内容正文:
课时跟踪检测(十八) 羧酸的性质及应用
一、选择题
1.下列有关常见羧酸的说法中正确的是 ( )
A.甲酸是一种无色有刺激性气味的气体,易溶于水
B.乙酸的沸点低于丙醇,高于乙醇
C.苯甲酸的酸性比碳酸弱,不能和碳酸氢钠反应制取CO2
D.乙二酸具有还原性,可以使酸性KMnO4溶液褪色
2.下列物质中,属于一元脂肪酸的是 ( )
A.乙二酸 B.苯甲酸
C.硬脂酸 D.石炭酸
3.下列事实能说明碳酸的酸性比乙酸弱的是 ( )
A.乙酸能发生酯化反应,而碳酸不能
B.碳酸和乙酸都能与碱反应
C.乙酸易挥发,而碳酸不稳定易分解
D.乙酸和Na2CO3反应可放出CO2
4.柠檬酸常应用于食品工业,分子结构如图所示。下列有关柠檬酸的说法正确的是 ( )
A.柠檬酸的分子式为C6H6O7
B.柠檬酸分子中含有羟基和酯基两种官能团
C.足量Na、NaHCO3分别与1 mol柠檬酸反应,相同条件下生成气体体积比为2∶3
D.柠檬酸能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色
5.正丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)和乙酸在浓硫酸作用下,通过酯化反应制得乙酸正丁酯,反应温度为115~125 ℃,反应装置如图,下列对该实验的描述错误的是 ( )
A.不能用水浴加热
B.长玻璃管起冷凝回流作用
C.正丁醇和乙酸至少有一种能消耗完
D.若加入过量乙酸可以提高醇的转化率
6.实验室制备乙酸丁酯的装置如图所示(加热和夹持装置已省略)。下列说法正确的是 ( )
A.实验开始后,发现未加沸石,可直接打开C的瓶塞加入
B.冷凝水由a口进,b口出
C.B的作用是不断分离出乙酸丁酯,提高产率
D.产物中残留的乙酸和正丁醇可用碳酸钠溶液除去
7.关于酯的组成,下列叙述错误的是 ( )
A.酯的一般通式是RCOOR',R和R'可以相同,也可以不同
B.RCOOR'中R和R'可以是脂肪烃基,也可以是芳香烃基
C.RCOOR'中R和R'均为—CH3时,这种酯叫乙酸甲酯
D.碳原子数相同的一元羧酸和一元酯互为同分异构体
8.(2025·安徽卷)一种天然保幼激素的结构简式如下:
下列有关该物质的说法,错误的是 ( )
A.分子式为C19H32O3 B.存在4个C—O σ键
C.含有3个手性碳原子 D.水解时会生成甲醇
9.某甲酸溶液中可能存在着甲醛,下列操作能正确说明含甲醛的是 ( )
A.加入新制Cu(OH)2加热,有红色沉淀生成,证明一定存在甲醛
B.能发生银镜反应,证明含甲醛
C.试液与足量NaOH溶液混合其蒸馏产物可发生银镜反应,则有甲醛
D.先将试液充分进行酯化反应收集生成物进行银镜反应,有银镜产生,则含甲醛
10.中药黄芩中的黄芩苷的结构如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.黄芩苷是芳香族化合物,其分子式为C21H18O11
B.黄芩苷可发生取代、加成、氧化反应
C.黄芩苷分子中苯环上的一氯代物(不考虑立体异构)有3种
D.1 mol黄芩苷与足量钠反应,所得H2的体积在标准状况下为67.2 L
11.(2025·三明调研)五倍子是一种常见的中草药,其有效成分为X,在一定条件下X可分别转化为Y、Z。下列说法错误的是 ( )
A.不能用酸性KMnO4鉴别X和Y
B.Y可以和水形成氢键
C.Z中所有碳原子不一定在同一平面上
D.1 mol Z与NaOH溶液反应时,最多可消耗7 mol NaOH
12.(2025·石家庄一中段考)聚乳酸是一种新型高分子材料,可由乳酸直接合成:
下列说法错误的是 ( )
A.m=n-1
