第10章 第5讲 醛、酮、羧酸及羧酸衍生物(教用Word)-【金榜题名】2026年高考化学一轮总复习

第五讲　醛、酮、羧酸及羧酸衍生物 高考目标定位　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。 考点一　醛　酮 1．概述 (1)概念 物质 概念 表示方法 醛 由烃基或氢原子与醛基相连的化合物 RCHO 酮 羰基与两个烃基相连的化合物 (2)醛、酮的组成通式 饱和一元醛的通式：CnH2nO(n≥1)，饱和一元酮的通式：CnH2nO(n≥3)。 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） HCHO 气体 刺激性 气味 易溶于水 乙醛 CH3CHO 液体 刺激性 气味 与水以任 意比互溶 丙酮 液体 特殊 气味 与水以任 意比互溶 (2)用途 ①35%～40%的甲醛水溶液俗称福尔马林，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。 思考1　 小分子的醛、酮均易溶于水，原因是什么？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 提示　由于碳链短，羰基氧能与水分子形成氢键。 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不能发生银镜反应，不能被新制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： 。 思考2　 1 mol HCHO与足量的银氨溶液反应，最多产生　　　　 mol Ag。 提示　4 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，然后边振荡试管边逐滴滴入2%氨水，使最初产生的沉淀溶解，制得银氨溶液；再滴入3滴乙醛，振荡后将试管放在热水浴中温热 在试管中加入2 mL 10% NaOH溶液，加入5滴5% CuSO4溶液，得到新制的Cu(OH)2，振荡后加入0.5 mL乙醛溶液，加热 续表 与新制的银氨溶液反应 与新制的氢氧化铜反应 实验 现象 产生光亮的银镜(1 mol RCHO～2 mol Ag) 产生砖红色沉淀(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 思考3　 请用实验方法区分：1－丙醇、2－氯丙烷、丙醛和苯酚溶液。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 提示　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。 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。 练一　醛、酮的性质 1．茉莉醛具有浓郁的茉莉花香，其结构简式如下图所示： 关于茉莉醛的下列叙述错误的是(　　) A．能被KMnO4酸性溶液氧化 B．在一定条件下能与溴发生取代、加成和氧化反应 C．被催化加氢的最后产物的分子式是C14H26O D．能与溴化氢发生加成反应 答案　C 解析　A.茉莉醛的结构中含有碳碳双键和醛基，故其能被KMnO4酸性溶液氧化，A正确；B.茉莉醛含有碳碳双键，能与Br2等发生加成反应；茉莉醛含有醛基，能与溴水等发生氧化反应；茉莉醛含有苯环，可在一定条件下与溴发生取代反应；故在一定条件下，茉莉醛能与溴发生取代、加成和氧化反应，B正确；C.茉莉醛与H2发生加成反应时，双键、醛基和苯基均能加氢，其最后加成产物的分子式应是C14H28O，C错误；D.茉莉醛分子中含有碳碳双键，能与溴化氢发生加成反应，D正确；故答案为C。 2．已知醛和酮可与格氏试剂(R′MgX)发生加成反应，所得产物经水解后可得醇： 若要用此方法制取COH(CH3)2CH2CH3，可选用的醛（或酮）与格氏试剂是(　　) A．COHH与CHCH3CH3CH2MgX B．CH3CH2CHO与CH3CH2MgX C．COCH3H与CHCH3CH3MgX D．COCH3CH3与CH3CH2MgX 答案　D 解析　根据反应物和最终产物的结构特点，可以看出，格氏试剂与羰基化合物（醛、酮）等的反应合成醇类的规则是：羰基上的碳氧双键断裂，氧上加氢形成羟基，碳上加上格氏试剂中的R′形成侧链，由此可以推出反应物。选项中各物质反应最终形成的醇依次是：CHCH3CH3CH2CH2OH、CHOHCH3CH2CH2CH3、CHOHCH3CHCH3CH3、COH(CH3)2CH2CH3。 【题后归纳】　 醛、酮与具有极性键共价分子的羰基的加成反应 （—NHR、—OCH3等） 练二　醛、酮与有机合成 3．