3.4 羧酸 羧酸衍生物(精讲)
考点一 羧酸
【例1-1】(2023·高一课时练习)下列涉及乙酸的物理性质的叙述中,不正确的是
A.食醋的颜色就是乙酸的颜色
B.乙酸的熔点比水高,很容易变成固体
C.醋酸是一种具有强烈刺激性气味的液体
D.乙酸和乙醇可以互溶,故不能用分液法分离
【答案】A
【解析】A.食醋中含有乙酸,但除乙酸外还含有其他物质,因此两者的颜色不完全相同,A符合题意;
B.乙酸的熔点为16.6 ℃,易凝结成晶体,B不符合题意;
C.醋酸有强烈刺激性气味,C不符合题意;
D.两者不分层,因此不能用分液法分离,D不符合题意。
故选A。
【例1-2】(2023·河北)下列有关下图中有机物的说法不正确的是
A.该有机物的分子式为C8H10O4Br
B.1mol该有机物最多可以与2molH2反应
C.能发生酯化反应、水解反应、银镜反应和缩聚反应
D.1mol该有机物与NaOH溶液反应时,最多消耗2molNaOH
【答案】A
【解析】A.根据有机物的结构可知,该有机物的分子式为C8H9O4Br,A错误;
B.该物质中碳碳双键和醛基能与H2发生加成反应,故1mol该有机物最多可以与2molH2反应,B正确;
C.该物质中羟基和羧基能发生酯化反应,碳卤键能发生水解反应,醛基能发生银镜反应,碳碳双键能发生缩聚反应,C正确;
D.该物质中羧基能与NaOH发生中和反应,碳卤键能与NaOH发生水解反应,故1mol该有机物与NaOH溶液反应时,最多消耗2molNaOH,D正确;
故选A。
【一隅三反】
1.(2023·湖南)既能使溴水褪色,又能与碳酸钠反应放出二氧化碳的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.氢氧化钠不能和碳酸钠反应,故A不符合题意;
B.乙烯不能和碳酸钠反应,故B不符合题意;
C.乙酸不能和溴水反应,故C不符合题意;
D.分子中含有碳碳双键能使溴水褪色、含有羧基能和碳酸钠生成二氧化碳气体,故D符合题意;
故选D。
2.(2022秋·北京·高二统考学业考试)下列关于乙酸的说法中,不正确的是
A.官能团为-COOH B.无色无味
C.能与NaOH反应 D.能与CH3CH2OH反应
【答案】B
【解析】A.乙酸结构简式为CH3COOH,官能团为-COOH,故A正确;
B.乙酸无色有刺激性气味,故B错误;
C.乙酸含有羧基,能与NaOH发生中和反应,故C正确;
D.在浓硫酸做催化剂作用下,乙酸与乙醇共热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,故D正确;
故选B。
3.(2023·河北)已二酸是合成尼龙66的主要原料之一,在塑料和化工行业中有广泛的用途。通过浓硝酸氧化环己醇制备己二酸的反应原理为(未配平)。装置示意图及相关信息如下:
名称 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(g mL) 溶解性
环己醇 100 25.2 161 0.96 可溶于水,易溶于乙醇
己二酸 146 151 337.5 1.36 室温下可溶于水,热水中溶解度更大, 易溶于乙醇
实验步骤:
步骤一 在三颈烧瓶中加入25 mL水、10 mL浓硝酸(过量),慢慢开启磁力搅拌装置,并用水浴加热至80℃回流。
步骤二 从仪器a中小心逐滴滴加环己醇4.2 mL,水浴温度维持在85~90℃,必要时可向水浴中添加冷水。
步骤三 环己醇滴加完毕后,继续反应30分钟。将三颈烧瓶脱离水浴稍冷,观察到反应液浑浊并出现白色沉淀,再将三颈烧瓶置于冰水浴中冷却20分钟,抽滤,用母液洗涤三颈烧瓶和滤饼,后将粗品置于85C烘箱鼓风干燥,称重得产品4.2 g,
