摘要:
"本讲义聚焦糖类和油脂核心知识点,系统梳理糖类的组成分类(单糖、双糖、多糖)、葡萄糖结构简式及还原性,淀粉与纤维素的水解及用途,同时涵盖油脂的组成、水解反应及与矿物油的区别,构建从概念到性质再到应用的知识支架。\n资料通过淀粉水解程度检验实验设计,培养科学探究与实践能力,结合地沟油危害、酿酒等生活实例渗透科学态度与责任,典型例题与分层练习助力学生构建知识体系,课中辅助实验教学,课后帮助学生查漏补缺,强化科学思维。"
内容正文:
第3课时 糖类 油脂
课程标准
核心素养
1.了解油脂的重要性质及用途,能区分脂与酯、油脂与矿物油,认识油脂在生产、生活中的重要应用
2.掌握糖类和单糖、双糖、多糖的概念,以及它们之间的相互转化关系
3.掌握葡萄糖的结构简式及性质,了解淀粉、纤维素的组成和重要性质,认识糖类在生产、生活中的重要应用
①宏观辨识与
微观探析
能从糖类物质的宏观特征入手对其进行分类和表征
②科学探究与
创新意识
能收集实验证据,基于现象和数据进行分析并得出结论,交流自己的探究成果
③科学态度与
社会责任
通过糖类和油脂的应用,认识化学对人类文明的伟大贡献
[知识梳理]
一、糖类
1.组成和分类
(1)组成
糖类是由 C、H、O 三种元素组成的一类有机化合物,其组成大多可以用通式 Cn(H2O)m 表示,过去曾称其为 碳水化合物 。
(2)分类
①糖类根据其 能否水解 以及 水解产物不同 进行分类。
②分类
类别
单糖
低聚糖
(以双糖为例)
多糖
特点
不能再水解成更小的糖分子
1 mol双糖能水解成 2 mol单糖
1 mol多糖能水解成 n mol单糖
化学式
C6H12O6
C12H22O11
(C6H10O5)n
常见物质
葡萄糖,果糖
蔗糖,麦芽糖
淀粉,纤维素
2.葡萄糖
(1)组成和结构
分子式
结构简式
官能团
C6H12O6
CH2OH(CHOH)4CHO
羟基、醛基
(2)性质
①与新制Cu(OH)2悬浊液反应。
实验现象: 试管中有砖红色沉淀生成 。
实验结论:葡萄糖具有 还原 性,能被弱氧化剂如新制的Cu(OH)2悬浊液氧化,生成砖红色 氧化亚铜 沉淀。
②在人体组织中缓慢氧化,为生命活动提供能量。化学方程式为 C6H12O6+6O2―→6CO2+6H2O 。
3.淀粉和纤维素
(1)组成
(2)主要性质
二者都为 多 糖,均可发生 水解 反应,反应的最终产物均为 葡萄糖 。
(3)用途
①淀粉为人体提供 能量 ,具体变化过程可表示为食物中的淀粉[(C6H10O5)n]糊精[(C6H10O5)x](x<n)麦芽糖(C12H22O11)葡萄糖(C6H12O6) 二氧化碳和水 。
②人体内,纤维素能刺激肠道蠕动和促进分泌消化液,有助于食物的 消化 和 排泄 。
③用富含 淀粉 的农作物为原料酿酒,用富含 纤维素 的植物秸秆为原料生产酒精。
二、油脂
1.组成和结构
其中R1、R2、R3可能相同,也可能不同,天然油脂属于 混合物 (填“纯净物”或“混合物”)。
2.分类
3.物理性质
4.化学性质
(1)在适当条件下水解生成 高级脂肪酸(或高级脂肪酸盐) 和 甘油 。
(2)亚油酸(C17H31COOH)甘油酯常温下呈液态,其烃基上含有,能与H2、Br2等发生加成反应。
5.用途
(1)亚油酸等高级脂肪酸参与前列腺素的合成。
(2)食用。
(3)生产 肥皂 和 油漆 。
糖类的组成、结构和性质
1.葡萄糖
(1)分子结构特点
(2)化学性质
2.麦芽糖与蔗糖
(1)分子式均为C12H22O11,二者互为同分异构体;
(2)二者均属于双糖,一定条件下能水解生成两分子的单糖。
3.淀粉水解程度的判断及水解产物的检验
