Question

【題目】某制糖廠以甘蔗為原料制糖，同時(shí)得到大量的甘蔗渣，對(duì)甘蔗渣進(jìn)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(yīng)，G是具有香味的液體，試回答下列問題。

(1)F中所含官能團(tuán)的名稱是__________________。

(2)G的結(jié)構(gòu)簡式為_____________________________。

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

(4) F→G的反應(yīng)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(yīng)能生成80 g G，則該反應(yīng)的產(chǎn)率為___________。（已知：）

（5）為了證明濃硫酸在該反應(yīng)中起到了催化劑和吸水劑的作用，某同學(xué)利用上圖所示裝置進(jìn)行了以下4個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)開始先用酒精燈微熱3min，再加熱使之微微沸騰3min。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后充分振蕩小試管Ⅱ，再測(cè)有機(jī)物層的厚度，實(shí)驗(yàn)記錄如下：

實(shí)驗(yàn)D與實(shí)驗(yàn)C相對(duì)照可證明___________________________________________________。

分析實(shí)驗(yàn)A、C的數(shù)據(jù)，可以推測(cè)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(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全變成生成物，反應(yīng)一段時(shí)間后，就達(dá)到了該反應(yīng)的限度，也即達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。下列描述能說明乙醇與乙酸的酯化反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的有（填序號(hào)）________。

①單位時(shí)間里，生成1 mol乙酸乙酯，同時(shí)生成1 mol水

②單位時(shí)間里，生成1 mol乙酸乙酯，同時(shí)生成1 mol乙酸

③單位時(shí)間里，消耗1 mol乙醇，同時(shí)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(gòu)體（與B同類）的結(jié)構(gòu)簡式：________________。

Answer 1

【答案】 羧基 CH3COOC2H5或CH3COOCH2CH3 2CH3CH2OH + O22CH3CHO +2H2O 氧化反應(yīng) 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(yīng)進(jìn)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(yīng)生成乙醇，則D是乙醇，D發(fā)生催化氧化生成E為CH3CHO，E進(jìn)一步發(fā)生氧化反應(yīng)生成F為CH3COOH，F(xiàn)與D發(fā)生酯化反應(yīng)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(yīng)達(dá)到乙醇，則H為CH2=CH2。

（1）F為CH3COOH，含有的官能團(tuán)為羧基；

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

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

（4）a.制取乙酸乙酯時(shí)，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(gè)①使混入乙酸乙酯中的乙酸與Na2CO3反應(yīng)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(yīng)產(chǎn)生的乙酸乙酯應(yīng)該按照乙酸來計(jì)算，理論上應(yīng)該產(chǎn)生乙酸乙酯的質(zhì)量是1.5mol×88g/mol=132g。實(shí)際反應(yīng)能生成80gE，則該反應(yīng)的產(chǎn)率(80g÷132g)×100%=60.6%；

（5）實(shí)驗(yàn)D與實(shí)驗(yàn)C除硫酸濃度不同外，其他條件均相同，因此實(shí)驗(yàn)D與實(shí)驗(yàn)C相對(duì)照可證明c（H2SO4）越大，酯化反應(yīng)進(jìn)行的程度越大；對(duì)照實(shí)驗(yàn)A和C可以知道：試管Ⅰ中試劑實(shí)驗(yàn)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(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)標(biāo)志是正逆反應(yīng)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(shí)生成1 mol水，不能判定反應(yīng)達(dá)到平衡。錯(cuò)誤； ②單位時(shí)間里，生成1 mol乙酸乙酯，同時(shí)生成1 mol乙酸，表明正逆反應(yīng)速率相等，因此能判定反應(yīng)達(dá)到平衡。正確；③在任何情況下，消耗1 mol乙醇，同時(shí)消耗1 mol乙酸，不能判定反應(yīng)達(dá)到平衡。錯(cuò)誤；混合物中各物質(zhì)的濃度不再變化，可以判定反應(yīng)達(dá)到平衡。正確；故選②④。

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