2017-2018学年高中化学 第三章 烃的含氧衍生物 第三节 羧酸酯精选新题 新人教版选修5.doc

第三节羧酸酯1.熟悉羧酸的概念及分类。2.了解乙酸的酸性，明确乙酸酯化反应的断键特点。3了解酯的结构特点及性质，了解酯的酸性水解和碱性水解的差别。4.掌握乙酸乙酯的实验室制法。羧酸学生用书P461羧酸的结构和分类(1)概念：由烃基与羧基相连构成的化合物。(2)通式：RCOOH(R为烃基或氢原子)，官能团：COOH。饱和一元脂肪酸的分子通式：CnH2n1COOH或CmH2mO2。(3)分类按分子中烃基的结构分羧酸按分子中羧基的数目分羧酸2乙酸的性质(1)物理性质颜色状态气味溶解性熔点无色液体有强烈刺激性气味易溶于水和乙醇16.6 ，温度低于熔点凝结成冰样晶体，又称冰醋酸(2)化学性质酸性：CH3COOHCH3COOH，乙酸是一种弱酸，比碳酸酸性强，具有酸的通性。例如：2CH3COOHNa2CO32CH3COONaCO2H2O。酯化反应如乙酸与乙醇的反应：3羧酸的化学性质羧酸的化学性质与乙酸相似，主要取决于官能团COOH。(1)弱酸性由于COOH能电离出H，使羧酸具有弱酸性。羧酸具有酸的通性。例如：2RCOOHNa2CO32RCOONaCO2H2O。(2)酯化反应反应原理：羧酸与醇发生酯化反应时，一般情况下，羧酸脱去羟基，醇脱去氢原子。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)乙酸分子中含有羧基，可与NaHCO3溶液反应生成CO2。()(2)向苯酚和醋酸中滴加少量紫色石蕊试液，溶液都变为红色。()(3)1 mol C2H5OH和1 mol CH3COOH在浓硫酸作用下加热可以完全反应生成1 mol CH3COOC2H5。()(4)乙酸分子中含有碳氧双键，一定条件下乙酸能与氢气发生加成反应。 ()(5)在酸性条件下，CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2下列关于乙酸的说法不正确的是()A乙酸是一种重要的有机酸，是具有强烈刺激性气味的液体B乙酸分子中含有四个氢原子，所以乙酸是四元酸C无水乙酸又称冰醋酸，它是纯净物D乙酸易溶于水和乙醇解析：选B。CH3COOH分子中虽然有4个氢原子，但是只有羧基上的氢原子可以电离出H，所以乙酸是一元酸。3下列说法正确的是()A只有链烃基与羧基直接相连的化合物才叫羧酸B饱和一元脂肪酸的组成符合通式CnH2nO2C羧酸在常温下都呈液态D羧酸的官能团是COOH答案：B1酯化反应的规律羧酸与醇发生酯化反应时，一般是羧酸分子中的羟基与醇分子中羟基上的氢原子结合生成水，其余部分结合生成酯，即“酸脱羟基醇脱氢”。2酯化反应的类型(1)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应CH3COOHC2H5OHCH3COOC2H5H2O(2)二元羧酸与一元醇之间的酯化反应(3)二元醇与一元羧酸之间的酯化反应(4)二元羧酸与二元醇之间可得普通酯、环酯和高聚酯的酯化反应 (该反应将在第五章中学到)已知在水溶液中存在平衡：，当CCH318OOH与发生酯化反应时，不可能生成的是 ()解析因存在平衡，因此可发生的反应有两种可能，如下所示：答案A羧酸的结构与性质1现有甲基、羟基、羧基、苯基四种基团，两两组合形成化合物，其水溶液呈酸性的有()A3种 B4种C5种 D6种解析：选B。此题是联系结构和性质的一种题型，首先，四种基团两两组合可得6种物质，即CH3OH、CH3COOH、H2CO3、和。注意不要漏掉H2CO3(结构简式为)。2苹果酸的结构简式为，下列说法正确的是()A苹果酸中能发生酯化反应的官能团有2种B1 mol苹果酸可与3 mol NaOH发生中和反应C1 mol苹果酸与足量金属Na反应生成1 mol H2D与苹果酸互为同分异构体解析：选A。A.由苹果酸的结构简式可知，含有羟基和羧基两种官能团，两者都能发生酯化反应，该选项正确。B苹果酸中只有羧基能和NaOH反应，故1 mol苹果酸只能与2 mol NaOH发生中和反应，该选项错误。