2023版高三一輪總復(fù)習(xí)化學(xué)（蘇教版）第5部分專題9第43講羧酸羧酸衍生物(基礎(chǔ)課)

第43講羧酸羧酸衍生物(基礎(chǔ)課)1．認(rèn)識羧酸的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及應(yīng)用。2．知道羧酸衍生物(酯、胺和酰胺)的結(jié)構(gòu)特點、性質(zhì)及應(yīng)用。羧酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．羧酸概念：分子中烴基(或氫原子)與羧基相連的化合物。官能團(tuán)為羧基()。飽和一元羧酸分子的通式為CnH2nO2(n≥1)。2．羧酸的分類羧酸eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\al(按烴,基不,同分)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(脂肪酸：如乙酸、硬脂酸C17H35COOH、,油酸C17H33COOH,芳香酸：如苯甲酸)),\a\al(按羧,基數(shù),目分)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(一元羧酸：如甲酸HCOOH、,乙酸、硬脂酸,二元羧酸：如乙二酸HOOC—COOH,多元羧酸))))3．幾種重要的羧酸(1)甲酸：又稱蟻酸，是最簡單的飽和一元羧酸。結(jié)構(gòu)：，官能團(tuán)：醛基、羧基。具有醛和羧酸的雙重性質(zhì)。(2)乙二酸：結(jié)構(gòu)簡式：，俗稱草酸?？捎脕硐慈ニ{(lán)、黑色鋼筆水的墨跡。(3)苯甲酸：屬于芳香酸，結(jié)構(gòu)為。可用于合成香料、藥物等。酸性比較(電離出H＋的難易程度)：草酸＞甲酸＞苯甲酸＞乙酸＞碳酸＞苯酚。(4)高級脂肪酸eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(硬脂酸：C17H35COOH,軟脂酸：C15H31COOH))飽和高級脂肪酸，常溫呈固態(tài)；油酸：C17H33COOH不飽和高級脂肪酸，常溫呈液態(tài)。(5)乳酸的結(jié)構(gòu)為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，羧酸在水中的溶解度迅速減小。(2)沸點比相應(yīng)的醇的沸點高，原因是羧酸比相對分子質(zhì)量相近的醇形成氫鍵的幾率大。5．羧酸的化學(xué)性質(zhì)(1)酸性RCOOHRCOO－＋H＋；RCOOH＋NaHCO3→RCOONa＋CO2↑＋H2O。(2)羥基被取代的反應(yīng)(3)α-H被取代的反應(yīng)在催化劑的作用下，與Cl2反應(yīng)的化學(xué)方程式為(4)還原反應(yīng)羧酸很難通過催化加氫的方法被還原，用強(qiáng)還原劑如氫化鋁鋰(LiAlH4)時才能將羧酸還原為相應(yīng)的醇。RCOOHeq\o(→,\s\up10(LiAlH4))RCH2OH6．甲酸的強(qiáng)還原性(1)銀鏡反應(yīng)HCOOH＋2[Ag(NH3)2]OHeq\o(→,\s\up10(△))(NH4)2CO3＋2Ag↓＋2NH3＋H2O。(2)與新制的Cu(OH)2反應(yīng)HCOOH＋2Cu(OH)2＋2NaOHeq\o(→,\s\up10(△))Na2CO3＋Cu2O↓＋4H2O。1．化合物Y具有抗菌、消炎作用，可由X制得。下列有關(guān)化合物X、Y的說法正確的是()A．1molX最多能與2molNaOH反應(yīng)B．Y與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)可得到XC．X、Y均不能與酸性KMnO4溶液反應(yīng)D．室溫下，X、Y分別與足量Br2加成的產(chǎn)物分子中手性碳原子數(shù)目相等D[A項，1個X分子中含有1個羧基和1個(酚)酯基，所以1molX最多能消耗3molNaOH，錯誤；B項，Y中的羧基與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)，產(chǎn)物不是X，錯誤；C項，X、Y中均含有碳碳雙鍵，均可以被酸性KMnO4溶液氧化，錯誤；D項，X與足量Br2加成后，生成分子中含有3個手性碳原子的有機(jī)物，Y與足量Br2加成后，也生成分子中含有3個手性碳原子的有機(jī)物，正確。]