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是___________,仪器b的名称是___________。
(2)反应开始后,三颈烧瓶中的现象是___________。写出烧杯中发生反应的化学方程式:___________。
(3)“步骤三”中,再将三颈烧瓶置于冰水浴中冷却20分钟的目的是___________。
(4)本实验中已二酸的产率约为___________(保留2位有效数字)。
(5)若要得到纯度更高的己二酸,可通过___________的方法提纯。
【答案】(1) 恒压滴液漏斗 球形冷凝管
(2) 充满红棕色气体
(3)降温冷却,析出更多的己二酸固体
(4)71%
(5)重结晶
【解析】(1)根据仪器的构造可知,仪器a的名称是恒压滴液漏斗,仪器b的名称是球形冷凝管;
(2)反应开始后,三颈烧瓶中产生二氧化氮,故现象是充满红棕色气体;烧杯中利用氢氧化钠溶液吸收二氧化氮生成亚硝酸钠和硝酸钠,发生反应的化学方程式为;
(3)已二酸在水中的溶解度随温度升高而增大,“步骤三”中,再将三颈烧瓶置于冰水浴中冷却20分钟的目的是降温冷却,析出更多的已二酸固体;
(4)根据关系式 ,可由环己醇的质量计算出理论上生成已二酸的质量,则已二酸的产率;
(5)已二酸在水中的溶解度受温度影响较大,可采用重结晶的方法提纯,答案为重结晶。
考点二 乙酸乙酯
【例2-1】(2022春·福建漳州·高二校联考期末)乙酸乙酯是一种用途广泛的精细化工产品。工业生产乙酸乙酯的方法很多,如图所示,
则下列说法正确的是
A.反应①②均是取代反应
B.反应③④的原子利用率均为100%
C.乙烯能使酸性高锰酸钾和溴水褪色,其反应原理相同
D.乙醇、乙酸、乙酸乙酯三种无色液体可用溶液鉴别
【答案】D
【解析】A.反应①为酯化反应,属于取代反应,反应②不饱和度降低,为加成反应,故A错误;
B.反应③的产物只有乙酸乙酯,其原子利用率为100%,而反应④为C4H10+O2→C4H8O2+H2O,原子利用率不等于100%,故B错误;
C.乙烯能与酸性高锰酸钾发生氧化反应使溶液褪色,乙烯与溴水中溴单质发生加成反应使溶液褪色,故C错误;
D.乙醇溶于碳酸钠溶液,乙酸与碳酸钠溶液反应生成二氧化碳,乙酸乙酯不溶于碳酸钠溶液,则乙醇、乙酸、乙酸乙酯三种无色液体可用溶液鉴别,故D正确;
综上所述,说法正确的是D项,故答案为D。
【例2-2】(2023·广东)某羧酸酯的分子式为C18H26O5,1 mol该酯完全水解得到1 mol羧酸和2 mol乙醇,该羧酸的分子式为
A.C16H25O5 B.C14H16O4
C.C14H18O5 D.C16H20O5
【答案】C
【解析】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,说明酯中含有2个酯基,设羧酸为M,则反应的方程式为C18H26O5+2H2O―→M+2C2H6O,由质量守恒可知M的分子式为C14H18O5,所以A B D错误 , C正确,故选C。
【一隅三反】
1.(2023河北)现拟分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物,下图是分离操作步骤流程图。
已知各物质的沸点:乙酸乙酯 77.1 ℃ 乙醇 78.5 ℃ 乙酸 118 ℃
请回答下列问题:
(1)试剂(a)为_______,试剂(b)为_______。
(2)图中的分离方法分别是①为_______;②为_______;③为_______。
(3)写出下列有机物的化学式:A_______、B_______、C_______、D_______、E_______。
