤处理:
下表列出了有关物质的部分物理性质:
物质 相对分子质量 溶解性
苯甲醇 108 在水中溶解度较小,易溶于醚、醇
苯甲醛 106 微溶于水,易溶于醇、醚
苯甲酸 122 苯甲酸微溶于冷水,易溶于醚、醇
(1)(1分)操作Ⅰ用到的关键仪器名称为    。
(2)操作Ⅱ为蒸馏,蒸馏装置如图所示,其中温度计所处的正确位置是  (填“a”“b”或“c”)。方框甲内未画出的仪器为      。
(3)重结晶过程为热水溶解→活性炭脱色→趁热过滤→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥。其中趁热过滤的目的是    。
(4)下列仪器中,可鉴别苯甲酸和苯甲醇的是      (填字母)。
A.元素分析仪 B.红外光谱仪
C.质谱仪 D.核磁共振仪
(5)最终得到苯甲酸产品4.0 g,则苯甲酸的产率为     %(保留小数点后1位)。(产率=×100%)
(6)如何检验重结晶后的苯甲酸晶体中,无机物杂质是否完全除尽?写出实验方案的具体操作:   。
18.(14分)阿司匹林是一种重要的解热镇痛药物,其一种合成路线如下:
已知:C2H5OH+(CH3CO)2OCH3COOC2H5。
(1)(1分)B的名称为      。
(2)D→E的反应类型为      ,1 mol E与足量氢氧化钠溶液反应时,最多消耗   mol氢氧化钠。
(3)写出D与足量NaOH反应的化学方程式:       。
(4)符合下列条件的D的同分异构体有  种。
①遇FeCl3溶液显紫色;
②能发生银镜反应。
其中核磁共振氢谱峰面积之比为2∶2∶1∶1的结构简式为      (任写一种)。
(5)(3分)已知:+H2OCH3COCH3。仅以无机物为原料合成CH3COOC2H5,写出其合成路线。
同步练习8 烃的衍生物综合
一、选择题(本题共15小题,每小题4分,共60分,每小题只有一个选项符合要求)
1.有机化合物分子中基团间的相互影响会导致化学性质改变。下列叙述不能说明上述观点的是(  )
A.苯酚能与NaOH溶液反应,而乙醇不能
B.等物质的量的乙醇和丙三醇与足量的金属钠反应,后者产生的H2比前者多
C.苯与液溴在催化剂作用下才能发生反应,而苯酚与浓溴水混合就能发生反应
D.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而乙烷不能
答案 B
2.七叶亭是一种植物抗菌素,适用于细菌性痢疾,其结构简式如图。下列说法不正确的是(  )
A.分子中存在3种官能团
B.分子中所有碳原子一定共平面
C.1 mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗3 mol Br2
D.1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗4 mol NaOH
答案 B
解析 七叶亭分子中含有碳碳双键、酚羟基、酯基3种官能团,A正确;依据苯和乙烯的结构,七叶亭分子中,方框内的碳原子一定共平面,圆圈内的碳原子一定共平面,但两个平面只共用两个碳原子,则所有碳原子不一定共平面,B不正确;七叶亭分子中,酚羟基邻位的两个氢原子可以被Br2取代,碳碳双键可以与Br2发生加成反应,则1 mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗3 mol Br2,C正确;七叶亭分子中,2个酚羟基、1个酯基都能与NaOH发生反应,且1 mol该酯基可以与2 mol NaOH发生反应,则1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗4 mol NaOH,D正确。
3.某同学设计了下列合成路线,你认为不能实现的是(  )
A.用乙烯合成乙酸:CH2CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH
B.用氯苯合成环己烯:
