高中化學(xué)選擇性必修三 第3章 第4節(jié) 第2課時(shí) 羧酸衍生物 講義

1、第三章 烴的衍生物第四節(jié)羧酸羧酸衍生物第2課時(shí)羧酸衍生物學(xué)習(xí)導(dǎo)航1.能從酯基和酰胺基的成鍵方式的角度，了解酯和酰胺的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和分類，理解酯和酰胺的化學(xué)性質(zhì)。2.能結(jié)合乙酸乙酯和酰胺水解反應(yīng)的原理，能推理出酯類物質(zhì)水解反應(yīng)后的產(chǎn)物。教學(xué)過(guò)程一、酯1酯的組成與結(jié)構(gòu)(1)酯是羧酸分子羧基中的OH被OR取代后的產(chǎn)物，其結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)寫(xiě)為。其中：R和R可以相同，也可以不同。R是烴基，也可以是H，但R只能是烴基。羧酸酯的官能團(tuán)是酯基。(2)飽和一元羧酸CnH2n1COOH與飽和一元醇CmH2m1OH生成酯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CnH2n1COOCmH2m1，其組成通式為CnH2nO2(n2)。(3)命名：根據(jù)生成酯的酸和

2、醇命名為某酸某酯。如：CH3COOCH2CH3乙酸乙酯；HCOOCH2CH2CH3甲酸正丙酯。2酯的存在與物理性質(zhì)(1)存在：酯類廣泛存在于自然界中，低級(jí)酯存在于各種水果和花草中。如蘋(píng)果里含有戊酸戊酯，菠蘿里含有丁酸乙酯，香蕉里含有乙酸異戊酯等。(2)物理性質(zhì)低級(jí)酯是具有芳香氣味的液體，密度一般比水小，并難溶于水，易溶于乙醇和乙醚等有機(jī)溶劑中。3酯的化學(xué)性質(zhì)(1)酯的水解反應(yīng)原理酯化反應(yīng)形成的鍵，即酯水解反應(yīng)斷裂的鍵。請(qǐng)用化學(xué)方程式表示水解反應(yīng)的原理：eq o(,sup7()。(2)酯在酸性或堿性條件下的水解反應(yīng)在酸性條件下，酯的水解是可逆反應(yīng)。乙酸乙酯在稀硫酸存在下水解的化學(xué)方程式為CH3C

3、OOC2H5H2Oeq o(,sup11(稀硫酸),sdo4()CH3COOHC2H5OH。在堿性條件下，酯水解生成羧酸鹽和醇，水解反應(yīng)是不可逆反應(yīng)。乙酸乙酯在氫氧化鈉存在下水解的化學(xué)方程式為CH3COOC2H5NaOHeq o(,sup7()CH3COONaC2H5OH。酯在堿性條件下的水解程度比在酸性條件下水解程度大?！練w納總結(jié)】酯化反應(yīng)與酯的水解反應(yīng)的比較酯化反應(yīng)酯的水解反應(yīng)反應(yīng)關(guān)系CH3COOHC2H5OHeq o(,sup26(),sdo9(催化劑) CH3COOC2H5H2O催化劑濃硫酸稀硫酸或NaOH溶液催化劑的其他作用吸水、提高CH3COOH和C2H5OH的轉(zhuǎn)化率NaOH中和酯

4、水解生成的羧酸、提高酯的水解率加熱方式酒精燈火焰加熱熱水浴加熱反應(yīng)類型酯化反應(yīng)、取代反應(yīng)水解反應(yīng)、取代反應(yīng)二、油脂1油脂的結(jié)構(gòu)和分類(1)概念油脂是由高級(jí)脂肪酸和甘油生成的酯，屬于酯類化合物。(2)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：。官能團(tuán)：酯基，有的在其烴基中可能含有碳碳不飽和鍵。(3)分類油脂eq blcrc (avs4alco1(按狀態(tài)分blcrc (avs4alco1(油：常溫下呈液態(tài)植物油,脂肪：常溫下呈固態(tài)動(dòng)物油),按高級(jí)脂肪酸的種類分blcrc (avs4alco1(簡(jiǎn)單甘油酯：R、R、R相同,混合甘油酯：R、R、R不同)(4)常見(jiàn)高級(jí)脂肪酸名稱飽和脂肪酸不飽和脂肪酸軟脂酸硬脂酸油酸亞油酸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式C

