3.3 羧酸及其衍生物 第1课时 羧酸（同步讲义）化学沪科版选择性必修3

第三章 烃的含氧衍生物 3.3.1 羧酸 教学目标 掌握羧基（-COOH）的官能团结构，理解其电子分布和极性特点。 理解羧酸分子间氢键对其高沸点、水溶性的影响，并能与醇、醛、酮等化合物的物理性质进行对比。 掌握羧酸的酸性及其强弱比较，能正确书写其与金属、碱性氧化物、碱、碳酸盐/碳酸氢盐反应的化学方程式。 掌握羧酸与醇在酸催化下生成酯的反应，理解其机理（酸脱羟基，醇脱氢）和可逆性。 重点和难点 教学重点：羧酸的结构特征尤其是羧酸的酯化反应机理 教学难点：羧酸酸性的产生本质及羧酸的酸性比较方式 ◆知识点一 羧酸的定义及分类 1、羧酸的定义及分类 　（1）羧酸的结构特征：_________________________直接和_________________________相连接的化合物 　（2）分类：羧酸可以按如下几种方式进行分类。 　　 ①按羧酸分子中含有羧基的个数　 一元酸H－COOH 二元酸 多元酸 　　 ②按分子中所含烃基是否饱和　　 ③按分子中是否含苯环　　 　　 　　 　（3）饱和一元羧酸的通式： 　　 ①分子式通式：CnH2nO2　 　　　②结构通式CnH2n+1COOH 特别提醒 【思考】：、相同碳数的饱和一元羧酸与饱和酯是什么关系？ _________________________。 、写出最简单的下列物质的结构简式：饱和一元羧酸 _________________________； 二元羧酸 ◆知识点二 乙酸 1、物理性质和结构：乙酸（CH3COOH），俗称_________________________，是一种具有强烈刺激性气味的无色液体，沸点117.9℃，熔点16.6℃，易溶于水和乙醇。 2、化学性质：羧酸在水溶液中可以电离出H+，表现出酸的通性；同时羧酸也可和_________________________发生_________________________反应。 CH3COOH CH3COO－+H+ 　　（1）弱酸性　　　 使指剂变色 （苯酚不能让指示剂变色） 　　 ②与活泼金属反应：_________________________ 　　 ③与碱性氧化物反应： 　　 ④与碱反应： 　　 _________________________　 (CH3COO)2Cu易溶于水 　　 ⑤与盐(Na2CO3)反应： 　　 2CH3COOH+ CO = 2CH3COO—+CO2↑+H2O 苯酚与少量碳酸钠的反应方程式： _ 结论：①根据已有知识及上述和盐反应情况，可总结出如下酸性强弱顺序： 　　 HCl>CH3COOH>H2CO3>>HCO 　　②羧酸在水中的电离呈度很小，大部分以分子状态存在于溶液中，因此书写离子方程式时，不可将CH3COOH拆开。 ◆知识点三 酯化反应 定义：酸与_________________________。 历程：_________________________，_________________________ 。 反应条件：_________________________ 实验：乙酸乙酯制备 i装置 ii药品加入顺序：3mol乙醇+再加2mL浓硫酸+2mL冰醋酸 iii说明： a：长导管作用：_________________________b：导管口位于碳酸钠液面上，防止_________________________。 c：饱和Na2CO3溶液作用：_________________________。 现象：饱和Na2CO3溶液的液面上可以看到有_________________________产生并闻到香味。结论： 注：①浓硫酸的作用：_________________________。 ②反应过程：_________________________。 ③饱和碳酸钠溶液作用：_________________________④导气管不能伸入碳酸钠溶液中，防止加热不匀，液体倒吸。 ⑤加入碎瓷片的目的是防止暴沸；试管倾斜45使试管受热面积增大；弯导管起_________________________的作用。 ⑥导管不能伸入到碳酸钠溶液中，是为了防止_________________________。 1、 高级脂肪酸的性质及甲酸与乙二酸 高级脂肪酸的性质 结构简式 C17H35COOH C15H31COOH C17H33COOH 名称 硬脂酸 软脂酸 油酸 饱和性 饱和 饱和 含C＝C 物性 状态 固 固 液 溶解性（水） 不溶 不溶 不溶 密度 _________________________ 几中重要的羧酸 1、 甲酸（又称蚁酸）分子式 CH2O2 。结构式。从结构上看既有 _________________________和_________________________，既有醛基也有羧基，因此两者的性质都具备。 2、乙二酸，俗称“草酸”，无色透明晶体，通常带两个结晶水，[(COOH)2•２H2O]，加热至100℃时失水成无水草酸，易溶于水和乙醇，不溶于乙醚等有机溶剂。草酸是最简单的饱和二元羧酸，是二元羧酸中酸性最强的，具有一些特殊的化学性质。草酸能使酸性高锰酸钾溶液_________________________ 分子式 结构式 结构简式 H2C2O4 实践应用1．F是一种高效驱虫剂，一种F的工业合成路线如下： 已知：。 (1)A的结构简式为_________________________；D所含官能团的名称为_________________________。 (2)下列有关E的说法错误的是______（填选项字母）。 A．是脂环族化合物 B．分子中有9个原子为杂化 C．在Ni催化下可与发生加成反应 D．遇碱溶液易变质 (3)B→C的化学方程式为_________________________。 (4)对于F，分析预测其可能的化学性质，完成下表。 序号 反应试剂、条件 反应形成的新有机物结构 反应类型 ① HBr溶液、加热 _________________________ _________________________ ② _________________________ _________________________ (5)C→D的反应中，还可以得到的副产物X，X是D的同分异构体，则副产物X的结构简式为_________________________。 (6)以丙烯酸为碳源合成，结合题中信息和所学知识，写出相应的合成路线图：_________________________。 二、涉及到羧基及醛基的推断题分析 【思考】作推断题时，若题目给出某酸或某酯能发生银镜反应，你首先想到什么？ _________________________。 某物质的结构如图。1 mol 该物质与足量 Na 、NaOH 、NaHCO3 反应时，消耗各物质 为 Na _________________________mol NaOH _________________________mol、 NaHCO3 _________________________ mol 。 实践应用α-非兰烃可以通过一系列变化转化为可用作锂电池电解液的高聚物H。根据如下转化，回答下列问题： 已知：①；。②。 (1)A中官能团的名称为_________________________。α-非兰烃的结构简式为_________________________。 (2)α-非兰烃与等物质的量的发生加成反应，产物共有_________________________种。 (3)C→M的反应类型为_________________________。 (4)写出F→G的化学方程式：_________________________。化合物G的名称为_________________________。 (5)符合下列条件的化合物N可能的结构共有_________________________种(不考虑立体异构)。 ①与M含有相同的碳原子数 ②同温同压下其蒸气相对于的密度为73 ③1 mol N与碳酸氢钠溶液反应，标准状况下最多生成44.8 L 其中核磁共振氢谱有3组峰，峰面积之比为3：1：1的结构简式为_________________________。 三、影响羧酸的酸性强弱的因素 · 吸电子基团（如 -NO₂, -Cl） 通过诱导效应使酸性增强。 · 给电子基团（如 -CH₃, -OH） 通过诱导效应使酸性减弱 例：ClCH2-COOH的酸性大于CH3-COOH，氯元素的存在导致的诱导效应，羧基中的氢离子更家容易电离。 实践应用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)有机玻璃的合成路线如图所示： 回答下列问题： (1)A的名称为_________________________，A中σ键和π键数目之比_________________________。A→B的反应类型是_________________________。E→F的反应类型是_________________________。 (2)D物质中的官能团的名称为_________________________。 (3)B→C的化学反应方程式是_________________________。 (4)C→D的化学反应方程式是_________________________。 (5)E的结构简式是_________________________。 (6)由G合成PMMA的化学反应方程式是_________________________。 (7)已知：。G与发生反应，可得到结构含-OH的高分子材料单体(该单体聚合后可生成亲水性高分子材料)，写出该反应的化学方程式_________________________。 考点一 酯化反应及实验考察 【例1】芳香烃A是有机合成中重要的原料，由A制取高聚物M的流程如下： 回答下列问题： (1)A的结构简式为_________________________。 (2)有机物B中含有的化学键类型为___________(填字母编号)。 A．离子键 B．极性共价键 C．非极性共价键 D．金属键 (3)高聚物M的链节为_________________________。 (4)写出D与新制氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式_________________________。 (5)已知反应⑥是取代反应，该反应所加试剂有_________________________。 (6)K与D互为同分异构体，满足下列三个条件的K的结构简式为_________________________。 ①遇溶液显紫色； ②与新制悬浊液加热条件下反应，产生砖红色沉淀； ③核磁共振氢谱显示为4组峰，且峰面积比为。 【变式训练1-1】某有机物的结构简式如图所示，该有机物分别和足量的、、反应时，消耗三种物质的物质的量之比是 A． B． C． D． 【变式训练2-2】以天然高分子淀粉(A)为原料，制备阿司匹林(乙酰水杨酸)的路线如图所示： 已知： ①B为含6个碳原子的有机物。 ②C→D是羟基被氧化为醛基的过程。 回答下列问题： (1)A的分子式是_________________________． (2)B中含有的官能团名称是_________________________B生成C的原子利用率_________________________(填“小于”或“等于”)100%。 (3)C的结构简式是_________________________，C→D需要的试剂和条件是_________________________；实验室中检验D中所含官能团的试剂有_________________________(填标号)。 a.银氨溶液b.新制c.的溶液 (4)E→F的反应类型是_________________________ (5)下列物质不是F的同分异构体的是_________________________(填标号)。 (6)F+G→H的化学方程式是_________________________。 考点二 羧酸的酸性强弱比较 【例2】化合物H在生活、生产及科研中用途广泛，其合成路线如下： 已知；R1COCl+HC≡CR2R1COC≡CR2+HCl↑。 回答下列问题： (1)A中C原子的杂化方式有_________________________种。 (2)B的化学名称为_________________________，D中官能团的名称是_________________________。 (3)D→E发生反应的化学方程式为_________________________(反应中有两种酸性气体生成)，该反应的类型为_________________________。 (4)有机物F的分子式为C10H10，则其结构简式为_________________________。 (5)D和甲醇酯化的有机产物有多种同分异构体，同时满足下列条件的同分异构体有_________________________种(立体异构除外)，其中核磁共振氢谱有四组峰且峰面积之比为6:2:1:1的结构简式为_________________________。 i．含有苯环；ii．能发生水解反应，其产物之一能发生银镜反应 【变式2-1】有机玻璃G(聚甲基丙烯酸甲酯)具有较好的透明性、化学稳定性、力学性能和耐候性、易染色、易加工、外观优美等优点，由2-丙醇(A)制备有机玻璃G的合成路线如下： 回答下列问题： (1)A→B需要的条件和试剂是_________________________，B→C的反应类型为_________________________。 (2)HCN的电子式为_________________________，G的结构简式为_________________________。 (3)E→F的化学方程式为_________________________。 (4)F中官能团的名称为_________________________；F的合成有如下两种方法： Ⅰ .旧的合成方法： Ⅱ.新的合成方法： 与旧方法相比，新方法的优点是_________________________(写出两点)。 (5)D的同分异构体中，满足下列两个条件的D的同分异构体有_________________________种(不考虑立体异构)。 ①能与NaHCO3溶液反应 ②1 mol D与足量Na反应生成1 mol H2 【变式训练2-2】甜菊醇，又名斯替维醇，被称为继蔗糖、甜菜糖之后的第三种天然糖源，其结构简式如下图，下列关于甜菊醇说法不正确的是 A．1mol 甜菊醇与足量金属钠反应，最多产生1mol B．1mol 甜菊醇最多能与2mol氢氧化钠反应 C．甜菊醇可以使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．甜菊醇能发生氧化、取代、加成反应 基础达标 1．下列有机物的性质比较不正确的是 A．沸点： B．在水中的溶解度：硝基苯甘氨酸 C．酸性：CF3COOH＞CH3COOH D．分子极性：顺-2-丁烯＞反-2-丁烯 2．化合物M是一种具有生物活性药物的中间体，其结构简式如图所示。下列关于M的说法错误的是 A．1 mol M最多能与1.5 mol 反应 B．能发生消去反应且只生成一种有机产物(不考虑顺反异构) C．能发生缩聚反应和加聚反应 D．所有碳原子均可能在同一平面上 3．丁香色原酮、香草酸有很高的实用价值，其结构简式如下，下列说法错误的是 A．K与足量发生加成反应的产物中含4个手性碳原子 B．相同物质的量的K和M分别与足量的浓溴水反应，消耗的物质的量之比为 C．