(1)实验原理。用新制Cu(OH)2悬浊液和碘水来检验淀粉在水溶液中是否发生了水解及水解是否已进行完全。
(2)实验步骤。
(3)实验现象及结论。
情况
现象A
现象B
结论
①
溶液呈蓝色
未出现砖红色沉淀
未水解
②
溶液呈蓝色
出现砖红色沉淀
部分水解
③
溶液不呈蓝色
出现砖红色沉淀
完全水解
[典例示范]
[典例1] 核糖是合成核酸的重要原料,其结构简式为
CH2OHCHOHCHOHCHOHCHO,下列关于核糖的叙述正确的是( )
A.与葡萄糖互为同分异构体
B.可以与银氨溶液作用形成银镜
C.与葡萄糖互为同系物
D.可以使石蕊溶液变红
解析:B [根据核糖的结构简式可知其分子式为C5H10O5,而葡萄糖的分子式为C6H12O6,故二者既不是同分异构体,也不是同系物,A、C项错误;因核糖分子中有—CHO,故能发生银镜反应,但无—COOH,不能使石蕊溶液变红,B项正确,D项错误。]
[学以致用]
1.葡萄糖的结构简式为CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO,其对应的性质不正确的是( )
A.与钠反应放出氢气
B.可与乙酸发生酯化反应
C.与新制的氢氧化铜反应产生砖红色沉淀
D.可与小苏打溶液反应产生气泡
答案:D
油脂的性质
1.酯的性质
(1)酯的组成与结构
酯的结构式可表示为,官能团名称为酯基,其结构为。
(2)酯化反应与酯的水解反应对比
反应类型
酯化反应
酯的水解反应
反应关系
CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O
催化剂
浓硫酸
稀硫酸或NaOH溶液
断键机理
酸中
醇中
酯中
催化剂的
其他作用
吸水,提高乙酸和乙醇的转化率
氢氧化钠中和酯水解产生的乙酸,提高酯的水解率
最佳加
热方式
酒精灯外焰加热
热水浴加热
反应类型
酯化反应,取代反应
水解反应,取代反应
2.油脂的性质
(1)油脂的水解反应
(2)油脂和矿物油的比较
物质
油脂
矿物油
脂肪
油
组成
多种高级脂肪酸的甘油酯
多种烃(石油及其分馏产品)
含饱和烃基多
含不饱和
烃基多
性质
固态或半固态
液态
具有烃的性质,不能水解
能水解并部分兼有烯烃的性质
鉴别
加含酚酞的NaOH溶液,加热,红色变浅
加含酚酞的NaOH溶液,加热,无变化
[典例示范]
[典例2] (原创题)下列有关油和脂肪的叙述中,正确的是( )
A.植物油和矿物油均不能使溴水褪色
B.油脂属于酯类,没有固定的熔沸点
C.油脂的水解反应叫皂化反应
D.由反应后反应液使石蕊溶液变红色可以判断皂化反应基本完成
解题指南:解答本题应注意以下两点:
(1)油脂属于酯类,天然油脂是混合物。
(2)植物油中含有碳碳双键。
解析:B [植物油是不饱和脂肪酸和甘油形成的酯,结构中含碳碳双键,能使溴水褪色,故A错误;油脂中含有多种高级脂肪酸甘油酯,属于混合物,故B正确;油脂只有在碱性条件下的水解是皂化反应,故C错误;皂化反应是在碱性条件下进行,不会使石蕊溶液变为红色,故D错误。]
[易错警示] 酯与油脂的区别
(1)酯是无机含氧酸或有机羧酸与醇通过酯化反应生成的一类有机物,而“油脂”是高级脂肪酸与丙三醇形成的酯,故“酯”中包含“脂”,注意两字的书写,“油脂”不能写为“油酯”。
(2)“油”和“脂”都是高级脂肪酸甘油酯。“油”一般不饱和程度较高,熔点较低,室温下为液态;“脂”一般饱和程度较高,熔点较高,室温下为固态,又称为“脂肪”。油通过氢化可以转化为脂肪。另外,油脂是混合物。
[学以致用]
