高中化學新選修5練習：第三章烴的含氧衍生物 第三節(jié)

第三章烴的含氧衍生物

第三節(jié)羧酸酯

第1課時羧酸知識歸納一、羧酸1．定義：分子中直接連接形成的有機化合物。2．官能團：。3．羧酸的通式一元羧酸的通式為，飽和一元脂肪羧酸的通式為CHO。n2n24．分類按分子中烴基的結構分，脂］低級脂肪酸：如乙酸肪］［硬脂酸：L竣丿酸［高級J軟脂酸:C15H31COOH酸］脂肪酸［油酸：〔亞油酸:C17H31COOH、芳香酸：如苯甲酸，俗名安息香酸按分子中羧基的數(shù)目分(一元竣酸：如甲酸，俗名蟻酸兔蠡:如乙二酸，俗名草酸酸CH.COOH〔多元竣酸：如檸檬酸HO—C—COOHCH.COOH二、乙酸1．分子結構TOC\o"1-5"\h\z(1)分子式：。結構式：。結構簡式：或。2．物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味溶解性熔點

有易溶于和，溫度低于溶點凝結成冰樣晶體，又稱氣味3．化學性質(zhì)（1）弱酸性電離方程式為，屬于一元酸，酸性比碳酸，具有酸的通性。具體表現(xiàn)：能使紫色石蕊試液變，與活潑金屬、堿性氧化物、堿及鹽發(fā)生反應。寫出下列反應的化學方程式：①乙酸與NaOH溶液反應：。②乙酸與N^CO溶液反應：。（2）酯化反應。①酯化反應原理②乙酸與乙醇的酯化反應方程式：

無色液體刺激性水乙醇16.6°C冰醋酸(1)CHCOOH—CHCOO-+H+弱強紅TOC\o"1-5"\h\z33CHCOOH+NaOH>CHCOONa+HO3322CHCOOH+NaCO>2CHCOONa+COf+HO323322①C—O—OHO—HH濃硫酸②CHCOOH+CHCHOHCHCOOCH+HO332△3252重點一、乙酸的結構和性質(zhì)1.理解乙酸的結構乙酸可看作由甲基與羧基構成，甲基為三角錐形結構，而羧基中的碳原子與兩個氧原子為平面形結構，因此乙酸中的兩個碳原子和兩個氧原子可能處于同一個平面內(nèi)。2.靈活應用乙酸的性質(zhì)乙酸的官能團是羧基，羧基在水中可電離出氫離子，從而表現(xiàn)出酸性，酸性是乙酸的典型性質(zhì)；乙酸還能發(fā)生酯化反應(取代反應)。典例列有關乙酸的說法中正確的是典例列有關乙酸的說法中正確的是金屬鈉不能區(qū)分乙酸與乙醇乙酸不能與新制的Cu(OH)懸濁液反應2乙酸不能與葡萄糖發(fā)生酯化反應乙酸與HCOOCH3互為同分異構體【思路分析】根據(jù)乙酸的官能團(-COOH)判斷其可能發(fā)生的反應；由乙酸、乙醇及鈉的密度的差異以及反應的劇烈程度區(qū)分乙酸與乙醇；由乙酸的分子組成、結構判斷其與hcooch3之間的關系。【解析】鈉與乙酸反應劇烈，鈉的密度比乙酸的小，與乙酸反應時浮在液面上，鈉與乙醇反應平穩(wěn)，且鈉的密度比乙醇的大，與乙醇反應時沉在液面下，A項錯誤；乙酸是酸，Cu(OH)2是堿，二者能發(fā)生中和反應，B項錯誤；葡萄糖中含有羥基，可與乙酸發(fā)生酯化反應，C項錯誤；乙酸與HCOOCH3分子式相同但結構不同，D項正確。【答案】D

