2024版 步步高 考前三个月 化学 新高考第一篇　主题五　热点题空8　有机物制备实验中产率的计算

热点题空8 有机物制备实验中产率的计算1．产率计算的关键是准确计算理论产量，理论产量是指化学反应中假设某种反应物完全反应转化为目标产品的最大产品量，由于副反应、化学平衡等因素，实际产量往往会低于理论产量。理论产量是根据方程式计算出的数值。2．产率一般用百分数表示，其计算公式：产率＝eq\f(产物实际产量,理论产量)×100%。1．乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味，实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下：相对分子质量密度/(g·cm－3)沸点/℃水中溶解性异戊醇880.8123131微溶乙酸601.0492118溶乙酸异戊酯1300.8670142难溶实验步骤：在A中加入4.4g异戊醇、6.0g乙酸、数滴浓硫酸和2～3片碎瓷片，开始缓慢加热A，回流50min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中，分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤；分出的产物加入少量无水MgSO4固体，静置片刻，过滤除去MgSO4固体，进行蒸馏纯化，收集140～143℃馏分，得乙酸异戊酯3.9g。回答下列问题：本实验的产率是________(填字母)。a．30%b．40%c．60%d．90%答案 c解析 据＋eq\o(,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5(△))＋H2O可知，4.4g异戊醇完全反应消耗3.0g乙酸，故乙酸有剩余，生成乙酸异戊酯的理论产量为6.5g，故该反应的产率为eq\f(3.9g,6.5g)×100%＝60%。2．MMA(甲基丙烯酸甲酯，简称甲甲酯)是合成PMMA(有机玻璃)的单体，某小组拟在实验室制备甲甲酯。已知几种物质的部分信息如表所示：物质CH3OHCH2==C(CH3)COOHCH2==C(CH3)COOCH3Mr3286100密度/(g·cm－3)0.79181.010.944实验步骤：①量取86.0mL甲基丙烯酸倒入烧杯中，在不断搅拌下加入5mL浓硫酸，冷却至室温；②取50.0mL甲醇注入步骤①所得的混合溶液中，并不断搅拌至混合均匀；③将步骤②所得的混合溶液注入如图装置中，加入几块碎瓷片，控制温度为105℃左右，持续加热，充分反应；④纯化产品，称得产品质量为70.4g。计算本实验中甲基丙烯酸甲酯的产率约为________(填字母)。a．56%b．61%c．70%d．72%答案 c解析 分析起始加入反应物的量知，甲醇过量，计算产品的理论产量时按甲基丙烯酸的量计算，产品理论质量为86.0mL×1.01g·cm－3×eq\f(100,86)＝101g，甲基丙烯酸甲酯的产率为eq\f(70.4g,101g)×100%≈70%。3．苯乙酮用于制香皂和香烟，也用作纤维素酯和树脂等的溶剂和塑料工业生产中的增塑剂，是一种重要的化工原料，可由苯经下述反应制备：步骤1：向如图所示的三颈烧瓶中迅速加入13g粉状无水AlCl3和16mL(14g，0.18mol)无水苯。在搅拌下将4mL(4.1g,0.04mol)乙酸酐自恒压滴液漏斗慢慢滴加到三颈烧瓶中，控制乙酸酐滴加的速度(约10min)。加完后，待反应稍缓和后在沸水浴中搅拌回流，直到不再有HCl气体逸出为止。步骤2：将反应混合物冷却到室温，在搅拌下倒入装有18mL37%的HCl和30g碎冰的烧杯中(在通风橱中进行)，若仍有固体不溶物，可补加适量37%的HCl使之完全溶解。将混合物转入分液漏斗中，分出有机层，水层用苯萃取两次(每次8mL)。合并有机层，依次用15mL10%NaOH溶液、15mL水洗涤，再用无水MgSO4干燥。步骤3：先在水浴上蒸馏回收物质B，稍冷后改用空气冷凝管蒸馏收集馏分，产量约4.0g。计算本次实验苯乙酮的产率为________(保留两位有效数字)。答案 83%解析 由化学方程式＋(CH3CO)2Oeq\o(――→,\s\up7(AlCl3))＋CH3COOH可知，0.04mol乙酸酐和0.18mol无水苯反应，无水苯过量，乙酸酐完全反应，则理论上生成0.04mol苯乙酮，所以产率为eq\f(4.0g,0.04mol×120g·mol－1)×100%≈83%。