2.一些不法分子受利益驱动,非法从下水道和泔水中提取“地沟油”,并作为食用油低价销售给一些小餐馆。“地沟油”是一种质量极差、极不卫生的非食用油,它含有毒素,流入江河会造成水体富营养化,一旦食用,会破坏白血球和消化道黏膜,引起食物中毒,甚至致癌。下列说法不正确的是( )
A.油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯类化合物
B.通过油脂的碱性水解来制肥皂
C.牛油可以使溴的四氯化碳溶液褪色,也可以与氢气发生加成反应
D.地沟油经过一系列加工后,可以转化为生物柴油用作发动机燃料
答案:C
1.人类的生命健康与化学息息相关。下列说法正确的是( )
A.油脂是人体不可缺少的营养物质
B.淀粉没有甜味,糖尿病患者多食无碍
C.重金属盐溶液能使蛋白质盐析,会使人中毒
D.纤维素在人体内能水解为葡萄糖,为人体提供营养
解析:A [A.油脂是人体必需的六大营养物质之一,是人体供能物质之一,属于不可缺少的营养物质,A项正确;B.淀粉没有甜味,在人体内水解得到葡萄糖才有甜味,所以糖尿病患者不可多吃,B项错误;C.重金属盐溶液能使蛋白质变性,所以会使人中毒,C项错误;D.纤维素在人体内不能水解为葡萄糖,但是可以帮助肠胃蠕动,不能为人体提供营养,D项错误;答案选A。]
2.糖类、脂肪和蛋白质是维持人体生命活动所必需的三大营养物质。以下叙述正确的是( )
A.植物油不能使溴的四氯化碳溶液褪色
B.葡萄糖能发生氧化反应和水解反应
C.淀粉水解的最终产物是葡萄糖
D.蛋白质溶液遇硫酸铜后产生的沉淀能重新溶于水
解析:C [A.植物油中含有C=C官能团,能与溴发生加成反应而使溴的四氯化碳溶液褪色,A项错误; B.葡萄糖为单糖,不能发生水解,B项错误;C.淀粉水解最终生成葡萄糖,C项正确;D.硫酸铜属于重金属盐,蛋白质遇重金属盐发生变性,变性是不可逆过程,并不能重新溶于水,D项错误;本题答案选C。]
3.关于油脂,下列说法中正确的是( )
A.植物油一般可以使溴水褪色,而动物油不能
B.油脂的水解反应也可称之为皂化反应
C.天然油脂大多数属于混合甘油酯,没有恒定的熔沸点,属于高分子化合物
D.硬脂酸甘油酯皂化反应后得到的主要产品是硬脂酸和甘油
解析:A [A.植物油中含有碳碳双键,可以使溴水褪色,而动物油中一般没有碳碳双键,不能使溴水褪色,故A正确;B.油脂在酸性条件下水解得到高级脂肪酸和甘油,油脂在碱性条件下水解得到高级脂肪酸盐和甘油,只有油脂在碱性条件下水解称为皂化反应,故B错误;C.天然油脂是混合物,没有固定的熔沸点,油脂为高级脂肪酸甘油酯,其相对分子量较小,不属于高分子化合物,故C错误;D.皂化反应是指油脂在碱性条件下的水解,硬脂酸甘油酯在碱性条件下水解,得到硬脂酸钠和甘油,故D错误;故选A。]
4.下列关于有机物的说法中,错误的是( )
A.油脂和蔗糖都属于高分子化合物
B.油脂在碱性条件下水解可以用于制肥皂
C.蛋白质水解最终能得到氨基酸
D.淀粉、纤维素在一定条件下水解均可得到葡萄糖
解析:A [A.油脂和蔗糖的相对分子质量均在10 000以下,均不属于高分子,故A错误;B.油脂为高级脂肪酸甘油酯,可在碱性条件下水解生成高级脂肪酸钠和甘油,常用于制造肥皂,故D正确;C.蛋白质水解最终产物为氨基酸,故C正确;D.淀粉、纤维素均为多糖,在一定条件下水解均可得到葡萄糖,故D正确;答案选A。]
5.为了检验淀粉的水解情况,某同学设计了以下个实验方案,并根据实验现象,得出了相应的结论。
方案甲:淀粉溶液水解液溶液变为蓝色
结论:淀粉未水解
方案乙:淀粉溶液水解液无砖红色沉淀生成
结论:淀粉未水解
方案丙:淀粉溶液水解液中和液有银镜现象