C羧基和羟基都能与Na反应放出H2，故1 mol苹果酸能与3 mol Na反应生成1.5 mol H2，该选项错误。D此结构简式与题干中的结构简式表示的是同一种物质，该选项错误。酯化反应3当乙酸分子中的O都是18O，乙醇分子中的O都是16O，两者在一定条件下反应所生成的水的相对分子质量为()A16 B18C20 D22解析：选C。抓住酯化反应的机理，即“酸脱羟基，醇脱氢”： ，由以上可知生成的水中有18O，HO的相对分子质量为20，故选C。4(2016高考上海卷)乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业，中学化学实验常用a装置来制备。完成下列填空：(1)实验时，通常加入过量的乙醇，原因是_。加入数滴浓硫酸即能起催化作用，但实际用量多于此量，原因是_；浓硫酸用量又不能过多，原因是_。(2)饱和Na2CO3溶液的作用是_、_、_。(3)反应结束后，将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中，_、_，然后分液。(4)若用b装置制备乙酸乙酯，其缺点有_、_。由b装置制得的乙酸乙酯粗产品经饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后，还可能含有的有机杂质是_，分离乙酸乙酯与该杂质的方法是_。答案：(1)增大反应物浓度，使平衡向生成酯的方向移动，提高酯的产率(合理即可)浓H2SO4能吸收生成的水，使平衡向生成酯的方向移动，提高酯的产率浓H2SO4具有强氧化性和脱水性，会使有机物碳化，降低酯的产率(2)中和乙酸溶解乙醇减少乙酸乙酯在水中的溶解(3)振荡静置(4)原料损失较大易发生副反应乙醚蒸馏酯学生用书P481组成和结构(1)酯是羧酸分子中羧基上的OH被OR取代后的产物，简写成RCOOR，R和R可以相同，也可以不同。其中R是烃基，也可以是H，但R只能是烃基。(2)羧酸酯的官能团是。(3)饱和一元羧酸CnH2n1COOH和饱和一元醇CmH2m1OH生成酯的结构简式为，故饱和一元酯的通式为CnH2nO2(n2)。(4)命名：根据生成酯的酸和醇命名为某酸某酯，如CH3COOCH2CH3：乙酸乙酯；HCOOCH2CH3：甲酸乙酯。2性质(化学性质以CH3COOC2H5为例)1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)乙酸和乙酸乙酯都能发生取代反应。()(2)酯化反应中浓硫酸起催化作用和脱水作用。()(3)用NaOH溶液除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸。()(4)一定条件下，能发生水解反应和银镜反应。()答案：(1)(2)(3)(4)2下列说法正确的是()A酸和醇发生的反应一定是酯化反应B酯化反应中羧酸脱去羧基中的羟基，醇脱去羟基上的氢原子C浓硫酸在酯化反应中只起催化剂的作用D欲使酯化反应生成的酯分离并提纯，可以将弯导管伸入饱和Na2CO3溶液的液面以下，再用分液漏斗分离答案：B3有机物 在一定条件下发生水解反应生成两种有机物，它在水解时，断裂的键是_(填序号)。答案：1酯化反应与酯的水解反应的比较酯化反应水解反应反应关系CH3COOHC2H518OHCH3CO18OC2H5H2O催化剂浓硫酸稀硫酸或NaOH催化剂的其他作用吸收水使平衡右移，提高反应物的转化率NaOH中和酯水解生成的CH3COOH，增大酯的水解程度反应类型取代反应2.酯水解时的定量关系(1)1 mol水解一般需要1 mol H2O(或1 mol NaOH)生成1 mol COOH(或COONa)和1 mol OH，酯化反应中，1 mol COOH和1 mol OH酯化生成1 mol和1 mol H2O。(2)羧酸的酚酯水解时，由于生成酚钠，增加了NaOH的消耗量，3酯的同分异构体的书写方法(1)书写酯的同分异构体时，主要通过变换两侧的碳原子来完成，减去左侧的C原子加在的右侧，如分子式为C4H8O2的酯有如下几种：(2)书写时，还要注意酯结构中来自羧酸和醇部分的碳链异构引起的同分异构体。