可用溶液进行鉴别 D．在一定条件下均能形成高分子化合物 4．下列离子方程式与所给事实相符的是 A．向水杨酸()溶液中加入过量碳酸氢钠： B．铅酸蓄电池充电时的阳极反应： C．将少量通入NaClO溶液中： D．向乙二醇溶液中加入足量硫酸酸化的高锰酸钾溶液：5 HOCH2-CH2OH+8+24 H+=5 HOOC-COOH+8 Mn2++22 H2O 5．恒温条件下，乙酸和乙醇在一定条件下可发生酯化反应，酯化反应为可逆反应，不断移除生成的水才能使得反应继续进行，反应机理如图所示。    若用CH3CO18OH作示踪原子实验，下列相关说法正确的是 A．升高温度，酯的水解反应速率变大，酯化反应速率变小 B．反应一段时间后，18O原子肯定不会存在于乙醇分子中 C．向体系中加入一定量的CaO，会直接增大酯化反应的速率 D．用CH3CO18OH作示踪原子实验生成的乙酸乙酯只有一种 综合应用 6．儿茶酸具有抗菌、抗氧化作用，常用于治疗烧伤、小儿肺炎等疾病，可采用如图所示路线合成。下列说法正确的是 A．X的分子式为 B．Y分子中所有原子不可能共平面 C．只有Z能与溴水发生反应 D．1molZ最多与4mol发生加成反应 7．乙酸乙酯(A)在乙醇钠的作用下发生酯缩合的反应机理如下图所示： 已知：的，的。 下列说法中不正确的是 A．第一步反应中，逆向进行更加有利 B．化合物A()中的酸性弱于化合物D()中的酸性 C．乙醇钠是反应的催化剂，因此反应只需加入少量乙醇钠即可顺利进行 D．化合物A与化合物D可发生酯缩合产生 8．非甾体抗炎药(B)——萘普生的合成路线如图所示。下列说法错误的是 A．化合物A、B均能发生加成、取代反应 B．化合物A、B均能与NaOH、、反应 C．化合物A、B均能使溴水和酸性溶液褪色 D．化合物A、B均含有两种含氧官能团 9．中医药獐牙菜苷(结构如图)具有清热解毒、保肝利胆及健胃作用。下列关于獐牙菜苷的说法正确的是 A．含有5个手性碳原子 B．可用高锰酸钾检测含有碳碳双键 C．能发生酯化反应和加成反应 D．其同分异构体不可能为芳香族化合物 10．有机物M、N的结构如图，在光照条件下，M发生电环化开环反应转化为N。下列说法错误的是 A．M的分子中含4个手性碳原子 B．M与N互为同分异构体 C．M、N均能与乙醇发生酯化反应 D．1 mol N最多与3 mol发生加成反应 拓展培优 11．苯甲酸()常用作食品防腐剂。某实验小组设计粗苯甲酸(含有少量NaCl和泥沙)的提纯方案如下。下列说法错误的是 A．操作Ⅰ加热溶解的目的是增大粗苯甲酸的溶解度 B．苯甲酸与互为同分异构体 C．操作Ⅱ需要趁热的原因是防止苯甲酸结晶析出 D．检验操作Ⅳ产物是否洗涤干净，可用盐酸酸化的溶液 12．高分子M广泛用于牙膏、牙科粘合剂等口腔护理产品中，其合成路线如图所示。 下列说法错误的是 A．1mol物质A最多与2mol 发生加成反应 B．物质B不存在顺反异构体 C．物质C能与乙二醇发生反应生成六元环状酯 D．合成M的整个过程中的原子利用率为100% 13．酸及盐在生活生产中应用广泛。 (1)甲苯氧化可生成苯甲酸。向盛有甲苯的试管中，加入几滴酸性溶液，振荡，观察到体系颜色_________________________。 (2)某苯甲酸粗品含少量泥沙和氯化钠。用重结晶法提纯该粗品过程中，需要的操作及其顺序为：加热溶解、 _________________________(按操作顺序填下列操作编号)。 (3)下列羧酸酸性的变化顺序为：CH3COOH<CH2ClCOOH<CH2FCOOH。请从结构角度，解释上述变化顺序的原因是：_________________________。 (4)甲同学根据上述规律推测下列芳香酸的酸性强弱顺序为： 甲同学测得常温下三种酸的饱和溶液的大小顺序为III>II>I，据此推断假设成立。 乙同学认为该推断依据不足，不能用所测得的直接判断酸性强弱，因为_________________________。 14．写出有机物在下列条件下所生成的产物的结构简式。 足量NaOH_________________________，足量NaHCO3_________________________。 15．局部麻醉药福莫卡因的一种合成路线如图： 结合图合成路线的相关信息。以苯甲醛和一两个碳的有机物为原料，设计路线合成_________________________。 16．苯乙酮是重要的化工原料，常用作有机化学合成的中间体、纤维树脂等的溶剂和塑料的增塑剂，可以用于调配樱桃、番茄、草莓、杏等食用香精，也可用于烟用香精，其可由苯和乙酸酐合成，其合成路线如下：++CH3COOH 已知：①制备过程中存在副反应：。 ②相关物质的部分性质如下表。 物质 沸点/℃ 密度/() 溶解性 苯乙酮 202 1.03 不溶于水，易溶于多数有机溶剂 苯 80 0.88 难溶于水 乙酸 118 1.05 能溶于水、乙醇、乙醚等有机溶剂 乙酸酐 139.8 1.08 遇水反应，溶于氯仿、乙醚和苯 主要实验步骤：用如图所示装置进行反应(部分夹持、加热装置已省略)，迅速称取20.00 g无水AlCl3加入三颈烧瓶中，再向三颈烧瓶中加入30.0 mL苯，边搅拌边滴加6.12 g乙酸酐和10.0 mL苯(苯过量)，在120℃恒温下回流一段时间。 请回答以下问题： (1)仪器K的名称是_________________________；仪器M中支管的作用是_________________________。 (2)为了防止氯化铝和乙酸酐水解，该反应需在无水条件下进行。已知乙酸酐在酸性水溶液中，通过水解反应只生成一种产物；试写出乙酸酐在酸性水溶液中水解反应的化学方程式_________________________。 (3)该反应装置的加热方式应为_________________________(填“水浴”或“油浴”)，在120℃下回流的目的是_________________________。 (4)仪器N中无水CaCl2的作用是_________________________。 (5)粗品提纯过程： ①冰水浴冷却下，边搅拌边滴加浓盐酸与冰水的混合液，直至固体完全溶解后停止搅拌，静置、分液； ②水层用苯萃取，萃取液并入有机层； ③依次用5% NaOH溶液和水各20.0 mL洗涤有机层； ④将有机层放入锥形瓶中并加入无水MgSO4，然后过滤，取滤液； ⑤对滤液进行蒸馏，收集产品。 第③步用5% NaOH溶液洗涤有机层的目的是_________________________；第⑤步蒸馏应在_________________________(填标号)温度范围内收集馏分。 A．116～120℃            B．138～142℃            C．198～202℃ (6)经蒸馏后收集到6.48 g苯乙酮，则苯乙酮的产率是_________________________(用百分数表示)。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 烃的含氧衍生物 3.3.1 羧酸 教学目标 掌握羧基（-COOH）的官能团结构，理解其电子分布和极性特点。 理解羧酸分子间氢键对其高沸点、水溶性的影响，并能与醇、醛、酮等化合物的物理性质进行对比。 掌握羧酸的酸性及其强弱比较，能正确书写其与金属、碱性氧化物、碱、碳酸盐/碳酸氢盐反应的化学方程式。 掌握羧酸与醇在酸催化下生成酯的反应，理解其机理（酸脱羟基，醇脱氢）和可逆性。 重点和难点 教学重点：羧酸的结构特征尤其是羧酸的酯化反应机理 教学难点：羧酸酸性的产生本质及羧酸的酸性比较方式 ◆知识点一 羧酸的定义及分类 1、羧酸的定义及分类 　（1）羧酸的结构特征：烃基直接和羧基相连接的化合物 　（2）分类：羧酸可以按如下几种方式进行分类。 　　 ①按羧酸分子中含有羧基的个数　 一元酸H－COOH 二元酸 多元酸 　　 ②按分子中所含烃基是否饱和　　 ③按分子中是否含苯环　　 　　 　　 　（3）饱和一元羧酸的通式： 　　 ①分子式通式：CnH2nO2　 　　　②结构通式CnH2n+1COOH 特别提醒 【思考】：、相同碳数的饱和一元羧酸与饱和酯是什么关系？ 答：饱和一元羧酸与饱和酯的分子式的通式为 CnH2nO2 互为 同分异构体 。 、写出最简单的下列物质的结构简式：饱和一元羧酸 HCOOH ； 二元羧酸 ◆知识点二 乙酸 1、物理性质和结构：乙酸（CH3COOH），俗称冰醋酸，是一种具有强烈刺激性气味的无色液体，沸点117.9℃，熔点16.6℃，易溶于水和乙醇。 2、化学性质：羧酸在水溶液中可以电离出H+，表现出酸的通性；同时羧酸也可和醇发生酯化反应。 CH3COOH CH3COO－+H+ 　　（1）弱酸性　　　 使指剂变色 （苯酚不能让指示剂变色） 　　 ②与活泼金属反应：2CH3COOH+Zn=(CH3COO)2Zn+H2↑ 　　 ③与碱性氧化物反应： 　　 ④与碱反应： 　　 2CH3COOH+Cu(OH)2=(CH3COO)2Cu+2H2O　 (CH3COO)2Cu易溶于水 　　 ⑤与盐(Na2CO3)反应： 　　 2CH3COOH+ CO = 2CH3COO—+CO2↑+H2O 苯酚与少量碳酸钠的反应方程式： C6H5-OH + Na2CO3 = C6H5ONa+NaHCO3 结论：①根据已有知识及上述和盐反应情况，可总结出如下酸性强弱顺序： 　　 HCl>CH3COOH>H2CO3>>HCO 　　②羧酸在水中的电离呈度很小，大部分以分子状态存在于溶液中，因此书写离子方程式时，不可将CH3COOH拆开。 ◆知识点三 酯化反应 定义：酸与醇脱水生成酯的反应。 历程：羧酸脱－OH，醇脱H 。 反应条件：浓H2SO4作催化剂、加热 实验：乙酸乙酯制备 i装置 ii药品加入顺序：3mol乙醇+再加2mL浓硫酸+2mL冰醋酸 iii说明： a：长导管作用：冷凝乙酸乙醋，使之尽快脱离原反应体系，增大乙酸乙酯产率。 b：导管口位于碳酸钠液面上，防止倒吸。 c：饱和Na2CO3溶液作用：中和乙酸；吸收乙醇；降低乙酸乙酯的溶液度。 现象：饱和Na2CO3溶液的液面上可以看到有无色透明的不溶于水的油状液体产生并闻到香味。结论： 注：①浓硫酸的作用：催化剂、吸水剂。 ②反应过程：酸脱羟基、醇脱氢。 ③饱和碳酸钠溶液作用：中和乙酸，溶解乙醇，便于闻乙酸乙酯的气味；降低乙酸乙酯的溶解度，便于分层析出。 ④导气管不能伸入碳酸钠溶液中，防止加热不匀，液体倒吸。 ⑤加入碎瓷片的目的是防止暴沸；试管倾斜45使试管受热面积增大；弯导管起导气兼冷凝的作用。 ⑥导管不能伸入到碳酸钠溶液中，是为了防止因试管受热不均匀造成碳酸钠溶液倒吸。 1、 高级脂肪酸的性质及甲酸与乙二酸 高级脂肪酸的性质 结构简式 C17H35COOH C15H31COOH C17H33COOH 名称 硬脂酸 软脂酸 油酸 饱和性 饱和 饱和 含C＝C 物性 状态 固 固 液 溶解性（水） 不溶 不溶 不溶 密度 均比水轻 几中重要的羧酸 1、 甲酸（又称蚁酸）分子式 CH2O2 。结构式。从结构上看既有 -CHO和-COOH，既有醛基也有羧基，因此两者的性质都具备。 2、乙二酸，俗称“草酸”，无色透明晶体，通常带两个结晶水，[(COOH)2•２H2O]，加热至100℃时失水成无水草酸，易溶于水和乙醇，不溶于乙醚等有机溶剂。草酸是最简单的饱和二元羧酸，是二元羧酸中酸性最强的，具有一些特殊的化学性质。草酸能使酸性高锰酸钾溶液褪色。 分子式 结构式 结构简式 H2C2O4 实践应用1．F是一种高效驱虫剂，一种F的工业合成路线如下： 已知：。 (1)A的结构简式为 ；D所含官能团的名称为 。 (2)下列有关E的说法错误的是______（填选项字母）。 A．是脂环族化合物 B．分子中有9个原子为杂化 C．在Ni催化下可与发生加成反应 D．遇碱溶液易变质 (3)B→C的化学方程式为 。 (4)对于F，分析预测其可能的化学性质，完成下表。 序号 反应试剂、条件 反应形成的新有机物结构 反应类型 ① HBr溶液、加热 ② (5)C→D的反应中，还可以得到的副产物X，X是D的同分异构体，则副产物X的结构简式为 。 (6)以丙烯酸为碳源合成，结合题中信息和所学知识，写出相应的合成路线图： 。 【答案】(1) 酯基、碳溴键 (2)BC (3) (4) 取代反应 、加热 氧化反应 (5) (6) 【解析】（1）据分析，化合物A的结构简式为；根据化合物D的结构简式可知，其所含官能团的名称为酯基、碳溴键。 （2）A．化合物E中含有碳环，是脂环族化合物，A正确； B．化合物E分子中有9个碳原子、1个氧原子为杂化，B错误； C．酯基不能与加成，C错误； D．化合物E中含有酯基，遇碱容易水解，D正确； 故答案为BC。 （3）据分析，B→C为羧酸的酯化反应，化学方程式为。 （4）F含有羟基，属于醇，可与氢溴酸发生取代反应生成卤代烃和水，产物为；在铜作催化剂、加热条件下可以被氧气氧化为醛，产物为。 （5）副反应为化合物C与HBr发生加成反应，只是—Br与另一个不饱和碳原子成键，故副产物X的结构简式为。 （6）由目标产物是高分子化合物（）可推出其单体为，该单体可由水解制取，则可由丙烯酸与HBr在存在下反应得到，合成路线为：。 二、涉及到羧基及醛基的推断题分析 【思考】作推断题时，若题目给出某酸或某酯能发生银镜反应，你首先想到什么？ HCOOH 及 甲酸的酯 。 某物质的结构如图。1 mol 该物质与足量 Na 、NaOH 、NaHCO3 反应时，消耗各物质 为 Na 3 mol NaOH 4 mol、 NaHCO3 1 mol 。 实践应用α-非兰烃可以通过一系列变化转化为可用作锂电池电解液的高聚物H。根据如下转化，回答下列问题： 已知：①；。②。 (1)A中官能团的名称为 。α-非兰烃的结构简式为 。 (2)α-非兰烃与等物质的量的发生加成反应，产物共有 种。 (3)C→M的反应类型为 。 (4)写出F→G的化学方程式： 。化合物G的名称为 。 (5)符合下列条件的化合物N可能的结构共有 种(不考虑立体异构)。 ①与M含有相同的碳原子数 ②同温同压下其蒸气相对于的密度为73 ③1 mol N与碳酸氢钠溶液反应，标准状况下最多生成44.8 L 其中核磁共振氢谱有3组峰，峰面积之比为3：1：1的结构简式为 。 【答案】(1) 羧基 (2)3 (3)取代反应（或酯化反应） (4) 丙烯酸甲酯 (5) 9 【分析】 a-非兰烃在H2/Ni高温高压条件下反应生成，a-非兰烃与酸性KMnO4发生氧化还原反应生成A和B，A加热脱水生成，根据已知信息：，可知A中含有-COOH，A的结构简式为：，根据A的结构和已知信息，可推知a-非兰烃的结构为：，B为，B与H2发生加成反应生成C，C为，C与HBr发生取代反应生成D，D为：，D在NaOH醇溶液、加热条件下发生消去反应、中和反应得到E，E为：，E与酸反应得到F，F为，F与甲醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成G，G为，G在一定条件下发生加聚反应生成H，H为： ，由M分子式，可知2分子C（）发生酯化反应形成环酯M，M的结构简式为：。 