3.4 羧酸 羧酸衍生物 第1课时（同步讲义）化学人教版选择性必修3

本讲义聚焦羧酸的组成结构、分类命名及化学性质，构建“组成-性质-转化-应用”的学习支架，衔接烃的衍生物知识体系，涵盖酸性、酯化反应等核心内容，形成完整知识脉络。 通过实验探究（如乙酸乙酯制备）、对比分析（羟基活泼性比较）培养科学思维，结合同位素示踪法助力证据推理，即学即练与考点例题提升科学探究能力，课中辅助教学，课后帮助学生查漏补缺，体现化学与生活联系，落实科学态度与责任。

第三章 烃的衍生物 第四节 羧酸 羧酸衍生物 第1课时 羧酸 教学目标 1.认识羧酸的组成和结构特点、性质、转化关系及其在生产生活中的应用。 2.认识羧酸取代(酯化)反应的特点和规律。 3.结合生产、生活实际了解羧酸对环境和健康可能产生的影响。 重点和难点 重点：羧酸的性质。 难点：乙酸乙酯的制备。 ◆知识点一 羧酸的概念、分类、命名 1.概念 由烃基(或氢原子)与羧基(—COOH)相连而构成的有机化合物。官能团：羧基(或—COOH)。饱和一元脂肪酸的分子通式为CnH2nO2(n≥1)或CnH2n＋1COOH(n≥0)。 羧基()由羰基和羟基结合而成，是一个整体，的性质并不是和—OH性质的简单相加，如可与H2加成，而不能与H2加成。 2.羧酸的分类 ①甲酸()中没有烃基，但也属于饱和羧酸。 ②硬脂酸(C17H35COOH)、软脂酸(C15H31COOH)、油酸(C17H33COOH)等高级脂肪酸一般不溶于水。 3.命名 (1)习惯命名法 ①对于饱和一元羧酸，可以根据羧酸分子中的碳原子个数命名为“某酸”,如HCOOH为甲酸，CH3COOH为乙酸等。 ②在一元羧酸命名的基础上，可以对多元羧酸进行命名，在“酸”的前面表示出羧基的个数，如为乙二酸等。 ③对于芳香酸，命名时习惯将苯环作为取代基，如为苯甲酸。 (2)系统命名法(类似于醛类物质的命名方法) ①选含有羧基的最长碳链为主链，按主链碳原子数称为某酸； ②从羧基碳原子开始给主链的碳原子编号； ③在“某酸”名称之前加上取代基的位次号和名称。如： 即学即练 1．下列说法正确的是 A．只有链烃基与羧基直接相连的化合物才叫羧酸 B．饱和一元脂肪酸组成符合CnH2n-2O2 C．羧酸是一类酸，它们在常温下都呈液态 D．羧酸的官能团为-COOH 【答案】D 【详解】A. 苯环直接与羧基相连的化合物也是羧酸，不仅仅是连接链烃基，故A错误； B. 饱和一元脂肪酸的通式应为CnH2nO2，故B错误； C. 羧酸是一类酸，有的呈液态，有的呈固态，故C错误； D.羧酸的官能团为-COOH，故D正确； 故选：D。 2．写出下列酸的名称： (1)___。 (2)____。 (3)___。 (4)CH2=CH—COOH____。 (5)HOOC—COOH____。 【答案】(1)3，4—二甲基戊酸 (2)对甲基苯甲酸 (3)邻羟基苯甲酸 (4)丙烯酸 (5)乙二酸 ◆知识点二 羧酸的性质 1.常见的羧酸 甲酸 苯甲酸 乙二酸 结构 简式 俗称 蚁酸 安息香酸 草酸 物理 性质 无色、有刺激性气味的液体，有腐蚀性，能与水、乙醇等互溶 无色晶体、易升华，微溶于水，易溶于乙醇 无色晶体，可溶于水和乙醇 化学 性质 表现羧酸和醛的性质 表现羧酸和苯环的性质 表现羧酸的性质和还原性 重要 用途 做还原剂，合成医药、农药和染料等的原料 合成香料、药物等，其钠盐是常用的食品防腐剂 化学分析中常用的还原剂，重要化工原料 2.物理性质 (1)沸点 随着分子中碳原子数的增加，一元羧酸的沸点逐渐升高。 由于羧酸分子间能形成氢键，所以与相对分子质量相当的其他有机化合物相比，羧酸的沸点较高。 羧酸的官能团羧基中有两个氧原子，既可以通过羟基氧原子和羟基氢原子形成氢键，也可以通过羰基氧原子和羟基氢原子形成氢键。由于羧酸分子形成氢键的机会比相对分子质量相近的醇多，羧酸的沸点比相对分子质量相近的醇的沸点高。 (2)水溶性 羧基的影响：羧基是亲水基，当羧酸分子中的碳原子数在4以下时，羧基的影响起主导作用，如甲酸、乙酸等可与水以任意比例互溶。 烃基的影响：烃基是憎水基，随着羧酸分子中碳原子数增多，烃基越长，羧基占比越小，羧酸越难溶于水，如硬脂酸是不溶于水的蜡状固体。 3.化学性质 羧酸的化学性质主要取决于羧基官能团。