结论:淀粉已经水解完全
根据上述操作及现象首先回答结论是否正确,然后简要说明理由。如果三个方案均不合理,请另设计一个方案来证明淀粉已经水解完全。
(1)方案甲:__________________________________________________________。
(2)方案乙:___________________________________________________________。
(3)方案丙:___________________________________________________________。
(4)你的方案:_____________________________________________________________。
解析:(1)溶液变蓝是因为仍存在未水解的淀粉,只能说明淀粉没有水解完全,所以方案A结论不正确;答案为:结论不正确。如果淀粉只是部分发生水解,未水解的淀粉遇碘也会变为蓝色;(2)B方案中没有加入碱将溶液的酸性中和掉,加入的新制Cu(OH)2悬浊液会与稀硫酸反应,从而无法氧化葡萄糖,也就无砖红色沉淀生成,所以方案B结论不正确;答案为:结论不正确。如果淀粉已发生水解生成葡萄糖,但由于水解液没有用NaOH溶液中和,加入的新制Cu(OH)2悬浊液会与稀硫酸反应,从而无法氧化葡萄糖,也就无砖红色沉淀生成;(3)该实验只能证实淀粉已经发生水解,但无法证明是否水解完全,方案C结论不正确,故答案为:结论不正确。该实验只能证实淀粉已经发生水解,但无法证明是否水解完全;(4)证明淀粉已经水解完全需检验没有淀粉,并检验生成了葡萄糖,设计方案为:
答案:(1)结论不正确。如果淀粉只是部分发生水解,未水解的淀粉遇碘也会变为蓝色 (2)结论不正确。如果淀粉已发生水解生成葡萄糖,但由于水解液没有用NaOH溶液中和,加入的新制Cu(OH)2悬浊液会与稀硫酸反应,从而无法氧化葡萄糖,也就无砖红色沉淀生成 (3)结论不正确。该实验只能证实淀粉已经发生水解,但无法证明是否水解完全
(4)
[中和液也可用新制Cu(OH)2悬浊液检测]
1.下列有关酯的认识不正确的是( )
A.酯的元素组成一定有C、H、O
B.乙酸乙酯和油脂的结构中均含有
C.酯的相对分子质量较大
D.酯广泛存在于植物的果实和种子中
解析:C [A.酯由C、H、O这三种元素组成,A项正确;B.乙酸乙酯和油脂都是酯类物质均含有,B项正确; C.乙酸乙酯、甲酸乙酯等均属于小分子的酯,相对分子质量都较小,C项错误;D.酯广泛存在于植物的果实和种子中,D项正确;答案选C。]
2.下列有关油脂的叙述正确的是( )
A.油脂是由高级脂肪酸和甘油所生成的酯,油脂属于酯类
B.油脂不属于酯类
C.某油脂分子中,所含烃基有三种,但每一个油脂分子中所含这三种烃基都相同,而且排列结构也相同,则该油脂为混合物
D.油脂都不能使溴水褪色
解析:A [A.油脂是高级脂肪酸的甘油酯,属于酯类,故A正确;B.根据以上分析可知B错误;C.尽管所连三个烃基不同,但每一个油脂分子中所含这三种烃基都相同,而且排列结构也相同,即这些油脂分子均为同一分子,所以该油脂是纯净物不是混合物,故C错误;D.有些油脂结构中的烃基是不饱和的,具有双键,可以使溴水褪色,故D错误;故答案选A。]
3.植物油厂想要提取大豆中丰富的油脂,下列方案设计合理的是( )
A.将大豆用水浸泡,使其中的油脂溶于水,然后再分馏
B.先将大豆压成颗粒状,再用无毒的有机溶剂浸泡,然后对浸出液进行蒸馏分离
C.将大豆用碱溶液处理,使其中的油脂溶解,然后再蒸发出来
D.将大豆粉碎,然后隔绝空气加热,使其中的油脂挥发出来