【解析】（1） ①根据分析可知，A的结构简式为：，A中含有的官能团名称为：羧基； ②根据分析可知，α-非兰烃的结构简式为：； （2） α-非兰烃与等物质的量的发生加成反应，1，2-加成产物有两种（、），1，4-加成产物有一种（），共3种（不考虑立体异构）； （3） 根据分析可知，2分子C（）在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应形成环酯M，故答案为：取代反应（或酯化反应）； （4） ①根据分析可知，F为，F与甲醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成G，G为，反应方程式为：； ②G（）的化学名称为：丙烯酸甲酯； （5） ①化合物N与M（）含有相同的碳原子数，共6个碳原子；同温同压下其蒸气相对于的密度为73，化合物N相对的密度=，根据公式PV=nRT（P为体系压强，V为气体体积，n为气体物质的量，R为常数，T为体系温度），可推知PM=ρRT（M为摩尔质量，ρ为气体密度），则同温同压下，,，M化合物N=146g/mol；1 mol N与碳酸氢钠溶液反应，标准状况下最多生成44.8 L （2mol CO2），说明化合物N含有-COOH，根据-COOH~NaHCO3~CO2，说明1 mol N含有2mol-COOH，以此推出化合物N的化学式为：C6H10O4，其结构可能是：、 、、、、、(CH3)2CHCH(COOH)2、、，共9种； ②其中核磁共振氢谱有3组峰，峰面积之比为3：1：1的结构简式为：。 三、影响羧酸的酸性强弱的因素 · 吸电子基团（如 -NO₂, -Cl） 通过诱导效应使酸性增强。 · 给电子基团（如 -CH₃, -OH） 通过诱导效应使酸性减弱 例：ClCH2-COOH的酸性大于CH3-COOH，氯元素的存在导致的诱导效应，羧基中的氢离子更家容易电离。 实践应用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)有机玻璃的合成路线如图所示： 回答下列问题： (1)A的名称为 ，A中σ键和π键数目之比 。A→B的反应类型是 。E→F的反应类型是 。 (2)D物质中的官能团的名称为 。 (3)B→C的化学反应方程式是 。 (4)C→D的化学反应方程式是 。 (5)E的结构简式是 。 (6)由G合成PMMA的化学反应方程式是 。 (7)已知：。G与发生反应，可得到结构含-OH的高分子材料单体(该单体聚合后可生成亲水性高分子材料)，写出该反应的化学方程式 。 【答案】(1) 丙烯 8:1 加成反应 消去反应 (2)氰基、羟基 (3) (4) (5) (6) (7) 【解析】（1）A名称为丙烯；A中σ键数为3+1+1+1+2=8，π键数为1，数目比为8:1；A到B发生水与碳碳双键的加成反应；E到F发生羟基脱去的消去反应。 （2）D中官能团有羟基、氰基。 （3）B催化氧化得到C的化学方程式为。 （4） C到D发生的加成反应为。 （5） D中氰基水解为羧基得到E：。 （6） 由分析得，G为，发生聚合反应得到PMMA的化学方程式为。 （7） G为，与乙二醇发生给出的信息反应为。 考点一 酯化反应及实验考察 【例1】芳香烃A是有机合成中重要的原料，由A制取高聚物M的流程如下： 回答下列问题： (1)A的结构简式为 。 (2)有机物B中含有的化学键类型为___________(填字母编号)。 A．离子键 B．极性共价键 C．非极性共价键 D．金属键 (3)高聚物M的链节为 。 (4)写出D与新制氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式 。 (5)已知反应⑥是取代反应，该反应所加试剂有 。 (6)K与D互为同分异构体，满足下列三个条件的K的结构简式为 。 ①遇溶液显紫色； ②与新制悬浊液加热条件下反应，产生砖红色沉淀； ③核磁共振氢谱显示为4组峰，且峰面积比为。 【答案】(1) (2)BC (3) (4) (5)甲醇、浓硫酸(或，浓) (6)或 【分析】 芳香烃A能够与溴的四氯化碳溶液反应生成B，说明芳香烃A的支链上含有不饱和键；B转化为C，C发生催化氧化生成D，所以B为溴代烃，发生取代反应生成醇C，C氧化为醛D，D与新制的氢氧化铜悬浊液加热反应生成羧酸盐，酸化后得到羧酸E，根据E的结构简式可知，D的结构简式为：，C为，B为，A为；E在浓硫酸加热条件下发生消去反应生成F，结构简式为：，F与甲醇发生酯化反应生成酯G，然后该有机物G发生加聚反应生成高分子M，据此回答。 【解析】（1） 由分析可知，A的结构简式为。 （2） 有机物B为，含有的化学键类型为极性共价键（C-H键）和非极性共价键（C-C键），故选BC。 （3） G发生加聚反应生成高分子M，由M的结构简式可知，链节为。 （4） D为，与新制氢氧化铜悬浊液发生氧化反应生成，化学方程式为：。 （5） F为，根据分析F与甲醇发生酯化反应生成酯G，加试剂是甲醇、浓硫酸。 （6） K与D互为同分异构体，满足条件：①遇溶液显紫色，说明其中含有酚羟基；②与新制悬浊液加热条件下反应，产生砖红色沉淀，说明其中含有-CHO；③核磁共振氢谱显示为4组峰，且峰面积比为，说明其是对称的结构，且含有对称的２个甲基；满足条件的K的结构简式为或。 【变式训练1-1】某有机物的结构简式如图所示，该有机物分别和足量的、、反应时，消耗三种物质的物质的量之比是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】酚、、醇均与反应，酚、能与反应，只有能与反应，1个该有机物分子中有1个醇羟基、1个酚羟基和2个羧基，则用该有机物分别与、、反应时，消耗、、，即消耗、、的物质的量之比为； 故答案选C。 【变式训练2-2】以天然高分子淀粉(A)为原料，制备阿司匹林(乙酰水杨酸)的路线如图所示： 已知： ①B为含6个碳原子的有机物。 ②C→D是羟基被氧化为醛基的过程。 回答下列问题： (1)A的分子式是 ． (2)B中含有的官能团名称是 B生成C的原子利用率 (填“小于”或“等于”)100%。 (3)C的结构简式是 ，C→D需要的试剂和条件是 ；实验室中检验D中所含官能团的试剂有 (填标号)。 a.银氨溶液b.新制c.的溶液 (4)E→F的反应类型是 (5)下列物质不是F的同分异构体的是 (填标号)。 (6)F+G→H的化学方程式是 。 【答案】(1) (2) 羟基、醛基 小于 (3) 或 、(或)、 a (4)取代反应 (5)a (6) 【分析】 淀粉A在硫酸存在和加热条件下生成物质B为葡萄糖，其在酶存在的条件下发酵为乙醇，即C为乙醇，乙醇被催化氧化为乙醛，即D为乙醛，D被酸性高锰酸钾氧化为乙酸，其分子间脱水生成的F为乙酸酐，结合F和G的结构简式可知，G的结构简式为：，以此解题。 【解析】（1）A为淀粉，其分子式为：(C6H10O5)n； （2）淀粉水解得到的物质B为葡萄糖，其官能团为羟基、醛基；葡萄糖转化为乙醇，方程式为：C6H12O6（葡萄糖）2C2H5OH（酒精）+2CO2（二氧化碳），即除了生成物质C外还生成了二氧化碳，则B生成C的原子利用小于100%； （3）结合分析可知，C为乙醇，其结构简式是或；C→D为醇的催化氧化，需要的试剂和条件是、(或)、；结合分析可知，D为乙醛，可以发生银镜反应，则实验室中检验D中所含官能团的试剂有a； （4）结合分析可知，E→F的反应为分子间脱水生成乙酸酐，类型是取代反应； （5）F为乙酸酐，其分子式为：C4H6O3，其不饱和度为2，而a的不饱和度为3，其分子式为C4H4O3，则结合同分异构体的定义可知，不是F的同分异构体的是a，而b、c、d的分子式都是C4H6O3，结构和乙酸酐不同，和F是同分异构体，故答案为a； （6） F+G→H为G中羟基和F发生的取代反应，方程式为： 考点二 羧酸的酸性强弱比较 【例2】化合物H在生活、生产及科研中用途广泛，其合成路线如下： 已知；R1COCl+HC≡CR2R1COC≡CR2+HCl↑。 回答下列问题： (1)A中C原子的杂化方式有 种。 (2)B的化学名称为 ，D中官能团的名称是 。 (3)D→E发生反应的化学方程式为 (反应中有两种酸性气体生成)，该反应的类型为 。 (4)有机物F的分子式为C10H10，则其结构简式为 。 (5)D和甲醇酯化的有机产物有多种同分异构体，同时满足下列条件的同分异构体有 种(立体异构除外)，其中核磁共振氢谱有四组峰且峰面积之比为6:2:1:1的结构简式为 。 