Question

20．通过粮食发酵可获得某有机化合物X，其相对分子质量为46，其中碳的质量分数为52.2%，氢的质量分数为13.0%．
（1）X的分子式是C₂H₆O；
（2）X与金属钠反应放出H₂，反应化学方程式是2CH₃CH₂OH+2Na→2CH₃CH₂ONa+H₂↑（有机物用结构简式表达）；
（3）X与空气中的氧气在铜或银催化下反应生成Y，Y的结构简式是CH₃CHO；
（4）X与高锰酸钾酸性溶液反应可生成Z．在加热和浓硫酸作用下，X与Z反应可生成一种无色具有水果香味的液体W，装置如图所示：
①生成液体W的化学方程式为CH₃CH₂OH+CH₃COOH$?_{△}^{浓硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O；
②为了防止a中液体暴沸，加热前应采取的措施是加入碎瓷片；
③b试管中导管不能伸入到液面以下的理由是防止溶液倒吸；
④试管b中加有饱和Na₂CO₃溶液，其作用是吸收随乙酸乙酯蒸出的少量酸性物质和乙醇；
⑤若184g X和120g Z反应能生成106g W，则该反应的产率为60.2%．
（已知 $产率=\frac{实际产量}{理论产量}×100%$）

Answer 1

分析 通过粮食发酵可获得某含氧有机物X，其相对分子质量为46，其中碳的质量分数为52.2%，氢的质量分数为13.0%，则含氧的质量分数为1-52.2%-13．%=34.8%，则有机物中含C：$\frac{46×52.2%}{12}$=2，含H：$\frac{46×13.0%}{1}$=6，含O：$\frac{46×34.8%}{16}$=1，则分子式为C₂H₆O，为乙醇，含有羟基，在催化作用下乙醇被氧化生成的Y为乙醛，X与酸性高锰酸钾溶液反应可生成Z．在加热和浓硫酸作用下，X与Z反应可生成一种有香味的物质W，则Z为CH₃COOH，W为CH₃COOCH₂CH₃，为乙酸乙酯的制备，以此解答该题．

解答 解：通过粮食发酵可获得某含氧有机物X，其相对分子质量为46，其中碳的质量分数为52.2%，氢的质量分数为13.0%，则含氧的质量分数为1-52.2%-13．%=34.8%，则有机物中含C：$\frac{46×52.2%}{12}$=2，含H：$\frac{46×13.0%}{1}$=6，含O：$\frac{46×34.8%}{16}$=1，则分子式为C₂H₆O，为乙醇，
（1）由以上分析可知X的分子式为C₂H₆O，故答案为：C₂H₆O；
（2）因与钠反应生成H₂，所以X为CH₃CH₂OH，与钠反应方程式为：2CH₃CH₂OH+2Na→2CH₃CH₂ONa+H₂↑，
故答案为：2CH₃CH₂OH+2Na→2CH₃CH₂ONa+H₂↑；
（3）X与空气中的氧气在铜或银催化下反应生成Y，Y为乙醛，结构简式为CH₃CHO，故答案为：CH₃CHO；
（4）X与酸性高锰酸钾溶液反应可生成Z．在加热和浓硫酸作用下，X与Z反应可生成一种有香味的物质W，则Z为CH₃COOH，W为CH₃COOCH₂CH₃，为乙酸乙酯的制备，
①乙酸与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯，该反应的化学方程式为：CH₃CH₂OH+CH₃COOH$?_{△}^{浓硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O，
故答案为：CH₃CH₂OH+CH₃COOH$?_{△}^{浓硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O；
②为了防止a中液体暴沸，加热前应在试管中加入碎瓷片，故答案为：加入碎瓷片；
③生成物含有乙醇和乙酸，二者都易溶于水，不能用插入到液面以下，否则产生倒吸现象，故答案为：防止溶液倒吸；
④制备乙酸乙酯时常用饱和碳酸钠溶液，目的是中和挥发出来的乙酸，使之转化为乙酸钠溶于水中；溶解挥发出来的乙醇；降低乙酸乙酯在水中的溶解度，便于分层得到酯，
故答案为：吸收随乙酸乙酯蒸出的少量酸性物质和乙醇；
⑤乙醇与高锰酸钾酸性溶液反应可生成乙酸．在加热和浓硫酸作用下，乙酸与乙醇反应可生成一种有香味的物质乙酸乙酯，该反应的化学方程式为：
CH₃CH₂OH+CH₃COOH$→_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O，
46g               60g                                88g
由方程式可知，乙醇过量，按乙酸计算，120g乙酸理论上产生乙酸乙酯为：$\frac{88g}{60g}×120g$=176g，故该反应产率为：$\frac{106g}{176g}×100%$=60.2%，
故答案为：60.2%．

点评 本题考查有机物的推断，侧重于学生分析能力、计算能力和实验能量的考查，注意把握常见有机物的结构和性质，题目难度中等．