【答案】(1) 饱和Na2CO3溶液 硫酸
(2) 分液 蒸馏 蒸馏
(3) CH3COOCH2CH3 CH3CH2OH、CH3COONa CH3COONa CH3COOH CH3CH2OH
【解析】(1)由分析可知试剂(a)为饱和Na2CO3溶液,试剂(b)为硫酸;
(2)加入饱和Na2CO3溶液分液后,分离出乙酸乙酯,①的分离方法是分液;B中的CH3COONa和乙醇,用蒸馏法蒸出乙醇,故②的分离方法是蒸馏;最后向D中加入硫酸,将CH3COONa转化为乙酸,再蒸馏即可得到CH3COOH,故②的分离方法是蒸馏;
(3)由分析可知:A为CH3COOCH2CH3,B为CH3CH2OH、CH3COONa,C为CH3COONa,D为CH3COOH,E为CH3CH2OH。
2.(2023江苏苏州)乙酸在一定条件下和过氧化氢反应可制得过氧乙酸(),过氧乙酸具有强氧化性,其水溶液具有弱酸性。过氧乙酸对环境中的新型冠状病毒有很好的杀灭效果。
(1)乙酸中含有的官能团的结构简式为_______。乙酸与乙醇发生酯化反应时,生成物中乙酸乙酯的结构简式为_______。下图为实验室制取乙酸乙酯的装置图,图中导管不插到碳酸钠溶液中,目的是_______。
(2)过氧乙酸的稀溶液可用于环境和皮肤消毒。其杀菌消毒的用途主要与其_______(填“易溶于水”“强氧化性”或“弱酸性”)有关。
(3)将0.3%的过氧乙酸溶液滴入1mol/L的KI溶液中,溶液变黄色,再滴加淀粉溶液,可以观察到_______。
【答案】(1) -COOH 防止倒吸
(2)强氧化性
(3)溶液变蓝色
【解析】(1)乙酸含有羧基,羧基的结构简式为-COOH,故答案为: -COOH;
乙酸与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,结构简式为;
实验室制取乙酸乙酯,收集乙酸乙酯的导管不插到碳酸钠溶液中,目的是防止倒吸;
(2)过氧乙酸具有强氧化性,故过氧乙酸的稀溶液可用于环境和皮肤消毒;答案为强氧化性;
(3)将0.3%的过氧乙酸溶液滴入1mol/L的KI溶液中,过氧乙酸将KI氧化生成I2,溶液变黄色,再滴加淀粉溶液,产生的碘遇淀粉变蓝,故可以观察到溶液变蓝色。
3.(2022·山西)丙炔酸甲酯(CH≡C-COOCH3)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:CH≡C-COOH+CH3OHCH≡C-COOCH3+H2O
实验步骤如下:
步骤1:在反应瓶中,加入14 g丙炔酸、50 mL甲醇和2 mL浓硫酸,搅拌,加热回流一段时间。
步骤2:蒸出过量的甲醇(装置见下图)。
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。
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___________。
【答案】 丙炔酸 分液
【解析】丙炔酸具有酸性,加入5%Na2CO3溶液,丙炔酸能与碳酸钠发生反应生成易溶于水的盐,因此加入5%Na2CO3溶液的作用主要除去的是丙炔酸,且可以降低丙炔酸甲酯在水中的溶解度;因加入的是水溶液,而丙炔酸甲酯不溶于水,因此可以通过分液的方法得到丙炔酸甲酯,即分离出有机相的操作名称为分液。
考点三 油脂
【例3】(云南省2022-2023学年高二下学期普通高中学业水平考试化学试题)记录片《舌尖上的中国》展示了中华饮食文化的博大精深。下列烹饪用品的主要成分属于油脂的是
A.蔗糖 B.料酒 C.陈醋 D.菜籽油
【答案】D
【解析】A.蔗糖是二糖,属于糖类,不属于油脂,故A不符合题意;
