Question

能源是人類社會發(fā)展的基礎(chǔ)，地球上最基本的能源是太陽能，生物質(zhì)能來源于植物及其加工產(chǎn)品所貯存的能量，化石燃料蘊(yùn)藏的能量也來自遠(yuǎn)古時期生物體所吸收利用的太陽能．
（1）在當(dāng)代人們的生活中，你所知道的利用太陽能輻射加熱物體的方式有

地膜、大棚、溫室、太陽能熱水器等

（任舉三例）．
（2）在生物質(zhì)能的利用過程中，可以制得重要的有機(jī)物乙醇．某�；瘜W(xué)課外興趣小組的學(xué)生為了驗(yàn)證乙醇的分子結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)程序：乙醇的組成元素的確定、分子式的確定、分子結(jié)構(gòu)的確定．
（Ⅰ）他們決定用分析乙醇燃燒的產(chǎn)物來確定乙醇中含有C、H兩種元素，簡要說明他們的實(shí)驗(yàn)操作方法和現(xiàn)象：
①證明含有氫元素的實(shí)驗(yàn)操作方法和現(xiàn)象是

用一干燥的小燒杯倒置在乙醇燃燒火焰上方，燒杯內(nèi)壁有水珠生成

．
②證明含有碳元素的實(shí)驗(yàn)操作方法和現(xiàn)象是

將內(nèi)壁用澄清石灰水潤濕的小燒杯倒置在火焰上方，石灰水變渾濁

．
（Ⅱ）用分析燃燒產(chǎn)物來證實(shí)乙醇中還含有氧元素時，需要取得一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)應(yīng)該是

乙醇、二氧化碳及水三種物質(zhì)的質(zhì)量

．
實(shí)驗(yàn)中他們可能會用到下列裝置，請你將必需的相關(guān)裝置的序號按從左到右排出合理的順序（→表示氣體的流向）：

CD或CB

．

（Ⅲ）為確定乙醇的分子式，除（Ⅱ）中需要取得的數(shù)據(jù)外，你認(rèn)為還是否需要測定乙醇的相對分子質(zhì)量呢？

不需要

．
（Ⅳ）為確定乙醇的分子結(jié)構(gòu)，他們先測定一定量無水乙醇和金屬鈉反應(yīng)生成氫氣的體積，選用了如下圖所示的儀器裝置（有的儀器配有雙孔橡皮塞）．則

①這些儀器裝置的合理的連接順序是

D

接

B

接

E

接

A

接

F

接

C

（填代表各部分儀器裝置的大寫字母）．
②由實(shí)驗(yàn)證明乙醇的分子結(jié)構(gòu)是CH₃CH₂OH而不是CH₃OCH₃的理由是

根據(jù)Na與乙醇反應(yīng)生成的H₂的量判斷出只有一個H與其他H原子處于不同的特殊位置．從而進(jìn)一步確定其結(jié)構(gòu)為C₂H₅OH而非CH₃-O-CH₃

．
（3）開發(fā)新能源以緩解石油等的短缺引起的能源危機(jī)是一個重要課題．據(jù)報道，某地近年建設(shè)了一個年生產(chǎn)工業(yè)酒精500萬噸的工廠，目的是為了將工業(yè)酒精與汽油混合作為汽車燃料而減少汽油的消耗量．已知生產(chǎn)酒精的方法有如下三種（用化學(xué)方程式表示）：
方法一：CH₂=CH₂+H₂O

催化劑

△

 CH₃CH₂OH
方法二：CH₃-CH₂Br+H₂O 

NaOH

△

 CH₃CH₂OH+HBr
方法三：（C₆H₁₀O₅）n（淀粉）+n H₂O 

淀粉酶

 n C₆H₁₂O₆（葡萄糖）
C₆H₁₂O₆（葡萄糖） 

酒化酶

2C₂H₅OH+2CO₂↑
綜合地看，你認(rèn)為這三種方法中，較好的是

A

（填字母），理由是

反應(yīng)原理符合綠色化學(xué)的原則，反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物

．
A．方法一           B．方法二           C．方法三
你認(rèn)為該工廠生產(chǎn)工業(yè)酒精用的是

方法三

（填“方法一”、“方法二”或“方法三”）而不是另外的兩種方法的原因是

乙烯、溴乙烷都是來自于以石油為原料制得的物質(zhì)，石油是不可再生的，利用它們制成酒精還不如直接利用石油

_．

Answer 1

分析：（1）光-熱能轉(zhuǎn)換原理：直接利用太陽輻射加熱物體而獲得熱能．如：反射式太陽灶、高溫太陽爐、地膜、大棚、溫室、太陽能熱水器等．
（2）（Ⅰ）①用一干燥的小燒杯倒置在乙醇燃燒火焰上方，燒杯內(nèi)壁有水珠生成，證明該為含有H元素．
②將內(nèi)壁用澄清石灰水潤濕的小燒杯倒置在火焰上方，石灰水變渾濁，證明該為含有C元素．
（Ⅱ）乙醇完全燃燒后產(chǎn)物只有CO₂和H₂O，依據(jù)質(zhì)量守恒定律可知該物質(zhì)中一定含有碳、氫元素，氧元素不能確定，可通過測定有機(jī)物及CO₂和H₂O的質(zhì)量，若C、H兩元素的質(zhì)量之和等于有機(jī)物的質(zhì)量，則該有機(jī)物只含C、H兩元素；若C、H兩元素的質(zhì)量之和小于有機(jī)物的質(zhì)量，則該有機(jī)物一定含有C、H、O三種元素．
根據(jù)濃硫酸的增重，測定生成水的質(zhì)量，根據(jù)澄清石灰水增重（后生成碳酸鈣質(zhì)量）測定二氧化碳質(zhì)量．
（Ⅲ）根據(jù)具體C原子、H原子、O原子個數(shù)比判斷．
（Ⅳ）（1）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理及各部分裝置的作用進(jìn)行連接排序．
②根據(jù)分子式寫出可能結(jié)構(gòu)，結(jié)合Na與乙醇反應(yīng)生成的H₂的量判斷．
（3）根據(jù)反應(yīng)原理符合綠色化學(xué)的原則，原料是可再生的物質(zhì)，且容易獲得、價廉分析．

解答：解：（1）直接利用太陽輻射加熱物體而獲得熱能的應(yīng)用很多，如：反射式太陽灶、高溫太陽爐、地膜、大棚、溫室、太陽能熱水器等．
故答案為：地膜、大棚、溫室、太陽能熱水器等．
（2）（Ⅰ）①用一干燥的小燒杯倒置在乙醇燃燒火焰上方，燒杯內(nèi)壁有水珠生成，證明該為含有H元素．
故答案為：用一干燥的小燒杯倒置在乙醇燃燒火焰上方，燒杯內(nèi)壁有水珠生成．
②將內(nèi)壁用澄清石灰水潤濕的小燒杯倒置在火焰上方，石灰水變渾濁，證明該為含有C元素．
故答案為：將內(nèi)壁用澄清石灰水潤濕的小燒杯倒置在火焰上方，石灰水變渾濁．
（Ⅱ）通過測定乙醇及CO₂和H₂O的質(zhì)量，若C、H兩元素的質(zhì)量之和等于乙醇的質(zhì)量，則該有機(jī)物只含C、H兩元素；
若C、H兩元素的質(zhì)量之和小于乙醇的質(zhì)量，則該有機(jī)物一定含有C、H、O三種元素．
A中氣體無法導(dǎo)出，故從左到右排出合理的順序CD或CB．
故答案為：乙醇、二氧化碳及水三種物質(zhì)的質(zhì)量；CD或CB．
（Ⅲ）在乙醇分子中，C、H原子以飽和，實(shí)驗(yàn)式即為分子式，故不需要測定乙醇的相對分子質(zhì)量．
故答案為：不需要．
（Ⅳ） ①D與B組合為發(fā)生裝置，通過D可便于向B中添加酒精，A與C通過F連接構(gòu)成量氣裝置，兩裝置通過E連接．故連接順序?yàn)镈、B、E、A、F、C．
故答案為：D、B、E、A、F、C．
②根據(jù)Na與乙醇反應(yīng)生成的H₂的量判斷出只有一個H與其他H原子處于不同的特殊位置．從而進(jìn)一步確定其結(jié)構(gòu)為C₂H₅OH而非CH₃-O-CH₃．
故答案為：根據(jù)Na與乙醇反應(yīng)生成的H₂的量判斷出只有一個H與其他H原子處于不同的特殊位置．從而進(jìn)一步確定其結(jié)構(gòu)為
C₂H₅OH而非CH₃-O-CH₃．
（3）A反應(yīng)原理符合綠色化學(xué)的原則，反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物．（或B 原料是可再生的物質(zhì)，且容易獲得、價廉）．
淀粉是可再生的物質(zhì)，且容易獲得、價廉．乙烯、溴乙烷都是來自于以石油為原料制得的物質(zhì)，石油是不可再生的，利用它們制成酒精還不如直接利用石油．
故答案為：A；反應(yīng)原理符合綠色化學(xué)的原則，反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物（或B；原料是可再生的物質(zhì)，且容易獲得、價廉）；方法三；乙烯、溴乙烷都是來自于以石油為原料制得的物質(zhì)，石油是不可再生的，利用它們制成酒精還不如直接利用石油．

點(diǎn)評：考查有機(jī)物分子式、結(jié)構(gòu)式的確定，難度中等，利用燃燒法結(jié)合質(zhì)量守恒定律確定實(shí)驗(yàn)式，再結(jié)合性質(zhì)推斷其結(jié)構(gòu)，對學(xué)生進(jìn)行綜合性考查．