5、15H31COOHC17H35COOHC17H33COOHC17H31COOH2油脂的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)密度：比水的小。溶解性：難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。熔、沸點(diǎn)：天然油脂都是混合物，沒(méi)有固定的熔、沸點(diǎn)。(2)化學(xué)性質(zhì)水解反應(yīng)a硬脂酸甘油酯在酸性條件下水解反應(yīng)的化學(xué)方程式為3H2Oeq o(,sup11(H),sdo4()3C17H35COOH。b硬脂酸甘油酯在NaOH溶液中水解的化學(xué)方程式為3NaOHeq o(,sup7()3C17H35COONa。油脂在堿性溶液中的水解反應(yīng)又稱為皂化反應(yīng)，工業(yè)上常用來(lái)制取肥皂。高級(jí)脂肪酸鈉是肥皂的有效成分。油脂的氫化油酸甘油酯與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)的化學(xué)方程式

6、為3H2eq o(,sup11(催化劑),sdo4()，這一過(guò)程又稱為油脂的氫化，也可稱為油脂的硬化。這樣制得的油脂叫人造脂肪，通常又稱為硬化油。肥皂的制取a生產(chǎn)流程b鹽析工業(yè)上利用油脂在堿性條件下的水解生成高級(jí)脂肪酸鈉鹽(肥皂的主要成分)，反應(yīng)完畢后加食鹽進(jìn)行鹽析，因?yàn)槁然c能降低高級(jí)脂肪酸鈉的溶解度，使混合液分成上下兩層，上層為高級(jí)脂肪酸鈉鹽，下層為甘油和食鹽水的混合液。脂肪、油、礦物油三者的比較物質(zhì)油脂礦物油脂肪油組成多種高級(jí)脂肪酸的甘油酯多種烴(石油及其分餾產(chǎn)品)含飽和烴基多含不飽和烴基多性質(zhì)固態(tài)或半固態(tài)液態(tài)液態(tài)具有酯的性質(zhì)，能水解，有的油脂兼有烯烴的性質(zhì)具有烴的性質(zhì)，不能水解鑒別加含

7、酚酞的NaOH溶液，加熱，紅色變淺，不再分層加含酚酞的NaOH溶液，加熱，無(wú)變化用途營(yíng)養(yǎng)素可食用，化工原料如制肥皂、甘油燃料、化工原料【特別提醒】植物油與裂化汽油均含碳碳雙鍵，能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色。區(qū)別油脂(酯)與礦物油(烴)的一般方法是加含酚酞的NaOH溶液，加熱，紅色變淺，最后不分層的為油脂(酯)，否則為礦物油(烴)。3甲酸酯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)甲酸酯的結(jié)構(gòu)為，分子中含有一個(gè)酯基和一個(gè)醛基，所以甲酸酯除了能發(fā)生水解反應(yīng)外，還可以發(fā)生醛的特征反應(yīng)，如銀鏡反應(yīng)、與新制的Cu(OH)2反應(yīng)。由此可知，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)及與新制的Cu(OH)2反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀的有醛、甲酸、甲酸酯等含有醛基的物質(zhì)

