4.2 醛 羧酸（专项训练）化学苏教版选择性必修3

第二单元　醛　羧酸 题型01 醛的结构与常见的醛 题型02 醛的化学性质 题型03 甲醛、酮的结构与性质 题型04 醛基与银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液反应的定量计算 题型05 羧酸的结构与分类 题型06 羧酸的性质 题型07 酯化反应原理的应用 题型08 酯类的水解 题型9 与量有关的官能团的性质 题型01 醛的结构与常见的醛 1．醛的概念与结构 (1)概念：醛是由烃基(或氢原子)与醛基相连构成的化合物。 (2)结构特点：醛类官能团的结构简式是—CHO，饱和一元醛的通式为CnH2nO(n≥1)或CnH2n＋1CHO(n≥0)。 2．常见的醛 (1)甲醛：又名蚁醛，是结构最简单的醛，结构简式为HCHO。通常状况下是一种无色有刺激性气味的气体，易溶于水。35%~40%的甲醛水溶液又称福尔马林，具有杀菌、防腐性能等。 (2)乙醛：分子式为C2H4O，乙醛的结构简式为CH3CHO，是一种无色有刺激性气味的液体，密度比水小，沸点是20.8 ℃，易挥发，易燃烧，能跟水、乙醇等互溶。 【典例1】下列说法正确的是(　　) A．乙醛和甲醛分子中都有醛基 B．乙醛由乙基和醛基组成，甲醛由甲基和醛基组成 C．乙醇经催化还原可生成乙醛 D．乙醛的官能团是醛基，醛基可表示为—COH 【答案】A 【解析】乙醛和甲醛都为醛类物质，都含有醛基，故A正确；乙醛由甲基和醛基组成，甲醛由氢原子和醛基组成，故B错误；乙醇经催化氧化生成乙醛，故C错误；醛基应表示为—CHO，故D错误。 【变式1-1】已知甲醛(HCHO)分子中的4个原子是共平面的。下列分子中所有原子不可能在同一平面上的是(　　) A．苯乙烯() B．苯甲酸() C．苯甲醛() D苯乙酮() 【答案】D 【解析】已知甲醛分子中的4个原子是共平面的，提示了羰基的碳原子所连接的3个原子(或原子团)也是共平面的。苯环(本身是共平面的一个环)有可能代替甲醛的1个氢原子。—OH也有可能代替苯甲醛的1个氢原子，B、C中所有原子都可能同在一个平面上。乙烯的6个原子是共平面的，苯环代替了1个氢原子，可以共平面。只有苯乙酮，由于—CH3的碳原子位于四面体的中心，3个氢原子和羰基的碳原子位于四面体的顶点，不可能共平面。 【变式1-2】下列关于甲醛的几种说法中，不正确的是(　　) A．它在常温、常压下是一种无色、有刺激性气味的气体 B．现代装修房子的很多材料中都会散发出甲醛等有害气体 C．40%的甲醛水溶液俗称福尔马林，可用来浸制生物标本 D．甲醛溶液可以浸泡海鲜产品，以防止产品变质 【答案】D 【解析】甲醛在常温、常压下是一种无色、有刺激性气味的气体，A项正确；现代装修房子的很多材料中都会散发出甲醛等有害气体，要注意开窗通风，B项正确；40%的甲醛水溶液又称福尔马林，可用来浸制生物标本，C项正确；甲醛有毒，不可以浸泡海鲜产品，D项错误。 【变式1-3】分子式为C5H10O，且结构中含有的有机物共有(　　) A．4种 B．5种 C．6种 D．7种 【答案】D 【解析】分子式为C5H10O满足饱和一元醛、酮的通式CnH2nO，且结构中含有，故可以从醛类、酮类两方面考虑。醛类：可写为C4H9—CHO，因为C4H9—有4种结构，故醛有4种形式。酮类：可写为CH3COC3H7，因—C3H7有2种结构，故此种形式有2种，分别为CH3COCH2CH2CH3、CH3COCH(CH3)2；也可写成C2H5COC2H5，此种形式只有1种，所以酮类共有3种形式。综上所述，满足条件的有机物共有4种＋3种＝7种。 题型02 醛的化学性质 乙醛分子中的醛基官能团对乙醛的化学性质起决定作用。 (1)加成反应 ①催化加氢(又称还原反应) ＋H2CH3—CH2—OH ②与HCN加成 ＋H—CN 2-羟基丙腈 (2)氧化反应 ①与银氨溶液反应 实验操作 实验现象 向A中滴加氨水，现象为先产生白色沉淀，继续滴加氨水沉淀溶解，溶液变澄清，加入乙醛，水浴加热一段时间后，现象为试管内壁出现一层光亮的银镜 有关反应的化学方程式 A中：AgNO3＋NH3·H2O===AgOH↓(白色)＋NH4NO3、AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH＋2H2O； C中：CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OH2Ag↓＋CH3COONH4＋3NH3＋H2O 实验结论 [Ag(NH3)2]OH是一种弱氧化剂，能把乙醛氧化成乙酸，而Ag＋被还原成Ag。由于生成的银附着在试管壁上形成银镜，所以该反应又叫银镜反应 用途 检验醛基 ②与新制氢氧化铜反应 实验操作 实验现象 A中出现蓝色絮状沉淀，滴入乙醛，加热至沸腾后，C中有砖红色沉淀产生 有关反应的化学方程式 A中：2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4； C中：CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O 实验结论 新制Cu(OH)2是一种弱氧化剂，能把乙醛氧化，而Cu(OH)2被还原成砖红色Cu2O沉淀 用途 检验醛基 ③催化氧化 乙醛在一定温度和催化剂存在的条件下，能被氧气氧化成乙酸： 2＋O22。 【典例2】有机物A是一种重要的化工原料，其结构简式为，下列关于A的说法不正确的是(　　) A．能被银氨溶液氧化 B．能使酸性KMnO4溶液褪色 C．1 mol A只能与1 mol H2发生加成反应 D．检验A中官能团的一种方法：先加入足量的新制Cu(OH)2，微热，酸化后再加溴水 【答案】C 【解析】有机物A中所含的官能团有—CHO，能被银氨溶液氧化，故A正确；有机物A含有碳碳双键和—CHO，都能使酸性KMnO4溶液褪色，故B正确；1 mol A中含碳碳双键和—CHO各1 mol，能与2 mol H2发生加成反应，故C错误；碳碳双键和—CHO均能使溴水褪色，先加新制Cu(OH)2，微热产生砖红色沉淀，能检验出—CHO，反应后溶液仍显碱性，溴水能与碱反应，需加酸酸化，再加溴水，溴水褪色检验出碳碳双键，故D正确。 【变式2-1】有一种有机物的结构简式为 CH3—CH==CHCH2CHO，下列对其化学性质的说法中，不正确的是(　　) A. 能发生加聚反应 B. 能被银氨溶液氧化 C．1 mol该有机物能与1 mol Br2发生加成反应 D．1 mol该有机物只能与1 mol H2发生加成反应 【答案】D 【解析】含有碳碳双键能发生加聚反应，A正确；含有醛基能被银氨溶液氧化，B正确；含有1个碳碳双键，因此1 mol该有机物能与1 mol Br2发生加成反应，C正确；碳碳双键和醛基均能与氢气发生加成反应，1 mol该有机物能与2 mol H2发生加成反应，D错误。 【变式2-2】下列有关乙醛的银镜反应和乙醛与新制的Cu(OH)2反应实验的说法正确的是(　　) A．实验前，试管应先用热的烧碱溶液洗涤，然后用蒸馏水洗涤 B．向2%的稀氨水中滴入2%的AgNO3溶液，配得银氨溶液 C．将乙醛滴入银氨溶液中，加热煮沸制银镜 D．2 mL 1 mol·L－1 CuSO4溶液和4 mL 0.5 mol·L－1 NaOH溶液混合后加入0.5 mL 40%的乙醛溶液，加热得砖红色沉淀 【答案】A 【解析】做银镜反应实验时试管要洁净，实验前用热的烧碱溶液洗涤是为了将试管内壁上的油污洗净，A项正确；配制银氨溶液时，应向AgNO3溶液中滴加稀氨水至最初产生的沉淀恰好溶解，即制得银氨溶液，B项错误；制取光亮的银镜必须用水浴加热，C项错误；根据题给CuSO4溶液和NaOH溶液的量知，CuSO4过量，而乙醛与新制的Cu(OH)2的反应要在碱性条件下进行，故观察不到砖红色沉淀，D项错误。 