2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第二章 官能團(tuán)與有機(jī)化學(xué)反應(yīng) 烴的衍生物 2.4.1 羧酸學(xué)案 魯科版選修5.docx

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第1課時(shí)　羧酸 [課標(biāo)要求] 1．了解常見(jiàn)羧酸的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及主要物理性質(zhì)。 2．會(huì)用系統(tǒng)命名法命名簡(jiǎn)單的羧酸。 3．掌握羧酸的主要化學(xué)性質(zhì)。 4．了解酯的結(jié)構(gòu)及主要性質(zhì)。 5．能結(jié)合肥皂的制備說(shuō)明酯在堿性條件下水解的應(yīng)用。 1.羧基與氫原子或烴基相連形成羧酸。飽和一元羧酸的通式為CnH2nO2，與飽和一元酯的通式相同，在碳原子數(shù)相同時(shí)兩者互為同分異構(gòu)體。 2．羧酸具有酸的通性，能發(fā)生酯化反應(yīng)、αH的鹵代反應(yīng)及還原反應(yīng)。 4．酯在酸或酶催化下，發(fā)生水解反應(yīng)生成相應(yīng)的酸和醇。 5．油脂在堿性條件下的水解反應(yīng)又稱為皂化反應(yīng)。 1．羧酸的含義 分子由烴基(或氫原子)和羧基相連而組成的有機(jī)化合物。羧酸的官能團(tuán)是或—COOH。飽和一元脂肪酸的通式為CnH2nO2(n≥1)或CnH2n＋1COOH(n≥0)。 2．羧酸的分類 依據(jù) 類別 舉例 烴基種類 脂肪酸 乙酸：CH3COOH 芳香酸 苯甲酸： 羧基數(shù)目 一元羧酸 甲酸：HCOOH 二元羧酸 乙二酸：HOOC—COOH 多元羧酸 — 烴基是否飽和 飽和羧酸 丙酸：CH3CH2COOH 不飽和羧酸 丙烯酸：CH2===CHCOOH 3．羧酸的命名——系統(tǒng)命名法 (1)選取含有羧基的最長(zhǎng)碳鏈作為主鏈，按主鏈碳原子數(shù)稱為“某酸”。 (2)從羧基開(kāi)始給主鏈碳原子編號(hào)。 (3)在“某酸”名稱之前加上取代基的位次號(hào)和名稱。如： 名稱為4甲基3乙基戊酸。 4．羧酸的物理性質(zhì) (1)水溶性：分子中碳原子數(shù)在4以下的羧酸能與水互溶；隨著分子中碳鏈的增長(zhǎng)，羧酸在水中的溶解度迅速減小，直至與相對(duì)分子質(zhì)量相近的烷烴的溶解度相近。因?yàn)轸然怯H水基團(tuán)，烴基是憎水基團(tuán)，隨著碳鏈的增長(zhǎng)，烴基的影響逐漸增大，決定了羧酸的水溶性。 (2)沸點(diǎn)：比相對(duì)分子質(zhì)量相近的醇的沸點(diǎn)高。因?yàn)轸人岬聂然杏袃蓚€(gè)氧原子，既可以通過(guò)羥基氧和羥基氫形成氫鍵，也可以通過(guò)羰基氧和羥基氫形成氫鍵，而至羧酸比相對(duì)分子質(zhì)量相近的醇形成氫鍵的幾率大。 5．三種常見(jiàn)的羧酸 羧酸 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 俗名 性質(zhì) 甲酸 HCOOH 蟻酸 最簡(jiǎn)單的羧酸，有刺激性氣味、無(wú)色液體，與水、乙醇等溶劑互溶，有腐蝕性。有羧酸和醛的化學(xué)性質(zhì) 苯甲酸 安息香酸 最簡(jiǎn)單的芳香酸，白色針狀晶體，易升華；微溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑，有羧酸的性質(zhì) 乙二酸 HOOC—COOH 草酸 最簡(jiǎn)單的二元羧酸，無(wú)色透明晶體，能溶于水或乙醇，有羧酸的性質(zhì) 1．下列物質(zhì)中，不屬于羧酸類有機(jī)物的是(　　) A．乙二酸　　　　　　　　 B．苯甲酸 C．丙烯酸 D．石炭酸 解析：選D　石炭酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，屬于酚。 2．下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．分子中含有苯環(huán)的羧酸叫做芳香酸 B．分子中羧基的數(shù)目決定了羧酸的元數(shù) C．羧酸分子中都含有極性官能團(tuán)—COOH，因此都易溶于水 D．乙酸的沸點(diǎn)比乙醇的沸點(diǎn)高，主要是因?yàn)橐宜岬南鄬?duì)分子質(zhì)量更大一些 解析：選B　芳香酸是指羧基直接連在苯環(huán)上的羧酸，分子中含有苯環(huán)的羧酸不一定是芳香酸，A項(xiàng)錯(cuò)；羧酸的元數(shù)是根據(jù)分子中含有羧基的數(shù)目來(lái)確定的，B項(xiàng)正確；羧酸分子中雖含有親水基團(tuán)羧基，但也含有憎水基團(tuán)烴基，烴基越大，該羧酸在水中的溶解度就越小，高級(jí)脂肪酸都難溶于水的原因就在于此，C項(xiàng)錯(cuò)；乙酸的沸點(diǎn)比乙醇的沸點(diǎn)高的主要原因是乙酸分子間更易形成氫鍵，D項(xiàng)錯(cuò)。 3．現(xiàn)有5種基團(tuán)：—CH3、—OH、—CHO、—COOH、—C6H5，對(duì)由其中2個(gè)基團(tuán)構(gòu)成且顯酸性的有關(guān)物質(zhì)敘述正確的是(　　) A．共有4種，其中一種物質(zhì)不屬于羧酸 B．共有5種，其中一種為二元酸 C．共有6種，其中只有一種不是有機(jī)物 D．共有6種，它們?cè)谝欢l件下均能與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng) 解析：選C　5種基團(tuán)中兩兩基團(tuán)構(gòu)成顯酸性的物質(zhì)有CH3COOH、HO—CHO(即HCOOH)、HO—COOH(即H2CO3)、C6H5—OH、C6H5—COOH、OHC—COOH，共6種，其中H2CO3是無(wú)機(jī)物，C6H5—OH不能與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)，故C正確。 