二、酯化反應酯化反應是醇和羧酸反應生成酯和水的一類反應，屬于取代反應。發(fā)生酯化反應時醇羥基中的氫原子與羧酸分子中的一OH結合生成水，其余部分連接成酯。實驗原理用同位素示蹤法探究酯化反應中的脫水方式。用含有示蹤原子的CH3CH218OH與CH3COOH反應,實驗原理經(jīng)測定，產(chǎn)物CH3-C18OC2H5中含有示蹤原子，說明酯化反應的脫水方式是“基醇脫氫”實驗裝置及現(xiàn)象油狀乙酸、乙醇和濃硫酸液體、總飽和碳歉酸鈉溶液飽和碳化學方程式濃硫酸、￥CH亍C_0H實驗裝置及現(xiàn)象油狀乙酸、乙醇和濃硫酸液體、總飽和碳歉酸鈉溶液飽和碳化學方程式濃硫酸、￥CH亍C_0H+CH3—CH2—|8O_H、△CH3-C-18OC2H5+HO2典例可用下圖所示裝置制取少量乙酸乙酯（酒精燈等在圖中均已略去）。請?zhí)羁眨海?）試管a中需要加入濃硫酸、冰醋酸和乙醇各2mL，正確的加入順序及操作是（2）為防止a中的液體在實驗時發(fā)生暴沸，在加熱前應采取的措施是實驗中加熱試管a的目的是:TOC\o"1-5"\h\z①；②。試管b中加有飽和Na2CO3溶液，其作用是。反應結束后，振蕩試管b,靜置。觀察到的現(xiàn)象是。【解析】因濃硫酸與其他液體混合時會放出大量的熱，冰醋酸很容易揮發(fā)，所以先加入乙醇，再慢慢加入濃硫酸并注意搖動試管，最后加入冰醋酸。生成乙酸乙酯的反應為可逆反應，為加快反應速率并使平衡向正方向移動以提高乙酸乙酯的產(chǎn)率，可采用加熱的方法。產(chǎn)物乙酸乙酯是一種無色透明的油狀液體，不溶于水，密度比水小。【答案】(1)先加入乙醇，然后邊搖動試管邊慢慢加入濃硫酸，再加入冰醋酸在試管a中加入幾粒沸石(或碎瓷片)①加快反應速率②及時將產(chǎn)物乙酸乙酯蒸出，以利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移動吸收隨乙酸乙酯蒸出的少量酸性物質(zhì)和乙醇b中的液體分層，上層是透明的油狀液體三、羥基氫原子活性比較H2。、理理0爪H2CO3和C^COOH分子中均含有羥基，由于不同的分子中與羥基相連的原子或原子團不同，故羥基上氫原子的活性也不同。CHCHOH32HO2HCO23CHCOOH3羥基氫原子活性逐漸增強>電離程度極難電離微弱電離部分電離部分電離酸堿性中性弱酸性弱酸性紫色石蕊溶液不變色不變色變紅色變紅色與Na反應反應反應反應反應與NaOH反應不反應不反應反應反應與NaHCO反應3不反應不反應不反應反應典例為了探究乙酸、碳酸和硅酸的酸性強弱，有人設計如圖所示裝置，通過一次實驗典例達到目的。ABCABC（1）錐形瓶內(nèi)裝有某種可溶性正鹽固體（該正鹽是題給某種酸的正鹽），此固體為，分液漏斗中所盛試劑是。（2）裝置B中所盛試劑的名稱是，作用是3）裝置3）裝置C中出現(xiàn)的現(xiàn)象是（4）由實驗可知三種酸的酸性強弱為（用化學式表示）。【解析】CHCOOH與NaCO反應生成CO，可以證明酸性：CHCOOH〉HCO；由于CHCOOH具有32323233揮發(fā)性，揮發(fā)出的CHCOOH蒸氣對CO與NaSiO的反應有干擾作用，所以應先用飽和NaHCO32233溶液除去混在CO中的CHCOOH蒸氣；CO與NaSiO溶液反應生成HSiO沉淀（溶液變渾濁），2322323可以證明酸性：HCO〉HSiO。