已知CH3CHO＋CH3CHOCH3CHCH2CHOOHCH3CH＝CHCHO。 兔耳醛在食品、化妆品等工业中作添加剂，其合成流程（部分产物及反应条件中已略去）： (1)兔耳醛的分子式是　　　　　　；物质A的结构简式是　　　　　。 (2)检验C中含有一般的碳碳双键的简要实验步骤是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)物质A有多种同分异构体，其中一类同分异构体，能使FeCl3溶液显紫色，结构中不含－CH3，且苯环上只有两个互为对位的取代基，其结构简式为（有几种写几种）　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)C→D的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)C13H18O； CHCH3CH3CHO (2)取少量试样，加入过量的新制氢氧化铜悬浊液，加热；取生成清液酸化，加入溴水，如果溴水褪色，则证明含有碳碳双键 (3)CH2＝CHCH2CH2OH、、 (4) 解析　A发生信息中的反应生成B，B经过系列转化生成兔耳醛，由兔耳醛的结构可知，A为CHCH3CH3CHO，顺推可得B为，B发生消去反应生成C，C为，C与氢气发生加成反应生成D，D氧化生成兔耳醛，由兔耳醛的结构可知，D为。(1)根据兔耳醛的结构可知，其分子式是C13H18O；由上述分析可知，物质A的结构简式是CHCH3CH3CHO；(2)C为，含有C＝C双键、醛基，溴水、酸性高锰酸钾都能氧化醛基，检验C＝C双键，可用弱氧化剂将醛基氧化，在用溴水检验碳碳双键，具体的操作为：取少量试样，加入过量的新制氢氧化铜悬浊液，加热；取生成清液酸化，加入溴水，如果溴水褪色，则证明含有碳碳双键； (3)的同分异构体中符合以下条件：使FeCl3溶液显紫色，含有酚羟基；结构中不含－CH3，且苯环上只有两个互为对位的取代基，符合条件的A的同分异构体有：CH2＝CHCH2CH2OH、、；(4)C→D的化学方程式为。 【题后归纳】　有机合成中的信息反应 (1)醛、酮与格氏试剂的反应 ＋Mg(OH)X（X：卤素原子） (2)含α－氢原子的羟醛缩合反应 考点二　羧酸、酯、酰胺 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—COOH，饱和一元羧酸的分子通式为CnH2nO2(n≥1)。 (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） 续表 物质及 名称 结构 类别 性质特点 或用途 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CH3COOH⥫⥬H＋＋CH3COO－。 ②酯化反应：CH3COOH和CH3CHOH发生酯化反应的化学方程式为 CH3COOH＋CH3CHOH CH3CO18OCH2CH3＋H2O。 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：具有芳香气味的液体，密度一般比水小，易溶于有机溶剂。 (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 CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH NaOH 溶液 CH3COOC2H5＋NaOHCH3COONa＋C2H5OH 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：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)导管末端在液面上，目的是防倒吸。 (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：催化剂和吸水剂。 (6)饱和Na2CO3溶液的作用：反应乙酸、溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度，便于析出。不能用NaOH溶液。 思考　 (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　　　　　。 提示　(1)乙酸乙酯层消失的快慢（时间长短）。 (2)分液　蒸馏　蒸馏 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↑ 练一　羧酸及其衍生物的结构与性质 1．下列是生活中常见的几种药物， 维生素B5：，阿司匹林：，芬必得：，扑热息痛： 有关这些物质的说法不正确的是(　　) A．都含有苯环 B．