题型集训37有机综合实验Word格式.docx

题型集训37有机综合实验Word格式.docx

《题型集训37有机综合实验Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《题型集训37有机综合实验Word格式.docx（27页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

0.8123

131

微溶

乙酸

60

1.0492

118

溶

乙酸异戊酯

130

0.8670

142

难溶

实验步骤：

在A中加入4.4g异戊醇、6.0g乙酸、数滴浓硫酸和2～3片碎瓷片。

开始缓慢加热A，回流50min，反应液冷至室温后倒入分液漏斗中，分别用少量水，饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤；

分出的产物加入少量无水MgSO4固体，静置片刻，过滤除去MgSO4固体，进行蒸馏纯化，收集140～143℃馏分，得乙酸异戊酯3.9g。

回答下列问题：

（1）仪器B的名称是________。

（2）在洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是_______________________；

第二次水洗的主要目的是____________________________。

（3）在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后________（填标号）。

a．直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出

b．直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出

c．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从下口放出

d．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口倒出

（4）本实验中加入过量乙酸的目的是_________________________________________。

（5）实验中加入少量无水MgSO4的目的是____________________________。

（6）在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是________（填标号）。

（7）本实验的产率是________（填标号）。

a．30%b．40%c．60%d．90%

（8）在进行蒸馏操作时，若从130℃便开始收集馏分，会使实验的产率偏_______（填“高”或“低”），其原因是__________。

2．（2013·

课标全国Ⅰ，26）醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应和实验装置如下：

可能用到的有关数据如下：

溶解性

环己醇

100

0.9618

161

微溶于水

环己烯

82

0.8102

83

难溶于水

合成反应：

在a中加入20g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1mL浓H2SO4，b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90℃

分离提纯：

反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙，最终通过蒸馏得到纯净环己烯10g。

（1）装置b的名称是________________。

（2）加入碎瓷片的作用是________，如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正确操作是________（填正确答案标号）。

A．立即补加B．冷却后补加C．不需补加D．重新配料

（3）本实验中最容易产生的副产物的结构简式为________________。

（4）分液漏斗在使用前须清洗干净并____________，在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的____________（填“上口倒出”或“下口倒出”）。

（5）分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是__________。

（6）在环己烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有________（填正确答案标号）。

A．圆底烧瓶B．温度计C．吸滤瓶D．球形冷凝管E．接收器

（7）本实验所得到的环己烯产率是__________（填正确答案标号）。

A．41%B．50%C．61%D．70%

3．（2013·

课标全国Ⅱ，26）正丁醛是一种化工原料。

某实验小组利用如下装置合成正丁醛。

发生的反应如下：

CH3CH2CH2CH2OH

CH3CH2CH2CHO

反应物和产物的相关数据列表如下：

正丁醇

117.2

0.8109

正丁醛

75.7

0.8017

实验步骤如下：

将6.0gNa2Cr2O7放入100mL烧杯中，加30mL水溶解，再缓慢加入5mL浓硫酸，将所得溶液小心转移到B中。

在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石，加热。

当有蒸汽出现时，开始滴加B中溶液。

滴加过程中保持反应温度为90～95℃，在E中收集90℃以下的馏分。

将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集75～77℃馏分，产量2.0g。

（1）实验中，能否将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中，说明理由______________________________。

（2）加入沸石的作用是______________。

若加热后发现未加沸石，应采取的正确方法是______________。

（3）上述装置图中，B仪器的名称是____________，D仪器的名称是__________________。

（4）分液漏斗使用前必须进行的操作是________（填正确答案标号）。

A．润湿B．干燥C．检漏D．标定

（5）将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分水时，水在________层（填“上”或“下”）。