2323【答案】（1）碳酸鈉乙酸（2）飽和NaHCO溶液除去CO中的CHCOOH蒸氣（3）有白色渾濁產(chǎn)生（4）CHCOOH〉HCO〉HSiO32323好題1．下列關于乙酸的敘述中，錯誤的是乙酸是飽和一元羧酸乙酸的沸點比乙醇的高乙酸的酸性比碳酸的強，它能與碳酸鹽反應在發(fā)生酯化反應時，乙酸分子中羥基的氫原子與醇分子中的羥基結合成水2．下列物質(zhì)中，不屬于羧酸類有機物的是乙二酸B.苯甲酸C.硬脂酸D.石炭酸

3．下列說法中，正確的是羧酸的通式為CHOn2n2羧酸在常溫下均為液態(tài)，沒有氣態(tài)烴基和羧基直接相連的化合物一定是羧酸在飽和鏈狀一元羧酸中，甲酸沸點最高下列物質(zhì)，都能與Na反應放出H2，其產(chǎn)生H2的速率排列順序正確的是?CHOH②CHCOOH（aq）③HO①〉②〉③B.②〉①〉③C.③〉①〉②D.②〉③〉①可以證明乙酸是弱酸的事實是乙酸和水能以任意比例混溶1mol?L-1的乙酸水溶液能使紫色石蕊溶液變紅色乙酸與NaCO溶液反應放出CO氣體232在稀乙酸水溶液中含有未電離的乙酸分子COOH某有機物的結構簡式為山川丄、護一〈川（1）當此有機物分別與、和（填物質(zhì)名稱）COONaCOONa反應時，依次生成①1151丄、尹一（川、②山）11疋.一、③（2）根據(jù)（1）可得出一0H中氫電離由易到難的順序是7.1皿。7.1皿。1X能與足量碳酸氫鈉溶液反應放出44.8LCO?（標準狀況），貝yx的分子式是CHO5104CHO484CHO5104CHO484CHO364CHO224可用于鑒別以下三種化合物的一組試劑是肉桂酸乙酰水楊酸丁香酚肉桂酸乙酰水楊酸丁香酚①銀氨溶液②溴的四氯化碳溶液③氯化鐵溶液④氫氧化鈉溶液A.①與②B.①與④C.③與④D.②與③鄰羥基苯甲酸，俗名水楊酸，其結構簡式為，當與物質(zhì)A的溶液反應生成化學式為CHONa的鹽，A可以是下列中的'753A.NaClB.NaSOC.NaOHD.NaHCO243羥基扁桃酸是藥物合成的重要中間體，它可由苯酚和乙醛酸反應制得OO+IIII+HG—G—OH（乙醛酸）（羥基扁桃酸）下列有關說法正確的是該反應是取代反應OH《―孑小"川和羥基扁桃酸互為同系物1個羥基扁桃酸分子中最多有17個原子共平面1mol羥基扁桃酸分子最多能分別和1molNaHCO、2molNaOH、3molNa、4molH發(fā)生反應2已知乙醇可以和氯化鈣反應生成微溶于水的CaCl2?6C2H5OH。有關的有機試劑的沸點如下:CHCOOCH為77.1°C；CHOH為78.3°C；CHOCH（乙醚）為34.5°C；CHCOOH%118°C。3252525253實驗室合成乙酸乙酯粗產(chǎn)品的步驟如下：在蒸餾燒瓶內(nèi)將過量的乙醇與少量的濃硫酸混合，然后經(jīng)分液漏斗邊滴加醋酸，邊加熱蒸餾。由上面的實驗可得到含有乙醇、乙醚、醋酸和水的乙酸乙酯粗產(chǎn)品。（1）反應中加入的乙醇是過量的，其目的是。（2）邊滴加醋酸，邊加熱蒸餾的目的是。粗產(chǎn)品再經(jīng)下列步驟精制：（3）為除去其中的醋酸，可向產(chǎn)品中加入（填字母）。A.無水乙醇B.碳酸鈉粉末C.無水醋酸鈉4）再向其中加入飽和氯化鈣溶液，振蕩分離，其目的是然后再向其中加入無水硫酸鈉，振蕩，其目的是。