由于官能團(tuán)之間的相互影響，使得羧酸的性質(zhì)并不是羥基具有的化學(xué)性質(zhì)和羰基具有的化學(xué)性質(zhì)的簡(jiǎn)單加和。 1．酸性 羧基中羥基上的H更容易以離子形式電離出來(lái)，具有酸性，其酸性強(qiáng)于碳酸。 (1)RCOOH＋NaHCO3―→RCOONa＋CO2↑＋H2O (2)RCOOH＋NH3―→RCOONH4 2．羥基被取代的反應(yīng) (1)RCOOH＋R′OHRCOOR′＋H2O (2)RCOOH＋NH3RCONH2＋H2O 3．αH被取代的反應(yīng) 羧酸分子中的αH較活潑，易被取代，如在催化劑的作用下，可以與Cl2反應(yīng)。 4．還原反應(yīng) 羧酸用強(qiáng)還原劑如LiAlH4還原時(shí)，可生成相應(yīng)的醇。 RCOOHRCH2OH 1．如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明乙酸、碳酸、苯酚的酸性強(qiáng)弱？ 提示：實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。乙酸與Na2CO3反應(yīng)，放出CO2氣體，說(shuō)明乙酸的酸性比碳酸強(qiáng)；將產(chǎn)生的CO2氣體通入苯酚鈉溶液中，生成苯酚，溶液變渾濁，說(shuō)明碳酸的酸性比苯酚強(qiáng)。反應(yīng)的化學(xué)方程式如下： 2CH3COOH＋Na2CO3―→2CH3COONa＋CO2↑＋H2O CO2＋H2O＋C6H5ONa―→C6H5OH＋NaHCO3 2．在乙酸與乙醇的酯化反應(yīng)中，濃硫酸的作用是什么？ 提示：作催化劑和脫水劑。 3．用什么方法證明乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)時(shí)斷裂C—O 鍵？ 提示：使用同位素示蹤法探究乙酸酯化反應(yīng)中可能的脫水方式。 乙酸(CH3—COOH) 乙醇(CH3—CH2—18OH) 方式a 酸脫羥基，醇脫氫，產(chǎn)物：CH3CO18OC2H5，H2O 方式b 酸脫H，醇脫—OH，產(chǎn)物：CH3COOC2H5、HO 在乙酸乙酯中檢測(cè)到了同位素18O，證明乙酸與乙醇在濃硫酸作用下發(fā)生酯化反應(yīng)的機(jī)理是“酸脫羥基，醇脫氫”。 1．物質(zhì)中羥基氫原子活潑性比較 　　含羥基的 　　 物質(zhì) 比較項(xiàng)目　　 醇 水 酚 羧酸 羥基上氫原 子活潑性 在水溶液中 電離程度 極難電離 難電離 微弱電離 部分電離 酸堿性 中性 中性 很弱的酸性 弱酸性 與Na反應(yīng) 反應(yīng)放 出H2 反應(yīng)放 出H2 反應(yīng)放 出H2 反應(yīng)放 出H2 與NaOH 反應(yīng) 不反應(yīng) 不反應(yīng) 反應(yīng) 反應(yīng) 與NaHCO3 反應(yīng) 不反應(yīng) 不反應(yīng) 不反應(yīng) 反應(yīng)放出 CO2 能否由酯水 解生成 能 不能 能 能 2．酯化反應(yīng)的原理及類型 (1)反應(yīng)機(jī)理 羧酸與醇發(fā)生酯化反應(yīng)時(shí)，一般是羧酸分子中的羥基與醇分子中羥基上的氫原子結(jié)合生成水，其余部分結(jié)合生成酯，用示蹤原子法可以證明。 (2)基本類型 ①一元醇與一元羧酸之間的酯化反應(yīng)。 CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O ②二元羧酸與一元醇之間的酯化反應(yīng)。 HOOC—COOH＋2C2H5OHC2H5OOC—COOC2H5＋2H2O ③一元羧酸與二元醇之間的酯化反應(yīng)。 2CH3COOH＋HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH3＋2H2O ④二元羧酸與二元醇之間的酯化反應(yīng)。 此時(shí)反應(yīng)有兩種情況： ⑤羥基酸的自身酯化反應(yīng)。 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“”)。 (1)乙醇、乙酸均能與Na反應(yīng)放出H2，二者分子中官能團(tuán)相同() (2)能與碳酸鹽、碳酸氫鹽反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳的有機(jī)物一定含有羧基(√) (3)苯酚、乙酸與Na2CO3反應(yīng)都能生成CO2氣體() (4)酯化反應(yīng)是一種可逆反應(yīng)(√) (5)酯化反應(yīng)生成的酯可以是鏈狀，也可以是環(huán)狀(√) (6)生成硝化甘油的反應(yīng)也屬于硝化反應(yīng)() 解析：(1)乙醇分子中官能團(tuán)為—OH，乙酸分子中官能團(tuán)為—COOH。 (2)羧酸的酸性大于碳酸，所以羧酸能與碳酸鹽、碳酸氫鹽反應(yīng)生成二氧化碳。 (3)苯酚與Na2CO3反應(yīng)生成NaHCO3，而不會(huì)生成CO2，酸性。 (4)酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng)，濃H2SO4做催化劑和吸水劑。 (5)多元羧酸與多元醇、羥基酸的酯化反應(yīng)都可生成環(huán)狀酯。 (6)生成硝化甘油的反應(yīng)并不是硝化反應(yīng)而是酯化反應(yīng)，硝化反應(yīng)是硝基取代苯環(huán)上氫原子的反應(yīng)，硝化甘油是硝基取代甘油中羥基上氫原子的反應(yīng)。 2．下列關(guān)于羧酸的化學(xué)性質(zhì)的說(shuō)法中正確的是(　　) A．羧酸是弱酸，其酸性比碳酸還弱 B．羧酸能夠發(fā)生酯化反應(yīng)，該反應(yīng)也是取代反應(yīng) C．