高考化学一轮复习 第26讲 羧酸 酯 油脂课件

第26讲 羧酸 酯 油脂考纲定位选项示例1.了解羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点以及它们的相互联系。2.了解羧酸、酯发生反应的类型。3.了解油脂的组成和主要性质及重要应用。1.淀粉、油脂和蛋白质都是高分子化合物。(2012年广东高考T7B)2.乙醇、乙酸和乙酸乙酯能用饱和Na2CO3溶液鉴别。(2011年广东汕头模拟T12C)3.甲烷、苯、乙醇、乙酸和酯类都可以发生取代反应。(2011年广东揭阳模拟T11C)一、羧酸1羧酸(1)组成和结构。官能团：_，饱和一元脂肪酸通式：_或_。(2)通性：都有_性，都能发生_反应。羧基(COOH)CnH2nO2CnH2n1COOH酸酯化(中和)2乙酸 (1)组成和结构。分子式为_，结构简式为_。(2)物理性质。 具有_气味的液体，易溶于_，熔点 16.6 ，低于熔点会凝结成冰一样的晶体，俗称_。(3)化学性质。弱酸性：断键部位是_，具有酸的通性，可以使指示剂变色。电离方程式：_，酸性与 H2CO3、C6H5OH 相比：_。强烈刺激性水冰醋酸C2H4O2CH3COOHCH3COOH HCH3COO OHCH3COOH H2CO3 C6H5OH写出下列与乙酸反应的化学方程式：2CH3COONaH2(CH3COO)2CaH2OCH3COONaH2O2CH3COONaCO2H2O酯化反应： 发生酯化反应的化学方程式为：_。3甲酸俗称_，结构简式为_，既有_又有_，兼有_和_的性质。在碱性条件下，甲酸能发生银镜反应，也能与新制 Cu(OH)2 悬浊液反应生成红色Cu2O 沉淀。CH3CO18OCH2CH3蚁酸HCOOH醛基羧基醛类羧酸二、酯和油脂1酯(1)组成和结构。 官能团：_，饱和一元羧酸和饱和一元醇形成的酯分子通式为_或_。(2)物理性质。密度比水_，_溶于水，_溶于有机溶剂。COO(酯基)CnH2nO2RCOOR小难易(3)化学性质水解反应。RCOOHROHRCOONaROH2油脂 (1)组成与结构。油脂属于_类，官能团为三个_，是一分子_与三分子_脱水形成的酯，_属于高分子化合物。碳链含较多饱和键时，在室温下呈_态；碳链含较多不饱和键时，在室温下呈_态。(2)物理性质。油脂的密度比水_，_溶于水，易溶于_。酯酯基甘油高级脂肪酸不固液小难有机溶剂(3)化学性质。油脂的氢化：分子中含有碳碳双键的油脂能与 H2 发生_。油脂的水解：油脂在_条件下水解为甘油、高级脂肪酸，在_ 条件下水解为甘油、高级脂肪酸钠( 即_反应)，工业生产中常用此反应制取肥皂。 加成反应酸性碱性皂化考点1 乙酸乙酯的制备实验1反应原料：乙酸、乙醇、浓硫酸、饱和 Na2CO3 溶液。2实验原理CH3COOHC2H5OHCH3COOC2H5H2O3实验装置图 4-26-14实验注意事项(1)加入试剂的顺序：乙醇浓硫酸冰醋酸。(2)盛反应液的试管要向上倾斜 45，这样液体的受热面积大。(3)导管较长，除导气外还兼起冷凝作用。导管末端不能插入饱和 Na2CO3 溶液中，防止发生倒吸。(4)不能用 NaOH 代替 Na2CO3，因为 NaOH 溶液碱性很强，会使乙酸乙酯彻底水解。(5)实验中小火加热保持微沸，这样有利于产物的生成和蒸发，提高乙酸乙酯的产率。(6)饱和 Na2CO3 溶液的作用是：减小酯在水中溶解度(利于分层)；中和乙酸；溶解乙醇。(7)酯化反应中可用 18O 作示踪原子，证明在酯化反应是由酸分子上的羟基与醇羟基上的氢原子结合生成水，其余部分结合成酯。(8)酯化反应是一个可逆反应。【例1】已知下列数据：学生在实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下：在 30 mL 的大试管 A 中按体积比 1 4 4 的比例配制浓硫酸、乙醇和乙酸的混合溶液；按图 4-26-2 连接好装置(装置气密性良好)，用小火均匀地加热装有混合溶液的大试管 510min；待试管 B 收集到一定量的产物后停止加热，撤去试管 B并用力振荡，然后静置等待分层；分离出乙酸乙酯层、洗涤、干燥。