最后，將經(jīng)過上述處理的液體加入另一干燥的蒸餾瓶內(nèi)，再蒸餾，棄去低沸點餾分，收集沸點在7678°C之間的餾分即得純凈的乙酸乙酯。真題12．下列說法錯誤的是乙烷室溫下能與濃鹽酸發(fā)生取代反應乙烯可以用作生產(chǎn)食品包裝材料的原料乙醇室溫下在水中的溶解度大于溴乙烷乙酸與甲酸甲酯互為同分異構體13.化合物X是一種有機合成中間體，Z是常見的高分子化合物，某研究小組采用如下路線合成X和Z：□%葉即曲|1flritsr□%葉即曲|1flritsrFiiaY已知：①化合物A的結構中有2個甲基②RCOOR'+R^'CHyOOR'CHaCH^ONa②RCOOR'+R^'CHyOOR'CHaCH^ONaR”RCOCHCOOR'請回答：TOC\o"1-5"\h\z1)寫出化合物E的結構簡式，F(xiàn)中官能團的名稱是。Y-Z的化學方程式是。G-X的化學方程式是，反應類型是。若C中混有B,請用化學方法檢驗B的存在(要求寫出操作、現(xiàn)象和結論)參考答案D【解析】乙酸是由1個甲基和1個羧基構成的，顯然是飽和一元羧酸，A項正確。乙酸的沸點高于100°C,而乙醇的沸點低于100°C,B項正確。乙酸雖然是弱酸，但酸性卻比碳酸的強，C項正確。酯化反應時，酸斷開的是碳氧單鍵，而醇斷開的是羥基上的氧氫鍵，D項錯誤。d【解析】考查羧酸類有機物的概念，羧酸類有機物必須含有羧基。石炭酸為'jr°H不含羧基。C【解析】A項，飽和一元羧酸的通式為CH0；B項，羧酸沒有氣態(tài)的，但有固態(tài)的如苯n2n2甲酸、草酸等；C項所述是羧酸的定義；D項，同類有機物中，碳原子數(shù)越少，一般熔沸點越低。D【解析】物質(zhì)的酸性越強，越容易電離出氫離子，則與鈉反應生成的H速率越快。2D【解析】弱酸的實質(zhì)是不能完全電離，稀乙酸水溶液中含有未電離的乙酸分子，即可證明乙酸是弱酸。（1）碳酸氫鈉氫氧化鈉或碳酸鈉鈉（2）羧羥基＞酚羥基＞醇羥基【解析】（1）題給結構中含有3種不同的羥基：醇羥基、酚羥基和羧羥基，由酸性強弱：—C00H＞HCO＞酚羥基〉HCO〉醇羥基可知，若生成①，要求-COOH反應而醇羥基和酚羥233基不反應，根據(jù)強酸制弱酸原理，應加入NaHC03；若生成②，應加入NaOH或“氣匹，與酚羥基和一COOH反應；若生成③，應加入Na,與一COOH、醇羥基和酚羥基都反應。（2）根據(jù)（1）的分析過程，可得出一OH中的氫電離由易到難的順序是羧羥基〉酚羥基〉醇羥基。D【解析】1molX能與足量碳酸氫鈉溶液反應放出44.8LCO2（標準狀況），說明X中含有2個一COOH,飽和的二元羧酸的通式為CnH2n-2O4,當為不飽和酸時，H原子個數(shù)小于加2,符合此通式的只有選項D。D【解析】用溴的四氯化碳溶液可鑒別出乙酰水楊酸，因為只有它不能使溴的四氯化碳溶液褪色。丁香酚分子中含有酚羥基，可以和氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應，用氯化鐵溶液可將丁香酚和肉桂酸區(qū)別開來。D【解析】鹽的化學式中只有一個Na，貝9是羧基與碳酸氫鈉反應引入的Na。C【解析】由反應物和生成物的種類可判斷該反應一定不是取代反應，A項錯誤。