第1页共15页高考化学专题讲座主观试题化学实验部分郑州外国语学校梁国顺一、有机实验大题(一).历年以有机物的制备为素材的高考实验题一览表(二).命题特点:(1)考查醇类、卤代烃、苯及其同系物的化学性质(2)考查根据有机物反应的特点考查有机反应条件的选择(3)考查有机产品中可能的杂质的判断方法,有机产品的分离、提纯等实验操作(4)考查有机反应仪器的选择和使用。(5)考查有机产品产率的计算。(三)、常见问题的突破方法1.有机化学反应比较缓慢为了加快化学反应速率一般采取加热或加催化剂或既加热又加催化剂的措施,如果是脱水反应,一般采用既加热又加浓硫酸的办法。①加热。加热在100℃及以下温度,最好用水浴。水浴加热均匀,温度易控制,适合于低沸点物质回流和蒸馏。比如制取硝基苯,酚醛树脂的制备。加热时,一般要考虑以下问题:问题1:加热温度过高可能导致什么后果?答:反应物挥发,原料利用率较低一般采用什么措施提高原料利用率?问题2:缓慢加热的目的是什么?答:减少原料的挥发以提高原料利用率.题号年份地区制备物质12009江苏环己酮22011上海溴乙烷32012浙江苯乙酮4海南1,2-二溴乙烷5新课标I溴苯6广东苯甲酸72013新课标I正丁醛8新课标II环己烯92014新课标I乙酸异戊酯10全国大纲卷苯乙酸11浙江葡萄糖酸钙12上海将含苯酚、苯甲醇、苯甲酸和苯胺四种有机物物质进行分离132016上海乙酸乙酯142017江苏1-溴丙烷152018江苏3,4−亚甲二氧基苯甲酸第2页共15页问题3:有机实验中,什么时候利用回流反应装置?怎样操作回流反应装置?答:有两种情况需要使用回流反应装置:(1)反应为强放热的、物料的沸点又低,用回流装置将气化的物料冷凝回到反应体系中。(2)反应很难进行,需要长时间在较高的温度下反应,需用回流装置保持反应物料在沸腾温度下进行反应。问题4:加热温度过高或过低可能产生副反应,如实验室制乙烯,为了提高乙烯的产率,应该采取什么措施?答:温度140℃可能生成乙醚,为了避免生成乙醚,应该迅速升温;如果温度过高,可能被浓硫酸氧化生成CO2、SO2副产物,所以检验乙烯前,应该将气体通过NaOH溶液。问题5:如果反应物是液体,加热时需要采取什么措施?答:需要加入碎瓷片防止爆沸。问题6:当加热一段时间后,突然发现未加碎瓷片该如何处理?答:如果加热后才发现没加沸石,应立即停止加热,待液体冷却后再补加。切忌在加热过程中补加,否则会引起剧烈的暴沸,甚至使部分液体冲出瓶外,有时会引起着火。问题7:当反应物是液体混合物,液体加入顺序有何原则要求?答:a.密度:先小后大b.状态:先液体后固体c.如果有易挥发的液体:挥发性:先难挥发后易挥发的d.如果有浓硫酸:先加其它液体后加浓硫酸。如实验室制乙酸乙酯:先加无水乙醇,再加浓硫酸,最后加冰醋酸。这主要考虑到浓硫酸与乙醇的混合是一个放热的过程。如果将乙醇加入到浓硫酸中的话,放出的热可能使乙醇飞溅出来而导致事故。同时在滴加过程中注意不断摇动试管,加快散热,最后加乙酸时应等到混合液冷却后再加入,这样可以减小乙酸的挥发。如实验室制取溴苯时,先加苯再加溴,最后加铁屑。如果先加液溴,液溴极易挥发。2、反应条件的选择性反应物相同,但因温度、催化剂或溶剂不同,产物可能不同。(1).温度不同产物不同:(2)反应溶剂不同产物不同:(3).催化剂不同产物不同:3.3.如何提高有机产品的产率?答:实验室制备乙酸乙酯为例:由于酯化反应是可逆反应,①使用浓硫酸可以吸收生成的水,使可逆反应尽量向右移动,②将乙酸乙酯蒸出来提高乙酸乙酯的产量。③使用过量的廉价的乙醇,提高乙酸的转化率。4.考查哪些仪器的识别?答:有机反应由于条件较多,需要加热控温(温度计)、需要冷凝回流(冷凝管)、需要边反应边滴加液体(滴液漏斗)、反应装置一般采用三颈烧瓶。5.实验前有机反应装置连接有何要求?答:有机反应装置之间一般不用橡皮管连接,而用带有磨沙口的仪器连接。6.什么时候用气体吸收装置?如何选择吸收剂?答:反应中生成的有毒和刺激性气体(如卤化氢、二氧化硫)或反应时通入反应体系而没有完全转化的有毒气体(如氯气),进入空气中会污染环境,此时要用气体吸收装置吸收有害气体。选择吸收剂要根据被吸收气体的物理、化学性质来决定。可以用物理吸收剂,如用水吸收卤化氢;也可以用化学吸收剂,如用氢氧化钠溶液吸收氯和其它酸性气体。7.有机实验中,导气管中的气体成分如何判断?