由于受氧原子电负性较大等因素的影响，羧基结构中下面两个部位的化学键容易断裂： (1)酸性 羧酸是一元弱酸，当羧基中O—H键断裂时，表现出酸性： RCOOHRCOO-＋H+ 以乙酸为例，酸性主要体现在以下几个方面： 性质 现象或反应的化学方程式 ①使酸碱指示剂变色 乙酸能使紫色石蕊溶液变红 ②与活泼金属反应放出H2 Zn+2CH3COOH―→(CH3COO)2Zn+H2↑ ③与碱中和 NaOH+CH3COOH―→CH3COONa+H2O ④与碱性氧化物反应生成盐和水 CuO+2CH3COOH―→(CH3COO)2Cu+H2O ⑤与盐发生复分解反应 Na2CO3+2CH3COOH―→2CH3COONa+CO2↑+H2O [实验]乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱比较 实验装置 实验现象 CH3COOH与Na2CO3反应，有气体生成；将生成的气体通过洗气瓶后通入苯酚钠溶液中，溶液变浑浊 化学方程式 Na2CO3+2CH3COOH―→2CH3COONa+CO2↑+H2O C6H5ONa+CO2+H2O―→NaHCO3+C6H5OH 实验结论 酸性：CH3COOH>H2CO3> 羧酸的酸性比较 ①一般来说，碳原子数相同的羧酸，含有羧基的数目越多，酸性越强。 ②一般来说，羧基数目相同的羧酸，含有的碳原子数越多，酸性越弱(苯甲酸除外)。羧基数目相同的羧酸在性质表现上有差异，如甲酸、苯甲酸、乙酸的酸性较强，还能使Cu(OH)2溶解，低级脂肪酸能使酸碱指示剂变色，高级脂肪酸不一定能使酸碱指示剂变色。酸性：甲酸＞苯甲酸＞乙酸＞丙酸。 (2)酯化反应 当羧基中C—O键断裂时，—OH被其他原子或原子团取代，发生取代反应，羧酸与醇在酸催化下可以发生酯化反应，如酯化反应： 利用同位素示踪法，证实乙酸与乙醇的反应原理是：乙酸脱去羟基，乙醇脱去氢原子。 (3)还原反应 羧基中的羰基比醛、酮中的羰基更稳定，较难与H2发生加成反应而被还原，只有强还原剂如LiAlH4等才能将羧酸还原为对应的醇。 RCOOHRCH2OH 即学即练 3．某药物主要成分的结构简式如图。下列说法错误的是 A．该有机物分子中最多有7个碳原子共平面 B．该有机物能发生氧化、取代和缩聚反应 C．该有机物的消去产物中所有碳原子均为杂化 D．与等物质的量该有机物反应，最多消耗Na和物质的量之比为 【答案】A 【详解】A．苯环为平面结构，与苯环直接相连的碳原子与苯环一定共面，且3个原子可确定1个平面，结合单键可以旋转，则最多9个碳原子共面，故A错误； B．含羟基可发生氧化反应、取代反应，含羧基可发生取代反应，羟基、羧基可发生缩聚反应，故B正确； C．该有机物的消去产物为，苯环、碳碳双键、羧基中的所有碳原子均为sp2杂化，故C正确； D．酚羟基、醇羟基、羧基均与Na反应，只有羧基与碳酸氢钠反应，则与等物质的量该有机物反应，最多消耗Na和NaHCO3物质的量之比为3∶1，故D正确； 故选：A。 4．我国科研团队在新型抗真菌药物的合成研究中，发现了关键中间体F到G的转化路线如图所示，下列说法正确的是 A．F中含酯基、碳-氯键、醚键，能发生水解反应和消去反应 B．F的分子式为 C．1molG与足量Na反应生成 D．F→G的反应类型为还原反应 【答案】D 【分析】F生成G的反应，F中酯基先水解为-COOH，后被还原为，有机物得到氢，发生还原反应；F中的氯原子连苯环上不能发生消去反应；G中只有羟基能与Na反应；据此分析解答。 【详解】A．F中氯原子相连的碳原子是苯环上的碳原子，无法发生消去反应，A错误； B．根据F的结构简式，通过原子个数守恒可知其分子式为，B错误； C．G中仅含有1个醇羟基，G中只有羟基能与Na反应，羟基与足量Na反应生成，C错误； D．该反应中酯基先水解为-COOH，再被还原为，有机物得到氢，属于还原反应，D正确； 故答案选择D。 一.羧基、酚羟基、醇羟基，羟基氢原子活泼性的比较 醇、酚、羧酸的结构中均有—OH，由于这些—OH所连的基团不同，—OH受相连基团的影响就不同。故羟基上的氢原子的活泼性也就不同，表现在性质上也相差较大，其比较如下 醇 酚 碳酸 羧酸 羟基氢原子活泼性 水溶液中电离程度 极难电离 微弱电离 部分电离 部分电离 酸碱性 中性 很弱的酸性 弱酸性 弱酸性 与Na反应 放出H2 放出H2 放出H2 放出H2 与NaOH反应 不反应 反应 反应 反应 与NaHCO3反应 不反应 不反应 不反应 反应放出CO2 ①羧酸均为弱酸，低级羧酸，酸性一般比H2CO3强，但高级脂肪酸酸性很弱。 ②低级羧酸能使紫色石蕊溶液变红，醇、酚、高级脂肪酸不能使紫色石蕊溶液变红。 ③含有n mol羟基或羧基的1 mol有机化合物与钠反应，分别对应 mol H2的生成。 二．乙酸乙酯的制备 (1)实验原理 CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O (2)实验装置 (3)反应机理 反应过程中乙酸脱去羟基，乙醇脱去氢。在化学上常用同位素示踪法探究酯化反应的反应历程：用18O标记的CH3CH218OH与CH3COOH反应，检验生成的酯中是否含有18O。 (4)试剂加入顺序 在试管里先加入3 mL乙醇，然后一边振荡试管一边慢慢地加入2mL浓硫酸和2mL乙酸。 (5)试剂作用 ①浓硫酸的作用是作催化剂、吸水剂。 ②饱和Na2CO3溶液的作用是与乙酸反应，以除去乙酸；溶解乙醇，以除去部分乙醇；降低乙酸乙酯的溶解度，便于分层。 (6)实验现象 右侧试管内液体的上层有无色透明的不溶于水的油状液体生成，并可以闻到香味。 (7)反应限度 乙酸与乙醇的酯化反应是可逆反应，反应限度较小。由于乙酸乙酯的沸点比乙酸、乙醇都低，因此可通过加热不断蒸出乙酸乙酯，来提高其产率；使用过量的乙醇，可提高乙酸转化为乙酸乙酯的转化率。 (8)产物分离 由于乙酸和乙醇具有挥发性，产物乙酸乙酯中必然混有乙酸和乙醇，产物分离时加入的试剂、实验操作和分离方法如图所示： 三．酯化反应的类型 1.一元羧酸的酯化类型 (1)一元羧酸与一元醇 CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O (2)一元羧酸与二元醇 2CH3COOH＋HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH3＋2H2O (3)高级脂肪酸与甘油(三元醇)形成油脂 ＋3C17H35COOH＋3H2O 2.二元羧酸的酯化类型 (1)二元羧酸与一元醇 HOOC—COOH＋2C2H5OHC2H5OOC—COOC2H5＋2H2O (2)二元羧酸与二元醇 反应有三种情况： ①生成链酯 HOOCCOOCH2CH2OH+H2O ②生成环酯 ＋2H2O ③生成高聚酯——缩聚反应 n+n＋（2n-1）H2O 3.羟基酸自身的酯化 (1)分子内酯化形成环酯 HOOCCH2CH2CH2OH＋H2O (2)分子间酯化形成链酯、环酯或高聚酯 ＋H2O ＋2H2O ＋（n-1）H2O 实践应用 5．二乙酸-1，4-环己二醇酯可通过下列路线合成： (1)写出流程中“试剂”的成分：___________。 (2)B→C、D→E的反应类型分别为___________、___________。 (3)C的结构简式为___________。 (4)E转化为二乙酸-1，4-环己二醇酯的化学方程式为___________。 (5)已知：。写出环戊二烯和在加热条件下反应产物(C8H10O)的结构简式：___________。 【答案】(1)NaOH/乙醇 (2) 消去反应 取代反应 (3) (4) (5) 【分析】 与Cl2在光照的条件下发生取代反应生成和HCl，所以A为，A与NaOH的乙醇溶液发生消去反应生成，与Cl2发生加成反应生成B，B的结构简式为，C与Br2发生1，4-加成反应生成，反推B→C的过程为B与NaOH的乙醇溶液发生消去反应生成C，C为，与氢气发生加成反应生成D，D为，D与NaOH的水溶液在加热的条件下发生取代反应生成E，E为，E与乙酸在浓硫酸，加热的条件下发生酯化反应，生成。 【详解】（1）由分析知，“试剂”的成分是NaOH/乙醇； （2）由分析知，B→C是卤代烃的消去反应，D→E是卤代烃的水解反应，属于取代反应； （3） 由分析知，C的结构简式为； （4） E与2分子的乙酸发生反应生成二乙酸-1，4-环己二醇酯的化学方程式为； （5） 环戊二烯和发生已知信息的反应可生成一个新的六元环，其结构简式为。 考点一 羧酸的结构和物理性质 【例1】下列分子中，含羧基的是 A．C2H5OH B．C2H4 C．CH3COOC2H5 D．CH3COOH 【答案】D 【详解】A． C2H5OH属于醇，不含羧基，故A不符； B．C2H4属于不饱和烃，不含羧基，故B不符； C．CH3COOC2H5属于酯类，不含羧基，故C不符； D． CH3COOH属于羧酸，含有-COOH，故D符合； 故选D。 【变式1-1】某有机物的结构简式为，则它是 A．饱和二元羧酸 B．芳香酸 C．脂环酸 D．高级脂肪酸 【答案】B 【详解】A．该有机物含有两个羧基、一个苯环，故它不是饱和二元羧酸，故A错误； B．该有机物含有两个羧基、一个苯环，故是芳香酸，故B正确； C．该有机物含有苯环，不含有脂环，不是脂环酸，故C错误； D．该有机物含有两个羧基、一个苯环，是芳香酸不是高级脂肪酸，故D错误； 故选B。 【变式1-2】下列有关高级脂肪酸的叙述中错误的是 A．都不溶于水 B．都为固态 C．都比水轻 D．其钠盐是肥皂的主要成分 【答案】B 【详解】A．高级脂肪酸基本不溶于水，选项A正确； B．高级脂肪酸有的呈液态，有的呈固态，选项B错误； C．高级脂肪酸密度比水小，选项C正确； D．肥皂的主要成分是高级脂肪酸钠，选项D正确； 答案选B。 考点二 羧酸的化学性质 【例2】苹果酸的结构简式为，下列说法不正确的是 A．