题目内容

7．3-丁酮酸乙酯在有机合成中用途很广，广泛用于药物合成，还用作食品的着香剂．其相对分子质量为130，常温下为无色液体，沸点181℃，受热温度超过95℃摄氏度时就会分解；易溶于水，与乙醇、乙酸乙酯等有机试剂以任意比混溶；实验室可用以乙酸乙酯和金属钠为原料制备．乙酸乙酯相对分子质量为88，常温下为无色易挥发液体，微溶于水，沸点77℃．
【反应原理】

【实验装置】


1、加热反应：向反应装置中加入32mL（28.5g，0.32mol）乙酸乙酯、少量无水乙醇、1.6g（0.07mol）切细的金属钠，微热回流1.5～3小时，直至金属钠消失．
2、产物后处理：冷却至室温，卸下冷凝管，将烧瓶浸在冷水浴中，在摇动下缓慢的加入32mL30%醋酸水溶液，使反应液分层．用分液漏斗分离出酯层．酯层用5%碳酸钠溶液洗涤，有机层放入干燥的锥形瓶中，加入无水碳酸钾至液体澄清．
3、蒸出未反应的乙酸乙酯：将反应液在常压下蒸馏至100℃．然后改用减压蒸馏，得到产品2.0g．
回答下列问题：
（1）写出实验室制备乙酸乙酯的化学方程式CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O．
（2）反应装置中加干燥管是为了防止空气中的水蒸汽进入反应体系中以保证反应体系干燥．两个装置中冷凝管的作用不相同（填“相同”或“不相同”），冷却水进水口分别为b和d（填图中的字母）．
（3）产物后处理中，滴加稀醋酸的目的是中和生成的钠盐，使之变成产物．用分液漏斗分离出酯层测操作叫分液．碳酸钠溶液洗涤的目的是除去酯中的醋酸．加碳酸钾的目的是干燥产品．
（4）采用减压蒸馏的原因是3-丁酮酸乙酯沸点高，而受热温度超过95℃摄氏度时就会分解，所以需要减压蒸馏．．
（5）本实验所得到的3-丁酮酸乙酯产率是B（填正确答案标号）．
A．10%          B．22%         C．19%           D．40%

分析 （1）乙酸与乙醇在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应生成乙酸乙酯与水；
（2）空气中含有水蒸气，因此装置中加干燥管是为了防湿气进入反应体系中以保证反应体系干燥；
反应装置中冷凝管的作用是冷凝回流，挺高原料的利用率，减压装置中冷凝管的作用是冷却蒸发出的蒸汽便于得到产品；
为充分冷凝，使冷水充满冷凝器，因此冷却水采取逆流原理；
（3）由于产物中含有钠盐，因此产物处理后，滴加稀醋酸的目的是中和生成的钠盐，使之变成产物；
分离互不相溶液体操作为分液；
酯类在碳酸钠溶液中的溶解度小，滴加碳酸钠溶液可以除去混有的乙酸；
碳酸钾吸水，因此加碳酸钾的目的是干燥产品；
（4）3-丁酮酸乙酯沸点高，而受热温度超过95℃摄氏度时就会分解，所以需要减压蒸馏；
（5）根据反应物的用量可知钠不足，因此理论上生成产品的物质的量是0.07mol，根据m=nM计算理论上3-丁酮酸乙酯质量，进而计算其产率．

