2012年高考化学 第七部分 化学实验部分 第34讲 物质的制取
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第34讲生命中的基础有机化学物质合成有机高分子考纲要求 1.了解糖类、油脂、氨基酸和蛋白质的组成、结构特点和主要性质,认识化学科学在生命科学发展中的重要作用。
2.知道简单合成高分子的单体、链节和聚合度。
了解合成高分子的性能及其在高新技术领域中的应用。
3.能利用不同类型有机化合物之间的转化关系设计合理路线合成简单有机化合物。
4.认识有机物在生产、生活中的作用和对环境、健康产生的影响。
考点一糖类、油脂、蛋白质的组成、结构和性质1.糖类(1)分类定义元素组成代表物的名称、分子式、相互关系单糖不能再水解生成其他糖的糖C、H、O葡萄糖←――――――→互为同分异构体果糖(C6H12O6)(C6H12O6)二糖1 mol 糖水解生成2 mol 单糖的糖C、H、O蔗糖←―――――――――→互为同分异构体麦芽糖(C12H22O11)(C12H22O11)多糖1 mol 糖水解生成多摩尔单糖的糖C、H、O淀粉←――――――――→不是同分异构体(n值不同)纤维素(C6H10O5)n(C6H10O5)n(2)性质①葡萄糖:多羟基醛CH2OH(CHOH)4CHO②二糖在稀酸催化下发生水解反应,如蔗糖水解生成葡萄糖和果糖。
③多糖在稀酸催化下发生水解反应,水解的最终产物是葡萄糖。
2.油脂 (1)组成和结构油脂是高级脂肪酸与甘油反应所生成的酯,由C 、H 、O 三种元素组成,其结构可表示为。
(2)性质①油脂的水解(以硬脂酸甘油酯为例) a .酸性条件下+3H 2O稀H 2SO 4△3C 17H 35COOH +b .碱性条件下——皂化反应+3NaOH ――→△3C 17H 35COONa +②油脂的氢化烃基上含有,能与H 2发生加成反应。
3.蛋白质和氨基酸 (1)蛋白质的组成蛋白质由C 、H 、O 、N 等元素组成,蛋白质分子是由氨基酸分子连接成的高分子化合物。
(2)氨基酸的结构与性质①氨基酸的组成和结构:氨基酸是羧酸分子烃基上的氢原子被氨基取代的化合物。
2012年高考化学试题分类解析汇编:化学实验1. [2012·江苏化学卷6]下列有关实验装置进行的相应实验,能达到实验目的的是图1 图2 图3 图4A.用图1所示装置除去Cl2中含有的少量HClB.用图2所示装置蒸干NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体C.用图3所示装置制取少量纯净的CO2气体D.用图4所示装置分离CCl4萃取碘水后已分层的有机层和水层D 解析:本题属于基础实验与基本实验操作的考查范畴。
A.图1所示装置中氢氧化钠会与Cl2反应。
B. NH4Cl晶体受热分解,会“假升华”。
C.纯碱是可溶性固体,不能用此装置,改在圆底烧瓶和分液漏斗的组合中进行。
D.用图4所示装置分离CCl4萃取碘水后已分层的有机层和水层,有机层从下口放出,水层从上口倒出,实现分液。
本题以常见气体制取、蒸干、除杂、萃取、分液为实验操作为素材,考查学生对实验操作的熟悉程度和实验原理的应用能力,试图引导中学化学教学关注化学实验操作的真实性。
2. [2012·江苏化学卷7]下列物质转化在给定条件下能实现的是①②③④⑤A.①③⑤B.②③④C.②④⑤D.①④⑤A 解析:本题属于元素及其化合物知识的考查范畴。
三氧化铝的两性、偏铝酸酸性弱于碳酸、候氏制碱原理、Fe3+水解FeCl3溶液蒸干得不到无水FeCl3、氢氧化镁不稳定性等内容都来源于必修一、和必修二等课本内容及课本上的基本反应,看来高三复习不能“舍本逐末”。
3.[2012·江苏化学卷13]下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是选项实验操作实验现象结论A 向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液均有固体析出蛋白质均发生变性B 向溶液中先滴加稀硝酸,再滴加Ba(NO3)2溶液出现白色溶液X中一定含有D 解析:本题属于常规实验与基本实验考查范畴。