【变式2-3】已知：醛在一定条件下可以两分子间反应RCH2CHO＋RCH2CHO，兔耳草醛是重要的合成香料，它具有独特的新鲜水果的清香。由枯茗醛()合成兔耳草醛的路线如下： (1)枯茗醛的1H核磁共振谱图有________组峰；A→B的反应类型是________。 (2)B中含有的官能团是________________(写结构式)；检验B中含氧官能团的实验试剂是________。 (3)写出C→兔耳草醛的化学方程式：_____________________________________________。 (4)枯茗醛发生银镜反应的化学方程式：___________________________________________。 【答案】(1)5　消去反应　(2)、　银氨溶液(或新制氢氧化铜) (3)2＋O22＋2H2O (4)＋2Ag(NH3)2OH＋2Ag↓＋3NH3＋H2O 【解析】(1)枯茗醛除醛基外，分子中上下对称，其对称位上的氢是等效的，故其1H核磁共振谱图有5组峰，A→B的过程中A脱去了一个H2O生成的B中多了一个碳碳双键，所以反应类型是消去反应。 (2)根据B的结构可知B中含有的官能团是碳碳双键和醛基，结构式为、，其中含氧官能团为醛基，检验醛基可用银氨溶液，其方法是将B加入银氨溶液中再水浴加热，如果出现银镜，说明其中有醛基。 (3)由上述分析，C发生催化氧化生成兔耳草醛，反应的化学方程式为2＋O22＋2H2O。 (4)枯茗醛在加热的条件下与银氨溶液发生银镜反应，反应的化学方程式为＋2Ag(NH3)2OH＋2Ag↓＋3NH3＋H2O。 题型03 甲醛、酮的结构与性质 1．甲醛的性质和应用 (1)甲醛是烃的含氧衍生物中唯一气态物质，俗称蚁醛，剧毒，35%～40%甲醛水溶液俗称福尔马林，具有很好的防腐杀菌效果，可用作消毒剂。 (2)甲醛是醛类中不含烃基的醛，其结构相当于含有两个醛基()，故1 mol HCHO与足量银氨溶液反应可生成4 mol Ag。 (3)甲醛可用于合成酚醛树脂，其反应方程式为＋(n－1)H2O。 酚醛树脂是人类合成的第一种高分子材料，甲醛与苯酚在条件不同时，可以得到线型酚醛树脂或体型酚醛树脂。同样甲醛与尿素也可合成脲醛树脂，可以制成热固性高分子黏合剂。 2．酮 (1) (2)丙酮 丙酮是最简单的酮，其结构简式为。 丙酮可以发生催化加氢反应，化学方程式为 。 3．醛和酮的区别与联系 官能团 官能团位置 结构通式 区 别 醛 醛基： 碳链末端(最简单的醛是甲醛) (R为烃基或氢原子) 酮 羰基： 碳链中间(最简单的酮是丙酮) (R、R′均为烃基) 联系 碳原子数相同的饱和一元脂肪醛和饱和一元脂肪酮互为同分异构体 【典例3】已知β-紫罗兰酮的结构简式如图所示：，下列关于该有机物的说法正确的是(　　) A．其分子式为C13H18O B．能使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色 C．属于芳香族化合物 D．能发生加成反应、取代反应、水解反应 【答案】B 【解析】由有机物结构简式可知该有机物分子中有13个碳原子、1个氧原子和4个不饱和度，则氢原子的个数为13×2＋2－4×2＝20，故分子式为C13H20O，A项错误；分子中含有碳碳双键，能使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色，B项正确；分子中不含苯环，不属于芳香族化合物，C项错误；分子中含有的官能团为碳碳双键和羰基，都不能发生水解反应，D项错误。 【变式3-1】已知两个醛分子在NaOH溶液作用下可以发生加成反应，生成羟基醛： 如果将甲醛、乙醛、丙醛在NaOH溶液中发生反应，最多可以形成羟基醛的种类是(　　) A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 【答案】D 【解析】该反应的原理实际上是醛基的邻位碳原子上的氢原子与羰基的加成，乙醛、丙醛中醛基的邻位碳原子上均有氢原子，而甲醛没有。故乙醛、丙醛分子中的邻位碳原子上的氢原子分别与甲醛、乙醛和丙醛中的羰基加成可以生成6种羟基醛。 【变式3-2】香料茉莉酮是一种人工合成的有机化合物，其结构简式为，下列关于茉莉酮的说法正确的是(　　) A．该有机物的化学式是C11H16O B．1 mol该有机物与H2充分反应，消耗4 mol H2 C．该有机物属于不饱和酮类物质，能发生银镜反应 D．该有机物能发生加成反应，但不能发生氧化反应 【答案】A 【解析】该有机物中含有酮羰基和碳碳双键，能发生加成反应，也能被酸性KMnO4溶液等强氧化剂氧化，但不能发生银镜反应，1 mol该有机物与H2充分反应消耗3 mol H2。 【变式3-3】苯基环丁烯酮()是一种十分活泼的反应物，我国科学家用物质X与苯基环丁烯酮通过下列反应合成了具有生物活性的多官能团化合物Y。 下列说法正确的是(　　) A．X能发生银镜反应 B．X能与NaHCO3反应生成CO2 C．苯基环丁烯酮分子中所有原子都位于同一平面 D．可用FeCl3溶液检验Y中是否混有X 【答案】D 【解析】该结构中没有醛基，不能发生银镜反应，A项错误；该结构中有酚羟基，没有羧基，不能与NaHCO3反应生成CO2，B项错误；由苯基环丁烯酮的结构简式可知，该结构中四元环上有一个具有甲烷结构的碳原子，所以该分子中所有原子不可能共平面，C项错误；Y的结构中无酚羟基，不能与FeCl3溶液发生显色反应，X的结构中有酚羟基，能与FeCl3溶液发生显色反应，则可用FeCl3溶液检验Y中是否混有X，D项正确。 题型04 醛基与银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液反应的定量计算 1．醛发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应时量的关系 (1)一元醛 1 mol　～2 mol Ag 1 mol　～1 mol Cu2O (2)二元醛 1 mol二元醛～4 mol Ag 1 mol二元醛～4 mol Cu(OH)2～2 mol Cu2O 2．甲醛发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应时量的关系 甲醛发生氧化反应时，可理解为： 故1 mol HCHO～4 mol Ag 1 mol HCHO～4 mol Cu(OH)2～2 mol Cu2O。 【典例4】3 g某醛和足量的银氨溶液反应，结果析出43.2 g Ag，则该醛为(　　) A．甲醛 B．乙醛 C．丙醛 D．丁醛 【答案】A 【解析】对于醛与银氨溶液、新制Cu(OH)2反应的计算，应分为CnH2n＋1－CHO(n≥1)和HCHO两种情况。1 mol 一元醛通常可以还原得到2 mol Ag，由题给信息知生成0.4 mol Ag，故醛为0.2 mol，则该醛的摩尔质量为＝15 g·mol－1，此题似乎无解，但1 mol 甲醛可以得到4 mol Ag，即3 g甲醛可得到43.2 g(0.4 mol) Ag，符合题意。 【变式4-1】1 mol有机物与足量的氢气和新制备的氢氧化铜反应，消耗的氢气与氢氧化铜的物质的量分别是(　　) A．1 mol　2 mol B．3 mol　4 mol C．3 mol　2 mol D．1 mol　4 mol 【答案】B 【解析】由有机物的结构简式知，1 mol有机物中含2 mol —CHO和1 mol ，故需消耗3 mol H2，—CHO～2Cu(OH)2，故2 mol —CHO消耗4 mol Cu(OH)2。 【变式4-2】某一元醛发生银镜反应，可得21.6 g Ag，等量的该醛完全燃烧时，可生成5.4 g H2O和17.6 g CO2，则该醛可能是(　　) A．乙醛(CH3CHO) B．丙烯醛(CH2==CH—CHO) C．丙醛(CH3CH2CHO) D．丁烯醛(CH2==CHCH2CHO) 【答案】D 【解析】n(Ag)＝21.6 g÷108 g·mol－1＝0.2 mol，一元醛的通式表示为R—CHO，由于选项中没有甲醛，则存在关系式：R—CHO～2Ag，故n(R—CHO)＝0.1 mol，等量的该醛完全燃烧时，可生成5.4 g水和17.6 g CO2，水的物质的量为5.4 g÷18 g·mol－1＝0.3 mol，根据氢原子守恒，该醛分子中含有H原子数目为6；二氧化碳的物质的量是17.6 g÷44 g·mol－1＝0.4 mol，根据碳原子守恒，该醛分子中含有C原子数目为4，综上分析该醛是丁烯醛(CH2==CH—CH2—CHO)，答案选D。 题型05 羧酸的结构与分类 1．羧酸的组成和结构 (1)羧酸：分子中烃基(或氢原子)与羧基相连的化合物。 官能团为。 (2)通式：饱和一元羧酸的通式：CnH2nO2(n≥1，n为整数)或CnH2n＋1COOH(n≥0，n为整数)。 2．羧酸的分类 (1)按分子中烃基的结构分类 羧酸 (2)按分子中羧基的个数分类 羧酸 (3)按分子中烃基所含碳原子数分类 羧酸 【典例5】下列物质中，属于饱和一元脂肪酸的是(　　) A．乙二酸 B．苯甲酸 C．硬脂酸 D．石炭酸 【答案】C 【解析】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，不属于饱和一元脂肪酸；硬脂酸(C17H35COOH)分子中含有烷基和一个羧基，属于饱和一元脂肪酸；石炭酸为苯酚，属于酚类，不属于羧酸。 【变式5-1】下列关于羧酸组成、结构和性质的叙述中正确的一组是(　　) ①甲酸中含有甲基，乙酸中含有乙基 ②羧酸的通式为CnH2nO2 ③具有官能团的物质具有酸性，可与醇发生酯化反应 ④在饱和脂肪酸中，甲酸是结构最简单的羧酸 ⑤苯酚显酸性，是一种有机酸 ⑥乙醇、乙酸都能与钠反应放出H2，所以在水中都能电离出H＋ A．①②⑤⑥ B．②③⑥ C．③④ D．③④⑤ 【答案】C 【解析】甲酸的结构简式为HCOOH，无甲基；饱和一元羧酸的通式为CnH2nO2(n≥1)；乙醇是非电解质，在水中不能电离出H＋。 【变式5-2】将甲基、羟基、羧基和苯基四种不同的原子团两两结合后形成的化合物的水溶液呈酸性的有机物有(　　) A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 【答案】B 【解析】水溶液呈酸性的有机物可以是羧酸或酚，四种原子团两两结合后形成的化合物的水溶液呈酸性的有：CH3COOH、和，但是为无机物，故选B。 【变式5-3】甲酸、乙酸、碳酸、苯酚的酸性由强到弱的顺序是(　　) A．碳酸、苯酚、甲酸、乙酸 B．甲酸、乙酸、碳酸、苯酚 C．甲酸、碳酸、苯酚、乙酸 D．苯酚、碳酸、乙酸、甲酸 【答案】B 【解析】饱和一元羧酸随着碳原子个数增加，酸性依次减弱，则甲酸的酸性强于乙酸；羧酸的酸性强于碳酸，则乙酸的酸性强于碳酸；碳酸的酸性强于苯酚，则酸性由强到弱的顺序是甲酸、乙酸、碳酸、苯酚，故选B。 题型06 羧酸的性质 1．羧酸的通性 羧酸的化学性质与乙酸相似，主要取决于官能团羧基。 (1)由于—COOH能电离出H＋，使羧酸具有弱酸性。羧酸具有酸的通性。 RCOOHRCOO－＋H＋ 羧酸可与氢氧化物作用，生成羧酸盐。 RCOOH＋NaOH―→RCOONa＋H2O 羧酸的酸性比碳酸强，可与碳酸钠或碳酸氢钠作用生成羧酸钠。 2RCOOH＋Na2CO3―→2RCOONa＋CO2↑＋H2O RCOOH＋NaHCO3―→RCOONa＋CO2↑＋H2O 酚不溶于碳酸氢钠溶液，可以利用上述反应区分羧酸和酚。羧酸的酸性一般比无机酸弱，当向羧酸盐中加入无机酸后，羧酸又可游离出来。 (2)羧酸与醇发生酯化反应时，一般情况下，羧酸脱去羟基，醇脱去氢。 如：RCOOH＋R′—OHRCOOR′＋H2O。 2．醇、酚、羧酸分子中羟基氢原子的活泼性比较 名称 乙醇 苯酚 乙酸 结构简式 CH3CH2OH CH3COOH 羟基氢原子的活泼性 不能电离 能电离 能电离 酸性 中性 极弱酸性 弱酸性 与Na反应 反应放出H2 反应放出H2 反应放出H2 与NaOH反应 不反应 反应 反应 与Na2CO3反应 不反应 反应 反应 与NaHCO3反应 不反应 不反应 反应 【典例6】苹果酸的结构简式为，下列说法正确的是(　　) A．苹果酸中能发生酯化反应的官能团有2个 B．1 mol苹果酸可与2 mol NaOH发生中和反应 C．1 mol苹果酸与足量金属Na反应生成1 mol H2 D. 与苹果酸互为同分异构体 【答案】B 【解析】由苹果酸的结构简式可知，含有1个羟基和2个羧基，两者都能发生酯化反应，A项错误；苹果酸中只有羧基能和NaOH反应，故1 mol苹果酸只能与2 mol NaOH发生中和反应，B项正确；羧基和羟基都能与Na反应放出H2，故1 mol苹果酸能与3 mol Na反应生成1.5 mol H2，C项错误；此结构简式与题干中的结构简式表示的是同一种物质，D项错误。 【变式6-1】下列关于乙酸的说法不正确的是(　　) A．乙酸是一种重要的有机酸，是具有强烈刺激性气味的液体 B．乙酸分子中含有四个氢原子，所以乙酸是四元酸 C．无水乙酸又称冰醋酸，它是纯净物 D．乙酸易溶于水和乙醇 【答案】B 【解析】羧酸是几元酸是根据酸分子中所含的羧基数目来划分的，一个乙酸分子中只含一个羧基，故为一元酸。 【变式6-2】羧酸M和羧酸N的结构简式如下图所示。下列关于这两种有机物说法正确的是(　　) A．两种羧酸都能与溴水发生反应 B．两种羧酸遇FeCl3溶液都能发生显色反应 C．羧酸M与羧酸N相比少了两个碳碳双键 D．等物质的量的两种羧酸与足量烧碱溶液反应时，消耗NaOH的量相同 【答案】A 【解析】羧酸M中的碳碳双键能与溴水发生加成反应，羧酸N中酚羟基的邻(或对)位的氢原子可与溴水发生取代反应，故两种羧酸都能与溴水反应；羧酸M中不含酚羟基，不能与FeCl3溶液发生显色反应；羧酸N中不含碳碳双键，无法与羧酸M比较碳碳双键的多少；羧酸M中只有—COOH能与NaOH反应，而羧酸N中—COOH和3个酚羟基均能与NaOH反应，故等物质的量的两种羧酸反应消耗的NaOH的量不相同。 【变式6-3】有机物A的相对分子质量不超过150，经测定可知A具有下列性质。 A所具有的性质 由此推出的A 的组成或结构 ①A能燃烧，燃烧产物只有CO2和H2O ②A与醇或羧酸在浓硫酸存在条件下发生反应均能生成有香味的物质 ③在一定条件下，A能发生分子内的脱水反应，生成物能使溴的CCl4溶液褪色 ④0.1 mol A与足量NaHCO3溶液反应放出标准状况下4.48 L气体 (1)填写表中空白处。 (2)已知A分子中氧元素的质量分数为59.7%，则A的分子式为__________________________。 (3)假设A的结构式中不含碳支链，写出③中A所发生反应的化学方程式：__________________________________。 (4)下列物质与A互为同系物的是________(填字母)。 a. b. c. 【答案】(1)A中一定含有C、H，可能含有O　A分子中含有—OH、—COOH　A分子中含有两个—COOH (2)C4H6O5　(3) HOOCCH===CHCOOH＋H2O (4)b 【解析】(1)由①中燃烧产物只有CO2和H2O，可知A中一定含有C、H，可能含有O；由②中与醇或羧酸反应均能生成有香味的物质，可知A分子中含有—OH、—COOH；已知R—COOH＋HCO―→CO2↑＋H2O＋R—COO－，由④中数据可知A分子中含有两个—COOH。