2．(2021·濟(jì)南高三模擬)某有機(jī)物是新結(jié)構(gòu)類型的抗乙型肝炎病毒和抗艾滋病病毒的化合物，其結(jié)構(gòu)如圖所示，則它消耗四種物質(zhì)的物質(zhì)的量大小順序是()A．④＞①＝②＞③ B．④＝①＝②＞③C．①＝②＞④＞③ D．②＞③＞④＞①A[1mol羥基和羧基各消耗1molNa，故共消耗Na為7mol；1mol該物質(zhì)分子中含有4mol酚羥基、1mol羧基、2mol酯基，故共可以與7molNaOH反應(yīng)；只有羧基能與NaHCO3反應(yīng)，故消耗NaHCO3為1mol；共消耗Br28mol，其中兩個苯環(huán)各3mol，兩個碳碳雙鍵各1mol；故正確的順序為④＞①＝②＞③。]3．已知某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為。請回答下列問題：(1)當(dāng)和________________反應(yīng)時，可轉(zhuǎn)化為。(2)當(dāng)和________________反應(yīng)時，可轉(zhuǎn)化為。(3)當(dāng)和________________反應(yīng)時，可轉(zhuǎn)化為。[解析]首先判斷出該有機(jī)物所含官能團(tuán)為羧基(—COOH)、酚羥基(—OH)和醇羥基(—OH)，然后判斷各官能團(tuán)活潑性：羧基>酚羥基>醇羥基，最后利用官能團(tuán)的性質(zhì)解答。由于酸性：—COOH>H2CO3>>HCOeq\o\al(－,3)，所以(1)中應(yīng)加入NaHCO3，只與—COOH反應(yīng)。(2)中加入NaOH或Na2CO3，與酚羥基和—COOH反應(yīng)。(3)中加入Na，與三種官能團(tuán)都反應(yīng)。[答案](1)NaHCO3(2)NaOH(或Na2CO3)(3)Na(1)苯酚能與碳酸鈉溶液反應(yīng)，但不能生成二氧化碳?xì)怏w。(2)能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體，才能說明有機(jī)物分子中含有羧基。(3)醇能與Na反應(yīng)，與NaOH不反應(yīng)。羧酸衍生物1．酯(1)概念：羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的產(chǎn)物?？珊唽憺镽COOR′，官能團(tuán)為(酯基)。(2)酯的物理性質(zhì)(3)酯的化學(xué)性質(zhì)以為例，寫出酯發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：無機(jī)酸只起催化作用，堿除起催化作用外，還能中和水解生成的酸，使水解程度增大。2．油脂(1)組成和結(jié)構(gòu)油脂成分主要是高級脂肪酸與甘油形成的酯，由C、H、O三種元素組成，其結(jié)構(gòu)可表示為(2)分類(3)物理性質(zhì)性質(zhì)特點密度密度比水小溶解性難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑熔、沸點天然油脂都是混合物，沒有固定的熔、沸點(4)化學(xué)性質(zhì)①油脂的氫化(油脂的硬化)烴基上含有碳碳雙鍵，能與H2發(fā)生加成反應(yīng)。如油酸甘油酯與H2發(fā)生加成反應(yīng)的化學(xué)方程式為經(jīng)硬化制得的油脂叫人造脂肪，也稱硬化油。②水解反應(yīng)a．酸性水解如硬脂酸甘油酯的水解反應(yīng)方程式為b．堿性水解(皂化反應(yīng))如硬脂酸甘油酯的水解反應(yīng)方程式為堿性條件下水解程度比酸性條件下水解程度大。3．胺與酰胺(1)胺：氨分子中的氫原子被烴基取代而形成的一系列的衍生命稱為胺，一般可寫作R—NH2。胺類化合物具有堿性，如苯胺能與鹽酸反應(yīng)，生成可溶于水的苯胺鹽酸鹽。(2)酰胺：酰胺是羧酸分子中羥基被氨基所替代得到的化合物。其結(jié)構(gòu)一般表示為，其中的叫做?；?，叫做酰胺基。酰胺在酸或堿存在并加熱的條件下發(fā)生水解反應(yīng)：RCONH2＋H2O＋HCleq\o(→,\s\up10(△))RCOOH＋NH4Cl；RCONH2＋NaOHeq\o(→,\s\up10(△))RCOONa＋NH3↑。酯及其油脂1．