解答 解：（1）实验室制取乙酸乙酯的化学方程式为：CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O，
故答案为：CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O；
（2）空气中含有水蒸气，因此装置中加干燥管是为了防止空气中的水蒸汽进入反应体系中以保证反应体系干燥；
反应装置中冷凝管的作用是冷凝回流，挺高原料的利用率，减压装置中冷凝管的作用是冷却蒸发出的蒸汽便于得到产品，为充分冷凝，使冷水充满冷凝器，冷却水进水口分别为b和d，
故答案为：防止空气中的水蒸汽进入反应体系中以保证反应体系干燥；不相同；b、d；
（3）由于产物中含有钠盐，因此产物处理后，滴加稀醋酸的目的是中和生成的钠盐，使之变成产物，由于酸多了会增加产物在水中的溶解度，醋酸不能滴加的过多；
用分液漏斗分离出酯层的操作叫分液；
酯类在碳酸钠溶液中的溶解度小，除去酯中的醋酸，需要滴加碳酸钠溶液；
碳酸钾吸水，因此加碳酸钾的目的是干燥产品，
故答案为：中和生成的钠盐，使之变成产物；分液；除去酯中的醋酸；干燥产品；
（4）3-丁酮酸乙酯沸点高，而受热温度超过95℃摄氏度时就会分解，所以需要减压蒸馏，
故答案为：3-丁酮酸乙酯沸点高，而受热温度超过95℃摄氏度时就会分解，所以需要减压蒸馏；
（5）根据反应物的用量可知钠不足，因此理论上生成产品的物质的量是0.07mol，其质量是0.07mol×130g/mol=9.1g，所以产率是$\frac{2.0g}{9.1g}$×100%=22%，故选：B．