（6）反应温度应保持在90～95℃，其原因是___________________________________

（7）本实验中，正丁醛的产率为________%。

河南高中毕业班适应性考试）乙酸异戊酯常作为配制香蕉、梨、苹果等多种口味食品的香料。

实验室合成乙酸异戊酯的原料是乙酸和异戊醇[（CH3）2CHCH2CH2OH]，其装置如图所示。

在甲中加入20g异戊醇和少量碎瓷片，在不断搅拌下加入2mL浓硫酸，冷却后加入100g稍过量的冰醋酸，再加入环己烷（能与产物形成共沸混合物，不参加反应）。

安装带有分水器（预装有一定量的水）的冷凝回流装置，球形冷凝管中通入冷却水，用甘油浴缓慢加热仪器甲，冷凝回流一段时间。

将反应粗产品倒入分液漏斗中，分别用少量10%Na2CO3溶液分两次洗涤。

分去水层，向有机层中加入无水硫酸镁固体，静置一段时间后分离出液体，最后蒸馏除去环己烷得到纯净的乙酸异戊酯13g。

已知下列物质的沸点和密度：

甘油

环己烷

290

80.7

117.9

132.5

密度/g·

cm－3

1.26

0.78

1.05

0.81

请回答下列问题：

（1）合成乙酸异戊酯的化学方程式为______________________________________________。

（2）仪器甲的名称是________。

（3）分水器可将仪器甲中产生的水分离出来，目的是________；

按照球形冷凝管中冷却水的流向应该由________（填“a”或“b”）口进水。

（4）本实验使用甘油浴加热的优点有________、________（答出两点即可）。

（5）当观察到分水器中出现________现象时，可停止加热仪器甲，终止合成反应过程。

（6）用10%Na2CO3溶液洗涤的作用是________。

a．除去未反应完的醋酸b．提高异戊醇的转化率

c．与异戊醇反应，除去杂质d．降低乙酸异戊酯在水中的溶解度

（7）本实验中无水硫酸镁的作用是________。

（8）本实验中异戊醇的转化率为________。

2．（2015·

廊坊质量监测）对硝基甲苯是医药、染料等工业的一种重要有机中间体，它常以浓硝酸为硝化剂，浓硫酸为催化剂，通过甲苯的硝化反应制备。

一种新的制备对硝基甲苯的实验方法是：

以发烟硝酸为硝化剂，固体NaHSO4为催化剂（可循环使用），在甲苯的CCl4溶液中，加入乙酸酐[（CH3CO）2O，有脱水作用]，45℃反应1h（如图所示）。

反应结束后过滤，滤液分别用5%NaHCO3溶液和水洗涤至中性，再经分离、提纯得到对硝基甲苯。

（1）滤液用5%NaHCO3溶液处理的目的是___________________________________。

（2）滤液在分液漏斗中洗涤静置后，分离出有机层的操作是________________________________。

（3）下列给出了催化剂种类及用量对甲苯硝化反应影响的实验结果。

催化剂

n（催化剂）/n（甲苯）

硝化产物中各种异构体质量分数（%）

总产率（%）

对硝基甲苯

邻硝基甲苯

间硝基甲苯

浓H2SO4

1.0

35.6

60.2

4.2

98.0

1.2

36.5

59.5

4.0

99.8

NaHSO4

0.15

44.6

55.1

0.3

98.9

0.25

46.3

52.8

0.9

99.9

0.32

47.9

51.8

0.36

45.2

54.2

0.6

①NaHSO4催化制备对硝基甲苯时，催化剂与甲苯的最佳物质的量之比为________。

②与浓硫酸催化甲苯硝化相比，NaHSO4催化甲苯硝化的优点有_______________________________

（4）①由表中数据可知甲苯硝化主要得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯，原因是________________

②对硝基甲苯和邻硝基甲苯的部分物理性质如下表：

甲苯

0.866

110.6

不溶于水，易溶于硝基甲苯

1.286

237.7

不溶于水，易溶于液态烃

1.162

222

分离反应后产物的方案如图所示：

其中，操作1的名称为________；

操作2中需要使用下列仪器中的________（填序号）。

A．冷凝管B．酒精灯C．温度计D．分液漏斗E．蒸发皿

3．（2015·

东北三省四市模拟）苯甲酸甲酯是重要的化工原料，某化学兴趣小组仿照实验室制乙酸乙酯的原理以苯甲酸（C6H5COOH）和甲醇为原料制备苯甲酸甲酯。

有关数据如下：

熔点/℃

水溶性

苯甲酸

122

122.4

249

1.2659

甲醇

32

－97

64.6

0.792

互溶

苯甲酸甲酯

136

－12.3

196.6

1.0888

不溶

Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗产品

在圆底烧瓶中加入12.2g苯甲酸和20mL甲醇，再小心加入3mL浓硫酸，混匀后，投入几粒碎瓷片，在圆底烧瓶上连接冷凝回流装置后，小心加热2小时，得苯甲酸甲酯粗产品。