解析:B [A.油脂不溶于水,选项A错误; B.油脂易溶于有机溶剂,然后利用沸点不同进行蒸馏分离,选项B正确;C.油脂在碱性条件下水解生成高级脂肪酸钠和甘油,选项C错误;D.隔绝空气加热,会使油脂分解变质,选项D错误。答案选B。]
4.下列关于油脂的叙述正确的是( )
A.糖类、油脂和蛋白质均可发生水解反应
B.煎炸食物的花生油和牛油都是可皂化的饱和酯类
C.由油脂得到甘油[CH2OHCH(OH)CH2OH]和由淀粉得到葡萄糖均发生了水解反应
D.油脂在酸性或碱性条件下均可发生水解反应且产物相同
解析:C [A.单糖不能水解,A项错误;B.油不饱和度高,呈液态,B项错误;C.油脂、淀粉均可水解,该项说法正确,C项正确;D.油脂在酸性条件下水解产物为甘油和高级脂肪酸,在碱性条件下水解产物为甘油和高级脂肪酸钠,D项错误;答案选C。]
5.糖类、油脂、蛋白质都是与生命息息相关的物质。下列有关说法正确的是( )
A.淀粉和纤维素互为同分异构体
B.淀粉、纤维素、油脂、蛋白质都是高分子化合物
C.葡萄糖和蔗糖都能发生水解反应
D.天然油脂没有固定的熔点和沸点,所以天然油脂是混合物
解析:D [A.纤维素和淀粉都是多糖,分子式都可用(C6H10O5)n表示,但两者的n不同,它们不是同分异构体,故A错误; B. 油脂相对分子质量较小,不属于高分子化合物,故B错误;C.葡萄糖属于单糖,不能发生水解,故C错误;D.天然油脂是混合物,没有固定的熔点和沸点,故D正确,故答案选D。]
6.某油脂的结构为,关于该油脂的叙述不正确的是( )
A.一定条件下可与氢气发生加成反应
B.该油脂能使溴的四氯化碳溶液褪色
C.与氢氧化钠溶液混合加热能得到肥皂的主要成分
D.与其互为同分异构体且完全水解后产物相同的油脂还有三种
解析:D [A.C17H33-含有碳碳双键,所以一定条件下可与氢气发生加成反应,故A正确;B.C17H33-含有碳碳双键,所以该油脂能使溴的四氯化碳溶液褪色,故B正确;C.油脂属于酯类,与氢氧化钠溶液混合加热发生水解反应,生成高级脂肪酸钠,高级脂肪酸钠是肥皂的主要成分,故C正确;D.与其互为同分异构体且完全水解后产物相同的油脂还有
两种,故D错误;答案选D。]
7.某酯在稀硫酸中水解得到甲和乙,且甲和乙的相对分子质量相等,则该酯可能为( )
A.甲酸甲酯 B.乙酸乙酯
C.甲酸乙酯 D.乙酸甲酯
解析:C [A.甲酸甲酯在稀硫酸中水解生成甲酸和甲醇,二者的相对分子质量不相等,A错误;B.乙酸乙酯在稀硫酸中水解生成乙酸和乙醇,二者的相对分子质量不相等,B错误;C.甲酸乙酯在稀硫酸中水解生成甲酸和乙醇,二者的相对分子质量均是46,C正确;D.乙酸甲酯在稀硫酸中水解生成乙酸和甲醇,二者的相对分子质量不相等,D错误,答案选C。]
8.《黄帝内经》说:“五谷为养,五果为助,五畜为益,五菜为充”,以上食物中富含糖类、蛋白质、油脂等营养物质。下列说法正确的是( )
A.蛋白质水解的最终产物为氨基酸
B.葡萄糖和蔗糖均为还原性糖
C.天然油脂具有固定的熔、沸点
D.淀粉和纤维素互为同分异构体
解析:A [A.氨基酸通过脱水缩合反应生成肽链,肽链最终按照特定方式组合生成蛋白质,所以蛋白质水解最终产物是氨基酸,故A正确;B.葡萄糖含有醛基具有还原性,蔗糖由一分子葡萄糖的半缩醛羟基与一分子果糖的半缩醛羟基彼此缩合脱水而成,没有醛基,不具有还原性,故B错误;C.油脂是油和脂肪的统称,从化学成分上来讲油脂都是高级脂肪酸与甘油形成的酯,自然界中的油脂是多种物质的混合物,混合物没有固定的熔沸点,故C错误;D.分子式相同、结构不同的有机物互称同分异构体,纤维素和淀粉分子式都为(C6H10O5)n中,n值不同导致其分子式不同,所以淀粉和纤维素不是同分异构体,故D错误;答案选A。]