邻甲基苯甲酸()有多种同分异构体，其中属于酯，但分子结构中含有甲基和苯环的同分异构体有()A2种B3种C4种 D5种解析符合条件的同分异构体中必须含有苯环，若苯环上有两个取代基，则其中一个是甲基，另一个是酯基，它们分别为、；若苯环上只有一个取代基，则为、。答案D若上述例题中属于酯的条件改为“分子结构中含有苯环”，即不再限制必含甲基，则其同分异构体有_种。解析：有6种，增加了。答案：6酯的结构与性质1乙酸甲酯在KOH溶液催化下水解得到的产物是()A乙酸和甲醇 B乙酸钾和乙醇C甲酸和甲醇 D乙酸钾和甲醇解析：选D。在碱性条件下，生成的乙酸会继续与碱反应生成乙酸盐。2中草药秦皮中含有七叶树内酯，其结构简式为，具有抗菌作用。若1 mol七叶树内酯分别与浓溴水和NaOH溶液完全反应，则消耗Br2和NaOH的物质的量分别为()A3 mol、2 mol B3 mol、3 molC2 mol、2 mol D3 mol、4 mol解析：选D。从七叶树内酯的结构简式可以看出，其分子中右侧的环不是苯环，1 mol七叶树内酯分子中含有2 mol 酚羟基，可以和2 mol NaOH发生中和反应，1 mol酯基水解后产生1 mol酚羟基和1 mol羧基，消耗2 mol NaOH；含酚羟基的苯环上可发生溴的取代反应，消耗2 mol Br2，而右侧环上的碳碳双键可以和溴发生加成反应，消耗1 mol Br2。因此1 mol七叶树内酯分别与浓溴水和NaOH溶液反应消耗3 mol Br2、4 mol NaOH。3乙酸橙花酯是一种食用香料，其结构如图所示。下列有关该物质的说法中正确的是()A该有机物的分子式为C11H18O2B1 mol该有机物最多可与3 mol H2反应C能发生加成、取代、氧化、加聚反应D在碱性条件下水解，1 mol该有机物最多消耗 2 mol NaOH解析：选C。该有机物中有12个碳原子，A项错误；该有机物中只有碳碳双键能与H2发生加成反应，B项错误；该有机物中能消耗NaOH的只有酯基，D项错误。4化合物A，学名邻羟基苯甲酸，俗名水杨酸，其结构简式如图所示。(1)将A跟足量的下列物质的溶液反应可得到一种钠盐，其化学式为C7H5O3Na的是_。ANaOH BNa2CO3CNaHCO3 DNaCl(2)水杨酸的同分异构体中，既属于酚类又属于酯类的化合物有_种，其结构简式分别为_。(3)水杨酸的同分异构体中，属于酚类但不属于酯类，也不属于羧酸类的化合物必定含有_基(填写除了羟基以外的官能团名称)。答案：(1)C(2)3、(3)醛重难易错提炼1.了解一个顺序：羟基氢的活泼性顺序为羧基酚羟基水中羟基醇羟基。2.掌握酯化反应(1)实质：酸脱羟基，醇脱氢；(2)重要反应：CH3COOHCH3CH2OHCH3COOC2H5H2O；(3)条件：浓硫酸且需要加热。3.掌握酯水解的重要条件及规律(1)稀硫酸加热，此时酯水解生成羧酸和醇；(2)氢氧化钠溶液加热，此时酯水解生成羧酸钠和醇。课后达标检测学生用书P105(单独成册)基础巩固1下列物质中，不属于羧酸类有机物的是()A乙二酸B苯甲酸C硬脂酸 D石炭酸解析：选D。要确定有机物是否为羧酸，关键看有机物中是否含有羧基。石炭酸即苯酚，属于酚类。2下列有关乙酸结构的表示或说法中错误的是()A乙酸的比例模型为B乙酸分子中所有原子均位于同一平面上C乙酸的结构简式为CH3COOH，官能团名称为羧基D乙酸分子中既存在极性键又存在非极性键解析：选B。乙酸分子中含有甲基，因此所有原子不可能共平面。3某同学在学习了乙酸的性质后，根据甲酸的结构()对甲酸的化学性质进行了下列推断，其中不正确的是()A能与碳酸钠溶液反应B能发生银镜反应C不能使KMnO4酸性溶液褪色D能与单质镁反应解析：选C。甲酸分子中含有醛基和羧基两种官能团，具有醛与羧酸的双重性质。4下列说法中正确的是()ARCOOH与ROH发生酯化反应时生成ROOCRB能与NaOH溶液反应，分子式为C2H4O2的有机物一定是羧酸C甲酸乙酯、乙酸甲酯、丙酸互为同分异构体D甲醛与乙酸乙酯的最简式相同解析：选C。