羧酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的部位只有羧基 D．羧酸不能被還原為相應(yīng)的醇 解析：選B　羧酸的酸性一般比碳酸要強(qiáng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；酯化反應(yīng)中，羧酸中的羥基被醇中的—OCH2R所取代，故B項(xiàng)正確；羧酸中的αH也能被其他基團(tuán)所取代，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；羧酸在還原劑LiAlH4的作用下可以被還原為相應(yīng)的醇，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3．C2HOH和CH3COOH發(fā)生反應(yīng)CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O，則達(dá)到平衡后含有18O的物質(zhì)有(　　) A．1種　　　　　　　　　 B．2種 C．3種 D．4種 解析：選B　根據(jù)酯化反應(yīng)中酸脫羥基醇脫氫的原則，乙酸乙酯和乙醇中均含有18O，水中不含有18O；根據(jù)酯基的水解原則，乙酸中也不含18O，故只有2種物質(zhì)含有18O。 4．分子式為C5H10O2并能與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)放出氣體的有機(jī)物有(不含立體異構(gòu))(　　) A．3種 B．4種 C．5種 D．6種 解析：選B　與NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體說(shuō)明該有機(jī)物含有—COOH，C5H10O2可寫(xiě)為C4H9—COOH，丁基有4種結(jié)構(gòu)，故符合條件的有機(jī)物有4種，B項(xiàng)正確。 ①與足量的NaOH溶液共熱，再通入足量CO2氣體 ②與稀硫酸共熱后，再加入足量NaOH溶液 ③加熱該物質(zhì)的溶液，再通入足量的SO2氣體 ④與稀H2SO4共熱后，加入足量的NaHCO3溶液 A．①④　　　　　　　　 B．①② C．②④ D．④ 6．分枝酸可用于生化研究，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖。下列關(guān)于分枝酸的敘述不正確的是(　　) A．分子中含有3種含氧官能團(tuán) B．可發(fā)生取代、加成、消去、加聚等反應(yīng) C．該物質(zhì)的分子式為C10H10O6 D．1 mol 分枝酸最多可與3 mol NaOH發(fā)生中和反應(yīng) 解析：選D　A項(xiàng)，該物質(zhì)中含氧官能團(tuán)是羧基、醇羥基、醚鍵三種，正確；B項(xiàng)，該物質(zhì)中含有碳碳雙鍵、羧基、醇羥基、醚鍵，能發(fā)生取代反應(yīng)、加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)、氧化反應(yīng)、中和反應(yīng)、消去反應(yīng)、酯化反應(yīng)等，正確；C項(xiàng)，根據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可確定分子式為C10H10O6，正確；D項(xiàng)，因?yàn)榉肿又兄挥?個(gè)羧基，所以1 mol分枝酸最多可與2 mol NaOH發(fā)生反應(yīng)，錯(cuò)誤。 7．已知葡萄糖在乳酸菌作用下可轉(zhuǎn)化為乳酸(C3H6O3)。 (1)取9 g 乳酸與足量的金屬Na反應(yīng)，可生成2.24 L H2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，另取等量乳酸與足量的乙醇反應(yīng)，生成0.1 mol乳酸乙酯和1.8 g水，由此可推斷乳酸分子中含有的官能團(tuán)名稱為_(kāi)_______。 (2)乳酸在Cu做催化劑時(shí)可被氧化成丙酮酸，由以上事實(shí)推知乳酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_________________。 (3)兩個(gè)乳酸分子在一定條件下脫水生成環(huán)酯(C6H8O4)，則此環(huán)酯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是________________________________________________________________________。 (4)乳酸在濃H2SO4作用下，三分子相互反應(yīng)，生成鏈狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，寫(xiě)出其生成物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：________________________________________________________________________。 解析：根據(jù)乳酸的分子式，可求出其相對(duì)分子質(zhì)量為90，9 g乳酸為0.1 mol,1.8 g H2O為0.1 mol。0.1 mol乳酸與0.1 mol乙醇反應(yīng)生成0.1 mol乳酸乙酯，可知1 mol乳酸分子中含有1 mol羧基；又因?yàn)?.1 mol乳酸與足量金屬鈉反應(yīng)生成0.1 mol H2，所以1 mol乳酸分子中還含有1 mol醇羥基。根據(jù)乳酸在Cu催化條件下被氧化成可知，醇羥基的位置在碳鏈中間。據(jù)此可推導(dǎo)出乳酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。 答案：(1)羧基、醇羥基 (2) 8．