A.向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl 溶液和CuSO4溶液,虽然实验现象均有固体析出,但一是盐析,一是变性;一是可逆变化,一是不可逆变化。
第34讲化学反应速率及影响因素层次1基础性1.反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)经a min后SO3的浓度变化情况如图所示,在0~a min内用O2表示的平均反应速率为0.04 mol·L-1·min-1,则a等于( )A.0.1B.2.5C.5D.102.在反应2HI H2+2I中,有关反应条件改变使反应速率增大的原因分析不正确的是( )A.加入适宜的催化剂,可降低反应的活化能B.增大c(HI),单位体积内活化分子数增多C.升高温度,单位时间内有效碰撞次数增加D.增大压强,活化分子的百分数增大3.2 mol A与2 mol B混合于2 L的密闭容器中,发生反应:2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g);若2 s后,A的转化率为50%,测得v(D)=0.25 mol·L-1·s-1,下列推断正确的是( )A.v(C)=0.2 mol·L-1·s-1B.z=3C.B的转化率为75%D.反应前与2 s后容器的压强比为4∶34.对于反应2N2(g)+6H2O(g)4NH3(g)+3O2(g),在不同时间段内所测反应速率如下,则表示该化学反应进行最快的是( )A.v(NH3)=1.5 mol·L-1·min-1B.v(N2)=1.2 mol·L-1·min-1C.v(H2O)=1.67 mol·L-1·min-1D.v(O2)=1.5 mol·L-1·min-15.如图安装好实验装置(装置气密性良好),在锥形瓶内盛有6.5 g锌粒,通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L-1的稀硫酸,将产生的H2收集在注射器中,10 s时恰好收集到标准状况下的H2 44.8 mL。
下列说法不正确的是( )A.忽略锥形瓶内溶液体积的变化,用H+表示10 s内该反应的速率为0.01 mol·L-1·s-1B.忽略锥形瓶内溶液体积的变化,用Zn2+表示10 s内该反应的速率为0.01 mol·L-1·s-1C.用锌粒表示10 s内该反应的速率为0.013 g·s-1D.用H2表示10 s内该反应的速率为0.000 2 mol·s-16.(湖南岳阳高三模拟)我国科学家在利用Ni和NiO催化电解水制氢气和氧气的研究上有重大突破,如图是通过计算机测得的部分电解机理图。
(课标版)2010年《高考风向标》化学第七部分化学实验部分第35讲物质的制取第35讲 物质的制取★ 一、考情直播考纲解读 考纲内容 能力要求 考向定位1.气体的实验室制法及气体的收集和干燥和尾气处理 2.常见气体制备原理以及装置选择 3.几种无机物、机物的制取 1.掌握常见气体的实验室制法及气体的收集和干燥和尾气处理 2.掌握常见气体制备原理以及装置选择 3.掌握几种无机物、机物的制取及化工生产中应用 本讲重点是制备气体的发生装置、气体的收集方法、常见气体制备原理以及装置选择、尾气的处理装置以及气体的净化和干燥。
今后的命题方向:利用限定的仪器装置、药品,融气体的制备、除杂、集气及设计操作次序、仪器连接、定量计算于一体;给出部分实验环节,根据实验要求设计完整的实验或补充部分实验步骤。
2.考点整合考点1 常见气体物质的制备、收集、干燥与净化①固体+固体(加热);气体制取的类型 ②固体+液体(不加热);③固液+液液(加热)。