C.用乙烯合成乙二醇:H2CCH2ClCH2CH2Cl HOCH2CH2OH
D.用乙炔合成聚氯乙烯:C2H2CH2CHCl
答案 B
解析 乙烯和水发生加成反应,生成乙醇,乙醇催化氧化得到乙醛,乙醛再被氧气氧化为乙酸,A不符合题意;氯苯和氢气发生加成反应生成一氯环己烷,氯代烃发生消去反应需要在氢氧化钠醇溶液、加热条件下实现,B符合题意;乙烯和氯气加成生成1,2 二氯乙烷,再进行氯代烃水解得到HOCH2CH2OH,C不符合题意;乙炔先和氯化氢加成生成一氯乙烯,再进行加聚反应生成聚氯乙烯,D不符合题意。
4.下列实验方案正确的是(  )
A.图甲可用于检验1 溴丙烷的消去产物
B.图乙可用于乙醇萃取溴水中的溴
C.图丙可用于证明酸性:硫酸>碳酸>苯酚
D.图丁可用于检验乙炔的还原性
答案 C
5.苯甲酸及其钠盐常作食品的防腐剂。苯甲酸的球棍模型如图所示。下列有关叙述错误的是(  )
A.苯甲酸能发生氧化、取代反应
B.苯甲酸属于芳香族羧酸
C.苯甲酸能形成分子内氢键
D.苯甲酸可与NaHCO3溶液反应生成CO2
答案 C
解析 苯甲酸可以燃烧发生氧化反应,含有苯环和羧基可以发生取代反应,故A正确;苯甲酸含有苯环和羧基,属于芳香族羧酸,故B正确;苯甲酸中只含有1个羧基,不能形成分子内氢键,故C错误;苯甲酸中含有羧基,可与NaHCO3溶液反应生成CO2,故D正确。
6.(2025·莱芜高二月考)实验室中初步分离环己烷、苯酚、苯甲酸混合液的流程如图。下列说法错误的是(  )
A.环己烷、苯酚、苯甲酸粗产品依次由①、②、③获得
B.若试剂a为碳酸钠,可以通过观察气泡现象控制试剂用量
C.操作X为蒸馏,试剂b可选用盐酸或CO2
D.试剂c可以选用盐酸或硫酸
答案 B
解析 有机相Ⅰ中有环己烷和苯酚,苯酚和碳酸钠反应得碳酸氢钠,不会产生CO2,没有气泡产生,B错误;操作X是分离出环己烷,液态有机物分离,且沸点相差较大,可以用蒸馏,试剂b是将苯酚钠转化为苯酚,可以用盐酸或CO2,C正确;试剂c是将苯甲酸钠转化为苯甲酸,强酸可以实现,故试剂c可以选用盐酸或硫酸,D正确。
7.下列实验操作、现象和结论均正确的是(  )
选项 实验操作及现象 预期实验目的或所得结论
A 将酸性KMnO4溶液滴入丙烯醛中,溶液的紫红色褪去 证明丙烯醛中含有碳碳双键
B 在试管中加入2 mL 10% CuSO4溶液,再加入5滴5% NaOH溶液,得到新制的Cu(OH)2,振荡后加入2 mL 10%葡萄糖溶液,加热后得到砖红色沉淀 葡萄糖中含有醛基
C 重结晶法提纯苯甲酸的主要步骤为加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 苯甲酸在水中的溶解度受温度的影响较大
D 向某卤代烃中加入氢氧化钠溶液并加热,再加入AgNO3溶液,产生淡黄色沉淀 该卤代烃中含有溴元素
答案 C
8.中国科学院上海有机化学研究所人工合成了青蒿素,其部分合成路线如图所示:
下列说法正确的是(  )
A.乙→丙发生了消去反应
B.香茅醛不存在顺反异构现象
C.甲遇浓溴水产生白色沉淀
D.香茅醛可形成分子内氢键
答案 B
解析 乙→丙羟基氧化成酮羰基,发生氧化反应,A错误;香茅醛碳碳双键的同一个碳上连了两个甲基,不存在顺反异构现象,B正确;甲分子属于醇类,不属于酚类,遇浓溴水不产生白色沉淀,C错误;香茅醛中有醛基,醛基中的氧原子可以和其他的—OH的氢原子之间形成氢键,但不能形成分子内氢键,D错误。
9.(2025·杭州高二调研)有机物M、N、P之间存在如图转化关系,下列说法错误的是(  )
A.1 mol M与1 mol Br2加成,所得产物有2种
B.N可能的结构有两种
C.检验N中Cl原子所需试剂的先后顺序:NaOH溶液、稀HNO3、AgNO3溶液
D.P在一定条件下既可以和氢气反应,也可以和乙酸反应
答案 B