蘋(píng)果酸是一種常見(jiàn)的有機(jī)酸，主要用于食品和醫(yī)藥行業(yè)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。 (1)蘋(píng)果酸分子中所含官能團(tuán)的名稱是________、________。　 (2)蘋(píng)果酸不可能發(fā)生的反應(yīng)有________(填序號(hào))。 ①加成反應(yīng)　　②酯化反應(yīng)　?、奂泳鄯磻?yīng) ④氧化反應(yīng)　?、菹シ磻?yīng)　　⑥取代反應(yīng) (3)物質(zhì)A(C4H5O4Br)在一定條件下可發(fā)生水解反應(yīng)得到蘋(píng)果酸和溴化氫。寫(xiě)出由A制取蘋(píng)果酸的化學(xué)方程式：_____________________________________________________。 解析：根據(jù)蘋(píng)果酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，蘋(píng)果酸分子中含有(醇)羥基和羧基兩種官能團(tuán)；羧基能發(fā)生酯化反應(yīng)，醇羥基能發(fā)生氧化反應(yīng)、消去反應(yīng)、取代反應(yīng)；由蘋(píng)果酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可推出C4H5O4Br的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，即可寫(xiě)出其水解反應(yīng)的化學(xué)方程式。 答案：(1)(醇)羥基　羧基 (2)①③ 1．羧酸衍生物 羧酸分子中羧基上的羥基被其他原子或原子團(tuán)取代得到的產(chǎn)物稱為羧酸衍生物。羧酸分子中的羧基去掉羥基后剩余的基團(tuán)稱為。 2．酯 酯是由?；蜔N氧基(RO—)相連構(gòu)成的，羧酸酯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，飽和一元羧酸與飽和一元醇所形成的酯的通式為CnH2nO2。 3．酯的物理性質(zhì) 酯類難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，密度一般比水小。低級(jí)酯有香味，易揮發(fā)。 4．酯的化學(xué)性質(zhì) (1)酯的水解： ①酸性條件下 ②堿性條件下 酯在堿性條件下的水解程度大于酸性條件下的水解程度。 (2)酯的醇解(酯交換反應(yīng))： 5．油脂 油脂是高級(jí)脂肪酸甘油酯，其結(jié)構(gòu)可表示為 。 油脂在堿性條件下的水解反應(yīng)稱為皂化反應(yīng)。 1．為什么酯的水解在酸性條件下是可逆反應(yīng)，而在堿性條件下不可逆？ 提示：酯水解生成羧酸和醇，在堿性條件下羧酸生成羧酸鹽，使水解平衡正移，反應(yīng)徹底，故該反應(yīng)不可逆。 2．含相同碳原子的飽和一元酸和酯互為同分異構(gòu)體對(duì)嗎？并舉例說(shuō)明。 提示：對(duì)，如CH3CH2COOH與CH3COOCH3互為同分異構(gòu)體。 羧酸、酯的同分異構(gòu)體的書(shū)寫(xiě) (1)類別異構(gòu)體 飽和一元羧酸與等碳原子數(shù)的飽和一元酯互為類別異構(gòu)體。 (2)同類同分異構(gòu)體 羧酸、酯都有碳鏈異構(gòu)和官能團(tuán)位置異構(gòu)兩種異構(gòu)方式，這兩種類型的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的書(shū)寫(xiě)，仍然按照先碳鏈異構(gòu)后位置異構(gòu)的順序書(shū)寫(xiě)。 書(shū)寫(xiě)同分異構(gòu)體的方法：R1中的碳原子數(shù)由0、1、2、3……，R2中的碳原子數(shù)由最大值減小至1，同時(shí)要注意R1、R2中的碳鏈異構(gòu)。 如分子式為C5H10O2的物質(zhì)，在酯和羧酸兩類物質(zhì)范圍內(nèi)的同分異構(gòu)體有： (3)同分異構(gòu)體的書(shū)寫(xiě)思路 書(shū)寫(xiě)酯的同分異構(gòu)體要注意思維的有序性，首先進(jìn)行分類，對(duì)于同類型的物質(zhì)再按步驟書(shū)寫(xiě)，從碳骨架異構(gòu)到官能團(tuán)位置異構(gòu)，逐步書(shū)寫(xiě)，防止重寫(xiě)或漏寫(xiě)。 [特別提醒]　 (1)羧酸或酯的類別異構(gòu)體并不只有一種，在試題中還應(yīng)根據(jù)具體條件寫(xiě)出符合要求的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，如分子式為C2H4O2的化合物，該化合物能發(fā)生銀鏡反應(yīng)、能與鈉反應(yīng)，則其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2OHCHO。 (2)芳香酯中酯基也有可能是由羧基與酚羥基形成的，且1 mol這樣的酯基水解時(shí)消耗2 mol NaOH。 1．“水過(guò)鴨背不留珠”指的是鴨子的羽毛不會(huì)被水浸濕，這與鴨子羽毛表面的有機(jī)物有關(guān)，該有機(jī)物可能是(　　) A．低級(jí)羧酸　　　　　　　 B．低級(jí)脂肪醛 C．油脂 D．甘油 解析：選C　油脂不溶于水而低級(jí)羧酸、低級(jí)脂肪醛和甘油均可溶于水。 2．有多種同分異構(gòu)體，其中屬于酯類且含有苯環(huán)的同分異構(gòu)體有(　　) A．3種 B．4種 C．5種 D．6種 解析：選D　若苯環(huán)上只有一個(gè)取代基，則剩余的基團(tuán)是—C2H3O2，可能是苯酚與乙酸形成的酯，也可能是苯甲酸與甲醇形成的酯，還可能是甲酸與苯甲醇形成的酯。若苯環(huán)上有兩個(gè)取代基，一定是一個(gè)為—CH3，另一個(gè)為—OOCH，兩個(gè)取代基在苯環(huán)上的位置有鄰、間、對(duì)3種情況。