分子式為C4H8O2的有機(jī)物和稀硫酸共熱可得到有機(jī)物A、B，將A氧化最終可得C，且B和C為同系物，若C能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，則原有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為()A．HCOOCH2CH2CH3 B．CH3COOCH2CH3C．CH3CH2COOCH3 D．HCOOCH(CH3)2C[有機(jī)物C4H8O2在稀硫酸作用下生成兩種物質(zhì)A和B，C4H8O2應(yīng)該是酯類物質(zhì)，其水解產(chǎn)物為酸和醇。從“A氧化最終可得C，B和C為同系物”的信息來看A是醇，B、C是酸。又知C能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，則C一定是甲酸(HCOOH)，A是甲醇(CH3OH)，所以C4H8O2為丙酸甲酯：CH3CH2COOCH3。]2．某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列關(guān)于該有機(jī)物的說法錯誤的是()A．該有機(jī)物有三種官能團(tuán)B．該有機(jī)物中的手性碳原子數(shù)大于5C．該有機(jī)物既能發(fā)生氧化反應(yīng)，又能發(fā)生取代反應(yīng)D．1mol該有機(jī)物與足量NaOH溶液反應(yīng)最多能消耗3molNaOHD[該有機(jī)物含有羥基、碳碳雙鍵和酯基三種官能團(tuán)，A項正確；該有機(jī)物含有6個手性碳原子，B項正確；該有機(jī)物中含碳碳雙鍵，能夠發(fā)生氧化反應(yīng)，該有機(jī)物中含酯基和羥基，能夠發(fā)生取代反應(yīng)，C項正確；該有機(jī)物中的兩個酯基能夠在堿性條件下水解，1mol該有機(jī)物最多消耗2molNaOH，D項錯誤。]3．腦黃金的主要成分是從深海魚油中提取出的不飽和程度很高的脂肪酸，它的分子中有6個，稱為二十六碳六烯酸，則其甘油酯的結(jié)構(gòu)簡式為()A．(C25H51COO)3C3H5 B．(C25H39COO)3C3C．(C26H41COO)3C3H5 D．(C26H47COO)3C3B[首先根據(jù)該不飽和脂肪酸的名稱及其分子中所含有碳碳雙鍵數(shù)目，求出其分子式，然后再推斷其甘油酯的結(jié)構(gòu)簡式。因該不飽和脂肪酸分子中含有6個，其烴基組成符合通式CnH2n－11，則n＝25,2n－11＝39。]酰胺與胺4．(2021·豐臺區(qū)期末)下列各類物質(zhì)中，不能發(fā)生水解反應(yīng)的是()A．乙酰胺() B．葡萄糖C．蛋白質(zhì) D．淀粉B[乙酰胺在堿性條件下水解生成乙酸鹽和氨氣，則乙酰胺可發(fā)生水解反應(yīng)，故A錯誤；葡萄糖為單糖，不能水解，故B正確；蛋白質(zhì)中含有肽鍵，能水解生成氨基酸，故C錯誤；淀粉為多糖，可水解生成葡萄糖，故D錯誤。]5．(2021·濟(jì)南期末)乙氧酰胺苯甲酯常用作氨丙啉等抗球蟲藥的增效劑，其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列關(guān)于乙氧酰胺苯甲酯的說法錯誤的是()A．所含官能團(tuán)為酰胺基、醚鍵、酯基B．與其苯環(huán)上取代基相同的芳香族化合物有9種C．酸性條件下，水解產(chǎn)物最多有3種D．其水解產(chǎn)物一定條件下都能發(fā)生縮聚反應(yīng)D[該有機(jī)物中含有酯基、醚鍵、酰胺基三種官能團(tuán)，故A正確。與其苯環(huán)上取代基相同的芳香族化合物中，CH3CONH—、CH3CH2O—相鄰時，CH3OOC—有4種排列方式；CH3CONH—、CH3CH2O—相間時，CH3OOC—有4種排列方式，去掉其本身還有3種；CH3CONH—、CH3CH2O—相對時，CH3OOC—有2種排列方式，所以符合條件的同分異構(gòu)體有9種，故B正確。酸性條件下，水解產(chǎn)物有CH3COOH、CH3OH、三種，故C正確。其水解產(chǎn)物CH3OH、CH3COOH、，甲醇和乙酸不能發(fā)生縮聚反應(yīng)，可以發(fā)生縮聚反應(yīng)，故D錯誤。]多官能團(tuán)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．