i．含有苯环；ii．能发生水解反应，其产物之一能发生银镜反应 【答案】(1)2 (2) 对溴甲苯 羧基 (3) +SOCl2→+SO2↑+HCl↑ 取代反应 (4) (5) 14 、 【解析】（1）A中，苯环上的碳原子都形成3个σ键，碳原子的另1个电子形成大π键，无孤电子对，C原子发生sp2杂化；甲基上的碳原子形成4个σ键，无孤电子对，发生sp3杂化，则C原子的杂化方式有2种。 （2） B的结构简式为，化学名称为：对溴甲苯，D的结构简式为，官能团的名称是：羧基。 （3） D()→E()的同时，生成SO2、HCl两种酸性气体，则发生反应的化学方程式为： +SOCl2→+SO2↑+HCl↑，该反应的类型为：取代反应。 （4） E的结构简式为，G的结构简式为，有机物F的分子式为C10H10，依据已知反应；R1COCl+HC≡CR2R1COC≡CR2+HCl↑，可得出F的结构简式为。 （5） D和甲醇酯化的有机产物为，其同分异构体同时满足下列条件：“i．含有苯环；ii．能发生水解反应，其产物之一能发生银镜反应”的同分异构体，除含苯环外，可能还含有HCOOCH2CH2-(1种结构)、HCOOCH(CH3)-(1种结构)、HCOOCH2-和-CH3(有邻间对3种结构)、HCOO-和-CH2CH3(有邻间对3种结构)、HCOO-和2个-CH3(有6种结构)，可能结构共有1+1+3+3+6=14种(立体异构除外)，其中核磁共振氢谱有四组峰且峰面积之比为6:2:1:1的结构简式为、。 【点睛】推断有机物时，可采用逆推法。 【变式2-1】有机玻璃G(聚甲基丙烯酸甲酯)具有较好的透明性、化学稳定性、力学性能和耐候性、易染色、易加工、外观优美等优点，由2-丙醇(A)制备有机玻璃G的合成路线如下： 回答下列问题： (1)A→B需要的条件和试剂是 ，B→C的反应类型为 。 (2)HCN的电子式为 ，G的结构简式为 。 (3)E→F的化学方程式为 。 (4)F中官能团的名称为 ；F的合成有如下两种方法： Ⅰ .旧的合成方法： Ⅱ.新的合成方法： 与旧方法相比，新方法的优点是 (写出两点)。 (5)D的同分异构体中，满足下列两个条件的D的同分异构体有 种(不考虑立体异构)。 ①能与NaHCO3溶液反应 ②1 mol D与足量Na反应生成1 mol H2 【答案】(1) 加成反应 (2)       (3)+CH3OH+H2O (4) 碳碳双键、酯基 新方法原料利用率高，新方法对设备腐蚀性小 (5)4 【解析】（1） A→B为催化氧化得到，醇催化氧化需要的条件和试剂是：；化合物B与HCN在催化剂作用下发生加成反应得到C，则 B→C的反应类型为加成反应。 （2） HCN的电子式为；根据分析，G的结构简式为。 （3） E→F发生酯化反应，化学方程式为+CH3OH+H2O。 （4） F为，含有的官能团名称为碳碳双键、酯基；新合成方法原料利用率高，原子利用率达100%，旧方法中有酸性反应物可以腐蚀设备，而新方法对设备腐蚀性小。 （5） D为，不饱和度为1，其同分异构体，①能与NaHCO3溶液反应，说明含有羧基，②1 mol D与足量Na反应生成1 mol H2，说明除了羧基与Na反应还需要一个-OH，则其余碳原子为饱和碳原子，满足条件的有（序号表示-OH的位置），去掉物质D，还有4种同分异构体。 【变式训练2-2】甜菊醇，又名斯替维醇，被称为继蔗糖、甜菜糖之后的第三种天然糖源，其结构简式如下图，下列关于甜菊醇说法不正确的是 A．1mol 甜菊醇与足量金属钠反应，最多产生1mol B．1mol 甜菊醇最多能与2mol氢氧化钠反应 C．甜菊醇可以使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．甜菊醇能发生氧化、取代、加成反应 【答案】B 【解析】A．1个甜菊醇分子含1个羧基（）和1个醇羟基（），二者均含活泼氢，故1mol 甜菊醇与足量Na反应时，2 mol 活泼氢生成1mol ，1mol甜菊醇可生成1mol ，A正确； B．甜菊醇中只有羧基（）能与反应（反应物质的量之比为1:1），醇羟基不与反应，故1mol甜菊醇最多消耗1mol ，B错误； C．甜菊醇含碳碳双键（）和醇羟基（可被氧化），均能被酸性高锰酸钾氧化，使溶液褪色，C正确； D．氧化反应（双键、羟基氧化）、取代反应（烷基的氢原子卤代、羟基和羧基的酯化）、加成反应（双键加成）均可发生，D正确； 故答案选B。 基础达标 1．下列有机物的性质比较不正确的是 A．沸点： B．在水中的溶解度：硝基苯甘氨酸 C．酸性：CF3COOH＞CH3COOH D．分子极性：顺-2-丁烯＞反-2-丁烯 【答案】B 【解析】A．邻羟基苯甲醛分子内羟基与醛基可形成分子内氢键，削弱分子间作用力；对羟基苯甲醛形成分子间氢键，增强分子间作用力，故邻羟基苯甲醛沸点低于对羟基苯甲醛，A正确； B．硝基苯含憎水基团（苯环、硝基），在水中溶解度极小；甘氨酸含亲水基团（-NH2、-COOH），可与水形成氢键，溶解度较大，应为硝基苯＜甘氨酸，B错误； C．CF3-为强吸电子基团，使羧基中O-H键极性增强，更易电离出H+，酸性强于CH3COOH（CH3-为推电子基团），C正确； D．顺-2-丁烯中两个甲基在双键同侧，偶极矩未抵消，分子极性大；反-2-丁烯中两个甲基在双键两侧，偶极矩抵消，分子极性小，D正确； 故选B选项。 2．化合物M是一种具有生物活性药物的中间体，其结构简式如图所示。下列关于M的说法错误的是 A．1 mol M最多能与1.5 mol 反应 B．能发生消去反应且只生成一种有机产物(不考虑顺反异构) C．能发生缩聚反应和加聚反应 D．所有碳原子均可能在同一平面上 【答案】A 【解析】A．化合物M含有的酚羟基和羧基均可以和碳酸钠发生反应，所以1 mol M 最多可以与2 mol发生反应，A错误； B．醇羟基（连在饱和碳上）的β碳（连右侧双键碳）有1个H，消去时只能从该β碳消去，生成唯一产物（双键位置唯一），B正确； C．含碳碳双键可发生加聚反应；含醇羟基和羧基，可通过酯化反应发生缩聚反应，C正确； D．苯环为平面结构，且与苯环相连的碳原子与苯环共平面，侧链中双键碳、羧基碳为杂化，结合单键可以旋转，所有碳原子可能在同一平面上，D正确； 故选A。 3．丁香色原酮、香草酸有很高的实用价值，其结构简式如下，下列说法错误的是 A．K与足量发生加成反应的产物中含4个手性碳原子 B．相同物质的量的K和M分别与足量的浓溴水反应，消耗的物质的量之比为 C．可用溶液进行鉴别 D．在一定条件下均能形成高分子化合物 【答案】A 【解析】 A．连有4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子，K与足量H2加成后，所得产物的结构为，其中标“*”的碳原子为手性碳原子，共6个，A错误； B．K中酚羟基邻、对位的H均可与Br2发生取代反应，消耗2 mol Br2、碳碳双键可与Br2发生加成反应，消耗1 mol Br2，共消耗3 mol Br2；M中酚羟基仅1个邻位的H可与Br2发生取代反应，消耗1 mol Br2，故消耗的物质的量之比为，B正确； C．M中含羧基可与NaHCO3溶液反应生成CO2，K中无羧基不能与NaHCO3溶液反应，故可鉴别二者，C正确； D．K中含酚羟基可发生缩聚反应，M中含羧基和酚羟基，可发生缩聚反应，故在一定条件下均能形成高分子化合物，D正确； 故答案选A。 4．下列离子方程式与所给事实相符的是 A．向水杨酸()溶液中加入过量碳酸氢钠： B．铅酸蓄电池充电时的阳极反应： C．将少量通入NaClO溶液中： D．向乙二醇溶液中加入足量硫酸酸化的高锰酸钾溶液：5 HOCH2-CH2OH+8+24 H+=5 HOOC-COOH+8 Mn2++22 H2O 【答案】C 【解析】A．羧基和碳酸氢钠反应生成二氧化碳，酚羟基和碳酸氢钠不反应，，A错误；    B．