綜合上述兩點(diǎn)，同分異構(gòu)體有6種，分別是 3．下列現(xiàn)象中，可以作為判斷油脂皂化反應(yīng)已完成的依據(jù)的是 (　　) A．反應(yīng)液使紅色石蕊試紙變藍(lán)色 B．反應(yīng)液使藍(lán)色石蕊試紙變紅色 C．反應(yīng)后靜置，反應(yīng)液分為兩層 D．反應(yīng)后靜置，反應(yīng)液不分層 解析：選D　油脂與NaOH溶液未反應(yīng)前分層，發(fā)生完全皂化反應(yīng)后，生成高級(jí)脂肪酸鹽、甘油和水的混合物，不會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象，故C錯(cuò)。高級(jí)脂肪酸鈉為強(qiáng)堿弱酸鹽，水解呈堿性，即皂化反應(yīng)前后混合液均呈堿性，不能依據(jù)石蕊試紙的顏色變化判斷反應(yīng)是否完成，故A、B錯(cuò)。 4．酯類物質(zhì)廣泛存在于香蕉、梨等水果中。某實(shí)驗(yàn)小組先從梨中分離出一種酯，然后將分離出的酯水解，得到乙酸和另一種化學(xué)式為C6H14O的物質(zhì)。對(duì)于此過(guò)程，以下分析中不正確的是(　　) A．C6H14O分子含有羥基 B．C6H14O可與金屬鈉發(fā)生反應(yīng) C．實(shí)驗(yàn)小組分離出的酯可表示為CH3COOC6H13 D．不需要催化劑，這種酯在水中加熱即可大量水解 解析：選D　酯水解生成羧酸和醇，因此C6H14O中存在—OH，能與Na發(fā)生反應(yīng)；根據(jù)酯化反應(yīng)原理，該酯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可表示為CH3COOC6H13，其水解需要酸等作催化劑。 6．分子式為C4H8O2的有機(jī)物與硫酸溶液共熱可得有機(jī)物A和B。將A氧化最終可得C，且B和C互為同系物。若C可發(fā)生銀鏡反應(yīng)，則原有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為(　　) A．HCOOCH2CH2CH3　　 B．CH3COOCH2CH3 C．CH3CH2COOCH3 D．HCOOCH(CH3)2 解析：選C　分子式為C4H8O2的有機(jī)物與硫酸溶液共熱可得有機(jī)物A和B，將A氧化最終可得C，且B和C互為同系物，說(shuō)明C4H8O2為酯，酯水解生成羧酸和醇，A為醇，B和C為羧酸，C可發(fā)生銀鏡反應(yīng)，則C為HCOOH，則A應(yīng)為CH3OH，B為CH3CH2COOH，對(duì)應(yīng)的酯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH2COOCH3，故C正確。 [二級(jí)訓(xùn)練節(jié)節(jié)過(guò)關(guān)]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．下列有關(guān)常見(jiàn)羧酸的說(shuō)法中正確的是(　　) A．甲酸是一種無(wú)色有刺激性氣味的氣體，易溶于水 B．乙酸的沸點(diǎn)低于丙醇，高于乙醇 C．苯甲酸的酸性比碳酸弱，不能和碳酸氫鈉反應(yīng)制取CO2 D．乙二酸具有還原性，可以使酸性KMnO4溶液退色 解析：選D　常溫下甲酸是液體，A不正確；乙酸的沸點(diǎn)高于丙醇的沸點(diǎn)，B不正確；苯甲酸的酸性比碳酸強(qiáng)，可以和NaHCO3反應(yīng)制取CO2，C不正確。 2．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．酸和醇發(fā)生的反應(yīng)一定是酯化反應(yīng) B．酯化反應(yīng)中羧酸脫去羧基中的羥基，醇脫去羥基中的氫原子生成水 C．濃硫酸在酯化反應(yīng)中只起催化劑的作用 D．欲使酯化反應(yīng)生成的酯分離并提純，可以將酯蒸氣通過(guò)導(dǎo)管伸入飽和碳酸鈉溶液的液面下，再用分液漏斗分離 解析：選B　A項(xiàng)，HBr＋C2H5OHC2H5Br＋H2O不是酯化反應(yīng)；C項(xiàng)，酯化反應(yīng)中濃硫酸起催化劑、吸水劑作用；D項(xiàng)，導(dǎo)管口應(yīng)該在飽和碳酸鈉溶液的液面以上，以防止倒吸。 3．下列關(guān)于肥皂制取的理解和說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(　　) A．制備肥皂的原理是酯的醇解反應(yīng) B．制備肥皂的副產(chǎn)物是甘油 C．鹽析的目的是為了盡快使硬脂酸鈉凝結(jié)為肥皂 D．氫氧化鈉在制備肥皂的反應(yīng)中既是催化劑，又是反應(yīng)物 解析：選A　制備肥皂利用的原理是高級(jí)脂肪酸甘油酯在堿性條件下的水解反應(yīng)(即皂化反應(yīng))，生成物是高級(jí)脂肪酸鈉與甘油，反應(yīng)中使用的氫氧化鈉是催化劑，但還會(huì)與水解產(chǎn)物高級(jí)脂肪酸發(fā)生中和反應(yīng)，故氫氧化鈉既是催化劑，也是反應(yīng)物。 4．1 mol與足量的NaOH溶液充分反應(yīng)，消耗的NaOH的物質(zhì)的量為(　　) A．5 mol　　　　　　　 B．4 mol C．3 mol D．2 mol 解析：選A　1 mol該酯水解后，產(chǎn)生2 mol羧基和3 mol酚羥基，它們都會(huì)與NaOH反應(yīng)，共需5 mol NaOH。 A．Na B．NaHCO3 C．NaCl D．NaOH 解析：選B　酸性強(qiáng)弱順序?yàn)椤狢OOH＞H2CO3＞，所以NaHCO3僅能與—COOH反應(yīng)生成—COONa，不能和酚羥基反應(yīng)。 6．有甲酸、乙酸、乙醛和乙酸乙酯四種無(wú)色液體，下列試劑中可將它們一一鑒別出來(lái)的是(　　) A．蒸餾水 B．