解析 N在氢氧化钠醇溶液的作用下加热生成物质M,根据M的结构和N的分子式可知,N的结构简式可能是、、,一共三种结构,N在氢氧化钠水溶液中水解后,氯原子变为羟基,则P上会有两个羟基,以此解题。由图可知,M中含有2个碳碳双键,其可以发生1,4 加成和1,2 加成,故1 mol M与1 mol Br2加成,所得产物有2种,A正确;由分析可知,P上会有两个羟基和一个酮羰基,因此既可以和氢气发生加成反应,也可以和乙酸发生酯化反应,D正确。
10.关于紫草素(),下列说法正确的是(  )
A.分子中最多有11个碳原子共平面
B.紫草素的分子式是C16H16O5,其同分异构体中可能含有两个苯环
C.1 mol该物质与足量浓溴水反应,最多可消耗3 mol Br2
D.1 mol该物质分别与足量Na、NaOH溶液和NaHCO3溶液反应,最多可消耗Na、NaOH、NaHCO3物质的量之比为3∶2∶2
答案 B
解析 分子中最多有16个碳原子共平面,A错误;紫草素的分子式是C16H16O5,不饱和度为9,故其同分异构体中可能含有两个苯环,B正确;该物质含有酚羟基和碳碳双键,故1 mol该物质与足量浓溴水反应,最多可消耗4 mol Br2,C错误;该物质和碳酸氢钠不反应,D错误。
11.科学家使用地球上含量丰富的Ni MoO2异质结构催化剂选择性电化学还原苯酚,如图所示。
下列叙述正确的是(  )
A.甲、丙都能与NaOH、Na、Na2CO3反应
B.乙的名称是己酮,丙的名称是环己醇
C.丙能发生消去、氧化、取代反应
D.1个丙分子中含有1个手性碳原子
答案 C
解析 丙为环己醇,不能与NaOH、Na2CO3反应,A错误;乙的名称是环己酮,B错误;丙分子中与羟基直接相连的碳原子的邻位碳原子上有H,能发生消去、氧化、取代反应,C正确;手性碳原子是指连有四个不同的原子或原子团的碳原子,则环己醇不含手性碳原子,D错误。
12.(2025·长春高二联考期末)江栀子是江西“十大名贵中草药”之一,栀子苷是其主要的活性成分,结构简式如图所示。下列关于栀子苷叙述错误的是(  )
A.含有4种官能团
B.能发生消去、酯化反应
C.1分子栀子苷中含9个手性碳原子
D.1 mol栀子苷最多能与5 mol Na反应
答案 C
解析 栀子苷中含有羟基、碳碳双键、醚键和酯基4种官能团,A正确;栀子苷含醇羟基且羟基的相邻碳上有氢原子,能发生消去反应,也能发生酯化反应,B正确; 1分子栀子苷中含8个手性碳原子,如图所示(*表示手性碳原子),C错误;羟基能与Na反应,1 mol栀子苷最多能消耗5 mol Na,D正确。
13.工业上以有机物a、一氧化碳和乙醇为原料催化合成有机物d的反应机理如图所示,下列有关叙述不正确的是(  )
A.该反应的催化剂为HMLn
B.总反应式为+CO+NuH
C.b、c、d均存在顺反异构
D.反应(Ⅳ)是生成酮的取代反应
答案 D
解析 整个过程反应为+CO+CH3CH2OHRCH CHCOOC2H5,该反应的催化剂为HMLn,故A、B正确;过程(Ⅳ)是—OC2H5替代MLn,属于取代反应,但产物属于酯,不是酮,故D错误。
14.苯甲酸甲酯是一种重要的溶剂。实验室中以苯甲酸和甲醇为原料,利用如图所示反应制备。
反应原理:+CH3OH+H2O。下列说法正确的是(  )
A.浓硫酸在酯化反应中作催化剂和脱水剂
B.增加甲醇的用量可以提高苯甲酸的利用率
C.回流装置和蒸馏装置中的冷凝管可以互换
D.可用NaOH溶液除去苯甲酸甲酯中剩余的苯甲酸
答案 B
解析 浓硫酸在酯化反应中作催化剂和吸水剂,故A错误;球形冷凝管不能用于蒸馏中的冷凝,因此不能互换,故C错误;酯在NaOH溶液中会水解,应该用饱和Na2CO3溶液,故D错误。
15.对乙酰氨基酚和布洛芬常用于普通感冒或流行性感冒引起的发热,可以用于缓解轻至中度的疼痛,其结构分别如图所示,下列说法错误的是(  )
A.两种药物均可以发生氧化反应、加成反应、取代反应
B.布洛芬中所有的碳原子可能处于同一平面
C.对乙酰氨基酚与足量的氢气加成后所得产物中不存在手性碳原子
D.两种药物均可与NaOH反应,且相同物质的量时,对乙酰氨基酚消耗的NaOH多
答案 B