B.料酒的主要成分是乙醇,乙醇属于醇类,不属于油脂,故B不符合题意;
C.陈醋的主要成分是乙酸,乙酸属于羧酸,不属于油脂,故C不符合题意;
D.菜籽油的主要成分是不饱和高级脂肪酸甘油酯,属于油脂,故D符合题意;
故选D。
【一隅三反】
1.(2023·山东)油脂的下列性质和用途中,与其含有不饱和碳碳双键有关的是
A.油脂是产生能量最高的营养物质
B.植物油通过氢化可以变为脂肪
C.脂肪是有机体组织里储存能量的重要物质
D.利用油脂在碱性条件下的水解,可以制甘油和肥皂
【答案】B
【解析】A.油脂是产生能量最高的营养物质,与含有的不饱和键无关,选项A错误;
B.植物油中含有不饱和键,通过催化加氢可使液态油变成固态脂肪,与碳碳双键有关,选项B正确;
C.脂肪是有机体组织里储存能量的重要物质,与碳碳双键无关,选项C错误;
D.利用油脂在碱性条件下的水解,可以制甘油和肥皂,利用的是油脂的水解反应,与碳碳双键无关,选项D错误;
答案选B。
2.(2022秋·陕西宝鸡·高二统考期中)油脂的以下性质和用途与其含有的双键()有关的是
A.适量摄入油脂,有助于人体吸收多种脂溶性维生素和胡萝卜素
B.利用油脂在碱性条件下的水解,可以生产甘油和肥皂
C.植物油通过氢化可以制造植物奶油(人造奶油)
D.脂肪是有机组织里储存能量的重要物质
【答案】C
【解析】A.脂溶性维生素和胡萝卜素不易溶于水,但容易溶于油脂,因此适量摄入油脂,有助于溶解吸收多种脂溶性维生素,维持人体健康,与碳碳双键无关,A错误;
B.油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯,在碱性条件下水解得甘油和肥皂,与碳碳双键无关,B错误;
C.植物油中含不饱和高级脂肪酸甘油酯,不饱和高级脂肪酸的烃基中含有不饱和碳碳双键,经过催化加氢反应,烃基由不饱和变为饱和烃基,物质由液态植物油变成固态脂肪,即由植物油变为植物奶油,与分子内的碳碳双键有关,C正确;
D.油脂在体内完全氧化时,提供的能量比糖类和蛋白质约高一倍,是产生能量最高的营养物质,因此油脂是人体中储存能量的重要物质,但与分子内的碳碳双键无关,D错误;
故选C。
3.(2022秋·上海静安·高二上海市新中高级中学校考期中)在一定条件下,动植物油脂与醇反应可制备生物柴油,化学方程式如图:
下列叙述错误的是
A.动植物油脂是高分子化合物 B.生物柴油是不同酯组成的混合物
C.“地沟油”可用于制备生物柴油 D.植物油的不饱和程度比动物油高,植物油更易氧化变质
【答案】A
【解析】A.高分子化合物的相对分子质量一般高达104~106,而油脂的相对分子质量较小,故动植物油脂不是高分子化合物,A错误;
B.由于烃基不同,所以生物柴油是由不同酯组成的混合物,B正确;
C.地沟油主要成分为油脂,通过这种方式转化为生物柴油,变废为宝,可行,C正确;
D.植物油为不饱和高级脂肪酸甘油酯,其不饱和程度比动物油高,植物油更易氧化变质,D正确。
故选A。
考点四 酰胺
【例4】(2022甘肃)化合物中的-OH被氨基-NH2取代所得的化合物称为酰胺。下列化合物中可以看作酰胺的是
A.HCOONH4 B.CH(NH2)3
C.H2N-CH2-COOH D.CO(NH2)2
【答案】D
【解析】A.HCOONH4不含氨基,不属于酰胺,A项不选;
B.CH(NH2)3中没有羰基,不属于酰胺,B项不选;
C.H2N-CH2-COOH中含有氨基和羧基,属于氨基酸,不属于酰胺,C项不选;
D.尿素中含有-CONH2结构,属于酰胺,D项选;
答案选D。
【一隅三反】
1.(2021·江苏常熟·高二期中)化合物c的制备原理如下:
下列说法正确的是
A.该反应还有生成
B.化合物a分子中所有原子一定共平面