羥基OH扁桃酸分子中含有1個酚羥基、1個醇羥基和1個羧基，與“°"j/川結構不相似，二者不互為同系物，B項錯誤。與苯環(huán)直接相連的羥基上的氧原子、苯環(huán)及與苯環(huán)直接相連的碳原子一定在一個平面上，則至少有1+6+4+1=12個原子共平面，又因單鍵可以旋轉(zhuǎn)，則酚羥基上的氫原子和羧基也可能在此平面上，故最多可能有17個原子共平面，C項正確。羧基不能與氫氣發(fā)生加成反應，則1mol羥基扁桃酸分子最多能分別和1molNaHCO、2molNaOH、3molNa和3molH發(fā)生反應，D項錯誤。3211．（1）增大反應物乙醇的濃度，有利于反應向生成乙酸乙酯的方向進行（2）增加醋酸濃度，減小生成物乙酸乙酯的濃度有利于酯化反應向生成乙酸乙酯的方向進行（3）B（4）除去粗產(chǎn)品中的乙醇（5）除去粗產(chǎn)品中的水【解析】醇跟酸發(fā)生的酯化反應是可逆的，生成的酯發(fā)生水解生成醇和酸。為了使反應不斷地向生成乙酸乙酯的方向進行，采取了使用過量乙醇和不斷蒸出乙酸乙酯的方法。由于反應物和生成物的沸點比較接近，在蒸餾時會帶出其他化合物，得到的乙酸乙酯中含有各種其他物質(zhì)，因此需要精制。精制過程中選用的各種物質(zhì)及操作應考慮要除去的CHCOOH、CHCHOH和HO。3322真題A【解析】A、乙烷和濃鹽酸不反應，故說法錯誤；B、乙烯可以制成聚乙烯，聚乙烯用于食品包裝，故說法正確；C、乙醇含有親水基羥基，能溶于水，而溴乙烷不溶于水，故說法正確；D、乙酸和甲酸甲酯的分子式相同，結構不同，是同分異構體，故說法正確?！久麕燑c睛】本試題考查考生對有機物基礎知識的掌握，屬于簡單的一類題目，要求考生在平時學習中夯實基礎知識，能夠?qū)χR做到靈活運用。有機物中的取代反應包括：烷烴和鹵素單質(zhì)反應（狀態(tài)是氣體）、苯的硝化和溴代、鹵代烴的水解、酯化反應、酯的水解等，因此記憶時要注意細節(jié)。一般常用的包裝塑料有聚乙烯和聚氯乙烯，聚乙烯一般用于食品包裝，聚氯乙烯不能作為食品包裝，因為在光照下能產(chǎn)生有毒物質(zhì)，污染食品，不能混用。影響溶解度的因素：相似相溶、形成分子間氫鍵、發(fā)生反應，乙醇可以和水形成分子間氫鍵，而溴乙烷不能和水形成分子間氫鍵。同分異構體是分子式相同而結構不同，分子式都是C2H4O2，但前者屬于酸，后者屬于酯，同分異構體可以是同類物質(zhì)，也可以是不同類物質(zhì)，這要求學生要理解同分異構體的概念，在平時的學習中注意概念的內(nèi)涵和延伸，反應條件等。（1）CH=CH羥基22nCH^CH空世哲壬CHa~CH于“TOC\o"1-5"\h\zClCJCHjCH,CHjCHjONa-■-■'!''---ch3取代反應取適量試樣于試管中，先用NaOH中和，再加入新制氫氧化銅懸濁液，加熱，若產(chǎn)生磚紅色沉淀，則有B存在(合理答案均可)【解析】化合物A能發(fā)生連續(xù)氧化依次生成B、C,則A為飽和一元醇，A的結構中有2個甲基，則A為(CH)CHCHOH,B為(CH)CHCHO，C為(CH)CHCOOH，C與F在酸性環(huán)3223232境下生成G,則G為酯，F(xiàn)為