Question

【題目】某制糖廠以甘蔗為原料制糖，同時得到大量的甘蔗渣，對甘蔗渣進行綜合利用不僅可以提高綜合效益，而且還能防止環(huán)境污染，生產(chǎn)流程如下：

已知石油裂解已成為生產(chǎn)H的主要方法，E的溶液能發(fā)生銀鏡反應，G是具有香味的液體，試回答下列問題。

(1)F中所含官能團的名稱是__________________。

(2)G的結構簡式為_____________________________。

(3) 寫出D→E的化學方程式，并注明反應類型：______________________________。

(4) F→G的反應裝置如圖所示：

a．圖中倒置球形干燥管的作用_____________________________；

b．試管Ⅱ中加有飽和Na2CO3溶液，其作用是： ____________________；

c．若138 g D和90 g F反應能生成80 g G，則該反應的產(chǎn)率為___________。（已知：）

（5）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，某同學利用上圖所示裝置進行了以下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，再測有機物層的厚度，實驗記錄如下：

實驗D與實驗C相對照可證明___________________________________________________。

分析實驗A、C的數(shù)據(jù)，可以推測出濃硫酸的__________提高了乙酸乙酯的產(chǎn)率。

(6) 生成乙酸乙酯的反應是可逆反應，反應物不能完全變成生成物，反應一段時間后，就達到了該反應的限度，也即達到化學平衡狀態(tài)。下列描述能說明乙醇與乙酸的酯化反應已達到化學平衡狀態(tài)的有（填序號）________。

①單位時間里，生成1 mol乙酸乙酯，同時生成1 mol水

②單位時間里，生成1 mol乙酸乙酯，同時生成1 mol乙酸

③單位時間里，消耗1 mol乙醇，同時消耗1 mol乙酸

④混合物中各物質(zhì)的濃度不再變化

(7) 寫出B的一種同分異構體（與B同類）的結構簡式：________________。

Answer 1

【答案】 羧基 CH3COOC2H5或CH3COOCH2CH3 2CH3CH2OH + O22CH3CHO +2H2O 氧化反應 防倒吸 溶解乙醇，中和乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度 60.6% c（H2SO4）越大，酯化反應進行的程度越大 吸水性 ②④ CH2OH(CHOH)3COCH2OH

【解析】

甘蔗渣處理之后得到纖維素，纖維素水解的最終產(chǎn)物為葡萄糖，所以A是纖維素，B是葡萄糖，葡萄糖在酒化酶的作用下反應生成乙醇，則D是乙醇，D發(fā)生催化氧化生成E為CH3CHO，E進一步發(fā)生氧化反應生成F為CH3COOH，F(xiàn)與D發(fā)生酯化反應生成G為CH3COOCH2CH3，葡萄糖在人體內(nèi)最終氧化得到二氧化碳與水。H與水反應達到乙醇，則H為CH2=CH2。

（1）F為CH3COOH，含有的官能團為羧基；

（2）G是由乙醇和乙酸發(fā)生酯化反應得到的乙酸乙酯，乙酸乙酯的結構簡式為CH3COOC2H5或CH3COOCH2CH3；

（3）D是乙醇，乙醇催化氧化得到E（CH3CHO），此反應為氧化反應，反應方程式為2CH3CH2OH + O22CH3CHO +2H2O；

（4）a.制取乙酸乙酯時，蒸汽中往往含有乙醇和乙酸，但是二者易溶于水而產(chǎn)生倒吸，所以圖中倒置球形干燥管的作用；b.飽和碳酸鈉溶液的作用主要有3個①使混入乙酸乙酯中的乙酸與Na2CO3反應而除去；②使混入的乙醇溶解；③使乙酸乙酯的溶解度減小，減少其損耗及有利于它的分層和提純；c.138g乙醇的物質(zhì)的量是138g÷46g/mol=3mol，90g乙酸的物質(zhì)的量是90g÷60g/mol=1.5mol，由于乙醇過量所以反應產(chǎn)生的乙酸乙酯應該按照乙酸來計算，理論上應該產(chǎn)生乙酸乙酯的質(zhì)量是1.5mol×88g/mol=132g。實際反應能生成80gE，則該反應的產(chǎn)率(80g÷132g)×100%=60.6%；

（5）實驗D與實驗C除硫酸濃度不同外，其他條件均相同，因此實驗D與實驗C相對照可證明c（H2SO4）越大，酯化反應進行的程度越大；對照實驗A和C可以知道：試管Ⅰ中試劑實驗A中使用1ml,18mol/L濃硫酸,生成的乙酸乙酯比C中生成的乙酸乙酯大很多，說明濃硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的產(chǎn)率。

（6）反應達到平衡狀態(tài)標志是正逆反應速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變等；①任何情況下，每生成1 mol乙酸乙酯，都同時生成1 mol水，不能判定反應達到平衡。錯誤； ②單位時間里，生成1 mol乙酸乙酯，同時生成1 mol乙酸，表明正逆反應速率相等，因此能判定反應達到平衡。正確；③在任何情況下，消耗1 mol乙醇，同時消耗1 mol乙酸，不能判定反應達到平衡。錯誤；混合物中各物質(zhì)的濃度不再變化，可以判定反應達到平衡。正確；故選②④。

（7）B為葡萄糖，結構簡式為CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO。①與葡萄糖互為同分異構體②與B具有相同官能團，滿足條件的同分異構體有：CH2OH(CHOH)3COCH2OH。