8、。三、酰胺1胺的結(jié)構(gòu)烴基取代氨分子中的氫原子而形成的化合物叫做胺，胺也可以看作是烴分子中的氫原子被氨基所替代得到的化合物。根據(jù)取代烴基數(shù)目不同，胺有三種結(jié)構(gòu)通式：2胺的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)低級(jí)脂肪胺，如甲胺、二甲胺和三甲胺等，在常溫下是氣體，丙胺以上是液體，十二胺以上為固體。芳香胺是無(wú)色高沸點(diǎn)的液體或低熔點(diǎn)的固體，并有毒性。低級(jí)的伯、仲、叔胺都有較好的水溶性。隨著碳原子數(shù)的增加，胺的水溶性逐漸下降。(2)化學(xué)性質(zhì)(胺的堿性)RNH2H2ORNHeq oal(,3)OH；RNH2HClRNH3Cl；RNH3ClNaOHRNH2NaClH2O。3酰胺(1)酰胺的結(jié)構(gòu)酰胺是羧酸分子中羥基被氨基所替代得

9、到的化合物，其結(jié)構(gòu)一般表示為，其中的叫做?；?，叫做酰胺基。(2)幾種常見(jiàn)酰胺及其名稱N-甲基乙酰胺N，N-二甲基乙酰胺N-甲基-N-乙基苯甲酰胺 N-甲基苯甲酰胺(3)酰胺的性質(zhì)(水解反應(yīng))酰胺在酸或堿存在并加熱的條件下可以發(fā)生水解反應(yīng)。如果水解時(shí)加入堿，生成的酸就會(huì)變成鹽，同時(shí)有氨氣逸出。RCONH2H2OHCleq o(,sup7()RCOOHNH4Cl；RCONH2NaOHeq o(,sup7()RCOONaNH3。課時(shí)訓(xùn)練1常溫常壓下為氣體的有機(jī)物是（ ） 一氯甲烷 二氯甲烷 甲醇 甲醛 甲酸ABCD2下列生活中遇到的問(wèn)題，不涉及到化學(xué)變化的是（）A用CCl4可擦去圓珠筆油漬B蜂蟻蟄咬

10、處涂抹稀氨水可減痛C烹魚(yú)時(shí)加入少量食醋和黃酒來(lái)調(diào)味D用食醋來(lái)除水壺里的水垢3化學(xué)與生活息息相關(guān)，下列對(duì)生活常識(shí)中化學(xué)原理的解讀錯(cuò)誤的是A牽?；ㄓ屑t色和藍(lán)色是因牽?；ɡ锏囊环N色素遇到土壤的酸堿性不同而引起的B蚊蟲(chóng)叮咬后可用稀氨水涂抹止癢是因?yàn)榘彼苤泻拖佀?甲酸)C用碘伏涂抹傷口是因?yàn)槠渲泻芯哂醒趸缘牡馑徕?，能殺死?xì)菌D長(zhǎng)期盛放堿性物質(zhì)的瓷碗會(huì)失去光澤是因?yàn)樘沾芍械亩趸枘芘c堿反應(yīng)4生活中遇到的某些問(wèn)題常常涉及化學(xué)知識(shí)，下列敘述中錯(cuò)誤的是A苯酚會(huì)腐蝕皮膚，所以藥皂中不可以添加苯酚來(lái)治療皮膚病B用醋可以除去水瓶中的水垢是發(fā)生了化學(xué)變化C被蜂、蟻蟄咬后會(huì)感到疼痛難忍，這是因?yàn)榉?、蟻叮咬人時(shí)將甲

11、酸注入人體的緣故，此時(shí)若能涂抹稀氨水或碳酸氫鈉溶液，就可以減輕疼痛D體積分?jǐn)?shù)為75%的酒精可用于皮膚消毒，是因?yàn)槠淇梢詺⑺兰?xì)菌5某甲酸溶液中可能含有少量甲醛，用下列方法可以證明的是（ ）A加入新制的Cu(OH)2懸濁液加熱，有磚紅色沉淀產(chǎn)生，則含甲醛B能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，則含甲醛C先將試液充分進(jìn)行酯化反應(yīng)，收集生成物進(jìn)行銀鏡反應(yīng)，若有銀鏡產(chǎn)生，則含甲醛D將該溶液與足量NaOH溶液混合后蒸餾，若其蒸餾產(chǎn)物可發(fā)生銀鏡反應(yīng)，則含甲醛6下列實(shí)驗(yàn)?zāi)塬@得成功的是()A除去溴苯中混有的溴：加水、振蕩?kù)o置、分層后分液B加濃溴水，然后過(guò)濾可除去苯中的少量苯酚C用飽和碳酸鈉溶液收集乙酸和乙醇反應(yīng)生成的乙酸乙酯D只用一

