Question

20．通過糧食發(fā)酵可獲得某有機化合物X，其相對分子質(zhì)量為46，其中碳的質(zhì)量分數(shù)為52.2%，氫的質(zhì)量分數(shù)為13.0%．
（1）X的分子式是C₂H₆O；
（2）X與金屬鈉反應放出H₂，反應化學方程式是2CH₃CH₂OH+2Na→2CH₃CH₂ONa+H₂↑（有機物用結(jié)構(gòu)簡式表達）；
（3）X與空氣中的氧氣在銅或銀催化下反應生成Y，Y的結(jié)構(gòu)簡式是CH₃CHO；
（4）X與高錳酸鉀酸性溶液反應可生成Z．在加熱和濃硫酸作用下，X與Z反應可生成一種無色具有水果香味的液體W，裝置如圖所示：
①生成液體W的化學方程式為CH₃CH₂OH+CH₃COOH$?_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O；
②為了防止a中液體暴沸，加熱前應采取的措施是加入碎瓷片；
③b試管中導管不能伸入到液面以下的理由是防止溶液倒吸；
④試管b中加有飽和Na₂CO₃溶液，其作用是吸收隨乙酸乙酯蒸出的少量酸性物質(zhì)和乙醇；
⑤若184g X和120g Z反應能生成106g W，則該反應的產(chǎn)率為60.2%．
（已知 $產(chǎn)率=\frac{實際產(chǎn)量}{理論產(chǎn)量}×100%$）

Answer 1

分析 通過糧食發(fā)酵可獲得某含氧有機物X，其相對分子質(zhì)量為46，其中碳的質(zhì)量分數(shù)為52.2%，氫的質(zhì)量分數(shù)為13.0%，則含氧的質(zhì)量分數(shù)為1-52.2%-13．%=34.8%，則有機物中含C：$\frac{46×52.2%}{12}$=2，含H：$\frac{46×13.0%}{1}$=6，含O：$\frac{46×34.8%}{16}$=1，則分子式為C₂H₆O，為乙醇，含有羥基，在催化作用下乙醇被氧化生成的Y為乙醛，X與酸性高錳酸鉀溶液反應可生成Z．在加熱和濃硫酸作用下，X與Z反應可生成一種有香味的物質(zhì)W，則Z為CH₃COOH，W為CH₃COOCH₂CH₃，為乙酸乙酯的制備，以此解答該題．

解答 解：通過糧食發(fā)酵可獲得某含氧有機物X，其相對分子質(zhì)量為46，其中碳的質(zhì)量分數(shù)為52.2%，氫的質(zhì)量分數(shù)為13.0%，則含氧的質(zhì)量分數(shù)為1-52.2%-13．%=34.8%，則有機物中含C：$\frac{46×52.2%}{12}$=2，含H：$\frac{46×13.0%}{1}$=6，含O：$\frac{46×34.8%}{16}$=1，則分子式為C₂H₆O，為乙醇，
（1）由以上分析可知X的分子式為C₂H₆O，故答案為：C₂H₆O；
（2）因與鈉反應生成H₂，所以X為CH₃CH₂OH，與鈉反應方程式為：2CH₃CH₂OH+2Na→2CH₃CH₂ONa+H₂↑，
故答案為：2CH₃CH₂OH+2Na→2CH₃CH₂ONa+H₂↑；
（3）X與空氣中的氧氣在銅或銀催化下反應生成Y，Y為乙醛，結(jié)構(gòu)簡式為CH₃CHO，故答案為：CH₃CHO；
（4）X與酸性高錳酸鉀溶液反應可生成Z．在加熱和濃硫酸作用下，X與Z反應可生成一種有香味的物質(zhì)W，則Z為CH₃COOH，W為CH₃COOCH₂CH₃，為乙酸乙酯的制備，
①乙酸與乙醇發(fā)生酯化反應生成乙酸乙酯，該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；
②為了防止a中液體暴沸，加熱前應在試管中加入碎瓷片，故答案為：加入碎瓷片；
③生成物含有乙醇和乙酸，二者都易溶于水，不能用插入到液面以下，否則產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象，故答案為：防止溶液倒吸；
④制備乙酸乙酯時常用飽和碳酸鈉溶液，目的是中和揮發(fā)出來的乙酸，使之轉(zhuǎn)化為乙酸鈉溶于水中；溶解揮發(fā)出來的乙醇；降低乙酸乙酯在水中的溶解度，便于分層得到酯，
故答案為：吸收隨乙酸乙酯蒸出的少量酸性物質(zhì)和乙醇；
⑤乙醇與高錳酸鉀酸性溶液反應可生成乙酸．在加熱和濃硫酸作用下，乙酸與乙醇反應可生成一種有香味的物質(zhì)乙酸乙酯，該反應的化學方程式為：
CH₃CH₂OH+CH₃COOH$→_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O，
46g               60g                                88g
由方程式可知，乙醇過量，按乙酸計算，120g乙酸理論上產(chǎn)生乙酸乙酯為：$\frac{88g}{60g}×120g$=176g，故該反應產(chǎn)率為：$\frac{106g}{176g}×100%$=60.2%，
故答案為：60.2%．

點評 本題考查有機物的推斷，側(cè)重于學生分析能力、計算能力和實驗能量的考查，注意把握常見有機物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，題目難度中等．