（1）该反应的化学方程式为____________________________，

该反应的原子利用率是_______________________________。

（2）实验中，应选择（如上图）________（填序号）作为冷凝回流装置，该仪器的名称为____________。

（3）使用过量甲醇的原因是________________________________________。

Ⅱ.粗产品的精制

苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、苯甲酸和水等，现拟用下列流程图进行精制。

（4）饱和碳酸钠溶液的作用是__________________________，

操作a的名称为________。

（5）由于有机层和水层的密度比较接近，兴趣小组的同学无法直接判断有机层在上层还是下层，请你设计简单易行的方案，简述实验方法，可能的现象及结论____________________________________。

（6）该实验中制得苯甲酸甲酯8.30g，则苯甲酸甲酯的产率为________。

4．（2015·

长春模拟）1－乙氧基萘常用作香料，也可合成其他香料。

实验室制备1－乙氧基萘的过程如下：

+H2O

已知：

①相关物质的物理常数如下。

状态

熔点（℃）

沸点（℃）

水

乙醇

1萘酚

144

无色或黄色菱形结晶或粉末

96

278

易溶于乙醇

1乙氧基萘

172

无色液体

5.5

267

不溶于水

46

－114.1

78.5

任意比混溶

②1萘酚的性质与苯酚相似，有难闻的苯酚气味，苯酚在空气中易被氧化为粉红色。

请回答以下问题：

（1）将72g1萘酚溶于100mL无水乙醇中，加入5mL浓硫酸混合。

将混合液置于如图所示的容器中加热充分反应。

实验中使用过量乙醇的原因是________________________________________

（2）反应结束，将烧瓶中的液体倒入冷水中，经处理得到有机层。

为提纯产物设计以下四步操作：

①蒸馏；

②水洗并分液；

③用10%的NaOH溶液碱洗并分液；

④用无水氯化钙干燥并过滤。

正确的顺序是_____（填序号）。

A．③②④①　　B．①②③④　　C．②①③④

（3）实验测得1乙氧基萘的产量与反应时间、温度的变化如图所示，时间延长、温度升高，1乙氧基萘的产量下降的原因可能是_____________________________________________________________________________。

（4）提纯的产品经测定为43g，本实验中1乙氧基萘的产率为________。

【三年高考真题演练】

[2015年高考真题]

解析　

（1）冷凝管的主要作用是冷凝回流，防止反应物逸出，提高原料的利用率。

由于液溴易挥发且溴蒸气有毒，不能直接排入空气，需要用NaOH等强碱溶液吸收尾气。

（2）苯甲醛与溴单质是在AlCl3的催化作用下发生取代反应生成间溴苯甲醛。

（3）NaHCO3可以与Br2及盐酸反应，所以用NaHCO3溶液是为了除去没有反应的Br2和HCl。

（4）洗涤后的有机相中含有少量的水，加入无水MgSO4的作用是作干燥剂除去有机相的水，吸水生成MgSO4晶体。

（5）减压蒸馏是为了降低蒸馏的温度，防止间溴苯甲醛被氧化。

答案　

（1）冷凝回流　NaOH溶液　

（2）AlCl3　（3）Br2、HCl

（4）除去有机相的水　（5）间溴苯甲醛被氧化

[两年经典高考真题]