气体收集方法:① 集气法;② 集气法。
气体的干燥、净化和尾气处理装置制备的基本过程 :(1)组装(从 到 ,从到 );(2)检验气密性;(3)加入药品;(4)排尽装置内空气;物质的制取(6)反应;(7)拆除装置。
特别提醒:许多实验试题是源于教材上典型实验的改装或者创新。
因此在高考的实验备考复习过程中,对教材上的演示实验的复习应该进行落实和巩固,尤其是对一些物质的制备实验和物质的性质实验应进行深入的探究,对实验中所涉及的重要化学方程式和重要实验现象均应做到熟练,而不是一味在考前追逐新颖的实验试题而丢掉最本质的教材实验,换句话说就是在考前应抽时间回归教材,吃透教材,做到以不变应万变。
[例1]某课外小组利用H2还原黄色的WO3粉末测定W的相对原子质量,下图是测定装置的示意图,A中的试剂是盐酸。
请回答下列问题。
(1)仪器中装入的试剂:B_________ 、C________、D___________;(2)连接好装置后应首先_________________________,其方法是________________(3)“加热反应管E”和“从A瓶逐滴滴加液体”这两步操作应该先进行的是_______________。
第三十四讲烷烃烯烃炔烃(建议2课时完成)[考试目标]1、了解甲烷、乙烯等有机化合物的主要性质。
2、了解乙烯、氯乙烯等的衍生物等在化工生产中的重要作用。
3、烷烃、烯烃、炔烃的代表物为例掌握其組成、结构和性质的差异。
(选考内容)4、能根据有机化合物命名规则命名简单的有机化合物。
(选考内容)[要点精析]一、烷烃、烯烃、炔烃的系统命名(选考内容)1、烷烃的系统命名法:⑴选主链,称某烷;⑵编号位,定支链;⑶取代基,写在前;注位置,短线连;⑷不同基,简到繁,相同基,合并算;如:①选出主链:选定分子里最长的碳链为主链,根据主链碳原子数目命名为“某烷”当含有碳原子数目相同碳链有两条以上时(最长碳链)应选含简单支链最多的一条为主链。
如:主链含6个碳原子支链为主链含6个碳原子,支链为—CH3—CH2—CG3显然按(2)选主链而使支链简单且最多,∴应按(2)的方向定主链命名为2—甲基—3—乙基已烷(把主链里离支链较近的一端作为编号的起点)②确定支链:分子里较短的碳链为支链③对主链编号:使支链定位。
把主链里离支链较近的一端作为编号的起点。
使支链获得最小的编号。
有多种支链时,应使支链位置号数之和的数目最小,如:从左端编号:支链位置号数之和3+3+4+5=15……①从右端编号:支链位置号数之和3+4+5+5=17……②显然依据命名原则应按①情况进行命名为3,3,4,5——甲基庚烷④写出名称:支链名称写在主链名称前面,在支链名称前用1,2,3……注明在主链的位置,如果有相同支链,可合并起来,用一、二、三……等数字表示;几种不同支链应简在前,繁在后:即名称组成注意:表示相同取代基的支链位置的阿拉伯数字要用“,”号隔开。
阿拉伯数号码与汉字之间要用“—”隔开。
如:2,2,5—三甲基—3—乙基已烷2.烯烃和炔烃的命名:原则上与烷烃的命名相似,所不同的是必须选含有双键或叁键的最长碳链为主链,而且双键或叁键上的碳原子应获最小序号;支链的定位应服从所含双键或叁键的碳原子的定位。
第34讲烃的衍生物[课程内容] 1.以乙醇、乙酸、乙酸乙酯为例认识有机化合物中的官能团,认识乙醇、乙酸的结构及其主要性质与应用,结合典型实例认识官能团与性质的关系,知道氧化、加成、取代、聚合等有机反应类型。
2.认识官能团与有机物特征性质的关系,认识同一分子中官能团之间存在相互影响,认识一定条件下官能团可以相互转化。
知道常见官能团的鉴别方法。
3.认识卤代烃、醇、醛、羧酸、酯、酚的组成和结构特点、性质、转化关系及其在生产、生活中的重要应用。
考点一卤代烃1.卤代烃的概念(1)卤代烃是烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物。
通式可表示为R—X(其中R—表示烃基)。