B.聚乳酸与乳酸分子中含有的官能团完全相同
C.该反应类型为缩聚反应
D.聚乳酸可降解,不会产生白色污染
13.羧酸与醇发生酯化反应的机理如图,下列说法不正确的是 ( )
A.该反应历程包括质子化、加成、消去、质子转移等过程
B.同一个碳原子上连接两个羟基是不稳定的结构
C.物质a中所有碳原子都已达饱和
D.用CH3CO18OH来研究酯化反应断键的规律同样可行
14.某有机物A(C8H16O2)能发生如图所示的转化,其中C与F是同分异构体。则下列说法不正确的是 ( )
A.D和F均可与Na反应
B.B、C、D、E、F分子中的碳原子数相同
C.可用新制的氢氧化铜悬浊液检验E中的官能团
D.符合上述转化关系的有机物A的结构有4种
二、非选择题
15.(12分)根据下列图示内容填空:
(1)化合物A含有的官能团是 。
(2)B在酸性条件下与Br2反应得到D,D的碳链不含支链,则D的结构简式是 。
(3)1 mol A与2 mol H2反应生成1 mol E,其反应方程式为 。
(4)与A具有相同官能团的A的同分异构体的结构简式是 。
(5)F的结构简式是 ;由E→F的反应类型是 。
16.(13分)下图中A、B、C、D、E、F、G均为有机化合物。
根据上图回答问题:
(1)D、F的化学名称是 、 。
(2)写出下列反应的化学方程式,并注明反应类型。
② , ;
④ , 。
(3)A的结构简式是 ,
1 mol A与足量的NaOH溶液反应会消耗 mol NaOH。
(4)符合下列3个条件的B的同分异构体的数目有 种。
①含有邻二取代苯环结构
②与B有相同官能团
③不与FeCl3溶液发生显色反应
17.(15分)(2025·南通期末)对甲氧基肉桂酸异辛酯是目前最常用的防晒剂之一,广泛应用于日用化工领域。其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A→B的化学方程式是 。反应类型为 。
(2)A中最多 个原子共平面。鉴别A与苯的方法为 。
(3)B→C所需要的反应条件为 。C→D的反应类型为 。
(4)E中官能团的名称为 。G的分子式是 。请写出G同分异构的任意一种结构: ,其命名为 。
(5)与C互为同分异构体共 种(不含C),其中一种结构满足下列条件,其结构简式为 。
①苯环上有1个取代基;②核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为3∶2∶2∶1。
课时跟踪检测(十八)
1.选D 常温下甲酸是液体,A不正确;乙酸的沸点高于丙醇的沸点,B不正确;苯甲酸的酸性比碳酸强,可以和NaHCO3反应制取CO2,C不正确。
2.选C 乙二酸为二元脂肪酸,分子中含有两个羧基;苯甲酸中含苯环,不属于脂肪酸;硬脂酸(C17H35COOH)分子中含有烷基和一个羧基,属于一元脂肪酸;石炭酸为苯酚,不属于羧酸。
3.选D 能说明碳酸的酸性比乙酸弱的事实,是碳酸盐和乙酸反应生成碳酸,碳酸常温下分解放出CO2。
4.C
5.选C 因为需要的反应温度为115~125 ℃,而水浴加热适合反应温度低于100 ℃的反应,A正确;有易挥发的液体反应物时,为了避免反应物损耗和充分利用原料,要在发生装置中设计冷凝回流装置,实验室可通过在发生装置中安装长玻璃管或冷凝管等实现,B正确;该反应为酯化反应,属于可逆反应,反应物不能消耗完,C错误;酯化反应为可逆反应,增加乙酸的量,可使平衡向生成酯的方向移动,从而提高醇的转化率,D正确。
