单选题
1145、将质量相等的下列各物质完全酯化时,需醋酸质量最多的是( )。
A
甲醇
B
乙二醇
C
丙醇
D
甘油
答案解析
正确答案:D
解析:
这是一道关于有机化学中酯化反应计算的题目。我们需要比较在**质量相等**的前提下,哪种醇消耗的醋酸(乙酸)最多。
### 1. 核心原理分析
酯化反应的通式为:
$$ \text{R-OH} + \text{CH}_3\text{COOH} \rightarrow \text{CH}_3\text{COO-R} + \text{H}_2\text{O} $$
从反应方程式可以看出,**1 mol 的羟基(-OH)需要消耗 1 mol 的醋酸**。
因此,要判断哪种物质消耗的醋酸最多,实际上就是比较**等质量的各物质中,所含羟基(-OH)的物质的量(摩尔数)谁最大**。
设各物质的质量均为 $m$ 克。
某物质消耗醋酸的量 $\propto$ 该物质中羟基的物质的量 $n(\text{-OH})$。
$$ n(\text{-OH}) = \frac{m}{M} \times N_{\text{OH}} $$
其中:
* $M$ 为该醇的摩尔质量。
* $N_{\text{OH}}$ 为该醇分子中含有的羟基数目。
* $\frac{N_{\text{OH}}}{M}$ 可以看作“单位质量含有的羟基数”,该比值越大,消耗的醋酸越多。
### 2. 逐项计算与比较
我们分别计算各选项中“单位质量含有的羟基数”(即 $\frac{N_{\text{OH}}}{M}$):
**A. 甲醇 ($\text{CH}_3\text{OH}$)**
* 摩尔质量 $M = 12 + 4 + 16 = 32 \, \text{g/mol}$
* 羟基数 $N_{\text{OH}} = 1$
* 比值:$\frac{1}{32} \approx 0.03125$
**B. 乙二醇 ($\text{HOCH}_2\text{CH}_2\text{OH}$)**
* 分子式:$\text{C}_2\text{H}_6\text{O}_2$
* 摩尔质量 $M = 24 + 6 + 32 = 62 \, \text{g/mol}$
* 羟基数 $N_{\text{OH}} = 2$
* 比值:$\frac{2}{62} = \frac{1}{31} \approx 0.03226$
**C. 丙醇 ($\text{CH}_3\text{CH}_2\text{CH}_2\text{OH}$)**
* 分子式:$\text{C}_3\text{H}_8\text{O}$
* 摩尔质量 $M = 36 + 8 + 16 = 60 \, \text{g/mol}$
* 羟基数 $N_{\text{OH}} = 1$
* 比值:$\frac{1}{60} \approx 0.01667$
**D. 甘油 (丙三醇, $\text{C}_3\text{H}_8\text{O}_3$)**
* 分子式:$\text{C}_3\text{H}_5(\text{OH})_3$
* 摩尔质量 $M = 36 + 8 + 48 = 92 \, \text{g/mol}$
* 羟基数 $N_{\text{OH}} = 3$
* 比值:$\frac{3}{92} \approx 0.03261$
### 3. 数据对比
我们将计算出的比值进行排序:
* A (甲醇): $\approx 0.03125$
* B (乙二醇): $\approx 0.03226$
* C (丙醇): $\approx 0.01667$
* D (甘油): $\approx 0.03261$
显然:
$$ 0.03261 (\text{D}) > 0.03226 (\text{B}) > 0.03125 (\text{A}) > 0.01667 (\text{C}) $$
因此,等质量的这四种物质中,**甘油**含有的羟基物质的量最多,从而需要的醋酸质量也最多。
### 4. 结论
正确答案是 **D**。
相关知识点:
酯化量:甘油酯化醋酸量多
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