常見官能團(tuán)及其代表物的主要反應(yīng)官能團(tuán)代表物典型化學(xué)反應(yīng)碳碳雙鍵()乙烯(1)加成反應(yīng)：使溴的CCl4溶液褪色(2)氧化反應(yīng)：使酸性KMnO4溶液褪色羥基(—OH)乙醇(1)與活潑金屬(Na)反應(yīng)(2)催化氧化：在銅或銀催化下被氧化成乙醛(3)酯化反應(yīng)：在濃硫酸催化下與羧酸反應(yīng)生成酯和水羧基(—COOH)乙酸(1)酸的通性(2)酯化反應(yīng)：在濃硫酸催化下與醇反應(yīng)生成酯和水酯基(—COO—R)乙酸乙酯水解反應(yīng)：酸性或堿性條件醛基(—CHO)葡萄糖氧化反應(yīng)：與新制的Cu(OH)2加熱產(chǎn)生磚紅色沉淀或與銀氨溶液反應(yīng)生成銀鏡羰基()丙酮還原反應(yīng)(與H2反應(yīng))氨基(—NH2)苯胺與酸反應(yīng)酰胺基()乙酰胺取代反應(yīng)、水解反應(yīng)2．常見有機(jī)反應(yīng)類型與有機(jī)物類別的關(guān)系有機(jī)反應(yīng)類型有機(jī)物類別取代反應(yīng)鹵代反應(yīng)飽和烴、苯和苯的同系物、鹵代烴等酯化反應(yīng)醇、羧酸、糖類等水解反應(yīng)鹵代烴、酯、低聚糖、多糖、蛋白質(zhì)等硝化反應(yīng)苯和苯的同系物等磺化反應(yīng)苯和苯的同系物等加成反應(yīng)烯烴、炔烴、苯和苯的同系物、醛等消去反應(yīng)鹵代烴、醇等氧化反應(yīng)燃燒絕大多數(shù)有機(jī)物酸性KMnO4溶液烯烴、炔烴、苯的同系物(與苯環(huán)直接相連的碳原子上有氫原子)等直接(或催化)氧化酚、醇、醛、葡萄糖等還原反應(yīng)醛、葡萄糖等聚合反應(yīng)加聚反應(yīng)烯烴、炔烴等縮聚反應(yīng)苯酚與甲醛、多元醇與多元羧酸等與濃硝酸的顯色反應(yīng)蛋白質(zhì)(含苯環(huán)的)與FeCl3溶液的顯色反應(yīng)酚類物質(zhì)三種基本有機(jī)反應(yīng)類型的反應(yīng)特點取代反應(yīng)“有上有下”，反應(yīng)中一般有副產(chǎn)物生成；鹵代、水解、硝化、酯化均屬于取代反應(yīng)加成反應(yīng)“只上不下”，反應(yīng)物中一般含碳碳雙鍵、碳碳三鍵、苯環(huán)等消去反應(yīng)“只下不上”，反應(yīng)物一般是醇或鹵代烴1．CyrneineA對治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病有著很好的療效，制備CyrneineA可用香芹酮經(jīng)過多步反應(yīng)合成。下列說法正確的是()香芹酮CyrneineAA．香芹酮的分子式為C9H12OB．香芹酮分子中不含有手性碳原子C．CyrneineA可以發(fā)生加成反應(yīng)、消去反應(yīng)和氧化反應(yīng)，且具有酸性D．香芹酮和CyrneineA均能使酸性KMnO4溶液褪色D[根據(jù)結(jié)構(gòu)簡式可知，香芹酮的分子式為C10H14O，故A錯誤；手性碳原子是指連有四個不同的原子或原子團(tuán)的碳原子，常以*標(biāo)記，如圖所示，故B錯誤；CyrneineA分子中含有醇羥基、碳碳雙鍵、醛基，因此可以發(fā)生加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)、酯化反應(yīng)、消去反應(yīng)等，但分子中沒有酚羥基或羧基，不具有酸性，故C錯誤；香芹酮和CyrneineA分子中均含有碳碳雙鍵，均能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色，故D正確。]2．(2021·安徽高三三模)化合物M是合成某藥物的中間體，其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列關(guān)于化合物M的說法錯誤的是()A．分子式為C20H20O3，能夠發(fā)生水解反應(yīng)B．既能跟金屬鈉反應(yīng)，又能使酸性高錳酸鉀溶液褪色C．苯環(huán)上的一氯代物有3種D．1molM可與7molH2發(fā)生加成反應(yīng)C[苯環(huán)上的一氯代物有6種，C錯誤。]3．(2021·浙江1月選考，T15)有關(guān)的說法不正確的是()A．分子中至少有12個原子共平面B．完全水解后所得有機(jī)物分子中手性碳原子數(shù)目為1個C．與FeCl3溶液作用顯紫色D．