9.果糖的结构简式为CH2OH(CHOH)3COCH2OH,下列关于果糖的说法正确的是( )
A.能发生银镜反应
B.能发生酯化反应
C.能与烧碱溶液发生中和反应
D.能发生水解反应
解析:B [A.根据其结构简式可知果糖不含醛基,不能发生银镜反应,故A错误;B.果糖含有羟基,可以发生酯化反应,故B正确;C.果糖不含羧基,不能和烧碱溶液发生中和反应,故C错误;D.果糖为单糖不能发生水解反应,故D错误;故答案为B。]
10.下列有关说法正确的是( )
A.葡萄糖、淀粉、纤维素都可以发生水解反应
B.动物脂肪和稀硫酸混合加热,可得到肥皂的主要成分和甘油
C.油脂是热量最高的营养物质,也可制造油漆
D.纤维素、蛋白质、油脂都是高分子化合物
解析:C [A.不能发生水解反应,而淀粉、纤维素都可以发生水解反应,故A错误;B.动物脂肪在NaOH溶液中水解,可得到肥皂的主要成分硬脂酸钠和甘油,而在稀硫酸溶液中部分水解生成硬脂酸和甘油,故B错误;C.油脂为基本营养物质,热值高,含—COOC—,则油脂是热量最高的营养物质,油漆中的溶剂是有机溶剂,可以由油脂制得,故C正确;D.油脂的相对分子质量在10000以下,不属于高分子,而纤维素、蛋白质都是高分子化合物,故D错误;答案为C。]
11.某化学课外活动小组探究乙酸乙酯(沸点77.1 ℃)在不同温度、不同浓度NaOH溶液中的水解速率。
取四支大小相同的试管,在试管外壁贴上体积刻度纸,按下表进行对照实验。在两种不同温度的水浴中加热相同时间后,记录酯层的体积来确定水解反应的速率。
实验
试剂
试管Ⅰ
(55 ℃)
试管Ⅱ
(55 ℃)
试管Ⅲ
(55 ℃)
试管Ⅳ
(75 )℃
乙酸乙酯/ mL
1
V1
V2
V3
1 mol·L-1
NaOH/mL
V4
3
0
V5
蒸馏水/mL
0
V5
5
2
(1)请完成上表,其中V2= ________ ,V4= ________ ,V5= ________ 。
(2)实验中,可用饱和食盐水替代蒸馏水,其优点是 ________ ;但不能用饱和Na2CO3溶液替代蒸馏水,其原因是 __________ 。
(3)实验中,试管Ⅳ比试管Ⅱ中的酯层减少更快,其原因有:温度高速率快,还可能有 __________ 。
解析:(1) 探究乙酸乙酯(沸点77.1 ℃)在不同浓度NaOH溶液中的水解速率,必须保证乙酸乙酯的用量相同和反应温度相同;探究温度对乙酸乙酯水解速率的影响,必须保证氢氧化钠溶液的浓度相同、乙酸乙酯的用量相同,分析表中数据知,V2=1,V4=5,V5=3。 实验中,可用饱和食盐水替代蒸馏水,其优点是可减小乙酸乙酯在水中的溶解度 ,使实验结果更准确;但不能用饱和Na2CO3溶液替代蒸馏水,其原因是碳酸钠溶液 显碱性(或改变了溶液的碱性等合理说法 ),干扰了探究NaOH溶液对水解速率的影响; 实验中,试管Ⅳ中反应温度为75 ℃,试管Ⅱ中反应温度为55 ℃,乙酸乙酯的沸点为77.1 ℃,试管Ⅳ比试管Ⅱ中的酯层减少更快,其原因有:温度高速率快,还可能有水浴温度接近乙酸乙酯的沸点,温度越高,乙酸乙酯挥发也越快,得不到正确结果。
答案:(1)1 5 3 (2)可减小乙酸乙酯在水中的溶解度,使实验结果更准确 碳酸钠溶液显碱性(或改变了溶液的碱性等合理说法 ),干扰了探究NaOH溶液对水解速率的影响
(3)温度越高,乙酸乙酯挥发也越快
12.取2.2 g某饱和一元酸和饱和一元醇形成的液态酯,置于4 LO2(足量)中,经点燃,酯完全燃烧,反应后气体体积减少0.56 L,将反应后的气体经CaO充分吸收,体积又减少了2.24 L(气体均为标准状况)。