解析 对乙酰氨基酚中含有酚羟基、酰胺基、苯环,布洛芬中含有苯环、羧基,均可发生加成反应、取代反应、氧化反应,A正确;布洛芬中含有次甲基,为四面体结构,所有的碳原子不可能处于同一平面,B错误;对乙酰氨基酚与足量氢气加成后的产物分子中没有手性碳原子,如图,C正确;两种药物均可与NaOH反应,对乙酰氨基酚中羟基和酰胺基都可以与NaOH反应,布洛芬中只有羧基与NaOH反应,D正确。
二、非选择题(本题共3小题,共40分)
16.(13分)(2025·淄博高二期中)苯甲酸乙酯可用于配制香水及食用香精。实验室可用苯甲酸与乙醇为原料制备苯甲酸乙酯,制备装置如图所示(部分装置已省略)。
已知:
物质 乙醇 苯甲酸 乙醚 苯甲酸乙酯
密度/(g·cm-3) 0.789 3 1.265 9 0.731 8 1.050 0
沸点/℃ 78.5 249.0 34.5 212.0
相对分子质量 46 122 74 150
Ⅰ.合成苯甲酸乙酯粗产品:按图甲装置,在仪器C中加入2.44 g苯甲酸、15.0 mL乙醇、3.0 mL浓硫酸和适量环己烷(与乙醇、水可形成共沸物),控制一定温度加热2 h后停止加热。
(1)(1分)仪器A的名称是     。
(2)本实验中制取苯甲酸乙酯的化学方程式为    。
(3)实验时使用过量乙醇的目的是    。
(4)分水器的“分水”原理是冷凝液在分水器中分层,上层有机层从支管处流回烧瓶,下层水层从分水器下口放出,反应结束的标志是    。
Ⅱ.粗产品的精制:将仪器C中的反应液倒入盛有水的烧杯中,滴加饱和Na2CO3溶液至溶液呈中性,用分液漏斗分出有机层,再用乙醚萃取水层中的残留产品,将二者合并转移至图乙的仪器D中,加入沸石和无水氯化钙,加热蒸馏,制得产品2.4 mL。
(5)加入饱和Na2CO3溶液的作用有    (填字母)。
a.除去硫酸和苯甲酸
b.降低苯甲酸乙酯的溶解度
(6)采用图乙装置进行蒸馏操作,收集  ℃的馏分。
(7)该实验中苯甲酸乙酯的产率是     。
答案 (1)球形冷凝管
(2)CH3CH2OH++H2O (3)提高苯甲酸的转化率 (4)分水器内水层高度不再发生变化 (5)ab (6)212.0 (7)84%
解析 图甲装置制备苯甲酸乙酯,其中分水器不断蒸出水蒸气,促使平衡正向移动,图乙装置提纯苯甲酸乙酯,根据沸点的不同,利用蒸馏的方法进行提纯,结合物质的性质和问题分析解答。
(4)根据分水器的“分水”原理可知,反应结束的标志是分水器内水层高度不再发生变化。(6)苯甲酸乙酯的沸点是212.0 ℃,所以采用图乙装置进行蒸馏操作,收集212.0 ℃的馏分。(7)2.44 g苯甲酸的物质的量是=0.02 mol,15.0 mL乙醇的物质的量是 mol>0.2 mol,所以乙醇过量,理论上生成苯甲酸乙酯的物质的量是0.02 mol,质量是0.02 mol×150 g·mol-1=3.0 g,所以产率是×100%=84%。
17.(13分)某研究小组用10.6 g苯甲醛制备苯甲醇与苯甲酸,发生如下反应:
2(苯甲醛)+NaOH(苯甲醇)+
充分反应后,将所得到的反应液按如图步骤处理:
下表列出了有关物质的部分物理性质:
物质 相对分子质量 溶解性
苯甲醇 108 在水中溶解度较小,易溶于醚、醇
苯甲醛 106 微溶于水,易溶于醇、醚
苯甲酸 122 苯甲酸微溶于冷水,易溶于醚、醇
(1)(1分)操作Ⅰ用到的关键仪器名称为    。
(2)操作Ⅱ为蒸馏,蒸馏装置如图所示,其中温度计所处的正确位置是  (填“a”“b”或“c”)。方框甲内未画出的仪器为      。
(3)重结晶过程为热水溶解→活性炭脱色→趁热过滤→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥。其中趁热过滤的目的是    。
(4)下列仪器中,可鉴别苯甲酸和苯甲醇的是      (填字母)。
A.元素分析仪 B.红外光谱仪
C.质谱仪 D.核磁共振仪
(5)最终得到苯甲酸产品4.0 g,则苯甲酸的产率为     %(保留小数点后1位)。(产率=×100%)