與足量NaOH溶液完全反應(yīng)后生成的鈉鹽只有1種C[與苯環(huán)碳原子直接相連的6個原子和苯環(huán)上的6個碳原子一定共平面，故該分子中至少12個原子共平面，A正確；該物質(zhì)完全水解后所得有機(jī)物為，其中只有與—NH2直接相連的碳原子為手性碳原子，即手性碳原子數(shù)目為1個，B正確；該物質(zhì)含有醇羥基，不含酚羥基，與FeCl3溶液作用不會顯紫色，C錯誤；與足量NaOH溶液完全反應(yīng)生成和Na2CO3，生成的鈉鹽只有1種，D正確。]1．(2021·廣東選擇性考試，T5)昆蟲信息素是昆蟲之間傳遞信號的化學(xué)物質(zhì)。人工合成信息素可用于誘捕害蟲、測報蟲情等。一種信息素的分子結(jié)構(gòu)簡式如圖所示，關(guān)于該化合物說法不正確的是()A．屬于烷烴 B．可發(fā)生水解反應(yīng)C．可發(fā)生加聚反應(yīng) D．具有一定的揮發(fā)性A[烷烴是只含有碳、氫兩種元素的飽和有機(jī)物，該有機(jī)物中還含有氧元素，不屬于烷烴，A說法錯誤；該有機(jī)物分子中含有酯基，可發(fā)生水解反應(yīng)，B說法正確；該有機(jī)物分子中含有碳碳雙鍵，可發(fā)生加聚反應(yīng)，C說法正確；根據(jù)題干信息可知信息素有一定的揮發(fā)性，D說法正確。]2．(雙選)(2021·河北選擇性考試，T12)番木鱉酸具有一定的抗炎、抗菌活性，結(jié)構(gòu)簡式如圖。下列說法錯誤的是()A．1mol該物質(zhì)與足量飽和NaHCO3溶液反應(yīng)，可放出22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CO2B．一定量的該物質(zhì)分別與足量Na、NaOH反應(yīng)，消耗二者物質(zhì)的量之比為5∶1C．1mol該物質(zhì)最多可與2molH2發(fā)生加成反應(yīng)D．該物質(zhì)可被酸性KMnO4溶液氧化BC[1mol—COOH與足量飽和NaHCO3溶液反應(yīng)生成1molCO2,1mol該有機(jī)物中含有1mol—COOH，故1mol該物質(zhì)與足量飽和NaHCO3溶液反應(yīng)，可放出22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CO2，A說法正確；—OH、—COOH都能與Na反應(yīng)，—COOH能與NaOH反應(yīng)，根據(jù)題給番木鱉酸的結(jié)構(gòu)簡式可知，該物質(zhì)中含有5個—OH、1個—COOH，故一定量的該物質(zhì)分別與足量Na、NaOH反應(yīng)，消耗二者物質(zhì)的量之比為6∶1，B說法錯誤；碳碳雙鍵可與H2發(fā)生加成反應(yīng)，—COOH不能與H2發(fā)生加成反應(yīng)，根據(jù)題給番木鱉酸的結(jié)構(gòu)簡式可知，1mol該物質(zhì)中含有1mol碳碳雙鍵，則其最多可與1molH2發(fā)生加成反應(yīng)，C說法錯誤；碳碳雙鍵、羥基均能被酸性KMnO4溶液氧化，D說法正確。]3．(2021·全國乙卷，T36節(jié)選)鹵沙唑侖W是一種抗失眠藥物，在醫(yī)藥工業(yè)中的一種合成方法如下：已知：(ⅰ)(ⅱ)回答下列問題：(1)A的化學(xué)名稱是______________________________________。(2)寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式：_____________________________________________________________________________________________________。(3)D具有的官能團(tuán)名稱是____________________。(不考慮苯環(huán))(4)反應(yīng)④中，Y的結(jié)構(gòu)簡式為_________________________________。(5)反應(yīng)⑤的反應(yīng)類型是________。(6)寫出W的結(jié)構(gòu)簡式：______________________________________。[解析]根據(jù)題意可推知B為，C為，W為。[答案](1)鄰氟甲苯(或2-氟甲苯)(2)＋NaCl＋H2O(3)氨基、羰基、碳氟鍵、碳溴鍵(4)(5)取代反應(yīng)(6)1．茚地那韋被用于新型冠狀病毒肺炎的治療，其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示，