三氯化鐵溶液 C．新制Cu(OH)2 D．氫氧化鈉溶液 解析：選C　四種物質(zhì)中較為特殊的是甲酸，結(jié)構(gòu)中不僅含有羧基還有醛基。Cu(OH)2會(huì)與甲酸、乙酸在常溫下發(fā)生中和反應(yīng)，生成易溶于水的羧酸銅溶液。甲酸和乙醛都有醛基，加熱時(shí)會(huì)被新制Cu(OH)2氧化，產(chǎn)生磚紅色的Cu2O沉淀。Cu(OH)2懸濁液中的水與酯混合時(shí)會(huì)分層，由于酯的密度比水小，有機(jī)層在上層。 7．芳香化合物C8H8O2屬于酯和羧酸的同分異構(gòu)體的數(shù)目分別是(　　) A．4和5 B．5和4 C．4和6 D．6和4 解析：選D　若為酯，因是芳香化合物，分子中含有苯環(huán)和酯基，可能含有1個(gè)側(cè)鏈—COOCH3或—OOCCH3或—CH2OOCH，有3種結(jié)構(gòu)；若含有2個(gè)側(cè)鏈，—CH3和—OOCH，有鄰、間、對(duì)3種結(jié)構(gòu)，因此共有6種同分異構(gòu)體。若為羧酸，則含有苯環(huán)和羧基，可能含有1個(gè)側(cè)鏈—CH2COOH，也可能含有2個(gè)側(cè)鏈：—CH3和—COOH，有鄰、間、對(duì)三種結(jié)構(gòu)，因此共有4種同分異構(gòu)體。 8．生活中常見(jiàn)的熒光棒的發(fā)光原理可用下式表示： 上述反應(yīng)產(chǎn)生的能量傳遞給熒光染料分子后，使染料分子釋放出熒光。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．上述反應(yīng)是酯的水解反應(yīng) B．熒光棒發(fā)光過(guò)程涉及化學(xué)能到光能的轉(zhuǎn)化 C．二苯基草酸酯苯環(huán)上的一氯代物有4種 D．二苯基草酸酯與草酸()互為同系物 解析：選B　A項(xiàng)，二苯基草酸酯水解應(yīng)該生成和草酸，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，熒光棒發(fā)光過(guò)程涉及化學(xué)能到光能的轉(zhuǎn)化，正確；C項(xiàng)，二苯基草酸酯苯環(huán)上的一氯代物共有3種()，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，二苯基草酸酯與草酸()的結(jié)構(gòu)不相似，不是同系物關(guān)系，錯(cuò)誤。 9．有以下一系列反應(yīng)，最終產(chǎn)物是乙二酸。 ABCD EF乙二酸(HOOC—COOH) 試回答下列問(wèn)題： (1)C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是________。B→C的反應(yīng)類型是________，E→F的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________ ______________________。 (2)E與乙二酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成環(huán)狀化合物的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________。 (3)由B發(fā)生水解反應(yīng)或C與H2O發(fā)生加成反應(yīng)均生成化合物G，在乙二酸、水、苯酚、G四種分子中，羥基上氫原子的活潑性由強(qiáng)到弱的順序是________________________________________________________________________。 解析：用“逆推法”的思路，以最終產(chǎn)物乙二酸為起點(diǎn)，逆向思考，推斷出各有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式后，再回答相關(guān)問(wèn)題。題中出現(xiàn)“”這一轉(zhuǎn)化條件就可以與鹵代烴的消去反應(yīng)相聯(lián)系，出現(xiàn)“AO2,B”可聯(lián)想到“醇→醛→羧酸”的轉(zhuǎn)化關(guān)系。 答案：(1)CH2===CH2　消去反應(yīng) 10．《茉莉花》是一首膾炙人口的中國(guó)民歌，茉莉花香氣的成分有多種，乙酸苯甲酯是其中的一種，它可以從茉莉花中提取，也可以用甲苯和乙醇為原料進(jìn)行人工合成，一種合成路線如下： 回答下列問(wèn)題： (1)寫(xiě)出A、B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A________，B________。 (2)寫(xiě)出反應(yīng)②、⑥的化學(xué)方程式：________________、________________。 (3)上述反應(yīng)中屬于取代反應(yīng)的有________(填序號(hào))。 (4)反應(yīng)________(填序號(hào))的原子理論利用率為100%，符合綠色化學(xué)的要求。 解析：(1)根據(jù)題給流程和信息推斷乙醇在銅作催化劑、加熱的條件下與氧氣反應(yīng)生成A，則A為CH3CHO，甲苯在光照條件下與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成B，B在氫氧化鈉水溶液、加熱的條件下發(fā)生水解反應(yīng)生成苯甲醇，則B為。 (2)反應(yīng)②是乙醇在銅作催化劑、加熱的條件下與氧氣反應(yīng)生成乙醛和水；反應(yīng)⑥是乙酸與苯甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成乙酸苯甲酯和水。 (3)反應(yīng)①是乙烯與水發(fā)生加成反應(yīng)生成乙醇；反應(yīng)②是乙醇發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成乙醛；反應(yīng)③是乙醛發(fā)生氧化反應(yīng)生成乙酸；反應(yīng)④是甲苯與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成；反應(yīng)⑤是在氫氧化鈉水溶液、加熱條件下發(fā)生水解反應(yīng)生成苯甲醇，屬于取代反應(yīng)；反應(yīng)⑥是乙酸與苯甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成乙酸苯甲酯，屬于取代反應(yīng)；故屬于取代反應(yīng)的有④⑤⑥。 (4)反應(yīng)①為乙烯與水發(fā)生加成反應(yīng)生成乙醇，反應(yīng)③為乙醛發(fā)生氧化反應(yīng)生成乙酸，都符合原子利用率為100%。 1．在阿司匹林的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式中①②③④⑤⑥分別標(biāo)出了其分子中的不同的鍵。將阿司匹林與足量NaOH溶液共熱時(shí)，發(fā)生反應(yīng)時(shí)斷鍵的位置是(　　) A．①④ B．②⑥ C．③④ D．②⑤ 解析：選B　能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的是酯基和羧基，酯基中碳氧單鍵斷裂，即②鍵斷裂；羧基中羥基上的氧氫鍵斷裂，即⑥鍵斷裂，所以B項(xiàng)正確。 2．已知：，其中甲、乙、丁均能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，則乙為(　　) A．甲醇 B．甲醛 C．乙醛 D．甲酸 解析：選D　甲、乙、丁均能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，結(jié)合它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，可得甲為甲醛、乙為甲酸、丙為甲醇、丁為甲酸甲酯，故D項(xiàng)正確。 3．某分子式為C10H20O2的酯，在一定條件下可發(fā)生如圖的轉(zhuǎn)化過(guò)程： 則符合上述條件的酯的結(jié)構(gòu)可有(　　) A．2種 B．4種 C．6種 D．8種 解析：選B　因C在一定條件下可氧化成E，則C為C4H9—CH2OH，B為C4H9—COOH，而—C4H9有四種結(jié)構(gòu)，所以有機(jī)物共有同分異構(gòu)體4種。 4.有機(jī)物A與B是分子式為C5H10O2的同分異構(gòu)體，在酸性條件下均可水解，水解情況如右圖所示，下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是(　　) A．X、Y互為同系物 B．C分子中的碳原子最多有3個(gè) C．X、Y的化學(xué)性質(zhì)不可能相似 D．X、Y一定互為同分異構(gòu)體 解析：選D　因A、B互為同分異構(gòu)體，二者水解后得到了同一種產(chǎn)物C，由轉(zhuǎn)化關(guān)系圖知X、Y分子式相同且為官能團(tuán)相同的同分異構(gòu)體，A、C錯(cuò)，D對(duì)；C可以是甲酸、乙酸，也可以是甲醇，B錯(cuò)。 5．某有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，取Na、NaOH、NaHCO3分別與等物質(zhì)的量的該物質(zhì)充分反應(yīng)(反應(yīng)時(shí)可加熱煮沸)，則消耗Na、NaOH、NaHCO3三種物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為(　　) A．2∶2∶1 B．1∶1∶1 C．3∶2∶1 D．3∶3∶2 解析：選C　有機(jī)物A的分子中含有醇羥基、酚羥基、醛基、羧基，因此它同時(shí)具有醇、酚、醛、羧酸四類物質(zhì)的化學(xué)特性。與鈉反應(yīng)時(shí)，酚羥基、羧基、醇羥基均能參加反應(yīng)，1 mol A消耗3 mol Na；與NaOH反應(yīng)的官能團(tuán)是酚羥基、羧基，1 mol A消耗2 mol NaOH；與NaHCO3反應(yīng)的官能團(tuán)只有羧基，1 mol A只能與1 mol NaHCO3反應(yīng)。故消耗Na、NaOH、NaHCO3三種物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為3∶2∶1。 6.中國(guó)女科學(xué)家屠呦呦獲諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。屠呦呦從中醫(yī)古籍里得到啟發(fā)，用乙醚從青蒿中提取出可以高效抑制瘧原蟲(chóng)的成分——青蒿素(結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖)，這一發(fā)現(xiàn)在全球范圍內(nèi)挽救了數(shù)以百萬(wàn)人的生命。下列說(shuō)法中不正確的是(　　) A．青蒿素的分子式為C15H22O5 B．青蒿素能與NaOH溶液反應(yīng) C．青蒿素易溶于水、乙醇、苯等溶劑 D．用乙醚從青蒿中提取青蒿素，用到了萃取的原理 解析：選C　A項(xiàng)，根據(jù)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知分子式為C15H22O5，正確；B項(xiàng)，含有酯基，可與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，主要發(fā)生水解反應(yīng)，正確；C項(xiàng)，該有機(jī)物含有較多憎水基，難溶于水，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，青蒿素易溶于乙醚，符合萃取的分離操作，正確。 7.化合物X是一種醫(yī)藥中間體，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示。