答:主要生成物气体+易挥发的反应物+可能的副产物气体(1)实验室制乙烯中的气体成分:乙烯、乙醇蒸汽、水蒸气、乙醚、CO2、SO2(2)实验室制乙酸乙酯中的气体成分:乙酸乙酯、乙醇、乙酸(3)实验室制溴苯中的气体成分:苯蒸汽、溴蒸汽、HBr第3页共15页(4)实验室制乙炔中的气体成分:乙炔、H2S、PH3(5)制CH3CH2Br中的气体成分:①利用浓硫酸、乙醇、NaBr加热:乙醇、HBr、乙醚、乙烯。②利用乙醇和HBr:乙醇、HBr8.有机实验中液态有机粗产品中的成分如何判断?答:液体生成物+有机反应物+可能溶解的无机反应物+可能的有机副产物(1)实验室制乙酸乙酯:乙酸乙酯、乙醇、乙酸(2)实验室制溴苯:溴苯、苯、溴(3)制CH3CH2Br中的液体成分:溴乙烷、乙醇、乙醚9.有机实验中,什么时候用蒸出反应装置?蒸出反应装置有哪些形式?答:一种情况是反应是可逆平衡的,随着反应的进行,常用蒸出装置随时将产物蒸出,使平衡向正反应方向移动。如乙酸乙酯、正丁醚的制备。另一种情况是反应产物在反应条件下很容易进行二次反应,需及时将产物从反应体系中分离出来,以保持较高的产率。如醇氧化为醛的反应。蒸出反应装置有三种形式:蒸馏装置、分馏装置和回流分水装置。10.实验结束后的操作流程有哪些?答:对于加热的反应实验结束后要加热温度超过100℃,把有机粗产品倒入冷水中冷却到室温,为了收集有机产品。蒸馏过滤干燥剂试剂试剂加水21分液液分(1)加水的作用:溶解无机物和易溶于水的有机物。也可起到减少试剂1的用量的作用。(2)试剂1的作用:除去上述水溶液中的溶质。试剂2的作用:除去试剂1。(3)干燥剂的作用:吸收有机产品中的水。11.常用干燥剂的哪些?有何要求?(1)无水CaCl2吸水量大,速度快,价格低廉.但不适用于含有氧原子的有机物的干燥。如醇、胺、酚、酯、酸、酰胺等。(2)Na2SO4吸水量大,无水MgSO4广泛干燥剂。(3)无水K2CO3、Na2CO3用于碱性化合物干燥,不适用于酸、酚等酸性化合物。(4)Na适用于酸、叔胺、烃中痕量水的干燥,不适用于氯代烃、醇及其他对金属钠敏感的化合物。(5)P2O5适用于干燥醇、酸、胺、酮、乙醚等化合物。12.蒸馏操作方法答:(1)先将蒸馏烧瓶安装在铁架台上,然后将待蒸馏液体通过长颈漏斗或直接从烧瓶瓶口加入瓶中,待蒸馏液体的体积一般占圆底烧瓶容积的1/3~2/3,投入2~3粒沸石,再依次装上蒸馏头、温度计(调节温度计水银球的上端与蒸馏头支管下沿处于同一水平线上)、直型冷凝管、接引管,接受瓶。通常要准备两个接受瓶,一个接前馏分,一个接产品。(2)先连接装置,检验气密性,通冷水,加热。结束后,先熄灭酒精灯,停止通冷水,恢复到室温,拆解装置。13.在蒸馏装置中,温度计水银球的位置不符合要求会带来什么结果?第4页共15页答:如果温度计水银球位于支管口之上,蒸气还未达到温度计水银球就已从支管流出,测定沸点时,将使数值偏低。若按规定的温度范围集取馏份,则按此温度计位置集取的馏份比规定的温度偏高,并且将有一定量的该收集的馏份误作为前馏份而损失,使收集量偏少。如果温度计的水银球位于支管口之下或液面之上,测定沸点时,数值将偏高。但若按规定的温度范围集取馏份时,则按此温度计位置集取的馏份比要求的温度偏低,并且将有一定量的该收集的馏份误认为后馏份而损失。二、例题精析例1.[2012·新课程理综化学卷28]溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下:按以下合称步骤回答问题:(1)在a中加入15mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0mL液态溴。向a中滴入几滴溴,有白雾产生,是因为生成了气体。继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是。(2)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯:①向a中加入10mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;②滤液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是;③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。加入氯化钙的目的是。