(2)官能团是卤素原子。
2.卤代烃的物理性质(1)沸点:比同碳原子数的烃沸点要高;(2)溶解性:水中难溶,有机溶剂中易溶;(3)密度:一般一氟代烃、一氯代烃比水小,其余比水大。
3.卤代烃的化学性质(1)卤代烃水解反应和消去反应比较;(2)消去反应的规律消去反应:有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个或几个小分子(如H 2O 、HBr 等),而生成含不饱和键(如双键或三键)的化合物的反应。
①两类卤代烃不能发生消去反应②有两种或三种邻位碳原子,且碳原子上均带有氢原子时,发生消去反应可生成不同的产物。
例如:+NaOH ――→醇△CH 2==CH —CH 2—CH 3(或CH 3—CH==CH —CH 3)+NaCl +H 2O③型卤代烃,发生消去反应可以生成R —C ≡C —R ,如BrCH 2CH 2Br +2NaOH ――→醇△CH ≡CH↑+2NaBr +2H 2O 4.卤代烃的获取方法(1)不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应 如CH 3—CH==CH 2+Br 2――→CH 3CHBrCH 2Br ;CH 3—CH==CH 2+HBr ――→催化剂;CH ≡CH +HCl ――→催化剂△CH 2==CHCl 。
(2)取代反应如乙烷与Cl 2:CH 3CH 3+Cl 2――→光照CH 3CH 2Cl +HCl ; 苯与Br 2:;C 2H 5OH 与HBr :C 2H 5OH +HBr ――→△C 2H 5Br +H 2O 。
第34讲 物质的制取考点1 常见气体物质的制备、收集、干燥与净化①固体+固体(加热);气体制取的类型 ②固体+液体(不加热);③固液+液液(加热)。
气体收集方法:① 集气法;② 集气法。
气体的干燥、净化和尾气处理装置制备的基本过程 :(1)组装(从 到 ,从 (2)检验气密性;(3)加(4)排尽装置内空气;(5)(6)反应;(7)拆除装置。
特别提醒:许多实验试题是源于教材上典型实验的改装或者创新。
因此在高考的实验备考复习过程中,对教材上的演示实验的复习应该进行落实和巩固,尤其是对一些物质的制备实验和物质的性质实验应进行深入的探究,对实验中所涉及的重要化学方程式和重要实验现象均应做到熟练,而不是一味在考前追逐新颖的实验试题而丢掉最本质的教材实验,换句话说就是在考前应抽时间回归教材,吃透教材,做到以不变应万变。
[例1]某课外小组利用H 2还原黄色的WO 3粉末测定W 的相对原子质量,下图是测定装置的示意图,A 中的试剂是盐酸。
请回答下列问题。
(1)仪器中装入的试剂:B_________ 、C________、D___________;(2)连接好装置后应首先_________________________,其方法是________________ (3)“加热反应管E”和“从A 瓶逐滴滴加液体”这两步操作应该先进行的是_______________。
在这两步之间还应进行的操作是____________________________; (4)反应过程中G 管逸出的气体是________________,其处理方法是_____ (5)从实验中测得了下列数据①空E 管的质量a ; ②E 管和WO 3的总质量b ;③反应后E 管和W 粉的总质量c (冷却到室温称量);④反应前F 管及内盛物的总质量d ;⑤反应后F 管及内盛物的总质量e 由以上数据可以列出计算W 的相对原子质量的两个不同计算式(除W 外,其他涉及的元素的相对原子质量均为已知):计算式1:A r(W)=____________;计算式2:A r(W)=____________。
[解析]①联想课本改进后的综合实验:氯气与铁反应的性质实验装置:制备氯气、净化氯气(饱和食盐水除氯化氢、浓硫酸除水蒸气)、性质实验装置、产物检验装置、尾气处理装置有助于本实验的解题。