(1)该酯的分子中C、H、O的原子个数比为: ______________ 。(必须写出计算过程)
(2)根据(1)C、H、O的原子个数比能否求出该酯的分子式 ________ (填“能”或“否”下同),原因是_____________________________________________________。
(3)若该酯的分子式已求出,能否确定该酯的结构 ________ ,原因是
________________________________________________________________________。
(4)若该酯是由等碳原子的饱和一元羧酸和饱和一元醇形成的,则该酯的结构简式为: ________ 。
解析:饱和一元酸和饱和一元醇形成的液态酯的通式为CnH2nO2,酯完全燃烧,反应后气体体积减少0.56 L,则物质的量减少0.025 mol,将反应后的气体经CaO充分吸收,体积又减少了2.24 L,应为二氧化碳的体积,即减少0.1 mol,则
CnH2nO2+(1.5 n-1)O2―→nCO2+nH2O Δn
n 0.5 n-1
0.1 0.025
解得n=4,则(1)n=4,则分子式为C4H8O2,该酯的分子中C、H、O的原子个数比为2︰4︰1;(2)由于饱和一元酯的氧原子数必为2,根据以上分析可知其分子式为C4H8O2;(3)因存在同分异构体,不能确定酯的结构,可能为乙酸乙酯、丙酸甲酯、甲酸丙酯、甲酸异丙酯等;(4)若该酯是由等碳原子的饱和一元羧酸和饱和一元醇形成的,则应为乙酸乙酯,该酯的结构简式为CH3COOCH2CH3。
答案:(1)2︰4︰1 (2)能 饱和一元酯的氧原子数必为2,故分子式为C4H8O2 (3)否 因该分子有同分异构体 (4)CH3COOCH2CH3
13.燃料乙醇的生产过程示意图如图所示:
(1)粉碎玉米的目的是___________________________________________。
(2)玉米中所含有机物的主要成分是 ________ (填名称)。
(3)步骤a的操作是 ________ (填名称)。
A.蒸发 B.萃取
C.蒸馏 D.分液
(4)发酵产生的CO2的纯度可达99%,可回收利用,请列举出它的两种用途:________________________________________________________________________。
(5)用葡萄糖制乙醇的化学方程式可表示为C6H12O62C2H5OH+2CO2↑。根据上述反应式,可计算出100 kg淀粉在理论上生产的无水乙醇为 ________ kg。
解析:(1)粉碎玉米是为了增大反应物的接触面积,从而加快反应速率,使反应进行更充分;(2)玉米中所含有机物的主要成分是淀粉;(3)玉米中含有淀粉,得到的淀粉水解生成葡萄糖,葡萄糖发酵分解为乙醇和CO2,过滤掉废渣后,对滤液进行蒸馏得到乙醇;(4)发酵产生的二氧化碳可回收利用,如用于制饮料、干冰、纯碱等;(5)由题目提供的相关信息可得如下关系:
(C6H10O5)n~nC6H12O6~2nC2H5OH
162n 92n
100 kg m (C5H5OH)
则=,解得m(CH3CH2OH)=56.8 kg。
答案:(1)增大反应物的接触面积加快反应速率,使反应充分进行 (2)淀粉 (3)C (4)制纯碱、制碳酸饮料 (5)56.8
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