第4节 第2课时 羧酸衍生物(同步练习)-【学而思·PPT课件分层练习】2024-2025学年高二化学选择性必修3（人教版2019）

第三章　烃的衍生物 第四节　羧酸　羧酸衍生物 第2课时　羧酸衍生物 基础过关练 题组一　酯的结构与性质 1.下列说法中正确的是 (　　) A.浓硫酸在酯化反应中只起催化作用 B.分子式为C2H4O2,能与NaOH溶液反应的有机物一定是羧酸 C.酯的密度一般比水小,难溶于水 D.酯发生水解反应时一定生成相应的醇和酸 2.丙烯酸乙酯()是一种食品用合成香料。下列说法错误的是 (　　) A.丙烯酸乙酯中所含的官能团有碳碳双键和酯基 B.丙烯酸乙酯能与NaOH溶液反应,所得产物之一的同分异构体为CH3OCH3 C.丙烯酸乙酯中所有原子一定位于同一平面上 D.一定条件下,丙烯酸乙酯可自身发生加聚反应 3.酯X完全燃烧生成二氧化碳和水的物质的量之比为1∶1,X在酸性条件下水解可得酸甲和醇乙,醇乙催化氧化后可得酸丙,且甲和丙互为同分异构体,则X可能是　(　　) A.CH3CH2COOCHCH2 B.CH3CH2CH2COOCH2CH2CH3 C.CH2CHCH2COOCH2CH2CHCH2 D.CH3CH2CH2COOCH2CH(CH3)2 4.(经典题)分子式为C7H12O4的有机物X在酸性条件下水解生成一种酸和一种醇,且酸和醇的物质的量之比为1∶2,则符合条件的有机物有(不考虑立体异构) (　　) A.5种　　　　B.7种　　　　C.9种　　　　D.11种 5.甲酸乙酯天然存在于蜂蜜、草莓等物质中,是一种重要的食用香精,某兴趣小组通过下述转化关系研究其性质。 (1)A的名称为　　　　　,D的结构简式为　　　　　。  (2)E中官能团名称为　　　　。  (3)①和④的反应类型分别为　　　　　　、　　　　　　。  (4)写出①和③两步反应的化学方程式: ①　　　　　　　　　　　　　　　　　　;③　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (5)C的同分异构体的结构式为　　　　　　　　　　　　。  (6)B和E的关系为(填字母代号)　　　　。  A.同系物　　　 　B.同分异构体 C.同素异形体　　　　D.同位素 题组二　油脂 6.(易错题)油脂是油与脂肪的总称,油脂既是重要的食物,又是重要的化工原料。下列有关油脂的说法错误的是(　　) A.适量摄入油脂,有助于人体吸收多种脂溶性维生素 B.植物油通过氢化可以制造植物奶油 C.利用油脂在碱性条件下的水解,可以生产甘油和肥皂 D.利用溴水可以鉴别植物油与裂化汽油 7.(经典题)某物质的结构为,关于该物质的叙述正确的是 (　　) A.一定条件下与氢气反应可以生成硬脂酸甘油酯 B.1 mol该物质在一定条件下可与3 mol H2发生加成反应 C.与氢氧化钠溶液混合加热,能得到肥皂的主要成分 D.与该物质互为同分异构体且完全水解后产物与该物质完全水解的产物相同的油脂有三种(不考虑立体异构) 8.某化学兴趣小组用预处理后的废弃油脂进行皂化反应,制备高级脂肪酸钠并回收甘油的简单流程如图所示。下列说法错误的是 (　　) A.皂化反应完成的标志是液体不分层 B.过程①属于物理变化 C.过程②可用装置M完成(夹持装置已略去) D.实现过程③的操作是蒸馏 9.某酯类化合物a的分子式为C35H50O6,若 1 mol a完全水解可得到1 mol甘油、2 mol不饱和脂肪酸b和1 mol直链饱和脂肪酸c,经测定c的相对分子质量为228,则不饱和脂肪酸b的分子式为 (　　) A.C9H10O2　　　　B.C9H12O2 C.C9H16O2　　　　D.C9H17O2 题组三　胺和酰胺 10.胺是指烃基取代氨分子中的氢原子而形成的化合物,下列关于胺的说法错误的是 (　　) A.甲胺是甲基取代氨分子中的一个氢原子形成的 B.胺类化合物含有的官能团均只有—NH2 C.苯胺与盐酸反应的化学方程式为+HCl D.三聚氰胺()具有碱性 11.头孢克洛是β-内酰胺类抗生素,主要适用于敏感菌所致的急性感染,其结构如图所示。