C.化合物b分子中含有手性碳原子
D.化合物c在酸性条件下发生水解,有一种产物能与乙二醇发生缩聚反应
【答案】D
【解析】A.a中-NH2的一个H原子断裂、b中C-Cl断裂,发生取代反应生成c和HCl,故A错误;
B.氨气分子为三角锥形,a可看做氨气中一个H原子被苯环替代,则a中所有原子不一定共平面,故B错误;
C.化合物b分子中没有一个碳原子连接四种不同基团,则不含有手性碳原子,故C错误;
D.化合物c含有酯基,在酸性条件下发生水解,生成羧基,能与乙二醇发生缩聚反应,故D正确;
故选:D。
2.(2023·山东)绿色食材百合所含的秋水仙碱,是一种酰胺类化合物,具有抗炎和免疫调节等作用。下列关于秋水仙碱的说法正确的是
A.分子式为
B.分子中含有3种官能团
C.分子中所有碳原子可能共面
D.1秋水仙碱最多能与7发生加成反应
【答案】D
【解析】A.由结构简式可知,秋水仙碱的分子式为,故A错误;
B.由结构简式可知,秋水仙碱分子中含有羰基、醚键、碳碳双键和酰胺基共4种官能团,故B错误;
C.由结构简式可知,秋水仙碱分子中含有饱和碳原子,饱和碳原子的空间构型为四面体形,则分子中所有碳原子不可能共面;
D.由结构简式可知,秋水仙碱分子中的苯环、碳碳双键和羰基能与氢气发生加成反应,则1mol秋水仙碱最多能与7mol氢气发生加成反应,故D正确;
故选D。
3.(2023哈尔滨)过氧化碳酰胺[CO(NH2)2·H2O2]是一种与过氧化氢性质相似的固体氧化剂,因其具有价廉、安全、易于储存、使用方便等优点,被广泛应用于日用化工、食品、建筑、农业等领域。请回答下列问题:
I.过氧化碳酰胺的制备
实验室用尿素和双氧水制备过氧化碳酰胺的步骤如下:取5.0 mL 30% H2O2放入50 mL锥形瓶中,加入1.8 g尿素(H2O2与尿素的物质的量之比为3:2);将装有反应混合物的锥形瓶放入水浴锅中,水浴加热至60 °C,加热几分钟,得到一种澄清、透明的溶液;将溶液转移到大蒸发皿上,在60 °C恒温水浴锅上缓慢蒸发;溶液中缓慢析出针状晶体;当结晶完全后,将针状晶体用滤纸吸去水分,称重,得产品2.5 g。
已知:CO(NH2)2+H2O2=CO(NH2)2·H2O2。
(1)H2O2的电子式为________________________。
(2)水浴加热时温度控制在60 °C最好,其原因为___________________________。
(3)过氧化碳酰胺的产率为___________%(结果保留1位小数)。
II.过氧化碳酰胺的性质
称取0.50g过氧化碳酰胺于试管中,加5mL水溶解。
过氧化碳酰胺的鉴定反应步骤及现象如下:
在试管中加入5滴过氧化碳酰胺溶液、0.5 mL乙醚和2滴2 mol·L-1 H2SO4酸化,再加入2~3滴0.1 mol. L-1K2CrO4溶液.振荡试管,上层呈深蓝色,过氧化氢和重铬酸钾发生非氧化还原反应生成蓝色的CrO5,CrO5在乙醚中稳定,碳酰胺[CO(NH2)2]不和重铬酸钾反应,下层呈绿色,CrO5在水中不稳定,易分解生成Cr(OH)2+和O2。
(4)检验O3可用CrO3与O3反应,得蓝色晶体CrO5:CrO3+O3 →CrO5(未配平),则该反应中氧化剂与还原剂的个数比为_____________。
(5)CrO5在水中分解的离子方程式为_______________。
III.过氧化碳酰胺中活性氧含量的测定(以过氧化氢中氧原子的质量分数计)
准确称量7.5200 g产品,配制成100 mL溶液,用移液管移取10.00 mL溶液于250 mL锥形瓶中,加入适量水和硫酸,用0.1000mol·L-1的酸性高锰酸钾标准溶液平行滴定三次,平均消耗的体积为24.00mL。.