12、種試劑無(wú)法鑒別甲酸、乙醛和乙酸7下列說(shuō)法不正確的是A甘氨酸和丙氨酸混合，在一定條件下可生成4種二肽B乙酸、苯甲酸、乙二酸(草酸)均不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色C纖維素與乙酸酐作用生成的醋酸纖維可用于生產(chǎn)電影膠片片基D工業(yè)上通常用植物油與氫氣反應(yīng)生產(chǎn)人造奶油8某物質(zhì)中可能有甲酸、乙酸、甲酸乙酯、乙醇中的一種或幾種，在鑒定時(shí)有下列現(xiàn)象：(1)有銀鏡反應(yīng)；(2)加入新制的氫氧化銅的懸濁液，沉淀不溶解；(3)與含酚酞的氫氧化鈉溶液共熱，溶液顏色逐漸變淺。下列判斷正確的是A有甲酸和甲酸乙酯B有甲酸乙酯和乙醇C有甲酸乙酯，可能有乙醇D有甲酸和乙酸，可能有甲酸乙酯9室內(nèi)甲醛污染已被列入對(duì)公眾健康影響最大的環(huán)境

13、因素之一。市面上有一種光催化涂料，能夠起到降低室內(nèi)甲醛含量的作用。某化學(xué)興趣小組想要通過(guò)此涂料來(lái)進(jìn)行甲醛的光催化氧化反應(yīng)，并測(cè)定被氧化的甲醛的量。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如下：實(shí)驗(yàn)時(shí)先開(kāi)啟紫外燈，緩緩鼓入空氣；一段時(shí)間后停止反應(yīng)，關(guān)閉紫外燈，再繼續(xù)通入一會(huì)兒空氣，向B中加入足量BaCl2溶液，得到白色沉淀5.91 g。（1）甲醛是一種重要的有機(jī)原料，用它制取酚醛樹(shù)脂的化學(xué)方程式為_(kāi)，福爾馬林是甲醛含量37%的水溶液，它的一個(gè)用途是_。（2）上圖裝置A中，堿石灰的作用是_，恒溫水浴的目的是_。（3）硬質(zhì)玻璃管中，甲醛在光催化氧化條件下的反應(yīng)方程式：_。（4）計(jì)算被氧化的甲醛的物質(zhì)的量為 _mol。（5）反應(yīng)

14、結(jié)束后，繼續(xù)通入一會(huì)兒空氣的目的是_。（6）甲同學(xué)認(rèn)為，反應(yīng)過(guò)程中部分甲醛可能被氧化為甲酸。為驗(yàn)證其存在，甲同學(xué)取B中溶液，分別選用下表試劑進(jìn)行檢驗(yàn)。但乙同學(xué)認(rèn)為試劑選擇均不合理，他的理由是：甲同學(xué)選擇的試劑乙同學(xué)認(rèn)為不合理的理由紫色石蕊試液_新制氫氧化銅_10有機(jī)物F是一種治療H1N1流感的常見(jiàn)藥物，可按下列路線合成：已知：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)C的分子式為_(kāi)。(2)物質(zhì)AF中，互為同分異構(gòu)體的是_(填字母)，A的一氯代物有_種。(3)上述反應(yīng)中，屬于加成反應(yīng)的是_(填序號(hào))。(4)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)。(5)D的一種芳香族衍生物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，這種衍生物滿足以下條件的所有芳香族化合物同分

