Question

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

（1）A在一定條件下可以聚合生成一種常見塑料，該塑料的結構簡式為

 

．
（2）反應④的化學方程式為

 

．
（3）①、④的反應類型分別為

 

、

 

．有機物B中官能團的名稱為

 

．
（4）在實驗室中獲得的乙酸乙酯往往含有B、D，為提純乙酸乙酯，加入的試劑以及分離操作方法

 

、

 

．
（5）乙酸乙酯是重要的有機合成中間體，廣泛應用于化學工業．實驗室利用圖2的裝置制備乙酸乙酯．
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：

 

．
②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	2mL乙醇、1mL乙酸、1mL 18mol?L-1濃硫酸	3.0
B	2mL乙醇、1mL乙酸	0.1
C	2mL乙醇、1mL乙酸 6mL 3mol?L-1 H2SO4	0.6
D	2mL乙醇、1mL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．實驗D中應加入鹽酸的體積和濃度分別是

 

mL和

 

mol?L^-1．分析實驗A和實驗C的數據，可以推斷出濃H₂SO₄的

 

（填“催化”或“吸水”）作用提高了乙酸乙酯的產率．
（6）乙醇在一定條件下可轉化為有機物E，E的蒸汽與相同狀況下同體積氫氣的質量比為37，其分子中碳、氫的質量分數分為別64.9%、13.5%，其余為氧．求E的分子式，請寫出計算過程．

Answer 1

考點：有機物的推斷

專題：有機物的化學性質及推斷

分析：（1）（2）（3）A是石油裂解氣的主要成份，它的產量通常用來衡量一個國家石油化工水平，A是乙烯，乙烯和水發生加成反應生成B，則B是乙醇，乙醇和氧氣反應生成C，則C是乙醛，C氧化生成D，乙醇與D反應生成乙酸乙酯，則D是乙酸，A在一定條件下可以聚合生成一種常見塑料，該塑料為聚乙烯，結構簡式為；
（4）在實驗室中獲得的乙酸乙酯往往含有乙醇、乙酸，為提純乙酸乙酯，加入的飽和碳酸鈉溶液，可以吸收乙醇、與水，較大乙酸乙酯的溶解度，便于分層，再進行分液分離；
（5）①球形干燥管容積較大，利于乙酸乙酯充分與空氣進行熱交換，起到冷凝的作用，也可起到防止倒吸的作用；
②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，應保證乙酸、乙醇、氫離子濃度相等；
分析使用濃硫酸和稀硫酸的實驗，比較哪種條件下生成的乙酸乙酯多；
（6）E的蒸汽與相同狀況下同體積氫氣的質量比為37，則Mr（E）=37×2=74，結合各元素質量分數計算E分子中各原子數目，進而確定E的分子式．

解答： 解：A是石油裂解氣的主要成份，它的產量通常用來衡量一個國家石油化工水平，A是乙烯，乙烯和水發生加成反應生成B，則B是乙醇，乙醇和氧氣反應生成C，則C是乙醛，C氧化生成D，乙醇與D反應生成乙酸乙酯，則D是乙酸，
（1）A在一定條件下可以聚合生成一種常見塑料，該塑料為聚乙烯，結構簡式為，故答案為：；
（2）反應④是乙酸與乙醇反應生成乙酸乙酯，反應的化學方程式為：CH₃CH₂OH+CH₃COOH

濃硫酸

△

CH₃COOCH₂CH₃+H₂O，故答案為：CH₃CH₂OH+CH₃COOH

濃硫酸

△

CH₃COOCH₂CH₃+H₂O；
（3）反應①是乙烯與是發生加成反應生成乙醇，反應④是乙酸與乙醇發生酯化反應生成乙酸乙酯，有機物B為乙醇，含有官能團為羥基，故答案為：加成反應；酯化反應；羥基；
（4）在實驗室中獲得的乙酸乙酯往往含有乙醇、乙酸，為提純乙酸乙酯，加入的飽和碳酸鈉溶液，可以吸收乙醇、與水，較大乙酸乙酯的溶解度，便于分層，再進行分液分離，故答案為：飽和碳酸鈉溶液；分液；
（5）①球形干燥管容積較大，使乙酸乙酯充分與空氣進行熱交換，起到冷凝的作用，也可起到防止倒吸的作用，故答案為：冷凝和防止倒吸；
②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，應保證乙酸、乙醇、氫離子濃度相等，實驗C中 2mL乙醇、1mL乙酸、6mL 3mol?L^-1 H₂SO₄，實驗D中 2mL乙醇、1mL乙酸、鹽酸，要保證溶液體積一致，才能保證乙醇、乙酸的濃度不變，故鹽酸體積為6mL，實驗D與實驗C中H⁺的濃度一樣，所以鹽酸的濃度為

6mL×3mol/L×2

6mL

=6mol?L^-1；
對照實驗A和C可知：試管Ⅰ中試劑實驗A中使用1mL18mol?L^-1 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率，
故答案為：6；6；吸水；
（6）E的蒸汽與相同狀況下同體積氫氣的質量比為37，則Mr（E）=37×2=74，故E分子中
N（C）=

74×64.9%

12

=4，N（H）=

74×13.5%

1

=10，N（O）=

74-12×4-10

16

=1，故E的分子式為C₄H₁₀O，
答：E的分子式為C₄H₁₀O．

點評：本題考查有機物推斷、乙酸乙酯的制備，難度中等，注意掌握乙酸乙酯的制備原理和產物分離和提純的實驗方法．