点评 本题考查了物质制备方案的设计、对装置与操作的分析评价、物质的分离提纯、产率的计算，试题充分考查了学生的分析能力、理解能力及化学实验能力，难度中等．

练习册系列答案
相关题目
3．下列分子式表示的物质，有两种同分异构体的是（　　）
A．C3H8B．C3H7ClC．CH2Cl2D．C2H6O
4．有以下一系列反应，最终产物为草酸．A$→_{Br_{2}}^{光}$B$→_{△}^{NaOH醇溶液}$C$\stackrel{溴水}{→}$D$\stackrel{NaOH水溶液}{→}$E $→_{△}^{O_{2}、催化剂}$F$→_{△}^{O_{2}、催化剂}$HOOC-COOH
已知B的相对分子质量比A大79，试推断用字母代表的化合物的结构简式．
A是CH3CH3；B是CH3CH2Br；C是CH2═CH2；D是CH2BrCH2Br；E是CH2OHCH2OH；F是OHC-CHO．
1．研究含Cl、N、S等元素的化合物对净化水质、防治污染有重要意义．
（1）二氧化氯（ClO2）是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂，被称为“第4代消毒剂”．工业上可采用氯酸钠（NaClO3）或亚氯酸钠（NaClO2）为原料制备ClO2．亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂，但在强酸性溶液中会发生歧化反应，产生ClO2气体，离子方程式为5ClO2-+4H+=4ClO2↑+Cl-．向亚氯酸钠溶液中加入盐酸，反应剧烈．若将盐酸改为相同pH的硫酸，开始时反应缓慢，稍后一段时间产生气体速率迅速加快．产生气体速率迅速加快的原因是：反应生成的氯离子对该反应起催化作用．
（2）电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一．如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验．
①电源负极为A极（填A或B）：
②写出阴极室发生反应依次为：ClO2+e-=ClO2-、ClO3-+ClO2-+2H+=2ClO2↑+H2O；
（3）已知：
2SO2（g）+O2 （g）?2SO3 （g）△H=-196.6kJ•mol-1
2NO（g）+O2 （g）?2NO2 （g）△H=-113.0kJ•mol-1
则反应NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）的△H=-41.8kJ•mol-1
将体积比为1：2的NO2、SO2气体置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是b．
a．体系压强保持不变
b．混合气体颜色保持不变
c．SO3和NO的体积比保持不变
d．每消耗1molSO2的同时生成1molNO
测得上述反应平衡时的NO2与SO2体积比为1：6，则平衡常数K=$\frac{8}{3}$．
2．某校课外活动小组的同学设计实验，探究木炭与浓硫酸在加热条件下反应生成气体的成分．
【实验探究】
（l）木炭与浓硫酸反应的化学方程式：C+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+2SO2↑+2H2O，其中浓H2SO4所起的作用是氧化剂（填“氧化剂”或“还原剂”）．若有0.2mol的H2SO4完全参加反应，则消耗碳的质量是1.2g．（碳的摩尔质量为12g•mol-1）
（2）A装置中品红溶液颜色褪色（填“褪色”或“不褪色”），证明含有二氧化硫气体．
（3）B装置的作用是吸收二氧化硫．
（4）C装置中的澄清石灰水是用来检验CO2气体，现象是产生白色沉淀（填“白色”或“黄色”）．
【实验讨论】
（5）有同学对B装置能否除尽SO2气体有有疑义，你认为应该在B、C装置之间连接图2中a装置，以确定SO2是否除尽．
【联系实际】
（6）煤和石油的燃烧过程中都有二氧化硫和二氧化碳排放，其中二氧化硫造成的环境影响主要是A，二氧化碳造成的环境影响主要是C．（每空格只填一个选顼）
A．酸雨      B．破坏臭氧层       C．温室效应．
12．卤水中含有丰富的镁离子，可制取多种含镁产品．
（1）向卤水中加入Ca（OH）2制取Mg（OH）2，其离子方程式是Mg2++Ca（OH）2=Mg（OH）2+Ca2+．
（2）Mg（OH）2可 制取MgO，进而制得金属镁．
①灼烧Mg（OH）2 得到MgO的化学方程式是Mg（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgO+H2O．
②1200℃，真空条件下用硅铁（含硅单质95～99%）将MgO还原为镁蒸汽（铁不参与反应），其原理可用化学方程式表示为Si+2MgO$\frac{\underline{\;1200℃\;}}{\;}$2Mg↑+SiO2．
（3）Mg（OH）2可用来制取MgCl2，进而制取金属镁．
①从MgCl2溶液得到MgCl2•6H2O的操作是加热浓缩、冷却结晶、过滤．
②MgCl2•6H2O与SOCl2混合后加热，可获得无水MgCl2（已知SOCl2与水接触时迅速形成白雾，生成SO2）．得到无水MgCl2的化学方程式是MgCl2•6H2O+6SOCl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCl2+6SO2↑+12HCl↑．
（4）Mg（OH）2还可用来制取三硅酸镁（xMgO•3SiO2）．三硅酸镁是医疗上某抗酸药的主要成分．已知硅酸盐的化学式通常用氧化物形式表示，如石棉CaMg3Si4O12表示为3MgO•CaO•4SiO2．
①三硅酸镁中和胃酸的离子方程式是：xMgO•3SiO2+□H+=□Mg2++□SiO2+xH2O
②为确定xMgO•3SiO2中x值．取三硅酸镁样品0.52g，加入0.5000mol/LH2SO4标准液15.00mL，充分反应后，用0.5000mol/L的NaOH标准液滴定过量的H2SO4，消耗NaOH标准液14.00mL．则x=2．
19．（1）T℃时，A气体与B气体反应生成C气体，反应过程中A、B、C浓度变化如图所示，根据图示可知：A与B反应生成C的化学方程式为A（g）+3B（g）?2C（g）．
（2）在80℃时，将0.40mol 的N2O4气体充入2L 已经抽空的固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2O4?2NO2，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：
时间/s
n/mol		020406080100
n（N2O4）0.40a0.20cde
n（NO2）0.000.24b0.520.600.60
根据数据计算20～40s 内用N2O4表示的平均反应速率为0.002mol/（L•s）．（计算结果保留2位有效数字）
16．化合物A、B可合成荧光“魔棒”中产生能量的物质之一（CPPO）．
请回答：
（1）B分子中无氧官能团的名称为氯原子．
（2）化合物A可通过以下步骤合成：
CH2═CH2$\underset{\stackrel{①}{→}}{\;}$CH2ClCH2Cl$\underset{\stackrel{②}{→}}{\;}$CH2OHCH2OH…→A
写出反应②的化学方程式CH2ClCH2Cl+2NaOH $→_{△}^{水}$CH2OHCH2OH+2NaCl；
（3）B水解后的芳香族化合物C（C7H3Cl3O3）的结构简式为．
（4）B水解后生成另一种化合物D，与D同类且含一个支链的同分异构体有4种．
（5）已知D不能发生消去反应，与乙酸、浓硫酸共热生成有香味的物质．写出该反应的化学方程式．
17．锌与100mL 18.5mol•L-1的硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体甲 33.6L（标准状况）．将反应后的溶液稀释至1L，测得溶液的C（H+）=0.1mol•L-1，下列叙述不正确的是（　　）
A．反应中共消耗1.8 mol H2SO4B．气体甲中SO2与H2的体积比为4：1
C．反应中共消耗97.5 g ZnD．反应中共转移3 mol电子

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网