(6)配制100mL过氧化碳酰胺溶液所用到的玻璃仪器有____________,判断滴定至终点的现象为___________________,过氧化碳酰胺中活性氧含量为_____________(结果保留1位小数)。
【答案】(1)
若加热温度低于60℃,则反应速率慢,若加热温度高于60℃,则尿素和双氧水会分解,影响产率
88.7
2:3
4CrO5+8H+=4Cr(OH)2++7O2↑+2H2O
100mL容量瓶、玻璃棒、烧杯、胶头滴管 当滴入最后一滴酸性高锰酸钾标准溶液时,溶液由无色变为浅红色,且半分钟(或30s)内不褪色 25.5%
【解析】(1)H2O2为共价化合物,其结构式为H-O-O-H,电子式为;
(2)过氧化氢和尿酸发生反应时,控制温度在60℃,可保证反应速率不是太慢,又可使尿素和过氧化氢不分解,因此控制温度在60℃的原因是若加热温度低于60℃,则反应速率慢,若加热温度高于60℃,则尿素和双氧水会分解,影响产率;
(3)根据尿素与过氧化氢反应的方程式,按照过氧化氢与尿素的物质的量之比为3:2,过氧化氢过量,应按照尿素进行计算,理论上生成过氧化碳酰胺质量为=2.82g,则产率为=88.7%;
(4)过氧化氢和重铬酸钾发生非氧化还原反应生成蓝色的CrO5,CrO5中Cr的化合价为+6价,CrO5中O显-1价和-2价,令1molCrO5中含xmol-1价O,ymol-2价O,则有x+y=5,根据化合价代数和为0,则有x+2y=6,解得x=4,y=1,依据氧化还原反应中的归中规律,该反应方程式为3CrO3+2O3=3CrO5,即氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:3,即个数之比为2:3;
(5) 根据题意,CrO5在酸性条件下分解成Cr(OH)2+和O2,根据原子守恒和电荷守恒 ,分解的离子方程式为4CrO5+8H+=4Cr(OH)2++7O2↑+2H2O;
(6)配制过氧化碳酰胺需要的玻璃仪器有100mL容量瓶、玻璃棒、烧杯、胶头滴管;用酸性高锰酸钾溶液进行滴定,因此滴定终点的现象:当滴入最后一滴酸性高锰酸钾标准溶液时,溶液由无色变为浅红色,且半分钟(或30s)内不褪色;过氧化碳酰胺与H2O2性质相似,酸性高锰酸钾溶液相当于滴定H2O2,因此建立关系式为5[CO(NH2)2·H2O2]~5H2O2~2KMnO4,由此可得到过氧化碳酰胺中活性氧含量为×100%=25.5%。3.4 羧酸 羧酸衍生物(精讲)
考点一 羧酸
【例1-1】(2023·高一课时练习)下列涉及乙酸的物理性质的叙述中,不正确的是
A.食醋的颜色就是乙酸的颜色
B.乙酸的熔点比水高,很容易变成固体
C.醋酸是一种具有强烈刺激性气味的液体
D.乙酸和乙醇可以互溶,故不能用分液法分离
【例1-2】(2023·河北)下列有关下图中有机物的说法不正确的是
A.该有机物的分子式为C8H10O4Br
B.1mol该有机物最多可以与2molH2反应
C.能发生酯化反应、水解反应、银镜反应和缩聚反应
D.1mol该有机物与NaOH溶液反应时,最多消耗2molNaOH
【一隅三反】
1.(2023·湖南)既能使溴水褪色,又能与碳酸钠反应放出二氧化碳的是
A. B.
C. D.
2.(2022秋·北京·高二统考学业考试)下列关于乙酸的说法中,不正确的是
A.官能团为-COOH B.无色无味
C.能与NaOH反应 D.能与CH3CH2OH反应
3.(2023·河北)已二酸是合成尼龙66的主要原料之一,在塑料和化工行业中有广泛的用途。通过浓硝酸氧化环己醇制备己二酸的反应原理为(未配平)。装置示意图及相关信息如下:
名称 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(g mL) 溶解性
环己醇 100 25.2 161 0.96 可溶于水,易溶于乙醇
己二酸 146 151 337.5 1.36 室温下可溶于水,热水中溶解度更大, 易溶于乙醇
实验步骤:
步骤一 在三颈烧瓶中加入25 mL水、10 mL浓硝酸(过量),慢慢开启磁力搅拌装置,并用水浴加热至80℃回流。