②联想氢气还原氧化铜实验:制备氢气、净化氢气、氢气验纯、通入氢气与点燃酒精灯顺序、熄灭酒精灯与停止同氢气的顺序、氢气的尾气处理方式可以直接用于回答本题。
[答案] (1)锌粒,水,浓硫酸;(2)检查气密性,将G弯管浸没在盛有水的烧杯中,温热烧瓶B,观察G管口,若有气泡逸出,说明装置的气密性良好;(3)先从A瓶逐滴滴加液体;检验H2的纯度(4)氢气;在G管出口处点燃;(5)cb ac --)(48de ac --)(54[方法技巧]本题将常见气体的制备和净化实验结合在一起,综合考查气体的制备、净化、干燥、验纯以及如何处理尾气;同时也考查了实验的原理,综合性较强。
即要求考生的实验基础知识牢固,又要求有综合分析能力。
解题时首先要找准突破口"制气实验",其次要掌握几种常见气体制备的方法及原理。
考点2 几种无机物的制备特别提醒:几种无机物的制备主要包括Al(OH)3;Fe(OH)3;Fe(OH)2;Fe(OH)3胶体等。
[例2]我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业作出了突出贡献。
他利用NaHCO3、NaCl、NH4Cl等物质溶解度的差异,以食盐、氨气、二氧化碳等为原料先制得NaHCO3,进而生产出纯碱。
下面是在实验室中模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的实验步骤:第一步:连接好装置,检验气密性,在仪器内装入药品。
第二步:先让一装置发生反应,直到产生的气体不能再在C中溶解时,再通入另一装置中产生的气体,片刻后,C中出现固体。
继续向C中通入两种气体,直到不再有固体产生。
第三步:过滤C中所得的混合物,得到NaHCO3固体。
第四步:向滤液中加入适量的NaCl粉末,有NH4Cl晶体析出。
……请完成下列问题:(1)装置的连接顺序是:(a)接()()接();(b)接()(2)A中常选用的固体反应物为____________;D中应选用的液体为____________;B中发生反应的化学方程式为________________________________________________________。
(3)第二步骤中必须先让_______________装置先发生反应。
(4)C中用球形干燥管而不用直导管,其作用是____________________________________,C中广口瓶内产生固体的总化学方程式为______________________________________。
(5)第四步中分离出NH4Cl晶体的操作是___________________;其所得的NH4Cl晶体中常含有少量的NaCl和NaHCO3(约占5%—8%),请设计一个简单的实验证明所得固体的成分大部分是NH4Cl。
简要写出操作和现象:______________________________________。
解析:由题意可知,需制得NH3和CO2两种气体,然后将其分先后通入饱和食盐水中,即可发生反应,生成碳酸氢钠沉淀。
若先通二氧化碳气体,其在饱和食盐水中的溶解度不大,再通氨气后生成的碳酸氢钠的量少。
故应先通氨气,后通二氧化碳。
在用盐酸与大理石制得的二氧化碳气体中,混有氯化氢气体,它会与碳酸氢钠反应,影响碳酸氢钠的产量,所以应除去二氧化碳中混有的氯化氢,也就是应将气体先通入饱和碳酸氢钠溶液中。
由于氨气极易溶于水,为防倒吸,应将导管口刚接触水面,并采用干燥管进一步加以预防。
氯化铵的实验证明常采用加热分解法,看剩余产物的多少,从而说明其含量的多少。
答案:(1)f e d c(2)块状石灰石饱和NaHCO3溶液CaO+NH3·H2O====Ca(OH)2+NH3↑(其他合理答案均给分)(3)B(4)防倒吸CO2+NH3+NaCl+H2O====NaHCO3↓+NH4Cl(5)过滤取少量固体放入试管中,加热,固体大部分消失,在试管口又有较多的固体凝结(其他合理答案均给分)[方法技巧] 解题的关键在于弄清“侯氏制碱法”突出特点:“他利用NaHCO3、NaCl、NH4Cl 等物质溶解度的差异”,这样就可以反推出两种制备装置制备的物质,各装置的作用,装置如何连接。