苹果酸分子式为C4H6O5 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3 mol H2 D．HCOO—CH2—CH(OH)—OOCH与苹果酸互为同分异构体 【答案】C 【详解】A．由结构简式可知，苹果酸的分子式为C4H6O5，故A正确； B． 结构简式可知，苹果酸分子中含有的羧基能与氢氧化钠溶液反应，则1 mol苹果酸可与2 mol 氢氧化钠发生中和反应，故B正确； C．由结构简式可知，苹果酸分子中含有的羧基和羟基能与金属钠反应，则1 mol苹果酸与足量金属钠反应生成1.5 mol氢气，故C错误； D．由结构简式可知，苹果酸与HCOO—CH2—CH(OH)—OOCH的分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故D正确； 故选C。 【变式2-1】某有机物A的结构简式为  ，若取等物质的量的A分别与足量的、溶液、溶液充分反应，理论上消耗、、的物质的量之比为 A．3∶2∶1 B．3∶2∶2 C．6∶4∶5 D．3∶2∶3 【答案】A 【详解】该物质中能与钠反应的官能团有羧基、羟基，能与反应的官能团只有酚羟基和羧基，能与碳酸氢钠反应的官能团只有羧基，故1A物质分别与题给物质充分反应，消耗、、的物质的量分别是3、2、1。综上所述，A项符合题意。 【变式2-2】分子式为C4H8O3的有机物在一定条件下具有如下性质： ①在浓硫酸存在下，能与CH3CH2OH、CH3COOH反应； ②在浓硫酸存在下，能脱水生成一种能使溴水褪色的物质； ③在浓硫酸存在下，能生成一种分子式为C4H6O2的五元环状化合物；则C4H8O3的结构简式为 A．HOCH2COOCH2CH3 B．HOCH2CH2CH2COOH C．CH3CH(OH)CH2COOH D．CH3CH2CH(OH)COOH 【答案】B 【详解】分子式为C4H8O3的有机物有1个不饱和度,①在浓硫酸存在下，能与CH3CH2OH、CH3COOH反应，可知含-COOH、-OH；②在浓硫酸存在下，能脱水生成一种能使溴水褪色的物质，则发生消去反应、与-OH相连C的邻位C上有1种H原子；这说明-OH不可能位于末端C原子上，且③在浓硫酸存在下，能生成一种分子式为C5H8O2的五元环状化合物，则发生分子内酯化反应，所以其结构简式应该是HOCH2CH2CH2COOH； 答案选B。 考点三 酯化反应及其实验探究 【例3】下列关于酯化反应说法正确的是 A．用CH3CHOH与CH3COOH发生酯化反应，生成HO B．反应液混合时，顺序为先倒乙醇再倒浓硫酸最后倒乙酸 C．乙酸乙酯不会和水生成乙酸和乙醇 D．用蒸馏的方法从饱和Na2CO3溶液中分离出乙酸乙酯 【答案】B 【详解】A．CH3CHOH与CH3COOH发生酯化反应，酸失羟基醇失氢，生成CH3CO18OCH2CH3和H2O，错误； B．浓硫酸密度比乙醇大，溶于乙醇放出大量的热，为防止酸液飞溅，加入药品时应先在试管中加入一定量的乙醇，然后边加边振荡试管将浓硫酸慢慢加入试管，最后再加入乙酸，正确； C．乙酸乙酯在酸性条件下水解可生成乙酸和乙醇，错误； D．乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液分层，因此应采取分液操作实现二者的分离，错误； 故选B。 【变式3-1】羧酸和醇反应生成酯的相对分子质量为90，该反应的反应物是 ①  和CH3CH2OH ②  和CH3CH2—18OH ③  和CH3CH2—18OH ④  和CH3CH2OH A．①② B．③④ C．②④ D．②③ 【答案】C 【详解】  和CH3CH2OH反应后生成  ，相对分子质量为88，①不符合；  和CH3CH2—18OH反应后生成  ，相对分子质量为90，②符合；  和CH3CH2—18OH反应后生成  ，相对分子质量为92，③不符合；  和CH3CH2OH反应后生成  ，相对分子质量为90，④符合。正确的组合是②④。 故选：C。 【变式3-2】乙酸乙酯是一种用途广泛的精细化工产品。某课外小组设计实验室制取乙酸乙酯的方案如下： 已知：①无水氯化钙可与乙醇形成CaCl2·6C2H5OH。 ②有关有机物的沸点： 有机物 乙醚 乙醇 乙酸 乙酸乙酯 沸点/℃ 34.5 79 118 77.1 ③2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O。 制备过程： 装置如图所示，A中盛有浓硫酸，B中盛有9.5 mL无水乙醇和6 mL冰醋酸，D中盛有饱和碳酸钠溶液。      (1)写出乙酸与乙醇发生酯化反应的化学方程式：_______。 (2)实验过程中滴加大约3 mL浓硫酸，B的容积最合适的是_______(填字母)。 A．25 mL B．50 mL C．250 mL D．500 mL (3)球形干燥管的主要作用是_______。 (4)预先向饱和Na2CO3溶液中滴加几滴酚酞试液，目的是_______。 【答案】(1)CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O。 (2)B (3)防止倒吸 (4)吸收乙酸，溶解乙醇。降低乙酸乙酯的溶解度，也便于观察液体分层 【详解】（1）乙酸与乙醇 在浓硫酸存在的条件下加热发生酯化反应，生成乙酸乙酯和水，其反应的方程式为：CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O，故答案：CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O。 （2）实验过程中圆底烧瓶需要加热，烧瓶内液体的总体积约为18.5mL，根据圆底烧瓶盛液量一般不少于不超过其容积的关系可知B的容积最合适的是50mL，故答案：50mL。 （3）球形干燥管的主要作用是防止倒吸，故答案：防止倒吸。 （4）预先向饱和Na2CO3溶液中滴加几滴酚酞试液，目的是为了吸收乙酸，溶解乙醇。降低乙酸乙酯的溶解度，也便于观察液体分层。故答案：吸收乙酸，溶解乙醇。降低乙酸乙酯的溶解度，也便于观察液体分层。 基础达标 1．乙酸是食醋的主要成分，下列有关乙酸的说法不正确的是 A．乙酸俗称冰醋酸 B．乙酸能使紫色石蕊试液变红 C．可用食醋清洗热水壶中的水垢 D．分子中原子之间只存在单键 【答案】D 【详解】A. 乙酸俗称冰醋酸，故A正确； B. 乙酸具有酸性，能使紫色石蕊试液变红，故B正确； C. 乙酸的酸性比碳酸强，可用食醋清洗热水壶中的水垢，故C正确； D. 乙酸中含有羧基，含有碳氧双键，故D错误； 故选D。 2．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 【详解】饱和一元羧酸随着碳原子个数增大，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。 3．下列有关常见羧酸的说法正确的是 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强，可以和碳酸氢钠反应制取CO2 D．乙二酸具有酸性，因此可以使酸性KMnO4溶液褪色 【答案】C 4．已知咖啡酸的结构如图所示。关于咖啡酸的描述正确的是 A．分子式为 B．1mol咖啡酸最多可与5mol氢气发生加成反应 C．与溴水既能发生取代反应，又能发生加成反应 D．能与溶液反应，但不能与溶液反应 【答案】C 【详解】A．根据咖啡酸的结构简式可知其分子式为，故A错误； B．1mol苯环可与3mol氢气发生加成反应，1mol碳碳双键可与1mol氢气发生加成反应，因此1mol咖啡酸最多可与4mol氢气发生加成反应，故B错误； C．咖啡酸分子中含有酚羟基，可以和溴发生取代反应，碳碳双键可以和溴发生加成反应，故C正确； D．咖啡酸分子中含有羧基，可以与、溶液反应，酚羟基可以与溶液反应，故D错误； 故选：C。 5．某课外兴趣小组欲在实验室里制备少量乙酸乙酯，设计了如图所示装置(夹持装置已略去)，下列说法不正确的是 A．该装置中冷凝水的流向为b进a出 B．加入过量乙醇可提高乙酸的转化率 C．该反应可能生成副产物乙醚 D．收集到的馏分需用饱和NaOH溶液除去杂质 【答案】D 【详解】A．为了使冷凝管中充满水且增强冷凝效果，冷凝水和被冷凝的液体逆向流动，故该装置中冷凝水的流向为b进a出，故A正确； B．乙酸和乙醇在浓硫酸作催化剂、加热条件下发生的酯化反应为可逆反应，加入过量乙醇，平衡正向移动，可提高乙酸的转化率，故B正确； C．该反应可能生成副产物乙醚(乙醇发生分子间脱水反应)，故C正确； D．因为在NaOH溶液中乙酸乙酯发生水解反应，所以收集到的馏分不能用饱和NaOH溶液分离杂质，应该用饱和碳酸钠溶液除去杂质，故D错误； 故答案： D。 6．乌头酸的结构简式如图所示，下列关于乌头酸的说法错误的是 A．化学式为C6H6O6 B．乌头酸能发生水解反应和加成反应 C．乌头酸能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．含1mol乌头酸的溶液最多可消耗3molNaOH 【答案】B 【详解】A．根据乌头酸的结构简式可知其化学式为C6H6O6，A正确； B．乌头酸中所含官能团为羧基和碳碳双键，可以发生加成，不能发生水解反应，B错误； C．乌头酸中含有碳碳双键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C正确； D．1mol乌头酸中含有3mol羧基，最多可消耗3molNaOH，D正确； 故选B。 7．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 【详解】A．实验室制取乙酸正丁酯，反应温度为115～125℃，而水浴加热适合温度低于100℃的反应，A正确； B．实验室制取乙酸正丁酯，原料乙酸和正丁醇易挥发，当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安装长玻璃管或冷凝回流管等实现，B正确； C．酯化反应是可逆反应，故正丁醇和乙酸不可能完全反应，C错误； D．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。 故答案选C。 【点睛】本题考查了乙酸的酯化反应，掌握乙酸乙酯的制取是类推其他酯制取的基础，可以根据装置中各部分的作用及酯的性质进行解答。选项A是易错点，注意反应的温度已经超过了100℃。 8．乙二酸又称草酸，通常在空气中易被氧化而变质，但H2C2O4·2H2O能在空气中稳定存在。在分析化学中常用H2C2O4·2H2O作还原剂定量测定KMnO4的含量。下列关于H2C2O4的说法正确的是 A．草酸是二元弱酸，其电离方程式为H2C2O42H＋+ B．草酸溶液滴定KMnO4属于中和滴定，可用石蕊作指示剂 C．乙二酸可由乙烯经加成反应、水解反应、氧化反应制得 D．乙二酸既不溶于水也不溶于乙醇 【答案】C 【详解】A．多元弱酸的电离是分步进行的，草酸的电离方程式为H2C2O4H＋＋、H＋＋，，A错误； B．草酸溶液滴定KMnO4属于氧化还原滴定，且不需要指示剂，B错误； C．乙烯和氯气加成生成1，2­二氯乙烷，1，2­二氯乙烷水解生成乙二醇，乙二醇催化氧化为乙二醛，乙二醛发生氧化反应生成乙二酸，C正确； D．乙二酸可溶于水和乙醇，D错误。 故选C。 综合应用 9．甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体，用如图装置备甲基丙烯酸甲酯，下列叙述错误的是 A．向三颈瓶中依次加入浓硫酸，甲基丙烯酸和甲醇 B．及时打开油水分离器活塞并放出水，能提高产率 C．冷凝管起冷凝回流作用，能提高原料利用率 D．在粗产品中加入饱和碳酸钠溶液，分液提纯甲基丙烯酸甲酯 【答案】A 【详解】A．硫酸密度大，加入试剂顺序是先加甲醇、再加浓硫酸，最后加甲基丙烯酸，A项错误； B．及时分离水，减少产物的浓度，可以促进平衡向右移动，B项正确； C．甲醇易挥发，冷凝管起冷凝回流的作用，有利于原料充分利用，C项正确； D．饱和碳酸钠溶液可以降低甲基丙烯酸甲酯在溶液中的溶解度，利于分层，同时吸收甲醇，中和甲基丙烯酸，D项正确； 故选A。 10．二羟甲戊酸是生物合成青蒿素的原料之一，下列关于二羟甲戊酸的说法正确的是 A．与乙醇发生酯化反应生成产物的分子式为C8H18O4 B．能发生加成反应，不能发生取代反应 C．在铜的催化下与氧气反应的产物可以发生银镜反应 D．标准状况下1mol该有机物可以与足量金属钠反应产生22.4LH2 【答案】C 【详解】A．只有-COOH可与乙醇发生酯化反应，由原子守恒可知，与乙醇发生酯化反应生成产物的分子式为C8H16O4，故A错误； B．含-COOH，不能发生加成反应，故B错误； C．含-OH，-CH2OH在铜的催化下与氧气反应的产物含-CHO可以发生银镜反应，故C正确； D．-COOH、-OH均与钠反应生成氢气，则标准状况下1mol该有机物可以与足量金属钠反应产生1.5mol×22.4L/mol=33.6LH2，故D错误； 故选C。 【点晴】本题考查有机物的结构与性质，为高频考点，把握官能团与性质的关系为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意醇和羧酸的性质考查。解答此类试题要抓住有机物的结构和特征性质分析。（1）能与氢气加成的：苯环结构、C=C、、C=O。(和中的C=O双键不发生加成)；（2）能与NaOH反应的：—COOH、、；（3）能与NaHCO3反应的：—COOH；（4）能与Na反应的：—COOH、、－OH；（5）能发生加聚反应的物质：烯烃、二烯烃、乙炔、苯乙烯、烯烃和二烯烃的衍生物；（6）能发生银镜反应的物质：凡是分子中有醛基(－CHO)的物质均能发生银镜反应。①所有的醛(R－CHO)；②甲酸、甲酸盐、甲酸某酯；注：能和新制Cu(OH)2反应的——除以上物质外，还有酸性较强的酸(如甲酸、乙酸、丙酸、盐酸、硫酸、氢氟酸等)，发生中和反应。 