有关头孢克洛的说法正确的是 (　　) A.头孢克洛是一种复杂的烃类物质 B.既能与盐酸反应,也能与氢氧化钠反应 C.1 mol头孢克洛最多能与7 mol H2发生加成反应 D.头孢克洛不能发生水解反应 能力提升练 题组一　新情境下综合考查羧酸衍生物的性质 1.吲哚生物碱具有抗菌、抗肿瘤等作用,其一种中间体的结构简式如图所示。下列关于该中间体的说法不正确的是 (　　) A.该物质属于芳香族化合物 B.该物质能发生加成反应、取代反应 C.与足量NaOH溶液反应,1 mol该分子最多消耗1 mol NaOH D.分子中含有手性碳原子 2.泛酸和乳酸均易溶于水并能参与人体代谢,结构简式如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.泛酸分子式为C9H17NO5 B.1 mol乳酸与金属钠反应可生成1 mol氢气 C.泛酸易溶于水,与其分子内含有多个羟基,易与水分子间形成氢键有关 D.泛酸在酸性条件下的水解产物之一与乳酸互为同系物 3.化合物Z是合成治疗急性淋巴细胞白血病药物的重要中间体,可由下列反应制得: 下列说法正确的是 (　　) A.X、Y生成Z的同时还生成HCl B.X与足量H2反应的生成物中含有2个手性碳原子 C.Y分子中处于同一平面上的原子最多有14个 D.Z在一定条件下能发生消去反应 题组二　以胺和酰胺为载体的综合实验 4.苯胺()沸点为184 ℃,有碱性,易被氧化,微溶于水,易溶于乙醚等有机物,广泛应用于医药和染料行业。实验室用硝基苯与H2反应制备苯胺的反应原理为+3H2+2H2O,实验装置如图所示(部分夹持装置省略)。 已知:+HCl (苯胺盐酸盐,易溶于水) 回答下列问题: (1)试管中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　,实验中不能用盐酸代替稀硫酸的原因是　　　　　　　　。  (2)实验时,必须先打开K,通一段时间H2的原因是　　　　　　。  (3)实验制得苯胺粗品中含有少量硝基苯,某同学设计如下流程提纯苯胺并回收硝基苯。 ①“步骤Ⅰ”中“分液”需要用到下列仪器中的　　　　(填仪器名称)。  ②“步骤Ⅱ”中,加入NaOH溶液发生反应的化学方程式为　　　　。  ③“步骤Ⅱ”中,加入乙醚的作用是　　　　　　　　　　;干燥苯胺可以选用　　　　。  A.浓硫酸　　　　B.碱石灰　　　　C.P2O5 5.乙酰苯胺是磺胺类药物的原料,可用作止痛剂、退热剂和防腐剂。乙酰苯胺的一种制备原理: +CH3COOH +H2O 有关物质的性质如下表: 名称 相对分 子质量 性状 密度/ (g·cm-3) 沸点/ ℃ 溶解性 备注 苯胺 93 无色油 状液体 1.02 184.4 微溶于水,易溶于乙醇、乙醚 易被 氧化 乙酸 60 无色 液体 1.05 118.1 易溶于水,易溶于乙醇、乙醚 乙酰 苯胺 135 白色 晶体 1.22 304 微溶于冷水,可溶于热水,易溶于乙醇、乙醚 实验步骤: 【步骤1】如图所示,在圆底烧瓶中加入无水苯胺5.0 mL(0.055 mol)、冰醋酸7.4 mL(0.13 mol)、锌粉0.1 g,安装仪器,加入沸石,调节加热温度,使温度计所示温度控制在105~110 ℃,反应约60~80 min,当反应基本完成时,停止加热。 说明:刺形分馏柱的作用相当于多次蒸馏,用于沸点差别不太大的混合物的分离。 【步骤2】将圆底烧瓶中的混合物转入烧杯中,加入120~150 mL水,搅拌加热至沸腾,使粗品完全溶解。 【步骤3】稍冷后,加入0.5 g活性炭,并煮沸10 min,趁热抽滤除去活性炭。 【步骤4】将滤液倒入烧杯中,自然冷却,析出晶体。抽滤、洗涤、干燥得产品,称其质量。 回答下列问题: (1)仪器a的名称为　　　　。  (2)【步骤1】中加热方式可用　　　　(填“水浴”或“油浴”)。  (3)制备过程中加入锌粉的作用为　　　　　　　　　　　　　。  (4)从化学平衡的角度分析,使用刺形分馏柱并控制分馏柱上端的温度在105~110 ℃的原因:　　　　　　　　 　　　　　　　。  (5)乙酰苯胺粗品因含杂质而显色,【步骤3】中加入活性炭吸附有色杂质,活性炭需要待沸腾的溶液稍冷却后再加入,其目的是　　　　　　　　　　　　　。  (6)该实验最终得到纯品5.5 g,则乙酰苯胺的产率为　　　　(保留一位小数)。  (7)乙酰苯胺可以在NaOH热溶液中发生水解,写出其化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案与分层梯度式解析 基础过关练 1.C 2.C 3.D 4.A 6.D 7.C 8.C 9.A 10.B 11.B 1.C　浓硫酸在酯化反应中作催化剂和吸水剂,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;酯在酸性条件下水解生成相应的醇(或酚)和酸,在碱性条件下水解生成相应的醇(或酚盐)和羧酸盐,故D错误。 2.C　由结构简式可知,丙烯酸乙酯中含酯基和碳碳双键两种官能团,A正确;丙烯酸乙酯在NaOH溶液中水解得到丙烯酸钠和乙醇,乙醇与CH3OCH3互为同分异构体,B正确;丙烯酸乙酯中含饱和碳原子,所有原子不可能位于同一平面上,C错误;丙烯酸乙酯中含碳碳双键,能自身发生加聚反应,D正确。 3.D　酯X完全燃烧生成等物质的量的CO2和H2O,则该酯分子中H原子数目与C原子数目之比是2∶1,属于饱和一元酯,A、C错误;B项物质在酸性条件下水解生成正丁酸和正丙醇,正丙醇催化氧化后可得丙酸,丙酸和正丁酸互为同系物,B错误;D项物质在酸性条件下水解生成CH3CH2CH2COOH和HOCH2CH(CH3)2,HOCH2CH(CH3)2催化氧化后得到HOOCCH(CH3)2,HOOCCH(CH3)2与CH3CH2CH2COOH互为同分异构体,D正确。 方法点津 　　酯完全燃烧生成等物质的量的CO2和H2O,说明酯分子中H原子数目是C原子数目的2倍,从而推出该酯属于饱和一元酯;该酯在酸性条件下水解可得酸甲和醇乙,醇乙催化氧化可得酸丙,且甲与丙互为同分异构体,则形成该酯的羧酸与醇分子中具有相同的C原子数目。根据题目确定酯的结构特点,利用代入法进行验证即可。 4.A　X在酸性条件下水解生成一种酸和一种醇,且酸和醇的物质的量之比为1∶2,则形成该酯的酸为二元羧酸,X为饱和二元酯;若醇为甲醇,则羧酸为戊二酸,有、、、4种结构,则相应的X有4种结构;若醇为乙醇,则羧酸为丙二酸,有1种结构,相应的X有1种结构;综上可知,符合条件的X有5种。 5.答案　(1)甲酸钠　CH3CHO　(2)羧基 (3)水解反应(或取代反应)　氧化反应 (4)HCOOCH2CH3+NaOH HCOONa+CH3CH2OH　2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O (5)　(6)A 解析　甲酸乙酯在氢氧化钠溶液中水解生成A与C,A酸化生成B,则A是甲酸钠,B是甲酸,C是乙醇,催化氧化生成乙醛(D),乙醛氧化生成乙酸(E)。 6.D　适量摄入油脂,有助于人体吸收多种脂溶性维生素,是利用有机物之间的溶解,A正确;植物油通过氢化可以制造植物奶油,本质是碳碳双键与氢气的加成反应,B正确;利用油脂在碱性条件下的水解,可以生产甘油和肥皂,C正确;植物油和裂化汽油都含有碳碳不饱和键(易错点),都可与溴水发生加成反应,不能用溴水鉴别,D错误。 7.C　该物质是由不同高级脂肪酸与甘油形成的酯,和H2加成时得不到硬脂酸甘油酯,A错误;1 mol该物质在一定条件下只能与1 mol H2发生加成反应,B错误;该物质与NaOH溶液混合加热发生水解,得到肥皂的主要成分——高级脂肪酸钠,C正确;与该物质互为同分异构体,完全水解后产物与该物质完全水解的产物相同的油脂有两种: 、,D错误。 8.C　油脂难溶于水,故反应前液体分层,皂化反应的产物为高级脂肪酸钠和甘油,二者均易溶于水,故皂化反应完成时分层现象消失,A项正确;向混合物中加入氯化钠,高级脂肪酸钠溶解度降低便会析出,该过程中没有新物质生成,属于物理变化,B项正确;过程②为过滤,不需要分液漏斗,C项错误;含甘油的混合液中含有水,甘油和水互溶,但二者沸点相差较大,可通过蒸馏分离,D项正确。 9.A　根据a的分子式及1 mol a完全水解生成1 mol甘油,可知该酯分子中含3个酯基,1 mol a完全水解消耗3 mol H2O;根据c为直链饱和脂肪酸和相对分子质量为228,设c为CnH2n+1COOH,即14n+1+45=228,解得n=13,故c为C13H27COOH,设b的分子式为CxHyOz,结合酯基水解规律可得C35H50O6+3H2O C3H8O3+2CxHyOz+C13H27COOH,解得x=9,y=10,z=2,则b的分子式为C9H10O2,故A正确。 10.B　胺可以看作是烃基取代氨分子中的氢原子得到的化合物,胺类化合物中除含氨基外,还可能含有碳碳双键等官能团,A正确、B错误;苯胺与盐酸反应生成苯胺盐酸盐,C正确;胺类化合物具有碱性,D正确。 11.B　头孢克洛分子中含C、H、N、O、S、Cl元素,而烃仅含C、H元素,故头孢克洛不属于烃类,A错误;头孢克洛中含—NH2,能与盐酸反应,含—COOH,能与NaOH反应,B正确;苯环和碳碳双键能与H2发生加成反应,羧基、酰胺基中的碳氧双键不能与H2发生加成反应,故1 mol头孢克洛最多能与4 mol H2发生加成反应,C错误;头孢克洛分子中含碳氯键,可发生水解反应,D错误。 能力提升练 1.C　该物质中含苯环,属于芳香族化合物,A正确;该物质中含酰胺基、酯基,能发生取代反应,含碳碳双键、苯环,能发生加成反应,B正确;酰胺基、酯基水解产生的羧基能与NaOH反应,1 mol该分子最多消耗 2 mol NaOH,C错误;该分子中与—COOC2H5相连的碳原子为手性碳原子,D正确。 2.D　泛酸在酸性条件下水解可生成两种有机物:和,两者与乳酸均不互为同系物,D错误。 3.A　由X、Y、Z的结构简式可知,X与Y发生取代反应生成Z和HCl,A正确;X与足量H2发生加成反应的生成物中含有3个手性碳原子,B错误;苯环和羰基为平面结构,Y分子中处于同一平面上的原子最多有15个,C错误;Z分子中与氯原子相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,D错误。 4.答案　(1)Zn+2H+ Zn2++H2↑　盐酸挥发出HCl,使氢气不纯,对实验造成干扰 (2)排尽装置中空气,防止苯胺被氧化 (3)①烧杯、分液漏斗　②+NaOH +NaCl+H2O、HCl+NaOH NaCl+H2O　③萃取苯胺　B 解析　试管中发生锌与稀硫酸的反应,离子方程式为Zn+2H+ Zn2++H2↑,用氢气排尽装置中空气,用硝基苯与H2反应制备苯胺,经蒸馏得到粗产品;苯胺粗产品中加盐酸,分液得到硝基苯和水相(含苯胺盐酸盐、HCl),水相中加入氢氧化钠溶液,氢氧化钠与苯胺盐酸盐反应生成苯胺,然后加入乙醚萃取苯胺,再经系列操作得到苯胺。 (3)③因为苯胺易溶于乙醚,则“步骤Ⅱ”中,加入乙醚的作用是萃取苯胺;因为苯胺有碱性,易被氧化,则干燥苯胺可以选用碱石灰。 5.答案　(1)直形冷凝管　(2)油浴 (3)防止苯胺在反应过程中被氧化 (4)不断分离出反应过程中生成的水,促使反应正向进行,提高生成物的产率 (5)防止暴沸　(6)74.1% (7)+NaOH CH3COONa+ 解析　在圆底烧瓶中无水苯胺、冰醋酸发生反应+CH3COOH +H2O;加入锌粉,防止苯胺在反应过程中被氧化,加热温度105~110 ℃,使用油浴进行加热;当冷凝管中不再有液体流出时,反应基本完成,停止加热;乙酰苯胺粗品因含杂质而显色,溶解并稍冷后,加入活性炭,吸附有色杂质,趁热抽滤除去活性炭,将滤液倒入烧杯中,自然冷却,析出晶体。 (6)n(苯胺)=0.055 mol,n(冰醋酸)=0.13 mol(过量),则乙酰苯胺的理论产量为0.055 mol×135 g·mol-1=7.425 g,产率为×100%≈74.1%。 学科网（北京）股份有限公司 $$