(6)如何检验重结晶后的苯甲酸晶体中,无机物杂质是否完全除尽?写出实验方案的具体操作:   。
答案 (1)分液漏斗 (2)b 直形冷凝管 (3)过滤出活性炭和其他不溶性杂质,同时苯甲酸不析出 (4)ABCD (5)65.6 (6)取少量样品于试管中,加入适量的水溶解,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,则无机杂质已完全除尽
解析 苯甲醛在NaOH溶液中发生反应生成苯甲醇和苯甲酸钠,用乙醚萃取苯甲醇,得到苯甲醇、乙醚和苯甲醛的混合物,蒸馏分离出苯甲醇。苯甲酸钠水溶液加盐酸,得到苯甲酸和氯化钠水溶液,一系列操作后得到粗苯甲酸,重结晶得到苯甲酸纯品。(1)操作Ⅰ是将有机相和水相分开,关键仪器为分液漏斗。(2)蒸馏实验中,温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口附近,目的是测蒸气温度,故选b;蒸馏需要将蒸气冷凝为液体,用到直形冷凝管。(4)苯甲酸和苯甲醇的组成元素相同,但原子个数比不同,可以用元素分析仪鉴别两者,故A选;苯甲酸中含有羧基,苯甲醇中有羟基,可以用红外光谱仪鉴别,故B选;苯甲酸和苯甲醇相对分子质量不同,可以用质谱仪鉴别,故C选;苯甲酸中有4种等效氢,比例为1∶2∶2∶1,苯甲醇中有5种等效氢,比例为1∶2∶2∶2∶1,故核磁共振仪可以鉴别苯甲酸和苯甲醇,故D选。(5)10.6 g苯甲醛的物质的量为0.1 mol,理论上得到的苯甲酸为0.05 mol,质量为6.1 g,实际得到的苯甲酸为4.0 g,所以苯甲酸的产率为×100%≈65.6%。(6)苯甲酸晶体中含有的无机杂质为NaCl,可以通过检验Cl-判断无机杂质是否除尽。
18.(14分)阿司匹林是一种重要的解热镇痛药物,其一种合成路线如下:
已知:C2H5OH+(CH3CO)2OCH3COOC2H5。
(1)(1分)B的名称为      。
(2)D→E的反应类型为      ,1 mol E与足量氢氧化钠溶液反应时,最多消耗   mol氢氧化钠。
(3)写出D与足量NaOH反应的化学方程式:       。
(4)符合下列条件的D的同分异构体有  种。
①遇FeCl3溶液显紫色;
②能发生银镜反应。
其中核磁共振氢谱峰面积之比为2∶2∶1∶1的结构简式为      (任写一种)。
(5)(3分)已知:+H2OCH3COCH3。仅以无机物为原料合成CH3COOC2H5,写出其合成路线。
答案 (1)苯酚钠 (2)取代反应 3 (3)+2NaOH+2H2O (4)9 (或或)
(5)
解析 由C的结构简式及B→C的反应条件可知,B为苯酚钠,A为苯酚,由C→D的反应条件可知,该反应为酸化,将羧酸钠酸化为羧基,即D为邻羟基苯甲酸,D→E由已知信息可知,发生的是酚羟基与乙酸酐的成酯反应,E为(阿司匹林),由此解答该题。(2)由以上分析可知,E的结构简式为,含有一个羧基和一个酚酯基,羧基消耗一个氢氧化钠,酚酯基消耗两个氢氧化钠,因此1 mol E与足量氢氧化钠溶液反应消耗3 mol NaOH。(3)D为邻羟基苯甲酸,羧基、酚羟基都能与氢氧化钠反应。(4)D为邻羟基苯甲酸(),其同分异构体遇氯化铁溶液发生显色反应说明有酚羟基,能发生银镜反应,说明含有醛基或甲酸酯基。如果含有醛基和两个酚羟基,根据定一移一法可知,同分异构体数目为6种,如果含有甲酸酯基和酚羟基,同分异构体有邻、间、对3种,因此同分异构体共9种;由核磁共振氢谱峰面积之比可知,该同分异构体为对称结构,若含有醛基,则含有的两个酚羟基应位于醛基的邻位或间位,若含有甲酸酯基,则甲酸酯基与酚羟基处于对位,则可能的结构为或或。(5)由逆推法可知,要想制备乙酸乙酯需要乙醇和乙酸,乙醇可由乙醛还原得到,乙酸可由乙醛氧化得到,结合已知信息可知,乙醛可由乙炔与水反应得到,乙炔可由电石与水反应得到,合成路线见答案。

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