下列有關(guān)化合物X的說(shuō)法正確的是(　　) A．分子中兩個(gè)苯環(huán)一定處于同一平面 B．不能與飽和Na2CO3溶液反應(yīng) C．在酸性條件下水解，水解產(chǎn)物只有一種 D．1 mol化合物X最多能與2 mol NaOH反應(yīng) 解析：選C　A項(xiàng)中，與2個(gè)相連接的C原子有四個(gè)單鍵，為四面體結(jié)構(gòu)，兩個(gè)不一定處于同一平面，錯(cuò)誤；B項(xiàng)中，化合物X中有—COOH，可以與飽和Na2CO3溶液反應(yīng)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)中，有酯基存在，酸性條件下水解生成HOOCOHCOOH，正確；D項(xiàng)中， 8.迷迭香酸是從蜂花屬植物中提取得到的酸性物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示。下列敘述正確的是(　　) A．迷迭香酸與溴單質(zhì)只能發(fā)生取代反應(yīng) B．1 mol迷迭香酸最多能和9 mol氫氣發(fā)生加成反應(yīng) C．迷迭香酸可以發(fā)生水解反應(yīng)、取代反應(yīng)和酯化反應(yīng) D．1 mol迷迭香酸最多能和5 mol NaOH發(fā)生反應(yīng) 解析：選C　該有機(jī)物結(jié)構(gòu)中含有酚羥基和碳碳雙鍵，能與溴發(fā)生取代反應(yīng)和加成反應(yīng)，故A項(xiàng)錯(cuò)。1分子迷迭香酸中含有2個(gè)苯環(huán)，1個(gè)碳碳雙鍵，則1 mol迷迭香酸最多能和7 mol氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)。1分子迷迭香酸中含有4個(gè)酚羥基、1個(gè)羧基、1個(gè)酯基，則 1 mol迷迭香酸最多能和6 mol NaOH發(fā)生反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)。 9.咖啡酸有止血功效，存在于多種中藥中，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如右圖所示。 (1)寫(xiě)出咖啡酸中兩種含氧官能團(tuán)的名稱：________________________________。 (2)根據(jù)咖啡酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，列舉3種咖啡酸可以發(fā)生的反應(yīng)類型：________________________________________________________________________。 (3)蜂膠的分子式為C17H16O4，在一定條件下可水解生成咖啡酸和一種醇A，則醇A的分子式為_(kāi)______________________________________________________。 (4)已知醇A含有苯環(huán)，且分子結(jié)構(gòu)中無(wú)甲基，寫(xiě)出醇A在一定條件下與乙酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)咖啡酸分子中的兩種含氧官能團(tuán)是羧酸和(酚)羥基。(2)咖啡酸分子中含有碳碳雙鍵，可發(fā)生加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)、氧化反應(yīng)等，其中與氫氣的加成反應(yīng)又屬于還原反應(yīng)；酚類物質(zhì)可與溴水發(fā)生取代反應(yīng)；含有羧基，可發(fā)生中和反應(yīng)、酯化反應(yīng)(取代反應(yīng))。(3)根據(jù)咖啡酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知其分子式為C9H8O4。根據(jù)C17H16O4＋H2O―→C9H8O4＋A可知，A的分子式為C8H10O。(4)A的分子式為C8H10O，含有苯環(huán)且其分子結(jié)構(gòu)中無(wú)甲基，則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。 答案：(1)羧基、(酚)羥基 (2)加成反應(yīng)、酯化反應(yīng)、加聚反應(yīng)、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)等(任寫(xiě)3種即可)　(3)C8H10O 10．已知有機(jī)物A、B、C、D、E、F、G有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系，其中C的產(chǎn)量可用來(lái)衡量一個(gè)國(guó)家的石油化工發(fā)展水平，G的分子式為C9H10O2，試回答下列有關(guān)問(wèn)題。 (1)G的名稱為_(kāi)___________________________________________________。 (2)指出下列反應(yīng)的反應(yīng)類型：A轉(zhuǎn)化為B：________；C轉(zhuǎn)化為D：________。 (3)寫(xiě)出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式： G與足量NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)符合下列條件的G的同分異構(gòu)體數(shù)目為_(kāi)_______種。 ①苯環(huán)上有3個(gè)取代基，且有兩個(gè)取代基相同； ②能夠與新制的銀氨溶液反應(yīng)產(chǎn)生光亮的銀鏡。 答案：(1)乙酸苯甲酯　(2)取代反應(yīng)(或水解反應(yīng))　加成反應(yīng)