15、異構(gòu)體有_種；其中，核磁共振氫譜峰面積之比為1：2：2：1：6的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)。a苯環(huán)上只有一個(gè)側(cè)鏈b能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣泡答案解析1D【詳解】 一氯甲烷在常溫常壓下為氣體； 二氯甲烷在常溫常壓下為液體； 甲醇在常溫常壓下為液體； 甲醛常溫在常壓下為氣體； 甲酸在常溫常壓下為液體。綜上所述，常溫常壓下為氣體的有機(jī)物是，故選D。2A【詳解】A.圓珠筆油與四氯化碳都是有機(jī)物，利用的是相似相溶原理，沒(méi)有新物質(zhì)生成，故A正確；B.蚊蟲(chóng)叮咬處含蟻酸，稀氨水呈堿性，蚊蟲(chóng)叮咬處涂抹稀氨水能發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，有新物質(zhì)生成，故B錯(cuò)誤；C.少量食醋和黃酒分別含有乙酸、乙醇，兩者能發(fā)生酯化反應(yīng)，有新物質(zhì)生成，故

16、C錯(cuò)誤；D.食醋中含有乙酸，水垢中含有碳酸鈣，兩者反應(yīng)有新物質(zhì)生成，故D錯(cuò)誤；故答案為：A。3C【詳解】A牽?；ㄖ泻幸环N色素，類似于酸堿指示劑，故牽?；ǖ募t色和藍(lán)色與土壤的酸堿性有關(guān)，故A正確；B蚊蟲(chóng)叮咬后留下的蟻酸(甲酸)等酸性物質(zhì)讓人產(chǎn)生癢痛，涂抹稀氨水可止癢是因?yàn)橄“彼蕢A性，能中和蟻酸，故B正確；C碘伏中具有氧化性的物質(zhì)是碘單質(zhì)，不是碘酸鉀，故C錯(cuò)誤；D與堿反應(yīng)生成硅酸鹽，長(zhǎng)期盛放堿性物質(zhì)的瓷碗失去光澤是因?yàn)樘沾芍泻卸趸枧c堿發(fā)生反應(yīng)，故D正確；答案選C。4A【詳解】A苯酚會(huì)腐蝕皮膚，但少量的苯酚短時(shí)間內(nèi)接觸皮膚，對(duì)皮膚的傷害不大，同時(shí)苯酚還有毒性，可以用于殺菌消毒，所以有些藥皂

17、中添加少量的苯酚來(lái)治療皮膚病，A錯(cuò)誤；B用醋可以除去水瓶中的水垢是由于發(fā)生了化學(xué)變化，2CH3COOH+CaCO3=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2，2CH3COOH+Mg(OH)2=(CH3COO)2Mg+2H2O，B正確；C被蜂、蟻蟄咬后會(huì)感到疼痛難忍，這是因?yàn)榉?、蟻叮咬人時(shí)將甲酸注入人體的緣故，此時(shí)若能涂抹稀氨水或碳酸氫鈉溶液，就可以減輕疼痛，C正確，D體積分?jǐn)?shù)為75%的酒精可用于皮膚消毒，是因?yàn)槠淇梢允遣《局械牡鞍踪|(zhì)發(fā)生變性而殺死細(xì)菌，D正確；故答案為：A。5D【詳解】甲酸和甲醛都含有醛基，則直接加入新制氫氧化銅懸濁液或銀氨溶液不能檢驗(yàn)是否含有甲醛，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；若將試液先發(fā)生酯