(3)经过上述分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为,要进一步提纯,下列操作中必须的是(填入正确选项前的字母):A.重结晶B.过滤C.蒸馏D.萃取(4)在该实验中,a的容积最适合的是(填入正确选项前的字母):A.25mLB.50mLC.250mLD.500mL【答案】(1)HBr。吸收HBr和Br2;(2)②除去HBr和未反应的Br2;③干燥(3)苯;C(4)B例2.(2013全国新课标卷)正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。发生的反应如下:CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO反应物和产物的相关数据列表如下:实验步骤如下:将6.0gNa2Cr2O7放入100mL烧杯中,加30mL水溶解,再缓慢加入5mL浓硫酸,将所得溶液小心转移至B中。在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石,加热。当有蒸汽出现时,开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为90—95℃,在E中收集90℃以下的馏分。将馏出物倒入分液漏斗中,分去水层,有机层干燥后蒸馏,收集75—77℃馏分,产量2.0g。回答下列问题:(1)实验中,能否将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中,说明理由。苯溴溴苯密度/g·cm-30.883.101.50沸点/℃8059156水中溶解度微溶微溶微溶第5页共15页(2)加入沸石的作用是。若加热后发现未加沸石,应采取的正确方法是。(3)上述装置图中,B仪器的名称是,D仪器的名称是。(4)分液漏斗使用前必须进行的操作是(填正确答案标号)。a.润湿b.干燥c.检漏d.标定(5)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分水时,水在层(填“上”或“下”)(6)反应温度应保持在90—95℃,其原因是。(7)本实验中,正丁醛的产率为%。【答案】(1)不能易迸溅。(2)防止暴沸冷却后补加(3)分液漏斗直形冷凝管(4)c(5)下(6)既可保证正丁醛及时蒸出,又可尽量避免其被进一步氧化(7)51例3.(09江苏卷21B)环己酮是一种重要的化工原料,实验室常用下列方法制备环己酮:环己醇、环己酮和水的部分物理性质见下表:物质沸点(℃)密度(g-cm-3,200C)溶解性环己醇161.1(97.8)*0.9624能溶于水环己酮155.6(95)*0.9478微溶于水水100.00.9982*括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点(1)酸性Na2Cr2O7溶液氧化环己醇反应的△H0,反应剧烈将导致体系温度迅速上升,副反应增多。实验中将酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有环己醇的烧瓶中,在55-60℃进行反应。反应完成后,加入适量水,蒸馏,收集95-100℃的馏分,得到主要的含环己酮和水的混合物。①酸性Na2Cr2O7溶液的加料方式为。②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是。(2)环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作:a蒸馏,收集151-156℃的馏分;b过滤;c在收集到的馏分中加NaCl固体至饱和,静置,分液;d加入无水MgSO4固体,除去有机物中少量水。①上述操作的正确顺序是(填字母)。②上述操作b、c中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外,还需。③在上述操作c中,加入NaCl固体的作用是。④d中除去有机物中少量水能否使用无水氯化钙(答“能”或“不能”)?【答案】(1)①缓慢滴加②环已酮和水形成具有固定组成的混合物一起蒸出(2)①cdba②漏斗、分液漏斗③增加水层的密度,有利于分层④不能例4.[2012·海南化学卷]实验室制备1,2-二溴乙烷的反应原理如下:可能存在的主要副反应有:乙醇在浓硫酸