都能发生氧化反应 C．都能与Na2CO3反应 D．都能具有酸性 答案　A 解析　A.由四种药物的结构可知，维生素B5不含苯环，A错误；B.四种药物都能燃烧，与O2发生氧化反应，B正确；C.维生素B5、阿司匹林、芬必得中含有羧基，能与Na2CO3反应生成CO2，扑热息痛中含有酚羟基，能与Na2CO3反应，C正确；D.维生素B5、阿司匹林、芬必得中含有羧基，扑热息痛中含有酚羟基，都具有酸性，D正确；故选A。 2．某种解热镇痛药的结构简式为： 当它完全水解时，不可能得到的产物是(　　) A．CH3CH2OH　　　　　B．CH3COOH C．CH3CH2COOH D． 答案　A 解析　给定有机物中可发生水解的官能团有酯基和肽键，其断键位置如图所示（箭头处）：，有以下四种产物：CH3CH2COOH、CH3COOH，故选A。 3．化合物M叫假蜜环菌甲素，它是香豆素类天然化合物。对M的性质叙述正确的是(　　) A．1 mol M催化氢化可吸收6 mol H2 B．1 mol M在浓H2SO4存在下可与2 mol CH3COOH反应 C．M可溶于稀NaOH溶液，且加热时发生水解反应 D．M只能与HBr（氢溴酸）发生加成反应 答案　C 解析　A.分子中含有苯环、羰基和碳碳双键，可与氢气发生加成反应，1 mol M催化氢化可吸收5 mol H2，A错误；B.在浓硫酸作用下，酚羟基与乙酸不能发生酯化反应，1 mol M在浓硫酸存在下可与1 mol CH3COOH发生酯化反应，B错误；C.酚羟基、酯基及水解生成的酚羟基均与NaOH反应，生成溶于水的钠盐，C正确；D.M中含有碳碳双键，可以与H2、卤素单质、卤化氢等发生加成反应，D错误；故选C。 练二　酯的制备实验 4．山梨酸酯是一类广谱、高效、低毒的防腐保鲜剂，在食品加工、果蔬保鲜等方面有重要的实用价值，其中山梨酸正丁酯抑菌能力最强，实验室用如图所示装置（夹持、加热装置省略），依据下面的原理制备山梨酸正丁酯。反应方程式如下： 可能用到的有关数据如下表所示： 物质 相对分 子质量 密度/ (g·m-3) 沸点/℃ 水溶性 山梨酸 112 1.204 228 易溶 正丁醇 74 0.809 117 微溶 山梨酸 正丁酯 168 0.926 195 难溶 乙醚 74 0.714 34.6 难溶 实验步骤：在三口烧瓶中加入11.2 g山梨酸、14.8 g正丁醇、少量催化剂和几粒沸石，以75 ℃左右的温度加热三口烧瓶，使反应体系保持微沸，回流4小时后停止加热和搅拌，反应液冷却至室温，滤去催化剂和沸石，将滤液倒入200 mL水中，加入50 mL乙醚，倒入分液漏斗中，分液。有机层先用5%的碳酸氢钠溶液洗涤至中性，再用水洗涤分液，收集有机层。在有机层中加入少量无水Na2SO4，静置片刻，过滤。将滤液进行蒸馏，蒸去乙醚，得到纯净的山梨酸正丁酯12.0 g。回答下列问题： (1)仪器A相比于普通分液漏斗的优点是　　　　　　　　。仪器B中的冷凝水从　　　　（填“m”或“n”）口进。 (2)实验时最适宜的加热方式是________________________________________________________________________。 (3)山梨酸与正丁醇反应生成山梨酸正丁酯的有机反应类型是　　　　　　。 (4)洗涤、分液过程中，加入5%的碳酸氢钠溶液的目的是　　　　　　　　　，之后再用水洗涤的主要目的是　　　　　　　　　　　　。 (5)本实验中山梨酸正丁酯的产率是　　　　（精确至0.1%）。 答案　(1)平衡内外气压，利于液体顺利滴下；n (2)水浴加热 (3)取代反应（或酯化反应） (4)除去剩余的山梨酸；除去多余的正丁醇 (5)71.4% 解析　(1)仪器A为恒压滴液漏斗，其相比于普通分液漏斗的优点是平衡内外气压，利于液体顺利滴下。冷凝管的冷凝水要下进上出。(2)根据题中信息“以75 ℃左右的温度加热三颈烧瓶，使反应体系保持微沸”，可知采用水浴加热最适宜。(3)山梨酸与正丁醇反应生成山梨酸正丁酯，属于酯化反应，也是取代反应。(4)山梨酸中含有羧基，能与碳酸氢钠反应生成山梨酸钠、二氧化碳和水，洗涤、分液过程中，加入5%的碳酸氢钠溶液的目的是除去剩余的山梨酸；之后再用水洗涤的主要目的是除去多余的正丁醇。(5)11.2 g山梨酸的物质的量为n（山梨酸）＝＝0.1 mol，14.8 g正丁醇的物质的量为n（正丁醇）＝＝0.2 mol，由反应方程式可知两者是按物质的量之比1∶1反应，则山梨酸完全反应生成0.1 mol山梨酸正丁酯，理论上质量为m（山梨酸正丁酯）＝0.1 mol×168 g/mol＝16.8 g，实验得到纯净的山梨酸正丁酯12.0 g，则产率为×100%＝71.4%。 练三　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OHCH3CHCOOH自身酯化 ①生成六元环酯：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②生成高聚酯：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)CH3COOH＋HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OH＋H2O (2)HOOC—COOH＋2CH3CH2OHCH3CH2OOC—COOCH2CH3＋2H2O (3)① ②＋(2n－1)H2O (4)①＋2H2O ②＋(n－1)H2O 6．科学家常采用将药物连接在高分子载体上，制成缓释长效药物。已知某种解热镇痛类药物，其结构简式为A，把它连接到高分子聚合物B上，形成缓释长效药物C。 (1)分子聚合物B的结构简式为　　　　　　。 (2)A与B反应生成C的有机反应类型是　　　　　　。 (3)A可水解成　　　　　　和　　　　　　（写结构简式）。 答案　(1)　(2)酯化反应（或取代反应）　(3)　CH3COOH 解析　(1)A和B发生酯化反应生成C，由A和C的结构分析，B的结构中含有羟基，所以B的结构为，故答案为：； (2)A和B反应生成C是酸和醇的酯化反应，也属于取代反应，故答案为：酯化反应（或取代反应）； (3)A的结构中含有酯基，所以可以水解生成酸和醇，即生成和 CH3COOH，故答案为：；CH3COOH。 1．（2024·山东高考）植物提取物阿魏萜宁具有抗菌活性，其结构简式如图所示。下列关于阿魏萜宁的说法错误的是(　　) A．可与Na2CO3溶液反应 B．消去反应产物最多有2种 C．酸性条件下的水解产物均可生成高聚物 D．与Br2反应时可发生取代和加成两种反应 答案　B 解析　由阿魏萜宁的分子结构可知，其分子中存在醇羟基、酚羟基、酯基和碳碳双键等多种官能团。A.该有机物含有酚羟基，故又可看作是酚类物质，酚羟基能显示酸性，且酸性强于HCO；Na2CO3溶液显碱性，故该有机物可与Na2CO3溶液反应，A正确；B.由分子结构可知，与醇羟基相连的C原子共与3个不同化学环境的C原子相连，且这3个C原子上均连接了H原子，因此，该有机物发生消去反应时，其消去反应产物最多有3种，B不正确；C.该有机物酸性条件下的水解产物有2种，其中一种含有碳碳双键和2个醇羟基，这种水解产物既能通过发生加聚反应生成高聚物，也能通过缩聚反应生成高聚物；另一种水解产物含有羧基和酚羟基，其可以发生缩聚反应生成高聚物，C正确；D.该有机物分子中含有酚羟基且其邻位上有H原子，故其可与浓溴水发生取代反应；还含有碳碳双键，故其可Br2发生加成，因此，该有机物与Br2反应时可发生取代和加成两种反应，D正确；综上所述，本题选B。 2．（2023·海南高考）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 答案　D 解析　A.环状结构中含有多个sp3杂化原子相连，故分子中不一定含有平面环状结构，故A错误；B.分子中含有手性碳原子如图标注所示：，共9个，故B错误；C.其钠盐是离子化合物，在水中的溶解度大于在甲苯中的溶解度，故C错误；D.羟基中氧原子含有孤对电子，在弱碱介质中可与某些过渡金属离子形成配合物，故D正确。 3．（2023·江苏高考）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 答案　D 解析　A.X中含有酚羟基，能与FeCl3溶液发生显色反应，A错误；B.Y中的含氧官能团分别是酯基、醚键，B错误；C.Z中1 mol苯环可以和3 mol H2发生加成反应，1 mol醛基可以和1 mol H2发生加成反应，故1 mol Z最多能与4 mol H2发生加成反应，C错误；D.X可与饱和NaHCO3溶液反应产生气泡，Z可以与2%银氨溶液反应产生银镜，Y无明显现象，故X、Y、Z可用饱和NaHCO3溶液和2%银氨溶液进行鉴别，D正确。 4．（2024·广东高考）从我国南海的柳珊瑚中分离得到的柳珊瑚酸（下图），具有独特的环系结构。下列关于柳珊瑚酸的说法不正确的是(　　) A．能使溴的四氯化碳溶液褪色 B．能与氨基酸的氨基发生反应 C．其环系结构中3个五元环共平面 D．其中碳原子的杂化方式有sp2和sp3 答案　C 解析　A.该物质含有碳碳双键，能使溴的四氯化碳溶液褪色，故A正确；B.该物质含有羧基，能与氨基酸的氨基发生反应，故B正确；C.如图：，图中所示C为sp3杂化，具有类似甲烷的四面体结构，即环系结构中3个五元环不可能共平面，故C错误；D.该物质饱和的碳原子为sp3杂化，形成双键的碳原子为sp2杂化，故D正确；故选C。 学科网（北京）股份有限公司 $$