(2)设A的分子式为CxHyOz，由于16z≤150×59.7%，z≤5.6，结合(1)中的分析，可知z＝5，则Mr(CxHyOz)＝5×16÷59.7%＝134。因A分子中含有2个—COOH、1个—OH，故剩余基团的相对分子质量为134－90－17＝27，剩余基团的组成为C2H3，所以A的分子式为C4H6O5。(3)不含碳支链的A的结构简式为，发生分子内的脱水反应时生成不饱和二元酸。(4)A的同系物与A具有相同的官能团，且对应官能团的数目相等，符合相同的组成通式，由所给物质的结构简式可知b符合要求。 题型07 酯化反应原理的应用 1．酯化反应原理 ＋H—18OR′＋H2O 2．生成链状酯 (1)一元羧酸与一元醇的酯化反应 RCOOH＋HOR′RCOOR′＋H2O (2)一元羧酸与二元醇(或二元羧酸与一元醇)的酯化反应 2CH3COOH＋HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH3＋2H2O HOOC—COOH＋2CH3CH2OHCH3CH2OOC—COOCH2CH3＋2H2O 3．生成环状酯 (1)二元羧酸与二元醇的酯化反应 (2)羟基酸自身酯化反应 (3)羟基酸分子内脱水生成酯 HOCH2CH2CH2COOH＋H2O 4．生成聚酯 (1)二元羧酸与二元醇的缩聚反应 ＋nHO—CH2CH2—OH―→ ＋(2n－1)H2O。 (2)羟基酸的自身缩聚反应： ＋(n－1)H2O。 【典例7】某课外活动小组的同学在实验室用如下装置制取乙酸乙酯。其主要步骤如下： ①在30 mL的大试管A中按体积比2∶3∶2的比例配制浓硫酸、乙醇和乙酸的混合溶液。 ②按如图连接好装置(装置气密性良好)，用小火均匀地加热装有混合溶液的大试管5～10 min。 ③待试管B收集到一定量产物后停止加热，撤出试管B并用力振荡，然后静置待分层。 ④分离出乙酸乙酯、洗涤、干燥。 已知下列数据： 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(g·cm－3) 乙醇 －117.3 78.5 0.79 乙酸 16.6 117.9 1.05 乙酸乙酯 －83.6 77.5 0.90 浓硫酸(98%) — 338.0 1.84 请回答下列问题： (1)配制该混合溶液时，加入这三种物质的先后顺序是________________________；写出制取乙酸乙酯的化学方程式：_________________________________________________________。 (2)该实验中，浓硫酸的作用是____________________________________________________。 (3)上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是________(填字母)。 A．吸收部分乙醇 B．中和乙酸 C．降低乙酸乙酯的溶解度，有利于分层析出 D．加速酯的生成，提高其产率 (4)步骤②中需要小火均匀加热操作，其主要理由是____________________________________ _______________________________________________________________________________。 (5)步骤③静置后试管B内的上层物质是____________(填名称)。 (6)步骤④中可选用的干燥剂为________(填字母)。 A．生石灰 B．NaOH固体 C．碱石灰 D．无水Na2SO4 【答案】(1)乙醇、浓硫酸、乙酸　CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOC2H5＋H2O　(2)催化剂、吸水剂　(3)ABC　(4)反应物乙醇、乙酸的沸点较低，若用大火加热，反应物大量随产物蒸发而损失；温度过高还可能发生其他副反应　(5)乙酸乙酯　(6)D 【解析】(1)为防止酸液飞溅，应将密度大的液体加入密度小的液体中，乙酸易挥发，冷却后再加入乙酸，三种物质的加入顺序：乙醇、浓硫酸、乙酸；酯化反应的本质为酸脱羟基醇脱氢，乙酸与乙醇在浓硫酸作用下加热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水，化学方程式为CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOC2H5＋H2O。(2)该实验中，乙醇和乙酸发生酯化反应时，浓硫酸起到催化剂的作用，加快酯化反应的速率；又因为该反应是可逆反应，浓硫酸吸水可以促进平衡向正反应方向进行，所以浓硫酸还起到吸水剂的作用。(3)由于乙醇、乙酸易挥发，蒸出的乙酸乙酯中含有乙醇和乙酸；乙醇易溶于水，能被饱和碳酸钠溶液吸收，乙酸具有酸性，能与饱和碳酸钠溶液反应生成乙酸钠，降低乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度，有利于分层析出。(4)步骤②中需要小火均匀加热操作，其主要理由是反应物乙醇、乙酸的沸点较低，若用大火加热，反应物大量随产物蒸发而损失；温度过高还可能发生其他副反应。(5)乙酸乙酯难溶于饱和碳酸钠溶液，密度比水小，有香味，步骤③静置后试管B内的上层物质是乙酸乙酯。(6)干燥乙酸乙酯，用无水硫酸钠除去少量的水，无水硫酸钠吸水形成硫酸钠结晶水合物；不能选择生石灰、碱石灰、NaOH固体，以防止乙酸乙酯在碱性条件下水解。 【变式7-1】已知在水溶液中存在平衡： 当与CH3CH2OH发生酯化反应时，不可能生成的物质是(　　) A． B． C．H—18OH D．H2O 【答案】A 【解析】乙酸在水溶液中存在平衡那么根据酯化反应的机理，酯化反应生成的酯可能有两种：和但绝不能生成A；生成水分子也有两种：H—18OH和H2O。 【变式7-2】某有机物的结构简式如图所示，下列关于该有机物的说法错误的是(　　) A．该有机物的分子式为C19H12O8 B．1 mol该有机物最多可与8 mol H2发生加成反应 C．该有机物与稀硫酸混合加热可生成2种有机物 D．1 mol该有机物与NaOH溶液反应，最多消耗7 mol NaOH 【答案】A 【解析】该有机物的分子式应为C19H14O8，A项错误；1 mol该有机物含有2 mol苯环、2 mol碳碳双键，故最多可与8 mol H2发生加成反应，B项正确；该有机物在酸性条件下水解生成和HCOOH，C项正确；1 mol该有机物含有2 mol酚酯基，可与4 mol NaOH反应，含有2 mol酚羟基，可与2 mol NaOH反应，含有1 mol羧基，可与1 mol NaOH反应，故1 mol该有机物最多消耗7 mol NaOH，D项正确。 【变式7-3】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 【答案】C 【解析】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，故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，使该物质通过冷凝后由气态恢复为液态，从而回流并收集，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，故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，故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，故D正确。 题型08 酯类的水解 酯化反应与酯水解反应的比较见下表所示： 酯化 水解 反应关系 CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O 催化剂 浓H2SO4 稀H2SO4或NaOH溶液 催化剂的 其他作用 吸水，提高CH3COOH和C2H5OH的转化率 NaOH中和酯水解生成的CH3COOH，提高酯的水解率 最佳加 热方式 酒精灯火焰加热 热水浴加热 反应类型 酯化反应，取代反应 水解反应，取代反应 【典例8】下列表示一种有机物的结构，关于它的性质的叙述中不正确的是(　　) A．它有酸性，能与纯碱溶液反应 B．可以水解，水解产物只有一种 C．1 mol该有机物最多能和7 mol NaOH反应 D．该有机物能与溴水发生取代反应 【答案】C 【解析】该物质的苯环上有羧基和酚羟基，因此具有酸性，且羧酸酸性大于碳酸(酚羟基结构也能与CO反应生成HCO)，故能与纯碱溶液反应，选项A正确；该物质中含有酯基，因此可以水解，且水解产物只有一种(3，4，5－三羟基苯甲酸)，因此选项B正确；能和NaOH反应的有酚羟基、酯基、羧基，其中酯基水解后生成1 mol羧基和1 mol酚羟基，所以1 mol该有机物最多能和8 mol NaOH反应，故C选项不正确；酚羟基的邻位和对位上的氢原子易被溴取代，故该有机物能与溴水发生取代反应，选项D正确。 【变式8-1】某有机物的结构是，关于它的性质的描述正确的是(　　) ①能发生加成反应　②能溶解于NaOH溶液中　③能水解生成两种酸　④不能使溴的四氯化碳溶液褪色　⑤能发生酯化反应　⑥有酸性 A．①②③ B．②③⑤ C．仅⑥ D．全部正确 【答案】D 【解析】题给有机物含有①酯基；②苯环；③羧基。因而有酸性，能发生加成反应、中和反应、水解反应、酯化反应，不能使溴的四氯化碳溶液褪色。 【变式8-2】有机物A的结构简式为，据此回答下列问题： (1)A的分子式为________________。 (2)A在NaOH溶液中加热，经酸化得到有机物B和D，D是芳香族化合物，当有1 mol A发生反应时，最多消耗________ mol NaOH。 (3)B在一定条件下发生酯化反应可生成某五元环酯，该五元环酯的结构简式为_____________ _______________________________________________________________________________。 【答案】(1)C12H14O5　(2)2　(3) 【解析】(2)1 mol A在NaOH溶液中加热，生成、，最多消耗2 mol NaOH。 (3)B为，在浓硫酸加热的条件下自身发生酯化反应，生成的五元环酯为。 题型09 与量有关的官能团的性质 1．与氢气反应： ①1 mol碳碳双键～1 mol H2； ②1 mol 碳碳三键～2 mol H2； ③1 mol苯环～3 mol H2； ④1 mol醛(羰)基～1 mol H2。 注意：羧酸RCOOH、酯RCOOR′、酰胺RCONHR′不与氢气加成。 2．与Na反应放出H2： ①1 mol ROH～0.5 mol H2； ②1 mol ～0.5 mol H2； ③1 mol RCOOH～0.5 mol H2。 3．与NaOH水溶液反应： ①1 mol RX～1 mol NaOH，但若为需消耗2 mol NaOH； ②1 mol ～1 mol NaOH； ③1 mol RCOOH～1 mol NaOH； ④1 mol RCONHR′～1 mol NaOH； ⑤一般1 mol RCOOR′～1 mol NaOH，但酚酯()需消耗2 mol NaOH。 4．与Na2CO3溶液反应： ① (无气体)； ②RCOOH(产生气体)，2 mol—COOH与Na2CO3溶液反应产生1 mol CO2。 5．与NaHCO3溶液反应： RCOOH，1 mol—COOH与NaHCO3溶液反应产生1 mol CO2。 6．使溴水褪色 ①加成：1 mol碳碳双键～1 mol Br2；1 mol碳碳三键～2 mol Br2。 ②取代反应(溴原子取代的位置为酚羟基的两个邻位和对位) 1 mol ～2 mol Br2， 1 mol ～1 mol Br2， 1 mol ～0 mol Br2， 1 mol ～3 mol Br2。 7．使KMnO4(H＋)溶液褪色： ①烯烃； ②炔烃； ③与苯环连接的α—C上有H； ④醛； ⑤酚； ⑥醇(α—C上有H)。 8．与新制的Cu(OH)2反应或发生银镜反应： 含—CHO(醛类物质、甲酸、甲酸酯)。 1 mol—CHO与新制Cu(OH)2生成1 mol Cu2O砖红色沉淀(甲醛除外)； 1 mol—CHO发生银镜反应生成2 mol Ag(甲醛除外)。 【典例9】有机物A的结构简式是下列有关A的性质的叙述中错误的是(　　) A．A与金属钠完全反应时，两者物质的量之比是1∶3 B．A与氢氧化钠完全反应时，两者物质的量之比是1∶3 C．A能与碳酸钠溶液反应 D．A既能与羧酸反应，又能与醇反应 【答案】B 【解析】有机物A中有醇羟基、酚羟基、羧基，三者均能与钠反应，故1 mol A能与3 mol钠反应，A项正确；A中的酚羟基、羧基能与氢氧化钠反应，故1 mol A能与 2 mol 氢氧化钠反应，B错误；A中的酚羟基、羧基能与碳酸钠溶液反应，C项正确；A中含醇羟基，能与羧酸发生酯化反应，含羧基，能与醇发生酯化反应，D项正确。 【变式9-1】1 mol 与足量的NaOH溶液充分反应，消耗的NaOH的物质的量为(　　) A．5 mol B．4 mol C．3 mol D．2 mol 【答案】A 【解析】根据有机物结构简式知，1 mol 有机物含有1 mol 酚羟基、2 mol 酚酯基，1 mol 酚羟基消耗1 mol NaOH，1 mol酚酯基水解消耗2 mol NaOH，故1 mol 该有机物消耗5 mol NaOH。 【变式9-2】香草醛是一种食品添加剂，可由愈创木酚作原料合成，合成路线如图所示。关于香草醛的合成路线，下列说法不正确的是(　　) A．理论上物质1―→2，原子利用率为100% B．有机物2可发生氧化、还原、取代、加成、消去、缩聚反应 C．检验制得的香草醛中是否混有有机物3，不可用氯化铁溶液 D．等物质的量的上述四种有机物分别与足量NaOH反应，消耗NaOH的物质的量之比为1∶2∶2∶1 【答案】B 【解析】物质1―→2发生的是加成反应，因此，理论上物质1―→2的原子利用率为100%，A说法正确；有机物2的分子中虽然有羟基，但是与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子，故其不发生消去反应，B说法不正确；有机物3和香草醛的分子中均有酚羟基，都能与氯化铁溶液发生显色反应，因此，不能用氯化铁溶液检验制得的香草醛中是否混有有机物3，C说法正确；1和4只有酚羟基可与碱反应，2和3有酚羟基和羧基可与碱反应，因此，等物质的量的此四种有机物分别与足量NaOH反应，消耗NaOH的物质的量之比为1∶2∶2∶1，D说法正确。 【变式9-3】有机物Q的结构简式为，下列关于Q的性质叙述正确的是(　　) A．酸性条件下水解能得到两种有机产物 B．不能与NaHCO3溶液反应放出气体 C．与足量溴水反应时，n(Q)∶n(Br2)＝1∶3 D．与足量NaOH溶液反应时，n(Q)∶n(NaOH)＝1∶8 【答案】D 【解析】本题的解题关键是正确判断水解产物的结构。