1．解析　

（1）仪器B是球形冷凝管，起冷凝回流作用。

（2）第一次水洗，主要洗去大部分硫酸和未反应的醋酸，第二次水洗除去的是NaHCO3杂质。

（3）乙酸异戊酯的密度小于水，在水层的上方。

分液时应先将水层从分液漏斗下口放出，再将乙酸异戊酯从上口倒出。

（4）该反应为可逆反应，加入过量乙酸的目的是提高异戊醇的转化率。

（5）加入无水MgSO4固体的目的是除去混合物中的少量水分，起干燥作用。

（6）蒸馏操作中，需要测定的是馏分的温度，所以温度计水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处，b和c中温度计位置均正确，但c中的冷凝装置为球形冷凝管，它一般用作反应装置，主要用于冷凝回流反应物，使反应更彻底，故只有b项正确。

（7）据

可知，4.4g异戊醇完全反应消耗3.0g乙酸，故乙酸有剩余，则生成乙酸异戊酯的理论产量为6.5g，故该反应的产率为

×

100%＝60%。

（8）异戊醇的沸点为131℃，蒸馏时，若从130℃开始收集馏分，将会有一部分未反应的异戊醇被蒸出，使产率偏高。

答案　

（1）球形冷凝管　

（2）洗掉大部分硫酸和醋酸　洗掉碳酸氢钠　（3）d　（4）提高醇的转化率　（5）干燥　（6）b　（7）c　（8）高　会收集少量未反应的异戊醇

2．解析　

（2）加热纯净液体时易发生暴沸，加入碎瓷片，能防止暴沸。

（3）醇在浓H2SO4加热条件下能发生分子间脱水，方程式如下：

（4）分液时，上层液体从上口倒出，下层液体从下口倒出。

（6）球形冷凝管一般用于冷凝回流反应物，蒸馏的冷凝管是倾斜安装的，若使用球形冷凝管倾斜放置，会形成多个积液区域；

吸滤瓶主要用于减压过滤（抽滤装置）。

（7）

m（环己烯）＝

20g＝16.4g，

产率＝

100%≈61%。

答案　

（1）直形冷凝管　

（2）防止暴沸　B　

（3）

　（4）检漏　上口倒出　（5）干燥（或除水除醇）　（6）CD　（7）C

3．解析　

（1）浓H2SO4溶于水时放出大量热，不能将水或溶液加入浓硫酸中，否则会迸溅。

（2）加热纯净液体时易发生暴沸，加入沸石（碎瓷片），防止暴沸。

（3）注意直形冷凝管与球形冷凝管的区别，球形冷凝管不用于蒸馏。

（4）分液漏斗有玻璃活塞，使用前必须检漏。

（5）正丁醛的密度比水小，水在下层。

（6）回答本题，要根据实验目的和所制物质的性质阐述，温度过低不利于正丁醛的蒸出和生成，温度过高正丁醛易被氧化，同时正丁醇也可能蒸出，使产率降低。

（7）产率＝

100%，必须用方程式计算理论产量：

CH3CH2CH2CH2OH―→CH3CH2CH2CHO

74　　　　　　　　　72

4g　　　　　　　　　m（理论）

m（理论）＝

4g≈3.9g，代入公式计算出产率为51%。

答案　

（1）不能，浓硫酸溶于水会放出大量热，易造成迸溅　

（2）防止暴沸　冷却后补加　（3）滴液漏斗　直形冷凝管　（4）C　（5）下　（6）既可保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化，同时避免正丁醇蒸出　（7）51