6.选D 应停止加热,待冷却至室温时再加入沸石,以避免热的液体迸溅而烫伤人,故A错误;冷凝时,应使冷却水充满冷凝管,所以冷水从b口进,a口出,故B错误;由于酯的密度比水小,二者互不相溶,因此水在下层,酯在上层,生成乙酸丁酯的反应为可逆反应,生成物有水,分离生成的水,使平衡正向移动,提高反应产率,所以要通过分水器不断分离除去反应生成的水,故C错误;乙酸丁酯不溶于饱和碳酸钠溶液,乙酸与碳酸钠反应,正丁醇易溶于水,则可用饱和碳酸钠溶液除去,故D正确。
7.D
8.选B 该分子不饱和度为4,碳原子数为19,氢原子数为2×19+2-4×2=32,化学式为C19H32O3,A正确;醚键含有2个C—O σ键,酯基中含有3个C—O σ键,如图:,则该分子中含有5个C-O σ键,B错误;手性碳原子是连接4个不同原子或基团的C原子,其含有3个手性碳原子,如图:,C正确;其含有—COOCH3基团,酯基水解时生成甲醇,D正确。
9.选C 由于甲醛、甲酸、甲酸酯等都能发生银镜反应,所以要检验甲醛的存在就需要排除甲酸、甲酸酯等的干扰,据此分析。加入新制的Cu(OH)2悬浊液后加热,有砖红色沉淀产生,但不能排除甲酸的干扰,A错误;甲酸也能发生银镜反应,B错误;与足量NaOH溶液混合后,HCOOH被中和,生成HCOONa,再蒸馏,则HCOONa、NaOH均不会被蒸出,蒸馏产物若能发生银镜反应,则说明含有甲醛,C正确;溶液进行酯化反应后生成的甲酸酯也能发生银镜反应,D错误。
10.选C 黄芩苷分子中含有苯环,是芳香族化合物,根据结构可知其分子式为C21H18O11,A正确;黄芩苷中含有羧基可以发生取代反应,含有碳碳双键,能发生加成反应和氧化反应,B正确;黄芩苷分子中苯环上的一氯代物有4种,如图:,C错误;1 mol黄芩苷分子中含有2 mol酚羟基,3 mol醇羟基,1 mol羧基,因此与足量钠反应,得到3 mol H2,所得H2的体积在标准状况下为67.2 L,D正确。
11.选D Y含碳碳双键和醇羟基,都能使酸性KMnO4溶液褪色,X含酚羟基,也能使酸性KMnO4溶液褪色,不能鉴别,故A正确;Y含多个羟基,可与水形成氢键,故B正确;由于单键可旋转,则所有碳原子不一定在同一平面上,故C正确;Z中酚羟基、羧基、酯基水解生成的羧基和酚羟基都能和NaOH反应,Z分子中含有5个酚羟基、1个羧基、1个能水解生成羧基和酚羟基的酯基,所以1 mol Z最多能消耗8 mol NaOH,故D错误。
12.选B 由原子个数守恒可知,方程式中m=n-1,故A正确;由结构简式可知,乳酸的官能团为羧基和羟基,聚乳酸的官能团为羧基、羟基和酯基,两者的官能团不同,故B错误,该反应为乳酸在一定条件下发生缩聚反应生成聚乳酸,故C正确;聚乳酸分子中含有酯基,一定条件下可以发生水解反应而降解,不会产生白色污染,故D正确。
13.选D 由图分析可知,该反应历程包括质子化、加成、消去、质子转移等过程,A正确;由结构a可知,同一个碳原子上连接两个羟基不稳定,容易发生消去反应生成碳氧双键,B正确;由a的结构简式可知,a中所有碳原子均形成4个共价键,均达饱和状态,C正确;由图可知,若用同位素标记CH3CO18OH来研究酯化反应断键的规律,当羟基发生消去反应失水形成碳氧双键时,18O可能存在于水中,也可能存在于酯中,无法确定酯化反应断键的规律,D错误。
14.选D 某有机物A(C8H16O2)在氢氧化钠作用下发生水解反应生成B、D,A是酯;B酸化生成C,则B是羧酸盐,C是羧酸;D是醇,D氧化为E、E氧化为F,则E是醛、F是羧酸,C与F是同分异构体,则F的分子式是C4H8O2、C是C4H8O2、D是C4H10O、E是C4H8O;D能氧化为醛,可知D的结构简式为CH3CH2CH2CH2OH或(CH3)2CHCH2OH;当D是CH3CH2CH2CH2OH时,C是(CH3)2CHCOOH;当D是(CH3)2CHCH2OH时,C是CH3CH2CH2COOH。D是醇、F是羧酸,醇和酸均可与Na反应生成氢气,故A正确;B是C4H7O2Na、C是C4H8O2、D是C4H10O、E是C4H8O、F是C4H8O2,分子中的碳原子数相同,故B正确;E是醛,醛基与氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀,可用新制的氢氧化铜悬浊液检验E中的官能团,故C正确;符合上述转化关系可知有机物A的结构有CH3CH2CH2COOCH2CH(CH3)2、(CH3)2CHCOOCH2CH2CH2CH3,共2种,故D不正确。
15.解析:题中给出的已知条件中包含着以下四类信息:①反应(条件、性质)信息:A能与银氨溶液反应,表明A分子内含有醛基,A能与NaHCO3反应,断定A分子中含有羧基。②结构信息:从D物质的碳链不含支链,可知A分子也不含支链。③数据信息:从F分子中碳原子数可推出A是含4个碳原子的物质。④隐含信息:从第(3)问题中提示“1 mol A与2 mol H2反应生成1 mol E”可知A分子内除了含1个醛基外还含1个碳碳双键。
答案:(1)碳碳双键、醛基、羧基
(2)
(3)OHC—CH==CH—COOH+2H2HO—CH2—CH2—CH2—COOH
(4) (5) 酯化(或取代)反应
16.解析:由反应②的反应条件及产物E的结构简式可知B为;由反应④易知D为乙醇,再结合反应③的反应条件及产物F的分子式知C为乙酸,显然B、C、D三者是有机物A水解、酸化的产物,A(C13H16O4)的结构简式为。B的同分异构体有多种,其中符合所给条件的结构有3种,它们是、及。
答案:(1)乙醇 乙酸乙酯
(2)
酯化反应(或取代反应)
CH3CH2OHCH2==CH2↑+H2O 消去反应
(3) 2 (4)3
17.解析:由有机物的转化关系可知,在溴化铁做催化剂的作用下,与溴发生取代反应生成,则B为;在氢氧化钠溶液中发生水解反应生成,在硫酸二甲酯的作用下与CH3I发生取代反应生成,被二氧化硒氧化为,在吡啶作用下与丙二酸发生反应生成,在浓硫酸和苯的作用下与发生酯化反应生成,则G为。
(1)由分析可知,A→B的反应为在溴化铁做催化剂作用下,与溴发生取代反应生成和溴化氢,反应的化学方程式为+Br2+HBr。
(2)由分析可知,A的结构简式为,分子中最多有13个原子共平面;是苯的同系物,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使溶液褪色,苯不能与酸性高锰酸钾溶液反应,则用酸性高锰酸钾溶液能鉴别甲苯和苯。
(3)由分析可知,B→C的反应为在氢氧化钠溶液中发生水解反应生成和溴化钠;C→D的反应为在硫酸二甲酯的作用下与CH3I发生取代反应生成和碘化氢。
(4)由分析可知,E的结构简式为,官能团为醚键和醛基;G的结构简式为,分子式为C8H18O,可能的结构简式为HOCH2CH2CH(C2H5)CH(CH3)2,名称为4⁃甲基⁃3⁃乙基⁃1⁃戊醇。
(5)C为对甲基苯酚,C的同分异构体可能为邻甲基苯酚、间甲基苯酚、苯甲醇和苯甲醚,共4种,其中符合苯环上有1个取代基,核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为3∶2∶2∶1的结构简式为。
答案:(1)+Br2+HBr
取代反应
(2)13 分别滴入酸性KMnO4溶液,振荡,使KMnO4溶液褪色的是A,不褪色的是苯
(3)NaOH溶液,加热 取代反应
(4)醛基、醚键 C8H18O HOCH2CH2CH(C2H5)CH(CH3)2
4⁃甲基⁃3⁃乙基⁃1⁃戊醇(答案合理且上下一致即可)
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