Q分子中含有5个—OH、1个—COOH、1个酯基，酸性条件下水解时生成的产物只有一种：；Q中含有—COOH，能与NaHCO3反应；Q分子中羟基共有4个邻、对位氢原子，故充分反应时，n(Q)∶n(Br2)＝1∶4；Q与足量NaOH溶液反应时，1 mol Q消耗8 mol OH－(酯基消耗2 mol)。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二单元　醛　羧酸 题型01 醛的结构与常见的醛 题型02 醛的化学性质 题型03 甲醛、酮的结构与性质 题型04 醛基与银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液反应的定量计算 题型05 羧酸的结构与分类 题型06 羧酸的性质 题型07 酯化反应原理的应用 题型08 酯类的水解 题型9 与量有关的官能团的性质 题型01 醛的结构与常见的醛 1．醛的概念与结构 (1)概念：醛是由烃基(或氢原子)与醛基相连构成的化合物。 (2)结构特点：醛类官能团的结构简式是—CHO，饱和一元醛的通式为CnH2nO(n≥1)或CnH2n＋1CHO(n≥0)。 2．常见的醛 (1)甲醛：又名蚁醛，是结构最简单的醛，结构简式为HCHO。通常状况下是一种无色有刺激性气味的气体，易溶于水。35%~40%的甲醛水溶液又称福尔马林，具有杀菌、防腐性能等。 (2)乙醛：分子式为C2H4O，乙醛的结构简式为CH3CHO，是一种无色有刺激性气味的液体，密度比水小，沸点是20.8 ℃，易挥发，易燃烧，能跟水、乙醇等互溶。 【典例1】下列说法正确的是(　　) A．乙醛和甲醛分子中都有醛基 B．乙醛由乙基和醛基组成，甲醛由甲基和醛基组成 C．乙醇经催化还原可生成乙醛 D．乙醛的官能团是醛基，醛基可表示为—COH 【变式1-1】已知甲醛(HCHO)分子中的4个原子是共平面的。下列分子中所有原子不可能在同一平面上的是(　　) A．苯乙烯() B．苯甲酸() C．苯甲醛() D苯乙酮() 【变式1-2】下列关于甲醛的几种说法中，不正确的是(　　) A．它在常温、常压下是一种无色、有刺激性气味的气体 B．现代装修房子的很多材料中都会散发出甲醛等有害气体 C．40%的甲醛水溶液俗称福尔马林，可用来浸制生物标本 D．甲醛溶液可以浸泡海鲜产品，以防止产品变质 【变式1-3】分子式为C5H10O，且结构中含有的有机物共有(　　) A．4种 B．5种 C．6种 D．7种 题型02 醛的化学性质 乙醛分子中的醛基官能团对乙醛的化学性质起决定作用。 (1)加成反应 ①催化加氢(又称还原反应) ＋H2CH3—CH2—OH ②与HCN加成 ＋H—CN 2-羟基丙腈 (2)氧化反应 ①与银氨溶液反应 实验操作 实验现象 向A中滴加氨水，现象为先产生白色沉淀，继续滴加氨水沉淀溶解，溶液变澄清，加入乙醛，水浴加热一段时间后，现象为试管内壁出现一层光亮的银镜 有关反应的化学方程式 A中：AgNO3＋NH3·H2O===AgOH↓(白色)＋NH4NO3、AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH＋2H2O； C中：CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OH2Ag↓＋CH3COONH4＋3NH3＋H2O 实验结论 [Ag(NH3)2]OH是一种弱氧化剂，能把乙醛氧化成乙酸，而Ag＋被还原成Ag。由于生成的银附着在试管壁上形成银镜，所以该反应又叫银镜反应 用途 检验醛基 ②与新制氢氧化铜反应 实验操作 实验现象 A中出现蓝色絮状沉淀，滴入乙醛，加热至沸腾后，C中有砖红色沉淀产生 有关反应的化学方程式 A中：2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4； C中：CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O 实验结论 新制Cu(OH)2是一种弱氧化剂，能把乙醛氧化，而Cu(OH)2被还原成砖红色Cu2O沉淀 用途 检验醛基 ③催化氧化 乙醛在一定温度和催化剂存在的条件下，能被氧气氧化成乙酸： 2＋O22。 【典例2】有机物A是一种重要的化工原料，其结构简式为，下列关于A的说法不正确的是(　　) A．能被银氨溶液氧化 B．能使酸性KMnO4溶液褪色 C．1 mol A只能与1 mol H2发生加成反应 D．检验A中官能团的一种方法：先加入足量的新制Cu(OH)2，微热，酸化后再加溴水 【变式2-1】有一种有机物的结构简式为 CH3—CH==CHCH2CHO，下列对其化学性质的说法中，不正确的是(　　) A. 能发生加聚反应 B. 能被银氨溶液氧化 C．1 mol该有机物能与1 mol Br2发生加成反应 D．1 mol该有机物只能与1 mol H2发生加成反应 【变式2-2】下列有关乙醛的银镜反应和乙醛与新制的Cu(OH)2反应实验的说法正确的是(　　) A．实验前，试管应先用热的烧碱溶液洗涤，然后用蒸馏水洗涤 B．向2%的稀氨水中滴入2%的AgNO3溶液，配得银氨溶液 C．将乙醛滴入银氨溶液中，加热煮沸制银镜 D．2 mL 1 mol·L－1 CuSO4溶液和4 mL 0.5 mol·L－1 NaOH溶液混合后加入0.5 mL 40%的乙醛溶液，加热得砖红色沉淀 【变式2-3】已知：醛在一定条件下可以两分子间反应RCH2CHO＋RCH2CHO，兔耳草醛是重要的合成香料，它具有独特的新鲜水果的清香。由枯茗醛()合成兔耳草醛的路线如下： (1)枯茗醛的1H核磁共振谱图有________组峰；A→B的反应类型是________。 (2)B中含有的官能团是________________(写结构式)；检验B中含氧官能团的实验试剂是________。 (3)写出C→兔耳草醛的化学方程式：_____________________________________________。 (4)枯茗醛发生银镜反应的化学方程式：___________________________________________。 题型03 甲醛、酮的结构与性质 1．甲醛的性质和应用 (1)甲醛是烃的含氧衍生物中唯一气态物质，俗称蚁醛，剧毒，35%～40%甲醛水溶液俗称福尔马林，具有很好的防腐杀菌效果，可用作消毒剂。 (2)甲醛是醛类中不含烃基的醛，其结构相当于含有两个醛基()，故1 mol HCHO与足量银氨溶液反应可生成4 mol Ag。 (3)甲醛可用于合成酚醛树脂，其反应方程式为＋(n－1)H2O。 酚醛树脂是人类合成的第一种高分子材料，甲醛与苯酚在条件不同时，可以得到线型酚醛树脂或体型酚醛树脂。同样甲醛与尿素也可合成脲醛树脂，可以制成热固性高分子黏合剂。 2．酮 (1) (2)丙酮 丙酮是最简单的酮，其结构简式为。 丙酮可以发生催化加氢反应，化学方程式为 。 3．醛和酮的区别与联系 官能团 官能团位置 结构通式 区 别 醛 醛基： 碳链末端(最简单的醛是甲醛) (R为烃基或氢原子) 酮 羰基： 碳链中间(最简单的酮是丙酮) (R、R′均为烃基) 联系 碳原子数相同的饱和一元脂肪醛和饱和一元脂肪酮互为同分异构体 【典例3】已知β-紫罗兰酮的结构简式如图所示：，下列关于该有机物的说法正确的是(　　) A．其分子式为C13H18O B．能使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色 C．属于芳香族化合物 D．能发生加成反应、取代反应、水解反应 【变式3-1】已知两个醛分子在NaOH溶液作用下可以发生加成反应，生成羟基醛： 如果将甲醛、乙醛、丙醛在NaOH溶液中发生反应，最多可以形成羟基醛的种类是(　　) A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 【变式3-2】香料茉莉酮是一种人工合成的有机化合物，其结构简式为，下列关于茉莉酮的说法正确的是(　　) A．