11．在浓硫酸存在时加热，可得到分子式为C5H8O2的有机物，该有机物不可能是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】 在浓硫酸存在时加热，可能发生羟基的消去反应生成 或，可能发生分子内的酯化反应生成，不可能生成，故选C。 12．（多选）同温同压下，某有机物和过量Na反应得到V1L氢气，另一份等量的该有机物和足量的NaHCO3反应得到V2L二氧化碳，V2=2V1≠0，则该有机物可能是 A． B．HOOC─COOH C．HOCH2CH2OH D．CH3COOH 【答案】BD 【详解】A．由结构简式可知，2—羟基丙酸分子中含有的羟基、羧基能与金属钠反应生成氢气，含有的羧基能与碳酸氢钠反应生成二氧化碳，则1mol2—羟基丙酸与足量金属钠和碳酸氢钠生成氢气和二氧化碳的关系为：H2—CO2，故A不符合题意； B．由结构简式可知，乙二酸分子中含有的羧基能与金属钠反应生成氢气、也能与碳酸氢钠反应生成二氧化碳，则1mol乙二酸与足量金属钠和碳酸氢钠生成氢气和二氧化碳的关系为：H2—2CO2，故B符合题意； C．由结构简式可知，乙二醇分子中含有的羟基能与金属钠反应生成氢气，但不能与碳酸氢钠反应生成二氧化碳，故C不符合题意； D．由结构简式可知，乙酸分子中含有的羧基能与金属钠反应生成氢气、也能与碳酸氢钠反应生成二氧化碳，则1mol乙酸与足量金属钠和碳酸氢钠生成氢气和二氧化碳的关系为：H2—2CO2，故D符合题意； 故选BD。 拓展培优 13．（多选）已知酸性：>H2CO3>>HCO，现要将转变为，可行的方法是 A．与足量的NaOH溶液共热，再通入足量CO2气体 B．与稀硫酸共热后，再加入足量NaOH溶液 C．加热该物质的溶液，再通入足量的SO2气体 D．与稀硫酸共热后，加入足量的NaHCO3溶液 【答案】AD 【详解】 A．与足量的NaOH溶液共热，反应生成，由于酸性：>H2CO3>，再通入足量CO2气体，生成，A正确； B．与稀硫酸共热，反应生成，再加入足量NaOH溶液，羧基、酚羟基都会反应，不能得到，B错误； C．加热该物质的溶液，较难水解，再通入足量的SO2气体也不能得到，C错误； D．与稀硫酸共热，反应生成，由于酸性：H2CO3>，再加入足量的NaHCO3溶液，只有羧基反应，生成，D正确； 故选AD。 14．Ⅰ．水杨酸的结构简式为， （1）下列关于水杨酸的叙述正确的是_______________。 A．与互为同系物 B．水杨酸分子中所有原子一定都在同一平面上 C．水杨酸既可以看成是酚类物质，也可以看成是羧酸类物质 （2）将水杨酸与______________溶液作用，可以生成；请写出将转化为的化学方程式_______________。 Ⅱ．用质谱法分析得知某链状烯烃的相对分子质量为124。用酸性KMnO4溶液氧化，得到两种产物：a．CH3COOH， b． R1-CH=CH-R2R1-COOH + R2-COOH （3）a的名称为________________。 （4）写出该烃可能的结构简式___________。 【答案】 C NaOH或Na2CO3 ＋NaHCO3→＋H2O＋CO2↑ 乙酸 【详解】Ⅰ．（1）A．与官能团的种类不同，二者不是同系物，错误；B．水杨酸分子中所有原子不一定都在同一平面上，错误；C．水杨酸中含有酚羟基和羧基，既可以看成是酚类物质，也可以看成是羧酸类物质，正确，选C。 （2）酸性：羧酸>苯酚>碳酸氢根，将水杨酸与NaOH或Na2CO3溶液作用，可以生成；与碳酸氢钠溶液反应生成，化学方程式为＋NaHCO3→＋H2O＋CO2↑。 Ⅱ．（3）a的名称为乙酸。 （4）根据烯烃与酸性高锰酸钾溶液反应的规律知该烃的结构简式为，分子式为C9H16。 15．A、B、C、D均为有机化合物，它们之间的转化关系如图所示（提示：在高锰酸钾酸性溶液中反应生成和，其中R和为烷基）。 回答下列问题： (1)直链化合物A的相对分子质量小于90，A分子中碳、氢元素的总质量分数为81.4%，其余为氧元素的质量分数，则A的分子式为__________________。 (2)已知B与溶液完全反应时，所消耗的B与的物质的量之比为1∶2，则在浓硫酸的催化作用下，B与足量的发生反应的化学方程式是______________________________，反应类型为_________________________。 (3)A既可以与金属钠作用放出氢气，又能使溴的四氯化碳溶液褪色，则A的结构简式是________________。 (4)D的同分异构体中，能与溶液反应放出的有__________种，其相应的结构简式是________。 