步骤二 从仪器a中小心逐滴滴加环己醇4.2 mL,水浴温度维持在85~90℃,必要时可向水浴中添加冷水。
步骤三 环己醇滴加完毕后,继续反应30分钟。将三颈烧瓶脱离水浴稍冷,观察到反应液浑浊并出现白色沉淀,再将三颈烧瓶置于冰水浴中冷却20分钟,抽滤,用母液洗涤三颈烧瓶和滤饼,后将粗品置于85C烘箱鼓风干燥,称重得产品4.2 g,
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是___________,仪器b的名称是___________。
(2)反应开始后,三颈烧瓶中的现象是___________。写出烧杯中发生反应的化学方程式:___________。
(3)“步骤三”中,再将三颈烧瓶置于冰水浴中冷却20分钟的目的是___________。
(4)本实验中已二酸的产率约为___________(保留2位有效数字)。
(5)若要得到纯度更高的己二酸,可通过___________的方法提纯。
考点二 乙酸乙酯
【例2-1】(2022春·福建漳州·高二校联考期末)乙酸乙酯是一种用途广泛的精细化工产品。工业生产乙酸乙酯的方法很多,如图所示,
则下列说法正确的是
A.反应①②均是取代反应
B.反应③④的原子利用率均为100%
C.乙烯能使酸性高锰酸钾和溴水褪色,其反应原理相同
D.乙醇、乙酸、乙酸乙酯三种无色液体可用溶液鉴别
【例2-2】(2023·广东)某羧酸酯的分子式为C18H26O5,1 mol该酯完全水解得到1 mol羧酸和2 mol乙醇,该羧酸的分子式为
A.C16H25O5 B.C14H16O4
C.C14H18O5 D.C16H20O5
【一隅三反】
1.(2023河北)现拟分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物,下图是分离操作步骤流程图。
已知各物质的沸点:乙酸乙酯 77.1 ℃ 乙醇 78.5 ℃ 乙酸 118 ℃
请回答下列问题:
(1)试剂(a)为_______,试剂(b)为_______。
(2)图中的分离方法分别是①为_______;②为_______;③为_______。
(3)写出下列有机物的化学式:A_______、B_______、C_______、D_______、E_______。
2.(2023江苏苏州)乙酸在一定条件下和过氧化氢反应可制得过氧乙酸(),过氧乙酸具有强氧化性,其水溶液具有弱酸性。过氧乙酸对环境中的新型冠状病毒有很好的杀灭效果。
(1)乙酸中含有的官能团的结构简式为_______。乙酸与乙醇发生酯化反应时,生成物中乙酸乙酯的结构简式为_______。下图为实验室制取乙酸乙酯的装置图,图中导管不插到碳酸钠溶液中,目的是_______。
(2)过氧乙酸的稀溶液可用于环境和皮肤消毒。其杀菌消毒的用途主要与其_______(填“易溶于水”“强氧化性”或“弱酸性”)有关。
(3)将0.3%的过氧乙酸溶液滴入1mol/L的KI溶液中,溶液变黄色,再滴加淀粉溶液,可以观察到_______。
3.(2022·山西)丙炔酸甲酯(CH≡C-COOCH3)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:CH≡C-COOH+CH3OHCH≡C-COOCH3+H2O
实验步骤如下:
步骤1:在反应瓶中,加入14 g丙炔酸、50 mL甲醇和2 mL浓硫酸,搅拌,加热回流一段时间。
步骤2:蒸出过量的甲醇(装置见下图)。
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。
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___________。
考点三 油脂
【例3】(云南省2022-2023学年高二下学期普通高中学业水平考试化学试题)记录片《舌尖上的中国》展示了中华饮食文化的博大精深。下列烹饪用品的主要成分属于油脂的是
A.蔗糖 B.料酒 C.陈醋 D.菜籽油
【一隅三反】
1.(2023·山东)油脂的下列性质和用途中,与其含有不饱和碳碳双键有关的是
A.油脂是产生能量最高的营养物质
B.植物油通过氢化可以变为脂肪