考点3几种有机物的制备有机物的制备实验操作中应引起注意的是:(1)乙烯:①V(乙醇):V(浓硫酸)= ②温度计水银球插入,保持170℃③加沸石(防爆沸)。
(2)乙炔:①不用启普发生器、长颈漏斗(反应放热,CaC2遇水会粉化,从而堵住管口);②注意水流速度(可用代替水);③简易制法(试管口塞一团疏松的)。
(3)硝基苯:①使用长直导管(冷凝、回流);②温度计水银球插入水浴中,保持60℃③混合酸冷却后缓慢滴入苯(防止)(4)石油分馏:①冷凝水进出(逆流原理);②温度计水银球插在处;③加沸石(防爆沸)。
(5)乙酸乙酯:①小火加热(保证CH3COOC2H5和沸点接近的C2H5OH、 CH3COOH能充分利用)②用饱和的Na2CO3溶液吸收(目的:);③导管不插入液面下(防止倒吸)特别提醒:本专题知识往往以新药、新材料合成为线索,将合成原理、实验操作、实验技能结合。
复习时要认真阅读课文中演示实验与学生实验,对所做过的实验温故知新,对实验操作多问为什么,使知识与技能有机结合起来。
[例3]酯是重要的有机合成中间体,请回答下列问题:(1)实验室制取乙酸乙酯的化学方程式为:__________________________________。
(2)欲提高乙酸的转化率,可采取的措施有_____________________________________、 ________________________________________________等。
(3)若用右图所示的装置来制取少量的乙酸乙酯,产率往往偏低,其原因可能是:_____________________________________、___________________________ _________。
(4)实验时可观察到锥形瓶中有气泡产生,用离子方程式表示产生气泡的原因: (5)此反应以浓硫酸作为催化剂,可能会造成产生大量酸性废液,催化剂重复使用困难等问题。
现代研究表明质子酸离子液体可作此反应的催化剂,实验数据如下表所示(乙(说明:选择性100%表示反应生成的产物是乙酸乙酯和水) ① 根据表中数据,下列_________(填编号),为该反应的最佳条件。
A. 120℃,4hB. 80℃,2hC. 60℃,4hD. 40℃,3h ② 当反应温度达到120℃时,反应选择性降低的原因可能是__________________________ _________________________________________________。
[解析]增大乙醇的用量、及时分离出产物乙酸乙酯,可以提高乙酸的转化率;而原料来不及反应就被蒸出、冷凝效果不好产物被蒸出往往使产率降低;当温度过高,乙醇碳化或脱水生成乙醚,所以最佳条件为 60℃,4h 左右。
答案:(1)CH 3COOH + C 2H 5OH 24H S O ∆−−−−→浓 CH 3COOC 2H 5 + H 2O(2)增大乙醇的用量、及时分离出产物乙酸乙酯(3)原料来不及反应就被蒸出、冷凝效果不好产物被蒸出 (4)2CH 3COOH+CO 32- 2CH 3COO -+CO 2↑+H 2O(5)① C ② 温度过高,乙醇碳化或脱水生成乙醚[方法技巧]有机物的制备要首先掌握课本上几个演示实验和学生实验制备原理、温度控制、实验安全及产品的分离提纯;然后学会对其综合运用,注重教材实验的开发、迁移, 增强实验问题的探究与创新性。
参考答案考点1排水;排空气;下,上;左,右;考点3(1)1:3,液面下(2)饱和食盐水,棉花(3)60,苯挥发(4)下,上;蒸馏烧瓶的支管口略低(5)便于CH3COOC2H5分层析出,且与 CH3COOH反应、溶解乙醇。