Question

7．已知：A是石油裂解氣的主要成份，A的產(chǎn)量通常用來衡量一個國家的石油化工水平． 現(xiàn)以A為主要原料合成乙酸乙酯，其合成路線如圖1所示．

（1）有機物D中官能團的名稱為羧基，①、④的反應類型分別為加成反應、酯化反應或取代反應．
（2）反應④的化學方程式為CH₃CH₂OH+CH₃COOH$?_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O．
（3）乙酸乙酯是重要的有機合成中間體，廣泛應用于化學工業(yè)．實驗室利用圖2的裝罝制備乙酸乙酯．
①與教材采用的實驗裝置不同，此裝置中采用了球形干燥管，其作用是：防倒吸．
②試管Ⅱ中加入的試劑是飽和Na₂CO₃溶液，其作用是：吸收乙酸和乙醇，降低乙酸乙酯的溶解度．
③為了證明濃硫酸在該反應中起到了催化劑和吸水劑的作用，某同學利用該裝置進行了以下4 個實驗．實驗開始先用酒精燈微熱3min，再加熱使之微微沸騰3min．實驗結束后充分振蕩小試管Ⅱ，再測其中有機層的厚度，實驗記錄如下：

實驗編號	試管I中試劑	試管Ⅱ中有機層的厚度/cm
A	3mL乙醇、2mL乙酸、2mL 18mol•L-1濃硫酸	3.0
B	3mL乙醇、2mL乙酸	0.1
C	3mL 乙醇、2mL 乙酸 2mL3mol•L-1H2SO4	0.6
D	3mL乙醇、2mL乙酸、鹽酸	0.6

實驗D的目的是與實驗C相對照，證明H⁺對酯化反應具有催化作用，則進行實驗D時應加入2 mL6mol•L^-1的鹽酸．分析實驗A和實驗C的數(shù)據(jù)，可以推斷出濃H₂SO₄的吸水（填“催化”或“吸水”）作用提高了乙酸乙酯的產(chǎn)率．
（4）乙醇在一定條件下可轉化為有機物E，E的相對分子質里為74，其分子中碳、氫的質量分數(shù)分別為64.9%、13.5%，其余為氧．求E的化學式C原子個數(shù)=$\frac{74×64.9%}{12}$≈4、H原子個數(shù)=$\frac{74×13.5%}{1}$≈10，則O原子個數(shù)=$\frac{74-12×4-1×10}{16}$=1，則C、H、O原子個數(shù)之比=4：10：1，則E的化學式為C₄H₁₀O（需寫出計算過程）．

Answer 1

分析 （1）（2）A是石油裂解氣的主要成份，A的產(chǎn)量通常用來衡量一個國家的石油化工水平，則A為CH₂=CH₂，
A和水發(fā)生加成反應生成B，B催化氧化生成C、C發(fā)生氧化反應生成D，B和D發(fā)生酯化反應生成乙酸乙酯，則B為CH₃CH₂OH、C為CH₃CHO、D為CH₃COOH；
（3）①有緩沖作用的裝置能防止倒吸；
②飽和碳酸鈉溶液能抑制乙酸乙酯溶解，能吸收可溶性物質、能和比碳酸強的酸反應；
③實驗D的目的是與實驗C相對照，證明H⁺對酯化反應具有催化作用，應該使混合溶液中氫離子濃度相等；分析實驗A和實驗C的數(shù)據(jù)，減少生成物水的量能促進平衡正向移動；
（4）E的相對分子質里為74，其分子中碳、氫的質量分數(shù)分別為64.9%、13.5%，其余為氧，
該化合物中C原子個數(shù)=$\frac{74×64.9%}{12}$≈4、H原子個數(shù)=$\frac{74×13.5%}{1}$≈10，則O原子個數(shù)=$\frac{74-12×4-1×10}{16}$=1，則C、H、O原子個數(shù)之比=4：10：1．

解答 解：A是石油裂解氣的主要成份，A的產(chǎn)量通常用來衡量一個國家的石油化工水平，則A為CH₂=CH₂，
A和水發(fā)生加成反應生成B，B催化氧化生成C、C發(fā)生氧化反應生成D，B和D發(fā)生酯化反應生成乙酸乙酯，則B為CH₃CH₂OH、C為CH₃CHO、D為CH₃COOH；
（1）D是乙酸，其官能團名稱是羧基，①、④的反應類型分別為加成反應、酯化反應或取代反應，
故答案為：羧基；酯化反應或取代反應；
（2）反應④的化學方程式為CH₃CH₂OH+CH₃COOH$?_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O，故答案為：CH₃CH₂OH+CH₃COOH$?_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O；
（3）①有緩沖作用的裝置能防止倒吸，該裝置中球形干燥管有緩沖作用，所以能防止倒吸，故答案為：防倒吸；
②飽和碳酸鈉溶液能抑制乙酸乙酯溶解，乙醇能溶于飽和碳酸鈉溶液，乙酸能和飽和碳酸鈉反應生成可溶性的乙酸鈉，同時生成二氧化碳和水，所以飽和碳酸鈉溶液的作用是吸收乙酸和乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度，
故答案為：吸收乙酸和乙醇，降低乙酸乙酯的溶解度；
③實驗D的目的是與實驗C相對照，證明H⁺對酯化反應具有催化作用，應該使混合溶液中氫離子濃度相等，則稀硫酸和鹽酸的體積相等為2mL，稀鹽酸濃度是硫酸的2倍，為6mol/L；分析實驗A和實驗C的數(shù)據(jù)，減少生成物水的量能促進平衡正向移動，從而判斷濃硫酸有吸水性，
故答案為：2；6；吸水；
（4）E的相對分子質里為74，其分子中碳、氫的質量分數(shù)分別為64.9%、13.5%，其余為氧，
該化合物中C原子個數(shù)=$\frac{74×64.9%}{12}$≈4、H原子個數(shù)=$\frac{74×13.5%}{1}$≈10，則O原子個數(shù)=$\frac{74-12×4-1×10}{16}$=1，則C、H、O原子個數(shù)之比=4：10：1，則E的化學式為C₄H₁₀O，
故答案為：C₄H₁₀O．

點評 本題考查物質制備和有機物推斷，為高頻考點，明確有機物官能團及其性質關系、物質之間的轉化是解本題關鍵，側重考查學生推斷及實驗基本操作能力，注意飽和碳酸鈉溶液的作用，題目難度不大．