C.脂肪是有机体组织里储存能量的重要物质
D.利用油脂在碱性条件下的水解,可以制甘油和肥皂
2.(2022秋·陕西宝鸡·高二统考期中)油脂的以下性质和用途与其含有的双键()有关的是
A.适量摄入油脂,有助于人体吸收多种脂溶性维生素和胡萝卜素
B.利用油脂在碱性条件下的水解,可以生产甘油和肥皂
C.植物油通过氢化可以制造植物奶油(人造奶油)
D.脂肪是有机组织里储存能量的重要物质
3.(2022秋·上海静安·高二上海市新中高级中学校考期中)在一定条件下,动植物油脂与醇反应可制备生物柴油,化学方程式如图:
下列叙述错误的是
A.动植物油脂是高分子化合物 B.生物柴油是不同酯组成的混合物
C.“地沟油”可用于制备生物柴油 D.植物油的不饱和程度比动物油高,植物油更易氧化变质
考点四 酰胺
【例4】(2022甘肃)化合物中的-OH被氨基-NH2取代所得的化合物称为酰胺。下列化合物中可以看作酰胺的是
A.HCOONH4 B.CH(NH2)3
C.H2N-CH2-COOH D.CO(NH2)2
【一隅三反】
1.(2021·江苏常熟·高二期中)化合物c的制备原理如下:
下列说法正确的是
A.该反应还有生成
B.化合物a分子中所有原子一定共平面
C.化合物b分子中含有手性碳原子
D.化合物c在酸性条件下发生水解,有一种产物能与乙二醇发生缩聚反应
2.(2023·山东)绿色食材百合所含的秋水仙碱,是一种酰胺类化合物,具有抗炎和免疫调节等作用。下列关于秋水仙碱的说法正确的是
A.分子式为
B.分子中含有3种官能团
C.分子中所有碳原子可能共面
D.1秋水仙碱最多能与7发生加成反应
3.(2023哈尔滨)过氧化碳酰胺[CO(NH2)2·H2O2]是一种与过氧化氢性质相似的固体氧化剂,因其具有价廉、安全、易于储存、使用方便等优点,被广泛应用于日用化工、食品、建筑、农业等领域。请回答下列问题:
I.过氧化碳酰胺的制备
实验室用尿素和双氧水制备过氧化碳酰胺的步骤如下:取5.0 mL 30% H2O2放入50 mL锥形瓶中,加入1.8 g尿素(H2O2与尿素的物质的量之比为3:2);将装有反应混合物的锥形瓶放入水浴锅中,水浴加热至60 °C,加热几分钟,得到一种澄清、透明的溶液;将溶液转移到大蒸发皿上,在60 °C恒温水浴锅上缓慢蒸发;溶液中缓慢析出针状晶体;当结晶完全后,将针状晶体用滤纸吸去水分,称重,得产品2.5 g。
已知:CO(NH2)2+H2O2=CO(NH2)2·H2O2。
(1)H2O2的电子式为________________________。
(2)水浴加热时温度控制在60 °C最好,其原因为___________________________。
(3)过氧化碳酰胺的产率为___________%(结果保留1位小数)。
II.过氧化碳酰胺的性质
称取0.50g过氧化碳酰胺于试管中,加5mL水溶解。
过氧化碳酰胺的鉴定反应步骤及现象如下:
在试管中加入5滴过氧化碳酰胺溶液、0.5 mL乙醚和2滴2 mol·L-1 H2SO4酸化,再加入2~3滴0.1 mol. L-1K2CrO4溶液.振荡试管,上层呈深蓝色,过氧化氢和重铬酸钾发生非氧化还原反应生成蓝色的CrO5,CrO5在乙醚中稳定,碳酰胺[CO(NH2)2]不和重铬酸钾反应,下层呈绿色,CrO5在水中不稳定,易分解生成Cr(OH)2+和O2。
(4)检验O3可用CrO3与O3反应,得蓝色晶体CrO5:CrO3+O3 →CrO5(未配平),则该反应中氧化剂与还原剂的个数比为_____________。
(5)CrO5在水中分解的离子方程式为_______________。
III.过氧化碳酰胺中活性氧含量的测定(以过氧化氢中氧原子的质量分数计)
准确称量7.5200 g产品,配制成100 mL溶液,用移液管移取10.00 mL溶液于250 mL锥形瓶中,加入适量水和硫酸,用0.1000mol·L-1的酸性高锰酸钾标准溶液平行滴定三次,平均消耗的体积为24.00mL。.
(6)配制100mL过氧化碳酰胺溶液所用到的玻璃仪器有____________,判断滴定至终点的现象为___________________,过氧化碳酰胺中活性氧含量为_____________(结果保留1位小数)。