物质熔点/沸点/密度/gcm3乙醇117.078.00.79乙酸16.6117.91.05乙酸乙酯83.677.50.90浓硫酸(98%)338.01.84请根据题目要求回答下列问题：(1)配制该混合溶液的主要操作步骤为：_；写出制取乙酸乙酯的化学方程式：_。(2)上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是_(填字母)。A中和乙酸和乙醇B中和乙酸并吸收部分乙醇图 4-26-2C乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度比在水中更小，有利于分层析出D加速酯的生成，提高其产率(3) 步骤中需要小火均匀加热操作，其主要理由是：_。(4)指出步骤所观察到的现象：_；分离出乙酸乙酯后，一般用饱和食盐水和饱和氯化钙溶液洗涤，可通过洗涤除去_(填名称)杂质；为了干燥乙酸乙酯可选用的干燥剂为_(填字母)。AP2O5C碱石灰B无水 Na2SO4DNaOH 固体(5)某化学课外小组设计了如图 4-26-3 所示的制取乙酸乙酯的装置(图中的铁架台、铁夹、加热装置已略去)，与上图装置相比，此装置的主要优点有：_。图 4-26-3思路指导：配制浓硫酸、乙醇和乙酸的混合溶液时应按化学实验安全原则操作。了解酯化反应实验原理、现象及注意事项是解答有关问题的基础。解析：(4)乙酸乙酯在酸或碱作用下均可水解，故应选用中性干燥剂。答案：(1)在一支 30 mL 的大试管(A)中注入 4 mL 乙醇，缓慢加入 1 mL 的浓硫酸，边加边振荡试管，待冷却至室温后，再加入 4 mL 乙酸并摇匀 (2)BC(3)若用大火加热，反应物容易随生成物(乙酸乙酯)一起蒸发出来，导致原料的大量损失；另一方面，温度太高，可能发生其他副反应(4)试管 B 中的液体分成上下两层，上层油状液体无色(可以闻到水果香味)，下层液体(浅)红色，振荡后下层液体的颜色变浅 碳酸钠和乙醇 B(5)增加了温度计，便于控制发生装置中反应液的温度，减少副产物的产生；增加了分液漏斗，有利于及时补充反应物，以提高乙酸乙酯的产量；增加了冷凝装置，有利于收集产物乙酸乙酯【思维探究】1为什么要先小火加热后大火加热？答案：实验中小火加热有利于产物的生成，大火加热是将产物乙酸乙酯蒸出。2为什么导管末端不能插入饱和 Na2CO3 溶液中？答案：防止因蒸气易溶于水发生倒吸。3为什么用饱和 Na2CO3 溶液吸收乙酸乙酯？答案：饱和 Na2CO3 溶液的作用有三方面：冷凝乙酸乙酯蒸气、减小乙酸乙酯在水中的溶解度(利于分层)、吸收蒸出的乙酸及乙醇。4能不能用 NaOH 溶液代替饱和 Na2CO3 溶液除杂？答案：不能。因为NaOH溶液碱性太强，会促进乙酸乙酯彻底水解，生成乙酸钠和乙醇。5从乙醇、乙酸、浓硫酸混和液中蒸馏出乙酸乙酯，蒸馏时应注意什么？答案：(1)蒸馏烧瓶加热要垫石棉网，温度计水银球放在支管口略向下的位置。(2)冷凝管横放时头高尾低保证冷凝液自然下流，冷却水与被冷凝蒸气流向相反。(3)烧瓶中放入多孔瓷片以防暴沸。6分液时应注意什么？答案：(1)将互不相溶的液体注入分液漏斗，总量不超过其容积3/4，两手握住分液漏斗，倒转分液漏斗并反复，用力振荡，不时打开活塞放气。(2)把分液漏斗放在铁架台的铁圈中静置、分层。(3)打开旋塞，使下层液体从下口流出，上层液体从上口放出。【例2】1-丁醇和乙酸在浓硫酸作用下，通过酯化反应制得乙酸丁酯，反应温度为 115 125 ，反应装置如图 4-26-4。下列对该实验的描述错误的是()。A不能用水浴加热B长玻璃管起冷凝回流作用C提纯乙酸丁酯需要经过水、氢氧化钠溶液洗涤D加入过量乙酸可以提高 1-丁醇的转化率图 4-26-4解析：类比制备乙酸乙酯，不能用强碱溶液洗涤，只能用饱和 Na2CO3 溶液洗涤，故 C 错。答案：C考点2羧酸的性质羧酸、苯酚和乙醇的羟基活泼性比较物质结构简式羟基活泼性酸碱性与金属Na反应与NaOH反应与Na2CO3反应与NaHCO3反应乙醇CH3CH2OH中性能不能不能不能苯酚C6H5OH比H2CO3弱能能能不能乙酸CH3COOH比H2CO3强能能能能【例 3】迷迭香酸是从蜂花属植物中提取得到的酸性物质，其结构简式如图 4-26-5 所示。下列叙述正确的是()。图 4-26-5A迷迭香酸与溴单质只能发生取代反应B1 mol 迷迭香酸最多能和 9 mol 氢气发生加成反应C迷迭香酸可以发生水解反应、取代反应和酯化反应D1 mol 迷迭香酸最多能和含 5 mol NaOH 发生反应思路指导：该分子含有的官能团有酚羟基、羧基、酯基、碳碳双键，所以应具有酚、羧酸、酯、烯烃的性质。解析：迷迭香酸与溴单质不仅能发生取代反应，而且能与溴发生加成反应，A 错；迷迭香酸中能与氢气发生加成反应的是 2 个苯环，最多能和6 mol 氢气加成，B 错；迷迭香酸中的酚羟基、羧基以及酯基都能与 NaOH 反应，故1 mol 迷迭香酸最多消耗 6 mol NaOH，D 错。答案：C【例4】(2013年江苏高考)药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得：下列有关叙述正确的是()。A贝诺酯分子中有三种含氧官能团B可用FeCl3 溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚C乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚均能与NaHCO3 溶液反应D贝诺酯与足量NaOH 溶液共热，最终生成乙酰水杨酸钠和对乙酰氨基酚钠解析：贝诺酯分子中有COOC、NHCO两种含氧官能团，A项错误；对乙酰氨基酚含酚羟基，遇FeCl3溶液显紫色，则可用FeCl3溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚，B项正确；酚羟基的酸性很小，不能与NaHCO3溶液反应，只有乙酰水杨酸能与NaHCO3溶液反应，C项错误；贝诺酯与足量NaOH溶液共热发生水解，COOC、NHCO均发生断键，不生成乙酰水杨酸钠和对乙酰氨基酚钠，D项错误。答案：B考点3 综合考查烃及其衍生物的性质解答有机合成题或有机推断题时需明确羧酸、酯、醇之间的相互转化关系，既要搞清楚各种转化的反应物和生成物，又要搞清楚反应发生所需的条件及断键、成键的位置。高考对有机物的考查往往具有一定的综合性，单一知识的考查较少。对于综合性的题目，主要采取正向、逆向或者两种方式相互结合的方法进行推断，根据有机物的性质全面分析和解决。【例 5】对羟基苯甲酸丁酯(俗称尼泊金丁酯)可用作防腐剂，对酵母和霉菌有很强的抑制作用，工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应而制得。以下是某课题组开发的从廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线：已知以下信息：通常在同一个碳原子上连有两个羟基是不稳定的，易脱水形成羰基；D 可与银氨溶液反应生成银镜；F 的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢，且峰面积比为 1 1。回答下列问题：(1)A 的化学名称为_。(2)由 B 生成 C 的化学方程式为_，该反应类型为_。(3)D 的结构简式为_。(4)F 的分子式为_。(5)G 的结构简式为_。(6)E 的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有_种，其中核磁共振氢谱三种不同化学环境的氢，且峰面积比为 2 2 1 的是_(写结构简式)。思路指导：由C7H8不难判断出A为甲苯，经过一系列的变化生成G(对羟基甲苯甲酸)，G 与丁醇酯化得对羟基甲苯甲酸丁酯。解析：(2)由 BC 的反应条件是光照，说明该反应是发生在苯环支链上的取代反应，联系前后可知 C 结构为。(3)由CD 发生的是水解反应，从D 的化学式可以推测出有苯环上的Cl未水解，支链上的两个Cl 水解羟基脱水生成CHO。(4)D中的CHO 被氧化为E 中的COOH，EF 的反应条件是NaOH 、 加热 ， 其中COOH 能 与NaOH反应生成COONa，苯环上的Cl 水解反应生成苯酚钠，故F的化学式为C7H4O3Na2。(6)E 的同分异构体能发生银镜反应，说明存在醛基，或者是甲酸酯。若存在醛基，则该芳香化合物存在CHO、Cl 以及OH 三种不同的取代基，其中邻位 3 种：XYZ、XZY、ZXY，邻间位六种：XYZ、XZY、YXZ、YZX、ZXY、ZYX，间位1 种：XYZ，故在苯环上存在10种同分异构体；若该物质为氯代甲酸酯，在苯环上有邻、间、对3 种不同取代物。考虑到支链上只有一个H，要达到2 2 1 的要求，则苯环上应存在相同数目的两种不同的H ，故只有对取代物满足其要求。答案：(1)甲苯思维模型 多种酯化反应形式考向分析羧酸与醇发生酯化反应原理相似，类型较多，是近年高考的热点，主要以主观题形式出现。酯化反应的一般规律如下：1一元酸与一元醇之间的酯化反应CH3COOHC2H5OHCH3COOC2H5H2O2一元酸与多元醇之间的酯化反应3多元酸与一元醇之间的酯化反应4多元酸与多元醇之间的酯化反应多元酸与多元醇之间的酯化反应有多种形式，可以得到普通酯、环状酯和高聚酯。5羟基酸自身的酯化反应羟基酸自身的酯化反应也有多种形式，可以得到普通酯、环状酯和高聚酯。【例6】酸奶中乳酸的结构简式为：。(1)乳酸跟足量金属钠反应的化学方程式为：_。(2) 乳酸跟少量碳酸钠溶液反应的化学方程式为 ：_。(3)乳酸在浓硫酸存在下，3 分子相互反应，生成物为链状，其结构简式可表示为：_。(4)乳酸在浓硫酸存在下，2 分子相互反应，生成物为环状，其结构简式可表示为：_。解析：(1)OH、COOH 与钠均能发生反应，据此可写出反应的化学方程式。(2)COOH与Na2CO3反应放出CO2，而OH与Na2CO3不反应，据此可写出反应的化学方程式。(3)3 分子乳酸在浓硫酸存在下，1 分子中的COOH 与另1分子中OH 酯化，相互作用可生成链状酯。(4)2 分子乳酸在浓硫酸存在下，2 分子中的COOH 和OH 相互酯化，可生成环状酯。答案：题组一 酯的制备实验1图 4-26-7 为实验室制取少量乙酸乙酯的装置图。下列)。关于该实验的叙述中，不正确的(图 4-26-7A向 a 试管中先加入浓硫酸，然后边摇动试管边慢慢加入乙醇，再加入冰醋酸B试管 b 中导气管下端管口不能浸入液面的原因是防止实验过程中产生倒吸现象C实验时加热试管 a 的目的之一是及时将乙酸乙酯蒸出，使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动D试管 b 中饱和 Na2CO3 溶液的作用是吸收随乙酸乙酯蒸出的少量乙酸和乙醇解析：制取乙酸乙酯的顺序是先加乙醇，再加浓硫酸，最后加冰醋酸，浓硫酸融入乙醇时放出大量的热，如果加溶液的顺序倒置，乙醇可能溅出伤到皮肤。答案：A2下列关于有机物的说法错误的是()。ACCl4 可由 CH4 制得，可萃取碘水中的碘B石油和天然气的主要成分都是碳氢化合物C乙醇、乙酸和乙酸乙酯能用饱和 Na2CO3 溶液鉴别D苯不能使 KMnO4 溶液褪色，因此苯不能发生氧化反应解析：苯能燃烧，完全燃烧时被氧化成 CO2 和 H2O，故 D 错。答案：D题组二 羧酸、酯等有机物的相互转化3香豆素是一种天然香料，存在于黑香豆、兰花等植物中。工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得：以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线(部分反应条件及副产物已略去)：已知以下信息：A 中有五种不同化学环境的氢；B 可与 FeCl3 溶液发生显色反应；同一个碳原子上连有两个羟基通常不稳定，易脱水形成羰基。请回答下列问题：(1)香豆素的分子式为_。(2)由甲苯生成 A 的反应类型为_；A 的化学名称为_。(3)由 B 生成 C 的化学反应方程式为：_。(4)B 的同分异构体中含有苯环的还有_种，其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的有_种。(5)按下列要求作答，其中写出 D 的同分异构体的结构简式，写出 D 的同分异构体参与的化学反应方程式：既能发生银境反应，又能发生水解反应的是_(写结构简式)。能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出 CO2，该反应的化学反应方程式为：_。答案：(1)C9H6O2 (2)取代反应 2-氯甲苯(或邻氯甲苯)(4)4 2题组三 羧酸和酯的组成和性质4(2013年山东济宁模拟)下列说法中不正确的是()。A食醋中含有乙酸，乙酸可由乙醇氧化得到B乙醇、乙酸乙酯、乙酸能用饱和碳酸钠溶液鉴别C乙酸、乙酸乙酯、葡萄糖和淀粉的最简式相同D生活中食用的食醋、植物油、动物蛋白等都是混合物解析：乙酸、乙酸乙酯和葡萄糖的最简式都是CH2O，而淀粉的化学式为(C6H10O5)n，故C项不正确。答案：C5某互为同分异构体的两种有机物甲、乙的结构简式分别为：，若甲、乙各 1 mol 在一定条件下与 NaOH 溶液反应，消耗 NaOH)。的物质的量分别是(A2 mol、2 molC3 mol、3 molB3 mol、2 molD5 mol、3 mol解析：1 mol 甲完全水解可得2 mol 羧基和1 mol 酚羟基，能消耗3 mol NaOH；1 mol乙完全水解可得2 mol 羧基和1 mol醇羟基，只能消耗2 mol NaOH，故 B 正确。答案：B题组四 易错题6(2013年全国高考新课标)分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，若不考虑立体异构，这些醇和酸重新组合可形成的酯共有()。A15种 B28种 C32种 D40种 解析：分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，属于饱和一元酯。若为甲酸和丁醇酯化，丁醇有4种；若为乙酸和丙醇酯化，丙醇有2种；若为丙酸和乙醇酯化，丙酸有1种；若为丁酸和甲醇酯化，丁酸有2种；故羧酸共有5种，醇共有8种，酸和醇重新组合可形成的酯共有5840种。答案：D7夏日的夜晚，常看见儿童手持发光的“魔棒”在广场上嬉戏。“魔棒”发光原理是利用过氧化氢氧化草酸二酯产生能量，该能量被传递给荧光物质后便发出荧光，草酸二酯(CPPO)。结构简式如图 4-26-8。下列说法正确的是(图 4-26-8A草酸二酯的分子式为 C26H22Cl6O8B1 mol 草酸二酯与氢氧化钠稀溶液反应时(苯环上卤素不水解)，最多消耗 6 mol NaOHC草酸二酯水解可以得到两种有机物D1 mol 草酸二酯与氢气完全反应，需要氢气 10 mol解析： 结合草酸二酯的结构简式可知其分子式为C26H24Cl6O8，A 错；1 mol 草酸二酯含有4 mol 酯基，水解消耗4 mol NaOH ，而水解又产生2 mol 酚羟基，又要消耗2 molNaOH，B 正确；草酸二酯完全水解产生草酸、戊醇和3,5,6-三氯水杨酸三种有机物，C 错；这里氢气只与苯环发生加成反应，与酯基的C=O 不发生加成反应，D 错。答案：B