该有机物的化学式是C11H16O B．1 mol该有机物与H2充分反应，消耗4 mol H2 C．该有机物属于不饱和酮类物质，能发生银镜反应 D．该有机物能发生加成反应，但不能发生氧化反应 【变式3-3】苯基环丁烯酮()是一种十分活泼的反应物，我国科学家用物质X与苯基环丁烯酮通过下列反应合成了具有生物活性的多官能团化合物Y。 下列说法正确的是(　　) A．X能发生银镜反应 B．X能与NaHCO3反应生成CO2 C．苯基环丁烯酮分子中所有原子都位于同一平面 D．可用FeCl3溶液检验Y中是否混有X 题型04 醛基与银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液反应的定量计算 1．醛发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应时量的关系 (1)一元醛 1 mol　～2 mol Ag 1 mol　～1 mol Cu2O (2)二元醛 1 mol二元醛～4 mol Ag 1 mol二元醛～4 mol Cu(OH)2～2 mol Cu2O 2．甲醛发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应时量的关系 甲醛发生氧化反应时，可理解为： 故1 mol HCHO～4 mol Ag 1 mol HCHO～4 mol Cu(OH)2～2 mol Cu2O。 【典例4】3 g某醛和足量的银氨溶液反应，结果析出43.2 g Ag，则该醛为(　　) A．甲醛 B．乙醛 C．丙醛 D．丁醛 【变式4-1】1 mol有机物与足量的氢气和新制备的氢氧化铜反应，消耗的氢气与氢氧化铜的物质的量分别是(　　) A．1 mol　2 mol B．3 mol　4 mol C．3 mol　2 mol D．1 mol　4 mol 【变式4-2】某一元醛发生银镜反应，可得21.6 g Ag，等量的该醛完全燃烧时，可生成5.4 g H2O和17.6 g CO2，则该醛可能是(　　) A．乙醛(CH3CHO) B．丙烯醛(CH2==CH—CHO) C．丙醛(CH3CH2CHO) D．丁烯醛(CH2==CHCH2CHO) 题型05 羧酸的结构与分类 1．羧酸的组成和结构 (1)羧酸：分子中烃基(或氢原子)与羧基相连的化合物。 官能团为。 (2)通式：饱和一元羧酸的通式：CnH2nO2(n≥1，n为整数)或CnH2n＋1COOH(n≥0，n为整数)。 2．羧酸的分类 (1)按分子中烃基的结构分类 羧酸 (2)按分子中羧基的个数分类 羧酸 (3)按分子中烃基所含碳原子数分类 羧酸 【典例5】下列物质中，属于饱和一元脂肪酸的是(　　) A．乙二酸 B．苯甲酸 C．硬脂酸 D．石炭酸 【变式5-1】下列关于羧酸组成、结构和性质的叙述中正确的一组是(　　) ①甲酸中含有甲基，乙酸中含有乙基 ②羧酸的通式为CnH2nO2 ③具有官能团的物质具有酸性，可与醇发生酯化反应 ④在饱和脂肪酸中，甲酸是结构最简单的羧酸 ⑤苯酚显酸性，是一种有机酸 ⑥乙醇、乙酸都能与钠反应放出H2，所以在水中都能电离出H＋ A．①②⑤⑥ B．②③⑥ C．③④ D．③④⑤ 【变式5-2】将甲基、羟基、羧基和苯基四种不同的原子团两两结合后形成的化合物的水溶液呈酸性的有机物有(　　) A．2种 B．3种 C．4种 D．5种 【变式5-3】甲酸、乙酸、碳酸、苯酚的酸性由强到弱的顺序是(　　) A．碳酸、苯酚、甲酸、乙酸 B．甲酸、乙酸、碳酸、苯酚 C．甲酸、碳酸、苯酚、乙酸 D．苯酚、碳酸、乙酸、甲酸 题型06 羧酸的性质 1．羧酸的通性 羧酸的化学性质与乙酸相似，主要取决于官能团羧基。 (1)由于—COOH能电离出H＋，使羧酸具有弱酸性。羧酸具有酸的通性。 RCOOHRCOO－＋H＋ 羧酸可与氢氧化物作用，生成羧酸盐。 RCOOH＋NaOH―→RCOONa＋H2O 羧酸的酸性比碳酸强，可与碳酸钠或碳酸氢钠作用生成羧酸钠。 2RCOOH＋Na2CO3―→2RCOONa＋CO2↑＋H2O RCOOH＋NaHCO3―→RCOONa＋CO2↑＋H2O 酚不溶于碳酸氢钠溶液，可以利用上述反应区分羧酸和酚。羧酸的酸性一般比无机酸弱，当向羧酸盐中加入无机酸后，羧酸又可游离出来。 (2)羧酸与醇发生酯化反应时，一般情况下，羧酸脱去羟基，醇脱去氢。 如：RCOOH＋R′—OHRCOOR′＋H2O。 2．醇、酚、羧酸分子中羟基氢原子的活泼性比较 名称 乙醇 苯酚 乙酸 结构简式 CH3CH2OH CH3COOH 羟基氢原子的活泼性 不能电离 能电离 能电离 酸性 中性 极弱酸性 弱酸性 与Na反应 反应放出H2 反应放出H2 反应放出H2 与NaOH反应 不反应 反应 反应 与Na2CO3反应 不反应 反应 反应 与NaHCO3反应 不反应 不反应 反应 【典例6】苹果酸的结构简式为，下列说法正确的是(　　) A．苹果酸中能发生酯化反应的官能团有2个 B．1 mol苹果酸可与2 mol NaOH发生中和反应 C．1 mol苹果酸与足量金属Na反应生成1 mol H2 D. 与苹果酸互为同分异构体 【变式6-1】下列关于乙酸的说法不正确的是(　　) A．乙酸是一种重要的有机酸，是具有强烈刺激性气味的液体 B．乙酸分子中含有四个氢原子，所以乙酸是四元酸 C．无水乙酸又称冰醋酸，它是纯净物 D．乙酸易溶于水和乙醇 【变式6-2】羧酸M和羧酸N的结构简式如下图所示。下列关于这两种有机物说法正确的是(　　) A．两种羧酸都能与溴水发生反应 B．两种羧酸遇FeCl3溶液都能发生显色反应 C．羧酸M与羧酸N相比少了两个碳碳双键 D．等物质的量的两种羧酸与足量烧碱溶液反应时，消耗NaOH的量相同 【变式6-3】有机物A的相对分子质量不超过150，经测定可知A具有下列性质。 A所具有的性质 由此推出的A 的组成或结构 ①A能燃烧，燃烧产物只有CO2和H2O ②A与醇或羧酸在浓硫酸存在条件下发生反应均能生成有香味的物质 ③在一定条件下，A能发生分子内的脱水反应，生成物能使溴的CCl4溶液褪色 ④0.1 mol A与足量NaHCO3溶液反应放出标准状况下4.48 L气体 (1)填写表中空白处。 (2)已知A分子中氧元素的质量分数为59.7%，则A的分子式为_______________________________________。 (3)假设A的结构式中不含碳支链，写出③中A所发生反应的化学方程式：______________________。 (4)下列物质与A互为同系物的是________(填字母)。 a. b. c. 题型07 酯化反应原理的应用 1．酯化反应原理 ＋H—18OR′＋H2O 2．生成链状酯 (1)一元羧酸与一元醇的酯化反应 RCOOH＋HOR′RCOOR′＋H2O (2)一元羧酸与二元醇(或二元羧酸与一元醇)的酯化反应 2CH3COOH＋HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH3＋2H2O HOOC—COOH＋2CH3CH2OHCH3CH2OOC—COOCH2CH3＋2H2O 3．生成环状酯 (1)二元羧酸与二元醇的酯化反应 (2)羟基酸自身酯化反应 (3)羟基酸分子内脱水生成酯 HOCH2CH2CH2COOH＋H2O 4．生成聚酯 (1)二元羧酸与二元醇的缩聚反应 ＋nHO—CH2CH2—OH―→ ＋(2n－1)H2O。 (2)羟基酸的自身缩聚反应： ＋(n－1)H2O。 【典例7】某课外活动小组的同学在实验室用如下装置制取乙酸乙酯。