铅酸蓄电池充电时的阳极反应为硫酸铅失去电子被氧化为二氧化铅：，B错误； C．少量通入NaClO溶液中发生氧化还原反应生成硫酸根离子、氯离子和次氯酸：，C正确； D．乙二醇溶液加入足量硫酸酸化的高锰酸钾溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水，反应的离子方程式为：HOCH2CH2OH+2+6H+=2CO2↑+2Mn2++6H2O，D错误； 故选C。 5．恒温条件下，乙酸和乙醇在一定条件下可发生酯化反应，酯化反应为可逆反应，不断移除生成的水才能使得反应继续进行，反应机理如图所示。    若用CH3CO18OH作示踪原子实验，下列相关说法正确的是 A．升高温度，酯的水解反应速率变大，酯化反应速率变小 B．反应一段时间后，18O原子肯定不会存在于乙醇分子中 C．向体系中加入一定量的CaO，会直接增大酯化反应的速率 D．用CH3CO18OH作示踪原子实验生成的乙酸乙酯只有一种 【答案】D 【分析】恒温条件下，乙酸和乙醇在一定条件下可发生酯化反应，酯化反应为可逆反应，不断移除生成的水才能使得反应继续进行，据此分析回答。 【解析】A．升高温度会加快所有反应的速率，酯化反应（正反应）和酯的水解反应（逆反应）速率均增大，A错误； B．酯化反应可逆，生成的H218O（来自CH3CO18OH的-18OH）会参与水解，水解时H218O的18O可转移到乙醇中生成CH3CH218OH，故18O可能存在于乙醇中，B错误； C．CaO吸收水使平衡右移，但CaO也会与乙酸反应，降低了乙酸的浓度，酯化反应速率减小，C错误； D．酯化反应遵循“酸脱羟基醇脱氢”，则生成的乙酸乙酯（CH3COOC2H5）只有一种，D正确； 故选D。 综合应用 6．儿茶酸具有抗菌、抗氧化作用，常用于治疗烧伤、小儿肺炎等疾病，可采用如图所示路线合成。下列说法正确的是 A．X的分子式为 B．Y分子中所有原子不可能共平面 C．只有Z能与溴水发生反应 D．1molZ最多与4mol发生加成反应 【答案】B 【解析】A．由结构简式可知，X的分子式为，A错误； B．由结构简式可知，Y分子中含有空间构型为四面体形的饱和碳原子，分子中所有原子不可能共平面，B正确； C．由结构简式可知，X分子含有的醛基能与溴水发生氧化反应，C错误； D．由结构简式可知，Z分子中含有的苯环一定条件下能与氢气发生加成反应，则1molZ最多与3mol氢气发生加成反应，D错误； 故选B。 7．乙酸乙酯(A)在乙醇钠的作用下发生酯缩合的反应机理如下图所示： 已知：的，的。 下列说法中不正确的是 A．第一步反应中，逆向进行更加有利 B．化合物A()中的酸性弱于化合物D()中的酸性 C．乙醇钠是反应的催化剂，因此反应只需加入少量乙醇钠即可顺利进行 D．化合物A与化合物D可发生酯缩合产生 【答案】C 【解析】A．第一步反应为C2H5O⁻夺取酯A的α-H生成碳负离子B和乙醇，本质是酸碱反应。酯A的α-H酸性（pKa=25）弱于乙醇（pKa=16），根据“强酸制弱酸”原理，弱酸盐（酯的碳负离子）与强酸（乙醇）易逆向生成弱碱（C2H5O⁻）和弱酸（酯A），故逆向更有利，A正确； B．Ha为酯A（CH3COOC2H5）的α-H，周围仅1个羰基吸电子；Hb为化合物D[H3C-C(=O)-CH2-C(=O)-OC2H5]的α-H，周围有2个羰基（强吸电子基），吸电子效应使Hb更易解离，酸性更强，即Ha酸性弱于Hb，B正确； C．由图示可知，乙醇钠参与了A、B以及C、D相互转化的2个可逆反应，而图示最后涉及的2个转化为非可逆反应，则乙醇钠是反应物，反应中被消耗，未再生，并非催化剂（催化剂需不被消耗），需足量乙醇钠推动平衡正向进行，“只需少量”错误，C错误； D．化合物D中C-Hb键易断裂形成，与化合物A生成，再消去C2H5O⁻产生，D正确； 故选C。 8．非甾体抗炎药(B)——萘普生的合成路线如图所示。下列说法错误的是 A．化合物A、B均能发生加成、取代反应 B．化合物A、B均能与NaOH、、反应 C．化合物A、B均能使溴水和酸性溶液褪色 D．化合物A、B均含有两种含氧官能团 【答案】C 【解析】A．化合物A、B中均含有苯环，苯环能发生加成反应，如：与氢气加成；都含有羧基能发生取代反应，如：酯化反应，所以化合物A、B均能发生加成反应、取代反应，故A正确； B．化合物A、B中均含有羧基（-COOH），羧基具有酸性，能与NaOH发生中和反应，能与NaHCO3、Na2CO3反应产生二氧化碳气体，故B正确； C．化合物A中含有碳碳双键，能与溴水发生加成反应使溴水褪色，能被酸性KMnO4溶液氧化，使酸性KMnO4溶液褪色；化合物B中不含有碳碳双键等能与溴水发生加成反应的官能团，不能使溴水褪色，故C错误； D．化合物A含有醚键和羧基两种含气官能团化合物，B同样含有醚键和羧基两种含氧官能团，故D正确； 综上，答案选择C项。 9．中医药獐牙菜苷(结构如图)具有清热解毒、保肝利胆及健胃作用。下列关于獐牙菜苷的说法正确的是 A．含有5个手性碳原子 B．可用高锰酸钾检测含有碳碳双键 C．能发生酯化反应和加成反应 D．其同分异构体不可能为芳香族化合物 【答案】C 【解析】A．手性碳原子需连有四个不同基团的饱和碳原子。分析结构，如图示，有8个手性碳，A错误； B．分子中含多个醇羟基（-OH），醇羟基可被酸性高锰酸钾氧化使其褪色，干扰碳碳双键的检测，无法用高锰酸钾单独确定双键存在，B错误； C．分子含羟基（-OH），可与羧酸发生酯化反应；含碳碳双键（C=C），可发生加成反应（如与H2、Br2加成），C正确； D．芳香族化合物需含苯环（不饱和度Ω=4）。该分子含碳碳双键（Ω=1）、羰基（Ω=1）及多个环（Ω≥3），总不饱和度≥5，其同分异构体可含苯环（Ω=4），剩余不饱和度由双键或环提供，可能为芳香族化合物，D错误； 答案选C。 10．有机物M、N的结构如图，在光照条件下，M发生电环化开环反应转化为N。下列说法错误的是 A．M的分子中含4个手性碳原子 B．M与N互为同分异构体 C．M、N均能与乙醇发生酯化反应 D．1 mol N最多与3 mol发生加成反应 【答案】A 【解析】 A．手性碳是指碳原子的杂化方式为sp3，且碳原子所连的四个原子或原子团各不相同，所以M中有3个手性碳，如图：，A错误； B．M、N的分子式均为C19H28O2，结构不同，所以M、N互为同分异构体，B正确； C．M、N中均含有羧基（-COOH），均能与乙醇发生酯化反应，C正确； D．N能与Br2发生加成反应的位置如图，所以1 mol N最多与3 mol Br2发生加成反应，D正确； 故答案选A。 拓展培优 11．苯甲酸()常用作食品防腐剂。某实验小组设计粗苯甲酸(含有少量NaCl和泥沙)的提纯方案如下。下列说法错误的是 A．操作Ⅰ加热溶解的目的是增大粗苯甲酸的溶解度 B．苯甲酸与互为同分异构体 C．操作Ⅱ需要趁热的原因是防止苯甲酸结晶析出 D．检验操作Ⅳ产物是否洗涤干净，可用盐酸酸化的溶液 【答案】D 【分析】粗苯甲酸(含有少量NaCl和泥沙)加水、加热溶解，NaCl和苯甲酸都溶解，泥沙不溶，形成悬浊液；由于苯甲酸的溶解度随温度的降低而减小，为防止过滤过程中苯甲酸结晶析出，需要趁热过滤；滤液中含NaCl和苯甲酸，冷却后苯甲酸结晶析出、过滤、洗涤、干燥，得到苯甲酸。 【解析】A．苯甲酸的溶解度随温度升高而增大，操作Ⅰ加热溶解可增大其溶解度，使更多苯甲酸溶解在水中，A正确； B．苯甲酸分子式为，邻羟基苯甲醛（结构含-OH和-CHO）分子式也为，二者分子式相同、结构不同，互为同分异构体，B正确； C．操作Ⅱ为趁热过滤，目的是防止温度降低时苯甲酸溶解度减小而结晶析出，避免与泥沙一同被过滤除去，C正确； D．检验洗涤是否干净需检验洗涤液中是否含Cl⁻，应使用硝酸酸化的AgNO3溶液，若用盐酸酸化会引入Cl⁻，干扰检验，D错误； 故选D。 二、多选题 12．高分子M广泛用于牙膏、牙科粘合剂等口腔护理产品中，其合成路线如图所示。 下列说法错误的是 A．1mol物质A最多与2mol 发生加成反应 B．物质B不存在顺反异构体 C．物质C能与乙二醇发生反应生成六元环状酯 D．合成M的整个过程中的原子利用率为100% 【答案】CD 【分析】 由图中转化关系可知，C(HOOCCH=CHCOOH)脱水生成，与B发生加聚反应生成高分子M，则B的结构简式为CH2=CHOCH3，A的结构简式为HC≡CH，可知A与CH3OH发生加成反应生成B。 【解析】A．由高分子M的结构简式可知，B为，所以A为乙炔，1mol乙炔最多与2mol发生加成反应，A正确； B．顺反异构体产生的条件为①分子中含有碳碳双键，②碳碳双键的同一碳原子上不能有相同的原子或基团，故不存在顺反异构体，B正确； C．丁烯二酸(HOOC-CH=CH-COOH)与乙二醇发生酯化反应生成八元环状酯，C错误； D．合成M的整个过程中还有水生成(C脱水生成)，原子利用率小于100%，D错误； 故选CD。 三、填空题 13．酸及盐在生活生产中应用广泛。 (1)甲苯氧化可生成苯甲酸。向盛有甲苯的试管中，加入几滴酸性溶液，振荡，观察到体系颜色 。 (2)某苯甲酸粗品含少量泥沙和氯化钠。用重结晶法提纯该粗品过程中，需要的操作及其顺序为：加热溶解、 (按操作顺序填下列操作编号)。 (3)下列羧酸酸性的变化顺序为：CH3COOH<CH2ClCOOH<CH2FCOOH。请从结构角度，解释上述变化顺序的原因是： 。 (4)甲同学根据上述规律推测下列芳香酸的酸性强弱顺序为： 甲同学测得常温下三种酸的饱和溶液的大小顺序为III>II>I，据此推断假设成立。 乙同学认为该推断依据不足，不能用所测得的直接判断酸性强弱，因为 。 【答案】(1)由紫色变为无色 (2)dab (3)羧酸酸性的强弱取决于羧基中H-O键的极性大小，极性越大，酸性越强；卤素原子的电负性越大(电负性：)，吸电子能力越强，使得羧基中键的极性越大，酸性越强 (4)三种酸的饱和溶液的浓度未明确，浓度可能不同 【解析】（1）酸性环境下的高锰酸根可将甲苯氧化为苯甲酸，而自身被还原为二价锰离子，故向甲苯中滴加酸性高锰酸钾溶液，可观察到体系颜色由紫色变为无色。 （2）苯甲酸粗品的重结晶过程中，需要的操作及其顺序为：加热溶解、趁热过滤(过滤出泥沙)、将滤液静置，使其缓慢冷却结晶(苯甲酸析出)、常温过滤，故填dab。 （3）羧酸酸性的强弱取决于羧基中H-O键的极性大小，极性越大，酸性越强；卤素原子的电负性越大(电负性：F>Cl)，吸电子能力越强，使得羧基中O−H键的极性越大，酸性越强，故呈现出上述变化。 （4）三种酸的饱和溶液的浓度未明确，浓度可能不同，应选择相同浓度的溶液比较pH。 14．写出有机物在下列条件下所生成的产物的结构简式。 足量NaOH ，足量NaHCO3 。 【答案】 【解析】 中酚羟基和羧基均能与NaOH反应，反应后生成：，只有羧基能与NaHCO3反应，反应后生成：。 15．局部麻醉药福莫卡因的一种合成路线如图： 结合图合成路线的相关信息。以苯甲醛和一两个碳的有机物为原料，设计路线合成 。 【答案】 【解析】乙醇分别催化氧化为乙醛、乙酸，乙酸与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯，乙醛乙酸乙酯反应生成CH3CH=CHCOOC2H5；苯甲醛与CH3CH=CHCOOC2H5反应生成，再水解生成，合成路线为：。 四、解答题 16．苯乙酮是重要的化工原料，常用作有机化学合成的中间体、纤维树脂等的溶剂和塑料的增塑剂，可以用于调配樱桃、番茄、草莓、杏等食用香精，也可用于烟用香精，其可由苯和乙酸酐合成，其合成路线如下：++CH3COOH 已知：①制备过程中存在副反应：。 ②相关物质的部分性质如下表。 物质 沸点/℃ 密度/() 溶解性 苯乙酮 202 1.03 不溶于水，易溶于多数有机溶剂 苯 80 0.88 难溶于水 乙酸 118 1.05 能溶于水、乙醇、乙醚等有机溶剂 乙酸酐 139.8 1.08 遇水反应，溶于氯仿、乙醚和苯 主要实验步骤：用如图所示装置进行反应(部分夹持、加热装置已省略)，迅速称取20.00 g无水AlCl3加入三颈烧瓶中，再向三颈烧瓶中加入30.0 mL苯，边搅拌边滴加6.12 g乙酸酐和10.0 mL苯(苯过量)，在120℃恒温下回流一段时间。 请回答以下问题： (1)仪器K的名称是 ；仪器M中支管的作用是 。 (2)为了防止氯化铝和乙酸酐水解，该反应需在无水条件下进行。已知乙酸酐在酸性水溶液中，通过水解反应只生成一种产物；试写出乙酸酐在酸性水溶液中水解反应的化学方程式 。 (3)该反应装置的加热方式应为 (填“水浴”或“油浴”)，在120℃下回流的目的是 。 (4)仪器N中无水CaCl2的作用是 。 (5)粗品提纯过程： ①冰水浴冷却下，边搅拌边滴加浓盐酸与冰水的混合液，直至固体完全溶解后停止搅拌，静置、分液； ②水层用苯萃取，萃取液并入有机层； ③依次用5% NaOH溶液和水各20.0 mL洗涤有机层； ④将有机层放入锥形瓶中并加入无水MgSO4，然后过滤，取滤液； ⑤对滤液进行蒸馏，收集产品。 第③步用5% NaOH溶液洗涤有机层的目的是 ；第⑤步蒸馏应在 (填标号)温度范围内收集馏分。 A．116～120℃            B．138～142℃            C．198～202℃ (6)经蒸馏后收集到6.48 g苯乙酮，则苯乙酮的产率是 (用百分数表示)。 【答案】(1) 球形冷凝管 平衡气压，使恒压滴液漏斗中的液体能顺利流下 (2)(CH3CO)2O+H2O2CH3COOH (3) 油浴 将副产物乙酸不断地蒸出，从而提高产物的产率 (4)防止NaOH溶液中的水蒸气进入三颈烧瓶，导致氯化铝和乙酸酐水解 (5) 中和有机层中的CH3COOH、HCl等酸性物质，生成盐后进入水层 C (6)90% 【分析】 用如图所示装置进行反应，迅速称取20.0g无水AlCl3加入三颈烧瓶中，再向三颈烧瓶中加入30.0mL苯，边搅拌边滴加6.12g乙酸酐和10.0mL苯，在120℃恒温下回流一段时间，发生反应：，制取苯乙酮，据此分析作答。 【解析】（1）仪器K的名称是球形冷凝管，仪器M中支管的作用是平衡气压，使恒压漏斗中的液体顺利滴下，故答案为：球形冷凝管；平衡气压，使恒压漏斗中的液体顺利滴下； （2）乙酸酐在酸性水溶液中，通过水解反应只生成一种产物，该水解反应的化学方程式为(CH3CO)2O+H2O2CH3COOH，故答案为：(CH3CO)2O+H2O2CH3COOH； （3）反应需要温度是120℃，该反应装置的加热方式应为油浴，在120℃下回流的目的是将副产物乙酸不断的蒸出，从而提高产物的产率，故答案为：油浴；将副产物乙酸不断的蒸出，从而提高产物的产率； （4）为了防止氯化铝和乙酸酐水解，该反应需在无水条件下进行，故仪器N中无水CaCl2的作用是防止NaOH溶液中的水蒸气进入三颈烧瓶，导致氯化铝和乙酸酐水解，故答案为：防止NaOH溶液中的水蒸气进入三颈烧瓶，导致氯化铝和乙酸酐水解； （5）第③步用5%NaOH溶液洗涤有机层的目的是中和有机层中的CH3COOH、HCl等酸性物质，生成盐后进入水层；第⑤步蒸馏是为了得到纯净的苯乙酮，苯乙酮的沸点为202℃，则第⑤步蒸馏应在198～202℃温度范围内收集馏分，故答案为：中和有机层中的CH3COOH、HCl等酸性物质，生成盐后进入水层；C； （6）6.12g乙酸酐的物质的量为=0.06mol，10.0mL苯的物质的量为≈0.113mol，所以苯过量，则理论上生成苯乙酮的质量为：0.06mol×120g/mol=7.2g，则苯乙酮的产率是×100%=90%，故答案为：90%。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $