Question

能源是人類社會發展的基礎，地球上最基本的能源是太陽能，生物質能來源于植物及其加工產品所貯存的能量，化石燃料蘊藏的能量也來自遠古時期生物體所吸收利用的太陽能．
（1）在當代人們的生活中，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）在生物質能的利用過程中，可以制得重要的有機物乙醇．某校化學課外興趣小組的學生為了驗證乙醇的分子結構，設計如下實驗程序：乙醇的組成元素的確定、分子式的確定、分子結構的確定．
（Ⅰ）他們決定用分析乙醇燃燒的產物來確定乙醇中含有C、H兩種元素，簡要說明他們的實驗操作方法和現象：
①證明含有氫元素的實驗操作方法和現象是

用一干燥的小燒杯倒置在乙醇燃燒火焰上方，燒杯內壁有水珠生成

．
②證明含有碳元素的實驗操作方法和現象是

將內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）用分析燃燒產物來證實乙醇中還含有氧元素時，需要取得一些實驗數據，這些數據應該是

乙醇、二氧化碳及水三種物質的質量

．
實驗中他們可能會用到下列裝置，請你將必需的相關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）中需要取得的數據外，你認為還是否需要測定乙醇的相對分子質量呢？

不需要

．
（Ⅳ）為確定乙醇的分子結構，他們先測定一定量無水乙醇和金屬鈉反應生成氫氣的體積，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由實驗證明乙醇的分子結構是CH₃CH₂OH而不是CH₃OCH₃的理由是

根據Na與乙醇反應生成的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．從而進一步確定其結構為C₂H₅OH而非CH₃-O-CH₃

．
（3）開發新能源以緩解石油等的短缺引起的能源危機是一個重要課題．據報道，某地近年建設了一個年生產工業酒精500萬噸的工廠，目的是為了將工業酒精與汽油混合作為汽車燃料而減少汽油的消耗量．已知生產酒精的方法有如下三種（用化學方程式表示）：
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，你認為這三種方法中，較好的是

A

（填字母），理由是

反應原理符合綠色化學的原則，反應物的原子全部轉化為期望的最終產物

．
A．方法一           B．方法二           C．方法三
你認為該工廠生產工業酒精用的是

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，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，燒杯內壁有水珠生成，證明該為含有H元素．
②將內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）乙醇完全燃燒后產物只有CO₂和H₂O，依據質量守恒定律可知該物質中一定含有碳、氫元素，氧元素不能確定，可通過測定有機物及CO₂和H₂O的質量，若C、H兩元素的質量之和等于有機物的質量，則該有機物只含C、H兩元素；若C、H兩元素的質量之和小于有機物的質量，則該有機物一定含有C、H、O三種元素．
根據濃硫酸的增重，測定生成水的質量，根據澄清石灰水增重（后生成碳酸鈣質量）測定二氧化碳質量．
（Ⅲ）根據具體C原子、H原子、O原子個數比判斷．
（Ⅳ）（1）①根據實驗原理及各部分裝置的作用進行連接排序．
②根據分子式寫出可能結構，結合Na與乙醇反應生成的H₂的量判斷．
（3）根據反應原理符合綠色化學的原則，原料是可再生的物質，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，燒杯內壁有水珠生成．
②將內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的質量，若C、H兩元素的質量之和等于乙醇的質量，則該有機物只含C、H兩元素；
若C、H兩元素的質量之和小于乙醇的質量，則該有機物一定含有C、H、O三種元素．
A中氣體無法導出，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的質量；CD或CB．
（Ⅲ）在乙醇分子中，C、H原子以飽和，實驗式即為分子式，故不需要測定乙醇的相對分子質量．
故答案為：不需要．
（Ⅳ） ①D與B組合為發生裝置，通過D可便于向B中添加酒精，A與C通過F連接構成量氣裝置，兩裝置通過E連接．故連接順序為D、B、E、A、F、C．
故答案為：D、B、E、A、F、C．
②根據Na與乙醇反應生成的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．從而進一步確定其結構為C₂H₅OH而非CH₃-O-CH₃．
故答案為：根據Na與乙醇反應生成的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．從而進一步確定其結構為
C₂H₅OH而非CH₃-O-CH₃．
（3）A反應原理符合綠色化學的原則，反應物的原子全部轉化為期望的最終產物．（或B 原料是可再生的物質，且容易獲得、價廉）．
淀粉是可再生的物質，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，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；反應原理符合綠色化學的原則，反應物的原子全部轉化為期望的最終產物（或B；原料是可再生的物質，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，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．

點評：考查有機物分子式、結構式的確定，難度中等，利用燃燒法結合質量守恒定律確定實驗式，再結合性質推斷其結構，對學生進行綜合性考查．