2025届高三化学二轮复习 讲义　醛 酮 羧酸及羧酸衍生物

醛、酮、羧酸及羧酸衍生物 复习目标　1.能写出醛、羧酸及羧酸衍生物官能团、简单代表物的结构简式和名称；能够列举醛、羧酸及羧酸衍生物的典型代表物的主要物理性质。2.描述和分析醛、羧酸及羧酸衍生物代表物的重要反应，能书写相应的反应方程式。3.基于官能团、化学键的特点与反应规律分析和推断含有典型官能团的有机化合物的化学性质。根据有关信息书写相应的反应方程式。 知识点一　醛　酮 1.概述 (1)概念 物质 概念 表示方法 醛 由______________与________相连的化合物 酮 ________与两个________相连的化合物 (2)醛、酮的组成通式 饱和一元醛的通式：___________________________________________， 饱和一元酮的通式：____________________。 2.常见醛、酮的物理性质和用途 (1)物理性质 名称 结构简式 状态 气味 溶解性 甲醛 (蚁醛) ______ 气味 易溶于水 乙醛 ______ 气味 与水以任 意比互溶 丙酮 特殊 气味 与水以任 意比互溶 (2)用途 ①35%～40%的甲醛水溶液俗称__________________，具有杀菌(用于种子杀菌)和防腐性能(用于浸制生物标本)。 ②丙酮是最简单的酮，是无色透明的液体，沸点56.2 ℃，易挥发，可与水、乙醇等互溶，是重要的有机溶剂和化工原料。 　 小分子的醛、酮均易溶于水，原因是什么？ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 3.醛、酮的化学性质 (1)醛的化学性质 ①醛类物质既有氧化性又有还原性，其氧化、还原关系为醇醛羧酸。 以乙醛为例完成下列反应的化学方程式： ②与HCN加成 乙醛与HCN发生加成反应的化学方程式为： ____________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (2)酮的化学性质 ①________发生银镜反应，__________被新制Cu(OH)2氧化。 ②能发生加成反应 丙酮发生催化加氢反应的化学方程式为： ____________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 　 1 mol HCHO与足量的银氨溶液反应，最多产生________ mol Ag。 4.醛基的检验 与新制的银 氨溶液反应 与新制的氢 氧化铜反应 实验 操作 在洁净的试管中加入1 mL 2% AgNO3溶液，然后________________________________________________________ ___________________________， 制得银氨溶液；再滴入3滴乙醛，振荡后将试管放在____________________________ 在试管中加入2 mL 10% ________，加入5滴5% _______________， 得到新制的Cu(OH)2，振荡后加入0.5 mL乙醛溶液，________ 实验 现象 产生_____________________ (1 mol RCHO～2 mol Ag) 产生_______________________ (1 mol RCHO～1 mol Cu2O) 注意 事项 ①试管内部必须洁净； ②银氨溶液要随用随配，不可久置； ③水浴加热，不可用酒精灯直接加热； ④乙醛用量不宜太多，一般3～5滴 ①配制Cu(OH)2时，所用的NaOH溶液必须过量； ②Cu(OH)2要随用随配，不可久置； ③反应液直接加热煮沸 　 请用实验方法区分：1－丙醇、2－氯丙烷、丙醛和苯酚溶液。 ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 5.含有碳碳双键和醛基有机物中官能团的检验 (1)只要有机物的分子中含有—CHO，就能发生银镜反应，也能被新制Cu(OH)2氧化。 (2)银氨溶液或新制Cu(OH)2为弱氧化剂，不能氧化碳碳双键，但溴水或酸性KMnO4溶液为强氧化剂，可氧化—CHO，故应先检验—CHO，再硫酸酸化，再检验碳碳双键。 (一)醛、酮的性质 1.下列关于常见醛和酮的说法中正确的是(　　) A.