发生酯化反应时，ROH脱去羟基上的H原子，RCOOH脱去羟基，反应生成RCOOR，故A错误；分子式为C2H4O2的有机物可能为乙酸或甲酸甲酯，两者都能与氢氧化钠溶液反应，所以分子式为C2H4O2的有机物不一定是羧酸，可能为酯类，故B错误；甲酸乙酯、乙酸甲酯、丙酸的分子式都是C3H6O2，三者的结构不同，所以它们互为同分异构体，故C正确；甲醛的最简式和分子式都是CH2O，乙酸乙酯的分子式为C4H8O2，最简式为C2H4O，所以甲醛与乙酸乙酯的最简式不同，故D错误。5某羧酸酯的分子式为C10H18O3，1 mol该酯完全水解可得到1 mol羧酸和1 mol乙醇，该羧酸的分子式为()AC8H16O2 BC8H16O3CC8H14O2 DC8H14O3解析：选D。某羧酸酯的分子式为C10H18O3，1 mol该酯完全水解可得到1 mol羧酸和1 mol乙醇，说明酯中含有1个酯基，设羧酸为M，则反应的化学方程式为C10H18O3H2OMC2H6O，由质量守恒可知M的分子式为C8H14O3，选项D符合题意。6. 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115125 ，反应装置如图所示。下列对该实验的描述错误的是()A不能用水浴加热B长导管起冷凝回流作用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丁醇的转化率解析：选C。A项，该反应温度为115125 ，超过了100 ，故不能用水浴加热；B项，长导管可以进行冷凝回流；C项，提纯乙酸丁酯不能用NaOH溶液洗涤，酯在强碱性条件下会发生较彻底的水解反应；D项，增大乙酸的量可提高醇的转化率。7某有机物A的结构简式为，取一定量Na、NaOH、NaHCO3分别与等物质的量的该物质充分反应(反应时可加热煮沸)，则Na、NaOH、NaHCO3三种物质的物质的量之比为()A221 B111C321 D332解析：选C。有机物A的分子中含有醇羟基、酚羟基、醛基、羧基，因此它同时具有醇、酚、醛、酸四类物质的化学特性。与钠反应时，酚羟基、羧基、醇羟基均能参加反应，1 mol A消耗3 mol Na；与NaOH反应的官能团是酚羟基、羧基，1 mol A消耗2 mol NaOH；与NaHCO3 反应的官能团只有羧基，1 mol A能与1 mol NaHCO3反应。故Na、NaOH、NaHCO3三种物质的物质的量之比为321。8某有机物的结构简式是，关于它的性质描述正确的是()能发生加成反应；能溶于NaOH溶液中，且1 mol该有机物消耗3 mol NaOH；能水解生成两种酸；不能使溴水褪色；能发生酯化反应；有酸性。A BC仅 D解析：选D。所给结构中含有苯环，可发生加成反应；含有COOH，有酸性，可与NaOH溶液反应；含有酯基，可发生水解反应，生成CH3COOH和两种酸，1 mol该有机物可消耗3 mol NaOH；不含及CC等，不与溴水反应。9分子式为C5H10O2的羧酸A可由醇B氧化得到，A和B可生成酯C(相对分子质量为172)，符合此条件的酯有()A1种 B2种C3种 D4种解析：选D。羧酸A可由醇B氧化得到，则醇B结构简式为RCH2OH。因酯C的相对分子质量为172，故分子式为C10H20O2，即醇为C4H9CH2OH，而C4H9有4种结构，故酯C有4种同分异构体。10苹果酸是一种常见的有机酸，其结构简式为。(1)苹果酸分子所含官能团的名称是_、_。(2)苹果酸不可能发生的反应是_(填序号)。加成反应酯化反应加聚反应氧化反应消去反应取代反应(3)物质A(C4H5O4Br)在一定条件下可发生水解反应，得到苹果酸和溴化氢。由A制取苹果酸的化学方程式是_。解析：(1)根据苹果酸的结构简式可知，苹果酸即羟基丁二酸，分子中含有羟基和羧基；(2)羧基能发生酯化反应，醇羟基能发生氧化反应、消去反应和取代反应；(3)由苹果酸的结构可反推出C4H5O4Br的结构为，即可写出其水解反应的化学方程式。答案：(1)羟基羧基(2)11醋柳酯是一种镇咳祛痰药，用于上呼吸道感染、感冒咳嗽、急慢性支气管炎症等的治疗，其结构简式为。请回答下列问题：(1)醋柳酯的分子式为_。(2)关于醋柳酯的说法正确的是_。A是高分子化合物B可与氢气发生加成反应C能发生银镜反应D能发生水解反应且只生成2种有机物(3)1 mol醋柳酯最多能与_mol NaOH反应，试写出反应的化学方程式：_。解析：(2)醋柳酯中含有酯基、苯环、醚键等，其中苯环能与H2在一定条件下发生加成反应，酯基能发生水解反应()，将酯基断开可得到CH3COOH、和，共3种有机物。(3)一般的酯类物质水解后得到羧酸和醇，其中羧基能与NaOH反应，但羧酸酚酯水解时会得到羧酸和酚类，二者皆能与NaOH反应，本题物质要考虑该种情况。答案：(1)C16H14O5(2)B(3)4能力提升12已知酸性：HCO，现要将转变为，可行的方法是()与足量的NaOH溶液共热，再通入足量的CO2气体与稀H2SO4共热后，再加入足量的NaOH溶液加热该物质的溶液，再通入足量的SO2气体与稀H2SO4共热后，再加入足量的NaHCO3溶液ABC D解析：选D。本题主要考查羧酸、酚的酸性差异。13分子组成为C3H5O2Cl的含氯有机物A，与NaOH水溶液反应并将其酸化，得到分子组成为C3H6O3的有机物B，在适当条件下，每两分子B可以相互发生酯化反应生成1分子C，那么C的结构不可能是()解析：选B。C3H5O2Cl在碱性条件下水解并酸化后产物为C3H6O3，结合题干信息，故A的可能结构为CH2ClCH2COOH或CH3CHClCOOH，则B的可能结构为HOCH2CH2COOH或CH3CH(OH)COOH，故C的结构不可能为B选项。14某混合物中可能含有甲醇、甲酸、乙醇、甲酸乙酯中的一种或几种，鉴定时有下列现象：能发生银镜反应；加入新制Cu(OH)2，沉淀不溶解；与含有酚酞的NaOH溶液共热，溶液红色逐渐变浅。下列叙述中正确的是()A一定含有甲酸乙酯和甲酸B一定含有甲酸乙酯和乙醇C一定含有甲酸乙酯，可能含有甲醇和乙醇D几种物质都含有解析：选C。能发生银镜反应说明混合物中可能含有甲酸、甲酸乙酯；现象说明混合物中无甲酸；现象说明混合物中含有酯，即甲酸乙酯，故该混合物中一定含有甲酸乙酯，一定不含甲酸，可能含有甲醇和乙醇。15已知下列数据：物质熔点/沸点/密度/gcm3乙醇14478.00.789乙酸16.61181.05乙酸乙酯83.677.50.900浓硫酸(98%)3381.84如图为实验室制取乙酸乙酯的装置图。(1)当饱和碳酸钠溶液上方收集到较多液体时，停止加热，取下小试管B，充分振荡，静置。振荡后的实验现象为_(填选项字母)。A上层液体变薄B下层液体红色变浅或变为无色C有气体产生D有果香味(2)为分离乙酸乙酯、乙醇、乙酸的混合物，可按下列步骤进行分离：试剂1最好选用_；操作1是_，所用的主要仪器名称是_；试剂2最好选用_；操作2是_；操作3中温度计水银球的位置应为图中_(填“a”“b”“c”或“d”)所示，在该操作中，除蒸馏烧瓶、温度计外，还需要的玻璃仪器有_、_、_、_，收集乙酸的适宜温度是_。解析：(1)试管中收集到的有机物包括乙酸乙酯、乙醇和乙酸，充分振荡时，乙醇溶解于饱和碳酸钠溶液中，乙酸与Na2CO3反应生成CO2气体，使溶液的碱性降低，液体的红色变浅或变为无色，而有机层的总量减少，厚度变薄。(2)将混合物用饱和Na2CO3溶液进行萃取分液可把混合物分成两部分，其中一份是乙酸乙酯(A)，另一份是乙酸钠和乙醇的水溶液(B)。蒸馏B可得到乙醇(E)，留下的残液为乙酸钠溶液(C)。再在C中加稀硫酸得乙酸溶液(D)，经蒸馏可得乙酸。蒸馏时，温度计水银球应处于蒸馏烧瓶支管口附近(即题图中b处)。答案：(1)ABCD(2)饱和碳酸钠溶液分液分液漏斗稀硫酸蒸馏b酒精灯冷凝管牛角管锥形瓶略高于118 16化合物A最早发现于酸牛奶中，它是人体内糖代谢的中间体，可由马铃薯、玉米淀粉等发酵制得，A的钙盐是人们喜爱的补钙剂之一。A在某种催化剂的存在下进行氧化，其产物不能发生银镜反应。在浓硫酸存在下，A可发生如图所示的反应：回答下列问题：(1)写出下列化合物的结构简式：A_，B_，D_。(2)写出下列反应的化学方程式和反应类型：AE_，AF_。反应类型：AE_，AF_。解析：A在浓硫酸作用下脱水可生成含不饱和烃基的化合物E，说明A分子中含有OH；A也能脱水形成六元环状化合物F，说明A分子中含有COOH，结合题意可知其结构简式为。则B为，D为。答案：(1) 消去反应酯化(或取代)反应