18、化反應(yīng)，生成的甲酸某酯中仍含醛基，加入新制氫氧化銅懸濁液或銀氨溶液不能檢驗(yàn)是否含有甲醛，C項(xiàng)錯(cuò)誤；而應(yīng)先加入足量NaOH溶液混合，甲酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成難揮發(fā)的甲酸鈉，然后蒸餾，可得到甲醛，再用銀氨溶液或新制氫氧化銅濁液檢驗(yàn)，則D項(xiàng)正確；答案選D。6C【詳解】A溴在溴苯中的溶解度比在水中大，加水、振蕩?kù)o置、分層后分液無(wú)法除去溴苯中混有的溴，A不滿足題意；B苯酚和濃溴水反應(yīng)生成2,4,6-三溴苯酚，2,4,6-三溴苯酚易溶于苯，過(guò)濾無(wú)法除去，成為新雜質(zhì)，B不滿足題意；C飽和碳酸鈉可以吸收揮發(fā)出來(lái)的乙醇、乙酸，且能降低乙酸乙酯在水中的溶解度，故可用飽和碳酸鈉溶液收集乙酸和乙醇反應(yīng)生成的乙酸乙酯

19、，C滿足題意；D可向三種試劑中加適量的新制氫氧化銅懸濁液，不能變澄清的是乙醛，對(duì)另外兩份澄清溶液中再加過(guò)量新制氫氧化銅懸濁液加熱，產(chǎn)生磚紅色沉淀的是甲酸，不產(chǎn)生磚紅色沉淀的乙酸，故可用新制氫氧化銅懸濁液一種試劑鑒別甲酸、乙醛、乙酸，D不滿足題意。答案選C。7B【詳解】A甘氨酸和丙氨酸混合在一定條件下形成二肽，甘氨酸與甘氨酸、丙氨酸與丙氨酸脫水可形成2種二肽，甘氨酸的羧基與丙氨酸的氨基、甘氨酸的氨基與丙氨酸的羧基可脫水形成2種二肽，共可生成4種二肽，A正確；B乙二酸具有還原性，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，反應(yīng)的離子方程式為2+5H2C2O4+6H+=2Mn2+10CO2+8H2O，B錯(cuò)誤；C纖維素

20、的每個(gè)葡萄糖單元中含3個(gè)醇羥基，纖維素可表示為C6H7O2(OH)3n，纖維素能與乙酸酐反應(yīng)生成醋酸纖維，醋酸纖維不易燃燒，可用于生產(chǎn)電影膠片片基，C正確；D植物油中含碳碳雙鍵，植物油一定條件下能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成脂肪，此過(guò)程稱油脂的氫化或油脂的硬化，用于生產(chǎn)人造奶油，D正確；答案選B。8C【詳解】根據(jù)題干在鑒定時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可推斷：(1)有銀鏡反應(yīng)原物質(zhì)中可能含有甲酸、甲酸乙酯中至少一種；(2)加入新制的氫氧化銅的懸濁液，沉淀不溶解說(shuō)明原物質(zhì)中不含乙酸；(3)與含酚酞的氫氧化鈉溶液共熱，溶液顏色逐漸變淺，說(shuō)明原物質(zhì)中含有甲酸乙酯，綜上分析可知，原物質(zhì)中一定不含乙酸，可能含有乙醇和甲酸，肯定含有甲酸乙酯，故答案為：C。9 浸制生物標(biāo)本（殺菌劑等，合理即可） 吸收空氣中的CO2（防止對(duì)產(chǎn)物檢驗(yàn)測(cè)定造成干擾） 使混合氣中甲醛含量穩(wěn)定（寫(xiě)使甲醛揮發(fā)亦可） HCHO + O2 CO2 + H2O 0.03 將殘留在裝置中的CO2排出，被NaOH吸收，減小誤差 紫色石蕊試液 B中溶液呈堿性（NaOH足量），無(wú)法證明是甲酸（酸性） 新制氫氧化銅 B中可能溶有過(guò)量的甲醛，無(wú)法證明是甲酸中醛基 【詳解】（1）苯酚與甲醛在一定條件下發(fā)生縮聚反應(yīng)生成酚醛樹(shù)脂，反應(yīng)方程式為：，福爾馬林中含有甲醛，能防腐，可用于浸制生物標(biāo)本，故答案為：；浸制生物標(biāo)本；（2）堿石灰可吸收空氣中的二氧化碳