甲醛和乙醛都是有刺激性气味的无色液体 B.丙酮是结构最简单的酮，也可以发生银镜反应和加氢还原反应 C.丙酮难溶于水，但丙酮是常用的有机溶剂 D.人体缺乏维生素A时，难以氧化生成视黄醛，而引起夜盲症 2.香茅醛()可作为合成青蒿素的中间体，下列关于香茅醛的叙述正确的有(　　) ①分子式为C10H18O　②不能发生银镜反应 ③可使酸性KMnO4溶液褪色　④分子中有7种不同化学环境的氢原子 A.①② B.②③ C.①③ D.②④ 3.(2023·南京三模) 格氏试剂(RMgX)与醛、酮反应是制备醇的重要途径。Z的一种制备方法如下： 下列说法不正确的是(　　) A.CH3H2中碳负离子的杂化轨道类型为sp3 B.Y分子与Z分子中均含有手性碳原子 C.Z易溶于水是因为Z分子与水分子之间能形成氢键 D.以CH3COCH3、CH3MgBr和水为原料也可制得Z 醛、酮与具有极性键共价分子的羰基的加成反应 (—NHR、—OCH3等) (二)醛、酮与有机合成 4.(2023·苏北四市一模)康普瑞汀磷酸二钠(H)可减少肿瘤血流量并引起肿瘤坏死，其人工合成路线如下： (1)B分子式C9H11O3Br，其结构简式为____________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (2)设计A→B目的是____________________________。 (3)E→F反应类型为________。 (4)C的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：__________________________________________________________________。 ①分子中苯环上只有两个取代基，且分子中含有5种不同化学环境的氢原子。 ②能发生水解反应，水解产物均能发生银镜反应，其中一种产物遇FeCl3溶液显色。 (5)已知：RCHO＋CH3CHO；写出以、CH3OCH2Cl和HCHO为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用，合成路线流程图示例见本题题干)。 有机合成中的信息反应 (1)醛、酮与格氏试剂的反应 (2)含α-氢原子的羟醛缩合反应 知识点二　羧酸及其衍生物 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.羧酸 (1)概念：由烃基(或氢原子)与羧基相连构成的有机化合物。官能团为羧基或__________________________，饱和一元羧酸的分子通式为___________________。 (2)分类 (3)重要的羧酸 物质及 名称 结构 类别 性质特点 或用途 甲酸 (蚁酸) 饱和一元 脂肪酸 酸性，还原 性(醛基) 乙二酸 (草酸) HOOC—COOH 二元羧酸 酸性，还 原性(＋3 价碳)　 苯甲酸 (安息香酸) 芳香酸 它的钠盐常 作防腐剂 (4)化学性质 羧酸的性质取决于羧基，反应时的主要断键位置如图： ①酸的通性：乙酸是一种弱酸，其酸性比碳酸强，在水溶液里的电离方程式为____________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 ②酯化反应：CH3COOH和CH3CHOH发生酯化反应的化学方程式为____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 2.酯 (1)组成和结构：酯是羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的产物，简写成RCOOR′，羧酸酯的官能团是__________________或酯基。 (2)低级酯的物理性质：具有芳香气味的_________________体，密度一般比水________，________溶于有机溶剂。 (3)化学性质(以CH3COOC2H5为例) 在酸或碱存在的条件下，酯可以发生水解反应，酯的水解反应是酯化反应的逆反应。在酸性条件下的水解是可逆反应，但在碱性条件下的水解是不可逆的。 条件 化学方程式 稀H2SO4 NaOH溶液 3.乙酸乙酯的制备实验 (1)反应原理 ＋H2O。 (2)实验装置 实验现象： ________________________________________________________。 (3)导管末端在液面上，目的是_________________________________________。 (4)加入试剂的顺序为乙醇、浓硫酸和乙酸，不能先加浓硫酸。 (5)浓硫酸的作用： __________________________________________________。 (6)饱和Na2CO3溶液的作用：_________________________________________。 不能用NaOH溶液。 　 (1)乙酸乙酯的水解实验，除了通过乙酸乙酯气味消失的快慢来比较酯的水解速率外，还有什么方法可用来比较乙酸乙酯在不同条件下水解速率的差异？ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ (2)分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇混合物的实验操作流程如图所示。 在上述实验过程中，所涉及的三次分离操作分别是①________、②________、③________。 4.胺、酰胺的性质 (1)胺(R—NH2)的碱性 胺类化合物与NH3类似，具有碱性，能与盐酸、醋酸等反应。 ①碱性的原因：RNH2＋H2ORNH＋OH－。 ②与酸的反应：RNH2＋HCl―→RNH3Cl。 (2)酰胺的水解反应 水解原理 酸性条件 ＋H2O＋H＋RCOOH＋NH 碱性条件 ＋OH-RCOO-＋NH3↑ (一)羧酸及其衍生物的结构与性质 1.(2023·无锡江阴一模)分子结构修饰在药物设计与合成中有广泛应用，布洛芬具有抗炎、镇痛解热的作用，但直接服用对胃、肠道有刺激性，可以对该分子进行如图所示的分子修饰。 下列有关说法不正确的是(　　) A.甲分子最多有10个碳原子共平面 B.1 mol 乙分子中σ键的数目为48 mol C.以上三个分子都只有1个手性碳原子 D.乙和丙均能在NaOH溶液中发生水解 2.(2023·南通如皋一模)化合物Z是一种治疗脂蛋白紊乱的药物，其合成路线如下。下列说法不正确的是(　　) A.X分子中所有碳原子可能在同一平面 B.Y与浓硫酸共热可以发生消去反应 C.可以用NaHCO3溶液鉴别物质Y和 Z D.1分子Z中含10个sp2杂化的碳原子 3.(2023·盐城三模) 下列有关制取、分离和提纯乙酸乙酯实验装置能达到实验目的的是(　　) A.向甲试管中依次加入物质的先后顺序为②①③ B.用装置乙制备乙酸乙酯 C.用装置丙分离乙酸乙酯粗品 D.用装置丁提纯乙酸乙酯 (二)酯的制备实验 4.(2023·南通一模)乙酸乙酯的制备实验过程如下，下列说法正确的是(　　) 步骤1：在一支试管中加入3 mL 乙醇，然后边振荡边缓缓加入2 mL 浓硫酸和2 mL 乙酸，再加入几片碎瓷片，加热并收集蒸出的乙酸乙酯粗品。 步骤2：向盛有乙酸乙酯粗品的试管中滴加1～2滴KMnO4溶液，振荡，紫红色褪去。 步骤3：向盛有Na2CO3溶液的试管中滴加乙酸乙酯粗品，振荡，有气泡产生。 A.步骤1中使用过量的乙醇能提高乙酸的转化率 B.步骤1中使用碎瓷片的目的是作反应的催化剂 C.步骤2中紫红色变浅说明乙酸乙酯粗品含有乙烯 D.步骤3中发生反应的离子方程式为CO＋2H＋===H2O＋CO2↑ (三)酯化反应及其应用 5.按要求书写酯化反应的化学方程式。 (1)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应，如乙酸与乙二醇的物质的量之比为1∶1________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (2)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如乙二酸与乙醇的物质的量之比为1∶2_________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (3)多元羧酸与多元醇之间的酯化反应，如乙二酸与乙二醇酯化 ①生成环酯： ______________________________________________________。 ②生成高聚酯：nHOOC—COOH＋nHOCH2CH2OH____________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (4)羟基酸自身的酯化反应，如自身酯化 ①生成六元环酯： __________________________________________________。 ②生成高聚酯： _____________________________________________________。 1.(2023·江苏卷)化合物Z是合成药物非奈利酮的重要中间体，其合成路线如下： 下列说法正确的是(　　) A.X不能与FeCl3溶液发生显色反应 B.Y中的含氧官能团分别是酯基、羧基 C.1 mol Z最多能与3 mol H2发生加成反应 D.X、Y、Z可用饱和NaHCO3溶液和2%银氨溶液进行鉴别 2.(2021·江苏卷) 化合物Z是合成抗多发性骨髓瘤药物帕比司他的重要中间体，可由下列反应制得。 下列有关X、Y、Z的说法正确的是(　　) A.1 mol X中含有2 mol碳氧π键 B.Y与足量HBr反应生成的有机化合物中不含手性碳原子 C.Z在水中的溶解度比Y在水中的溶解度大 D.X、Y、Z分别与足量酸性KMnO4溶液反应所得芳香族化合物相同 3.(2023·海南卷)闭花耳草是海南传统药材，具有消炎功效。车叶草苷酸是其活性成分之一，结构简式如图所示。下列有关车叶草苷酸说法正确的是(　　) A.分子中含有平面环状结构 B.分子中含有5个手性碳原子 C.其钠盐在水中的溶解度小于在甲苯中的溶解度 D.其在弱碱介质中可与某些过渡金属离子形成配合物 4.(2023·全国乙卷)下列反应得到相同的产物，相关叙述错误的是(　　) A.①的反应类型为取代反应 B.反应②是合成酯的方法之一 C.产物分子中所有碳原子共平面 D.产物的化学名称是乙酸异丙酯 醛、酮、羧酸及羧酸衍生物 知识点一 自主梳理 1.(1)烃基或氢原子　醛基　RCHO　羰基　烃基　 　(2)CnH2nO(n≥1)　CnH2nO(n≥3) 2.(1)HCHO　气体　刺激性　CH3CHO　液体　刺激性　　液体　(2)①福尔马林 3.(1)①CH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O　CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O　CH3CHO＋H2CH3CH2OH ② 　(2)①不能　不能　 ② 4.边振荡试管边逐滴滴入2%氨水，使最初产生的沉淀溶解　热水浴中温热　NaOH溶液　CuSO4溶液　加热　光亮的银镜　砖红色沉淀 微思考 1.由于碳链短，羰基氧能与水分子形成氢键。 2.4 3.先取少许题述溶液于四支试管中，分别滴加数滴蒸馏水，不分层的是1-丙醇、丙醛、苯酚溶液，分层的是2-氯丙烷；向不分层的三支试管中分别加入饱和溴水，溴水不变色的是1-丙醇，溴水褪色的是丙醛，产生白色沉淀的是苯酚。 对点练通 1.D　[A项中甲醛应为气体，B中丙酮不能发生银镜反应，C中丙酮和水以任意比例互溶，A、B、C均错误。] 2.C　[①根据有机物的结构，该物质的分子式为C10H18O，①正确；②此有机物中含有醛基，因此能发生银镜反应，②错误；③此有机物中含有醛基和碳碳双键，因此能使酸性高锰酸钾溶液褪色，③正确；④依据等效氢的判断方法，此有机物中等效氢为8种，④错误；正确的叙述为①③。] 3.D　[A.CH3H2中碳负离子的价层电子对数为3＋1＝4，则杂化轨道类型为sp3，故A正确；B.连接4个不同基团的碳原子为手性碳原子，则Y、Z中与O原子相连的碳原子均为手性碳原子，故B正确；C.Z含羟基，与水分子之间能形成氢键，则Z易溶于水，故C正确；D.由流程可知，以CH3COCH3、CH3MgBr发生加成反应生成(CH3)2C(OMgBr)CH3，然后与水反应生成(CH3)3COH，得不到Z，故D错误。] 4. (1) 　(2)保护酚羟基 (3)取代反应　(4) (5) 解析　根据图示结合B分子式C9H11O3Br ，可知A→B发生的取代反应，B结构简式为，B→C发生取代反应，D→E三键发生加成反应，E→F过程中—CH2OCH3被氢原子取代，故该反应类型是取代反应，据此分析。 (1)根据上述分析可知，B结构简式为；(2)防止酚羟基发生反应，转变为其它官能团，故为保护酚羟基；(3)根据上述分析可知，E→F发生取代反应；(4)C的一种同分异构体能发生水解反应，水解产物均能发生银镜反应，其中一种产物遇FeCl3溶液显色，说明该有机物中有酯基，且是甲酸和苯酚形成的酯基，又分子中苯环上只有两个取代基，且分子中含有5种不同化学环境的氢原子，可以推知C的同分异构体的结构简式为。 知识点二 自主梳理 1.(1)—COOH　CnH2nO2(n≥1)　(2)烃基　羧基 (4)①CH3COOHH＋＋CH3COO-　②CH3COOH＋CH3CHOHCH3CO18OCH2CH3＋H2O 2.(1) 　(2)液　小　易 (3)CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH CH3COOC2H5＋NaOHCH3COONa＋C2H5OH 3.(2)在饱和Na2CO3溶液上方有无色透明的、具有香味的油状液体生成　(3)防倒吸　(5)催化剂和吸水剂　(6)反应乙酸、溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度，便于析出 微思考 (1)乙酸乙酯层消失的快慢(时间长短)。 (2)分液　蒸馏　蒸馏 对点练通 1.A　[ A.甲分子含有1个苯环，与苯环上连接的碳原子一定共平面，其余单键相连碳原子可通过旋转得出最多1个碳原子在其平面上，所以甲分子中最多有11个碳原子共平面(即)，A错误；B.乙分子的化学式为C18H27ON，σ键的数目为n(H)＋n(C—C)＋n(C—O)＋n(C—N)＝48，所以1 mol乙分子中σ键的数目为48 mol，B正确；C.手性碳原子是指同一个碳原子上连接4个不同的原子或原子团，苯环上没有手性碳原子，甲基、亚甲基上没有手性碳原子，双键上没有手性碳原子，故以上三个分子的结构分析，都只有1个手性碳原子，即与苯环直接相连且连有一个甲基的碳原子，C正确；D.乙中含有肽键，丙中含有酯基，均能在NaOH溶液中发生水解反应，D正确。] 2.A　[ A.X分子中，与苯环相连的碳原子是饱和碳原子，该碳原子与其他3个碳原子和1个氧原子构成四面体的结构，故X分子中所有碳原子不可能在同一平面，A错误；B.Y分子中，与羟基相连的碳原子的邻位甲基碳原子上有氢原子，符合发生消去反应的条件，故Y能与浓硫酸共热发生消去反应，B正确；C.Y分子中没有羧基，Z分子中有羧基，Z可以与NaHCO3溶液反应产生二氧化碳气体，故可以用NaHCO3溶液鉴别物质Y和Z, C正确；D.Z分子中，苯环上的6个碳原子、碳碳双键的2个碳原子、酮羰基的1个碳原子和羧基上的1个碳原子均为sp2杂化，这些碳原子共10个，D正确。] 3.B　[A.由于浓硫酸稀释时放热，所以浓硫酸不能先加，而醋酸的价格较高，为减少醋酸的挥发，冷却后加入冰醋酸，添加顺序为乙醇、浓硫酸、乙酸，加入物质的先后顺序为③①②，选项A错误；B.乙醇、乙酸在浓硫酸、加热的条件下可以反应生成乙酸乙酯，饱和碳酸钠溶液可以吸收挥发出来的乙醇和乙酸，同时降低乙酸乙酯的溶解度，用装置乙可以制备乙酸乙酯且能防止倒吸，选项B正确；C.在饱和碳酸钠溶液中乙酸乙酯不互溶，分层，应该利用分液分离而不是用过滤，选项C错误；D.提纯乙酸乙酯时蒸馏烧瓶中温度计的水银球应位于支管口处，选项D错误。] 4.A　[ 该反应的化学方程式为CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOCH2CH3＋H2O，该反应为可逆反应，增大某一反应物的浓度，有利于另一反应物的转化，使用过量的乙醇能提高乙酸的转化率，A正确；步骤1中使用碎瓷片的目的是防止液体暴沸，B错误；步骤2中紫红色变浅，有可能是乙醇消耗了KMnO4，因为乙醇具有还原性，C错误；步骤3中发生反应的离子方程式为CO＋2CH3COOH===H2O＋CO2↑＋2CH3COO-，D错误。] 5. (1)CH3COOH＋HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OH＋H2O (2)HOOC—COOH＋2CH3CH2OHCH3CH2OOC—COOCH2CH3＋2H2O (3)①＋2H2O ②＋(2n-1)H2O (4)①＋2H2O ②＋(n-1)H2O 学科网（北京）股份有限公司 $$