【两年模拟试题精练】

1．解析　

（1）乙酸与异戊醇发生酯化反应时酸脱羟基，醇脱氢原子，其化学方程式为：

CH3COOH＋（CH3）2CHCH2CH2OH

CH3COOCH2CH2CH（CH3）2＋H2O。

（2）仪器甲为圆底烧瓶。

（3）由于酯化反应是可逆反应，分离生成物会促使反应正向进行，所以分离出酯化反应生成的水，使化学平衡向生成酯的方向移动，从而可以提高反应物的转化率或生成物的产率；

冷凝管中水流方向为b进a出。

（4）用甘油浴加热便于控制反应温度，并能使圆底烧瓶受热均匀。

（5）当分水器中的水层高度不再变化时，反应结束。

（6）10%的碳酸钠溶液能降低乙酸异戊酯在水中的溶解度，并能除去未反应的醋酸。

（7）无水硫酸镁可以吸收有机层中的水分，便于蒸馏时得到较纯净的有机物。

（8）理论上，生成13g乙酸异戊酯消耗异戊醇的质量为

88g·

mol－1＝8.8g，异戊醇的转化率为

100%＝44%。

答案　

（1）CH3COOH＋（CH3）2CHCH2CH2OH

CH3COOCH2CH2CH（CH3）2＋H2O

（2）圆底烧瓶

（3）提高反应物的转化率或生成物的产率　b

（4）便于控制反应温度　使圆底烧瓶受热均匀

（5）水层高度（或水的体积、液面对应刻度）不再变化

（6）ad

（7）作干燥剂

（8）44%

2．解析　

（1）5%NaHCO3溶液洗涤肯定是除去粗产品的杂质，由于使用了发烟硝酸作硝化剂，粗产品中含有酸性杂质。

（2）CCl4的密度大于水，所以有机层在下层，从下口放出。

（3）①当催化剂和甲苯的物质的量之比为0.32时，对硝基甲苯产率为47.9%，最高。

②使用NaHSO4作催化剂，对硝基甲苯的产率高且催化剂使用量小。

（4）①由甲苯的性质可知混合物，甲基的存在使苯环邻、对位的氢变得易取代。

②操作I分离有机和无机溶液，可知为分液；

分离对硝基甲苯和邻硝基甲苯这两种互溶的液态有机物用蒸馏法。

答案　

（1）除去粗产品中的酸性杂质

（2）取下分液漏斗上口玻璃塞（或上口小孔对准塞子上的凹槽），缓慢打开活塞，当下层液体完全放出时及时关闭活塞

（3）①0.32　②在硝化产物中对硝基甲苯比例提高　催化剂用量少且能循环使用

（4）①苯环上的甲基使苯环上连接甲基的碳原子的邻对位的硝化反应更容易进行　②分液　ABC

3．解析　Ⅰ.

（1）根据酯化反应的实质，苯甲酸和甲醇反应生成苯甲酸甲酯和水的化学方程式为C6H5COOH＋CH3OH

C6H5COOCH3＋H2O；

该反应原子利用率

100%≈88.3%；

（2）根据仪器的结构特点，应选择B（球形冷凝管）作为冷凝回流装置；

（3）由于甲醇沸点低，易挥发，损失大，还为了提高苯甲酸的利用率，故应使用过量甲醇；

Ⅱ.（4）饱和碳酸钠溶液能与苯甲酸反应，生成可溶性的苯甲酸钠，还能溶解甲醇，降低苯甲酸甲酯的溶解度，操作a后，溶液分层，故a为分液；

（5）向混合液中加少量水，振荡、静置，体积增加的为水层，体积不变的为有机层，或者从分液漏斗下口放出少量液体，置于试管中，加适量水，振荡、静置，若液体分层，则有机层在下层，若液体不分层，则有机层在上层；

（6）由于甲醇过量，按苯甲酸进行计算，n（C6H5COOH）＝

＝0.1mol，理论上生成苯甲酸甲酯为n（C6H5COOCH3）＝0.1mol，其质量为m（C6H5COOCH3）＝0.1mol×

136g·

mol－1＝13.6g，则苯甲酸甲酯的产率为η＝

100%≈61.0%。

答案　

（1）C6H5COOH＋CH3OH

C6H5COOCH3＋H2O或

（2）B　球形冷凝管

（3）甲醇沸点低，损失大；

甲醇过量可以提高苯甲酸的利用率

（4）除去苯甲酸甲酯中的杂质苯甲酸，溶解甲醇，降低苯甲酸甲酯溶解度　分液

（5）从分液漏斗下口放出少量液体，置于试管中，加入适量水，振荡、静置，若液体分层，则有机层在下层，若液体不分层，则有机层在上层

（6）61.0%

4．解析　

（1）首先，根据1萘酚的熔沸点可知其常温下是固体，由于它易溶于乙醇，形成1萘酚的乙醇溶液能加快反应速率，因此使用乙醇作溶剂；

其次，乙醇过量，可以提高1萘酚的转化率。

（2）反应结束