其主要步骤如下： ①在30 mL的大试管A中按体积比2∶3∶2的比例配制浓硫酸、乙醇和乙酸的混合溶液。 ②按如图连接好装置(装置气密性良好)，用小火均匀地加热装有混合溶液的大试管5～10 min。 ③待试管B收集到一定量产物后停止加热，撤出试管B并用力振荡，然后静置待分层。 ④分离出乙酸乙酯、洗涤、干燥。 已知下列数据： 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(g·cm－3) 乙醇 －117.3 78.5 0.79 乙酸 16.6 117.9 1.05 乙酸乙酯 －83.6 77.5 0.90 浓硫酸(98%) — 338.0 1.84 请回答下列问题： (1)配制该混合溶液时，加入这三种物质的先后顺序是________________________；写出制取乙酸乙酯的化学方程式：_________________________________________________________。 (2)该实验中，浓硫酸的作用是____________________________________________________。 (3)上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是________(填字母)。 A．吸收部分乙醇 B．中和乙酸 C．降低乙酸乙酯的溶解度，有利于分层析出 D．加速酯的生成，提高其产率 (4)步骤②中需要小火均匀加热操作，其主要理由是____________________________________ _______________________________________________________________________________。 (5)步骤③静置后试管B内的上层物质是____________(填名称)。 (6)步骤④中可选用的干燥剂为________(填字母)。 A．生石灰 B．NaOH固体 C．碱石灰 D．无水Na2SO4 【变式7-1】已知在水溶液中存在平衡： 当与CH3CH2OH发生酯化反应时，不可能生成的物质是(　　) A． B． C．H—18OH D．H2O 【变式7-2】某有机物的结构简式如图所示，下列关于该有机物的说法错误的是(　　) A．该有机物的分子式为C19H12O8 B．1 mol该有机物最多可与8 mol H2发生加成反应 C．该有机物与稀硫酸混合加热可生成2种有机物 D．1 mol该有机物与NaOH溶液反应，最多消耗7 mol NaOH 【变式7-3】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 题型08 酯类的水解 酯化反应与酯水解反应的比较见下表所示： 酯化 水解 反应关系 CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O 催化剂 浓H2SO4 稀H2SO4或NaOH溶液 催化剂的 其他作用 吸水，提高CH3COOH和C2H5OH的转化率 NaOH中和酯水解生成的CH3COOH，提高酯的水解率 最佳加 热方式 酒精灯火焰加热 热水浴加热 反应类型 酯化反应，取代反应 水解反应，取代反应 【典例8】下列表示一种有机物的结构，关于它的性质的叙述中不正确的是(　　) A．它有酸性，能与纯碱溶液反应 B．可以水解，水解产物只有一种 C．1 mol该有机物最多能和7 mol NaOH反应 D．该有机物能与溴水发生取代反应 【变式8-1】某有机物的结构是，关于它的性质的描述正确的是(　　) ①能发生加成反应　②能溶解于NaOH溶液中　③能水解生成两种酸　④不能使溴的四氯化碳溶液褪色　⑤能发生酯化反应　⑥有酸性 A．①②③ B．②③⑤ C．仅⑥ D．全部正确 【变式8-2】有机物A的结构简式为，据此回答下列问题： (1)A的分子式为________________。 (2)A在NaOH溶液中加热，经酸化得到有机物B和D，D是芳香族化合物，当有1 mol A发生反应时，最多消耗________ mol NaOH。 (3)B在一定条件下发生酯化反应可生成某五元环酯，该五元环酯的结构简式为_________________________________________。 题型09 与量有关的官能团的性质 1．与氢气反应： ①1 mol碳碳双键～1 mol H2； ②1 mol 碳碳三键～2 mol H2； ③1 mol苯环～3 mol H2； ④1 mol醛(羰)基～1 mol H2。 注意：羧酸RCOOH、酯RCOOR′、酰胺RCONHR′不与氢气加成。 2．与Na反应放出H2： ①1 mol ROH～0.5 mol H2； ②1 mol ～0.5 mol H2； ③1 mol RCOOH～0.5 mol H2。 3．与NaOH水溶液反应： ①1 mol RX～1 mol NaOH，但若为需消耗2 mol NaOH； ②1 mol ～1 mol NaOH； ③1 mol RCOOH～1 mol NaOH； ④1 mol RCONHR′～1 mol NaOH； ⑤一般1 mol RCOOR′～1 mol NaOH，但酚酯()需消耗2 mol NaOH。 4．与Na2CO3溶液反应： ① (无气体)； ②RCOOH(产生气体)，2 mol—COOH与Na2CO3溶液反应产生1 mol CO2。 5．与NaHCO3溶液反应： RCOOH，1 mol—COOH与NaHCO3溶液反应产生1 mol CO2。 6．使溴水褪色 ①加成：1 mol碳碳双键～1 mol Br2；1 mol碳碳三键～2 mol Br2。 ②取代反应(溴原子取代的位置为酚羟基的两个邻位和对位) 1 mol ～2 mol Br2， 1 mol ～1 mol Br2， 1 mol ～0 mol Br2， 1 mol ～3 mol Br2。 7．使KMnO4(H＋)溶液褪色： ①烯烃； ②炔烃； ③与苯环连接的α—C上有H； ④醛； ⑤酚； ⑥醇(α—C上有H)。 8．与新制的Cu(OH)2反应或发生银镜反应： 含—CHO(醛类物质、甲酸、甲酸酯)。 1 mol—CHO与新制Cu(OH)2生成1 mol Cu2O砖红色沉淀(甲醛除外)； 1 mol—CHO发生银镜反应生成2 mol Ag(甲醛除外)。 【典例9】有机物A的结构简式是下列有关A的性质的叙述中错误的是(　　) A．A与金属钠完全反应时，两者物质的量之比是1∶3 B．A与氢氧化钠完全反应时，两者物质的量之比是1∶3 C．A能与碳酸钠溶液反应 D．A既能与羧酸反应，又能与醇反应 【变式9-1】1 mol 与足量的NaOH溶液充分反应，消耗的NaOH的物质的量为(　　) A．5 mol B．4 mol C．3 mol D．2 mol 【变式9-2】香草醛是一种食品添加剂，可由愈创木酚作原料合成，合成路线如图所示。关于香草醛的合成路线，下列说法不正确的是(　　) A．理论上物质1―→2，原子利用率为100% B．有机物2可发生氧化、还原、取代、加成、消去、缩聚反应 C．检验制得的香草醛中是否混有有机物3，不可用氯化铁溶液 D．等物质的量的上述四种有机物分别与足量NaOH反应，消耗NaOH的物质的量之比为1∶2∶2∶1 【变式9-3】有机物Q的结构简式为，下列关于Q的性质叙述正确的是(　　) A．酸性条件下水解能得到两种有机产物 B．不能与NaHCO3溶液反应放出气体 C．与足量溴水反应时，n(Q)∶n(Br2)＝1∶3 D．与足量NaOH溶液反应时，n(Q)∶n(NaOH)＝1∶8 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $