高考化学复习课件：第8单元第35讲羧酸 酯

欢迎进入化学课堂 第35讲醛羧酸酯 一 醛的结构与性质1 醛基羰基 与氢原子相连构成醛基 甲醛的结构式为 分子式为CH2O 乙醛的结构简式为 分子式为C2H4O 2 醛类的化学性质 1 氧化反应醛能发生银镜反应 化学方程式为R CHO 2Ag NH3 2OHR COONH4 3NH3 2Ag H2O在碱性条件下被新制的氢氧化铜氧化为羧酸后 与碱反应生成羧酸盐 写出该反应的化学方程式R CHO 2Cu OH 2 NaOHCu2O R COONa 3H2O 2 还原反应在加热 加压和有催化剂 如Ni Pt 存在的条件下 醛可以和氢气发生加成反应 生成醇 3 甲醛的性质35 40 的甲醛水溶液俗称福尔马林 它具有很好的防腐杀菌效果 也可用作农药和消毒剂 甲醛常用于制造酚醛树脂 维纶 染料等 酚醛树脂是人类合成的第一种高分子材料 2 分类 1 按照与羧基连接的烃基结构的差别分为脂肪酸 芳香酸 2 按照分子中含有羧基的多少 分为一元酸 二元酸 三元酸等 3 高级脂肪酸分子中含有碳原子较多的脂肪酸 它们的酸性很弱 在水中的溶解度不大 常见的高级脂肪酸有硬脂酸 C17H35COOH 软脂酸 C15H31COOH 油酸 C17H33COOH 亚油酸 C17H31COOH 性质a 酸的通性 乙酸俗称醋酸 是一种弱酸 酸性比碳酸强 b 酯化反应 若用18O标记乙醇 反应方程式为CH3COOH CH3CHOHCH3CO18OCH2CH3 H2O 3 羧酸的性质 1 乙酸 乙酸的结构分子式为C2H4O2 结构式为 结构简式为CH3COOH 2 甲酸甲酸的结构简式为 分子中既含有羧基又含有醛基 因而能表现出羧酸和醛两类物质的性质 三 酯1 酯的概念酯是羧酸分子中羧基上的羟基 OH 被烃氧基 OR 取代后的产物 酯是一种羧酸衍生物 其分子由酰基 和烃氧基 OR 相连构成 酯的通式为 饱和一元酸与饱和一元醇形成的酯的通式为CnH2nO2 n 2 与同碳原子数的饱和一元羧酸互为同分异构体 2 酯的化学性质 水解反应 1 酸性条件 CH3COOCH2CH3 H2OCH3COOH CH3CH2OH 2 碱性条件 CH3COOCH2CH3 NaOHCH3COONa CH3CH2OH酯的水解反应是酯化反应的逆反应 在碱性条件下 生成的酸与碱反应 使平衡向水解的方向移动 使酯完全水解 酸和碱既是酯化反应的催化剂又是酯的水解反应的催化剂 为使反应完全一般酯化反应用酸作催化剂 酯的水解反应用碱作催化剂 考点一醛与酸的性质 例1从甜橙的芳香油中可分离得到如下结构的化合物 A 现有试剂 KMnO4酸性溶液 H2 Ni Ag NH3 2OH 新制Cu OH 2 能与该化合物中所有官能团都发生反应的试剂有 A B C D 解析 有机物分子中含有两种官能团 分别是碳碳双键和醛基 KMnO4酸性溶液能将两种官能团氧化 H2 Ni能和这两种官能团发生加成反应 Ag NH3 2OH和新制的Cu OH 2只能氧化醛基而不能氧化碳碳双键 方法技巧点拨 醛能被弱氧化剂银氨溶液 新制Cu OH 2溶液氧化 更能被强氧化剂高锰酸钾酸性溶液氧化 考点二醛类信息在有机合成中的应用 例2已知A K是中学化学中常见有机物 其中G不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 他们之间有如下关系 试回答下列 1 写出实验室制取A的化学方程式 2 写出D E的化学方程式 3 B在一定条件下可合成一种重要的塑料 写出该合成反应的方程式 4 写出酯K的结构简式 解析 本题的推断可以正向进行 电石和水生成CH CH CH CH和HCl反应生成B B可以和H2反应 则B为氯乙烯 C为氯乙烷发生碱性水解 则D为乙醇 催化氧化生成E 乙醛 继续氧化得F 乙酸 另一条线 A生成G C6H6 说明3份CH CH加成生成苯 苯发生溴化反应生成H 溴苯 H加成得I C6H11Br 环溴己烷 则J是环己醇 K为环己醇乙酯 CH2 CHCl与氧气的反应 CH2 CHCl O2 2CO2 HCl H2O 点燃 方法技巧点拨 乙炔在实验室中是用电石和水反应制得 采用制CO2 H2的简易装置 不能采用启普发生器 乙烯的制备是通过加热浓硫酸和酒精的混合物而制得 浓硫酸起催化剂和脱水剂的作用 反应方程式 CH3CH2OHCH2 CH2 H2O 属于消去反应 温度要迅速上升到170 防止在140 时生成副产物乙醚 乙炔的性质与乙烯相似 但乙炔含有二个不饱和键 如乙炔和H21 1加成时生成乙烯 1 2加成时生成乙烷 考点三酯的水解 例3某有机物X能发生水解反应 水解产物为Y和Z 同温同压下 相同质量的Y和Z的蒸气所占体积相同 化合物X可能是 A 乙酸丙酯B 甲酸乙酯C 乙酸甲酯D 乙酸乙酯 AB 解析 某有机物X能发生水解反应 水解产物为Y和Z 从题给信息看 X为酯 水解后产生醇和羧酸 同温同压下 相同质量的Y和Z的蒸气所占体积相同 说明所得的醇和羧酸的相对分子质量相同 然而含n个碳原子饱和一元羧酸的相对分子质量与含 n 1 个碳原子饱和一元羧酸的相对分子质量相同 符合条件的选项为A B 方法技巧点拨 含n个碳原子的饱和一元羧酸的相对分子质量与含 n 1 个碳原子饱和一元羧酸的相对分子质量相同 考点四对酯化反应实验的考查 例4乙酸乙酯是重要的有机合成中间体 广泛应用于化学工业 为证明浓硫酸在该反应中起到了催化剂和吸水剂的作用 某同学利用下图所示装置进行了以下四个实验 实验开始先用酒精灯微热3min 再加热使之微微沸腾3min 实验结束后充分振荡试管 再测试管 中有机层的厚度 实验记录如下 1 干燥管的作用为 2 实验D的目的是与实验C相比照 证明H 对酯化反应具有催化作用 实验D中应加入盐酸的体积和浓度分别是 mL和 mol L 3 分析实验 填实验编号 的数据 可以推测出浓硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的产率 浓硫酸的吸水性能够提高乙酸乙酯产率的原因是 防止倒吸 6 6 AC 浓硫酸吸收反应中生成的水 降低了生成物浓度使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动 4 加热有利于提高乙酸乙酯的产率 但实验发现温度过高乙酸乙酯的产率反而降低 可能的原因是 5 实验中不同条件下酯化反应进行的快慢不同 这个结果对探索乙酸乙酯发生水解反应时的最佳条件有什么启示 大量乙酸 乙醇末经反应就脱离反应体系或温度过高发生其他反应 在碱性条件下水解并加热 解析 2 实验C和实验D是证明H 对酯化反应的催化作用 测得有机层厚度相同 要求是H 的浓度相同 可知取6mol L盐酸6mL 3 推测浓硫酸的吸水性对酯化反应的影响 可与稀硫酸作对比 选A C 由于酯化反应是可逆反应 浓硫酸吸水 使平衡向酯化反应方向移动 4 由于酯化反应的原料乙酸与乙醇均易挥发 温度过高 会造成两者大量挥发 不利于反应进行 温度过高 会有更多副反应发生 如乙醇在浓硫酸作用下生成乙醚或乙烯等 5 浓硫酸在酯化反应中作催化剂和吸水剂 吸水使酯化反应向正反应方向移动 酯的水解要使平衡向逆反应方向移动 用碱中和乙酸 减小乙酸浓度 使平衡向水解方向移动 方法技巧点拨 本题紧扣实验目的 从吸水剂和催化剂两个个方面设计实验探究浓硫酸在生成乙酸乙酯反应中作用 1 比较有 无浓硫酸存在条件下酯化反应进行的快慢 吸水剂 2 比较在氢离子含量相同的稀硫酸 稀盐酸作用下 酯化反应进行的快慢 催化剂 1 2010年11月12日夜晚 珠江流光溢彩 第十六届亚洲运动会在广州隆重开幕 开幕式会场晶莹剔透 其中渲染会场气氛的一种化学物质是草酸二酯 草酸二酯 CPPO 结构简式如图所示 下列有关草酸二酯的说法错误的是 A CPPO是一种卤代烃B 1个CPPO分子中含有4个双键C CPPO易溶于水D 1molCPPO最多可以跟10molNaOH反应 解析 根据有机物的结构简式考查考生对有机物结构和性质的分析能力 A选项 CPPO分子中含有氧元素不是卤代烃 C选项 该物质含有较多酯基结构 不会溶于水 D选项 1molCPPO中含6molC Cl键 4mol COO 酯基 酚酯水解生成酚羟基 酚羟基也能与氢氧化钠反应 该物质水解后溶液中含有HCl 所以1molCPPO最多可以跟18molNaOH反应 答案 B 2 分别与CH3CH2OH反应 生成的酯的相对分子质量大小关系 A 前者大于后者B 前者小于后者C 前者等于后者D 无法确定 C 解析 酯化反应原理 有机酸脱羟基 醇脱羟基氢 所以两者的反应方程式为CH3CO16OH CH3CH2OHCH3COOCH2CH3 HO CH3CO18OH CH3CH2OHCH3COOCH2CH3 HO 浓H2SO4 浓H2SO4 3 2011 上海 甲醛与亚硫酸氢钠的反应方程式为HCHO NaHSO3 HO CH2 SO3Na 反应产物俗称 吊白块 关于 吊白块 的叙述正确的是 A 易溶于水 可用于食品加工B 易溶于水 工业上用作防腐剂C 难溶于水 不能用于食品加工D 难溶于水 可以用作防腐剂 B 解析 根据有机物中含有的官能团可以判断 该物质易溶于水 但不能用于食品加工 4 2011 渭南联考 近年来江南地区屡次发生断肠草被当作 金银花 而使人中毒致死的事件 断肠草为中国古代九大毒药之一 据记载能 见血封喉 现已查明它是葫蔓藤科植物葫蔓藤 其中的毒素很多 下列是分离出来的四种毒素的结构式 下列推断不正确的是 A 与 与 分别互为同分异构体B 互为同系物C 均能与氢氧化钠溶液反应D 等物质的量 分别在足量氧气中完全燃烧 前者消耗氧气比后者多 解析 A项正确 主要是官能团的位置异构 B项错误 结构相似 组成上相差1个或者若干个CH2的化合物互称为同系物 而 和 相差一个O和一个CH2 C项正确 在他们的分子结构中 均含有酯基 能在碱性条件下水解成含有羧基和酚羟基的物质 均能与NaOH反应 D项正确 在分子结构中 比 多一个O和一个CH2 相当于多了一个C和一个H2O 故燃烧是多生成一个CO2 要多消耗一个O2 答案 B 5 2011 日照三模 可用于鉴别以下三种化合物的一组试剂是 银氨溶液 溴的四氯化碳溶液 氯化铁溶液 氢氧化钠溶液A 与 B 与 C 与 D 与 解析 分析上述物质所含的官能团 然后根据官能团的性质进行判断 乙酰水杨酸含有酯基 羧基 丁香酚含有羟基 醚基和碳碳双键 肉桂酸含有羧基和碳碳双键 可用溴的四氯化碳溶液与氯化铁溶液进行鉴别 答案 A 6 2011 宝鸡二模 某有机物M结构如图所示 下列说法正确的是 A 1molM与足量的NaOH溶液反应 最多耗3molNaOHB M分子中有7种化学环境均不同的氢原子C M和溴水反应后所得产物的化学式为C11H12O3Br2D M能使溴水褪色但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C 解析 A项错误 水解后生成和CH3CH2OH 而醇羟基与NaOH不反应 故只能消耗2molNaOH B项错误 分子中有8种化学环境均不同的氢原子 C项正确 在酚羟基的两个邻位发生取代反应 D项 酚羟基容易被氧化 也能使酸性高锰酸钾溶液褪色 7 现有一种有机物A 分子式为C4H6O6 对于A的结构与性质实验结论如下 A的分子中有两个羧基 A的核磁共振氢谱如下图所示 下图是利用烃B和烃I合成有机物A和一种高分子新材料R的转化关系示意图 已知烃I的相对分子质量为28 且F的相对分子质量比E多28 已知 CH2 OH优先于CHOH氧化 同一个碳原子上连有多个羟基的结构极不稳定 不予考虑 请分析并按要求回答下列问题 1 写出A对应的结构简式 2 写出对应反应的化学方程式 C D 反应类型为 E G F K R 3 有机物E的同分异构体M满足下列三个条件 1mol有机物与银氨溶液充分反应生成2molAg 1mol有机物与足量NaHCO3溶液反应产生1molCO2 1mol有机物与足量金属Na反应产生1molH2请判断M的结构可能有 种 任写一种M的结构简式 解析 分析整个流程图 A的分子式为C4H6O6 不饱和度为2 分子中只含有3种不同的氢 可推知A的结构简式为HOOCCH OH CH OH COOH 由烃B可合成A 说明烃B中含有4个碳原子 考虑到A中含有4个官能团 因此B的结构可能为CH2 CH CH CH2 B的加成产物C为BrCH2 CHBr CHBr CH2Br C完全水解后的产物D为HOCH2 CH OH CH OH CH2OH 根据题中信息 可知D的氧化产物E为OHC CH OH CH OH CHO E遇强氧化剂时 醛基和羟基均被氧化 故F为HOOCCOCOCOOH 烃I的相对分子质量为28 说明I为CH2 CH2 加成产物J为BrCH2CH2Br J的水解产物为乙二醇 代入经验证合理 答案 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全