【答案】 酯化反应（或取代反应） 2 、 【详解】(1)A分子中碳、氢元素的总质量分数为81.4%，则氧元素的质量分数为18.6%，若A分子中含有一个氧原子，则A的相对分子质量为，若A分子中含有2个氧原子，则A的相对分子质量为，因化合物A的相对分子质量小于90，所以A分子中含有一个氧原子，相对分子质量为86。则A的分子式为。 (2)C与乙醇发生酯化反应后生成的D的分子式为，由酯化反应特点可知，C的分子式是，C是乙酸。所以B分子中的碳原子数为3，结合题中B与溶液完全反应，所消耗的B与的物质的量之比为1∶2，可知B为二元酸，则B只能是，在浓硫酸的催化作用下，B与足量的发生反应的化学方程式是，反应类型为酯化反应（或取代反应）。 (3)A既可以与金属钠作用放出氢气，又能使溴的四氯化碳溶液褪色，则A的结构简式是 (4)D的同分异构体中，能与溶液反应放出的有2种，其相应的结构简式是、。 【点睛】该题的难点是(4)D的同分异构体中，能与溶液反应放出的有多少种，需要先确定官能团，再书写同分异构体。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 烃的衍生物 第四节 羧酸 羧酸衍生物 第1课时 羧酸 教学目标 1.认识羧酸的组成和结构特点、性质、转化关系及其在生产生活中的应用。 2.认识羧酸取代(酯化)反应的特点和规律。 3.结合生产、生活实际了解羧酸对环境和健康可能产生的影响。 重点和难点 重点：羧酸的性质。 难点：乙酸乙酯的制备。 ◆知识点一 羧酸的概念、分类、命名 1.概念 由烃基(或氢原子)与 (—COOH)相连而构成的有机化合物。官能团：羧基(或 )。饱和一元脂肪酸的分子通式为 (n≥1)或 (n≥0)。 羧基()由羰基和羟基结合而成，是一个整体，的性质并不是和—OH性质的简单相加，如可与H2加成，而 与H2加成。 2.羧酸的分类 ①甲酸()中没有烃基，但也属于 羧酸。 ②硬脂酸(C17H35COOH)、软脂酸(C15H31COOH)、油酸(C17H33COOH)等高级脂肪酸一般 溶于水。 3.命名 (1)习惯命名法 ①对于饱和一元羧酸，可以根据羧酸分子中的碳原子个数命名为“某酸”,如HCOOH为甲酸，CH3COOH为乙酸等。 ②在一元羧酸命名的基础上，可以对多元羧酸进行命名，在“酸”的前面表示出羧基的个数，如为乙二酸等。 ③对于芳香酸，命名时习惯将 作为取代基，如为苯甲酸。 (2)系统命名法(类似于醛类物质的命名方法) ①选含有 的最长碳链为主链，按主链碳原子数称为某酸； ②从 碳原子开始给主链的碳原子编号； ③在“某酸”名称之前加上取代基的位次号和名称。如： 即学即练 1．下列说法正确的是 A．只有链烃基与羧基直接相连的化合物才叫羧酸 B．饱和一元脂肪酸组成符合CnH2n-2O2 C．羧酸是一类酸，它们在常温下都呈液态 D．羧酸的官能团为-COOH 2．写出下列酸的名称： (1)___。 (2)____。 (3)___。 (4)CH2=CH—COOH____。 (5)HOOC—COOH____。 ◆知识点二 羧酸的性质 1.常见的羧酸 甲酸 苯甲酸 乙二酸 结构 简式 俗称 蚁酸 安息香酸 草酸 物理 性质 色、有 气味的液体，有 性，能与水、乙醇等 溶 色 体、易升华， 溶于水， 溶于乙醇 色 体， 溶于水和乙醇 化学 性质 表现 和 的性质 表现 和 的性质 表现 的性质和 性 重要 用途 做还原剂，合成医药、农药和染料等的原料 合成香料、药物等，其钠盐是常用的食品防腐剂 化学分析中常用的还原剂，重要化工原料 2.物理性质 (1)沸点 随着分子中碳原子数的增加，一元羧酸的沸点逐渐 。 由于羧酸分子间能形成氢键，所以与相对分子质量相当的其他有机化合物相比，羧酸的沸点较 。 羧酸的官能团羧基中有两个氧原子，既可以通过羟基氧原子和羟基氢原子形成氢键，也可以通过羰基氧原子和羟基氢原子形成氢键。由于羧酸分子形成氢键的机会比相对分子质量相近的醇多，羧酸的沸点比相对分子质量相近的醇的沸点高。 (2)水溶性 羧基的影响：羧基是亲水基，当羧酸分子中的碳原子数在4以下时，羧基的影响起主导作用，如甲酸、乙酸等可与水以 互溶。 烃基的影响：烃基是憎水基，随着羧酸分子中碳原子数增多，烃基越长，羧基占比越小，羧酸越 溶于水，如硬脂酸是不溶于水的蜡状固体。 3.化学性质 羧酸的化学性质主要取决于羧基官能团。由于受氧原子电负性较大等因素的影响，羧基结构中下面两个部位的化学键容易断裂： (1)酸性 羧酸是一元 酸，当羧基中O—H键断裂时，表现出酸性： RCOOHRCOO-＋H+ 以乙酸为例，酸性主要体现在以下几个方面： 性质 现象或反应的化学方程式 ①使酸碱指示剂变色 乙酸能使紫色石蕊溶液变 ②与活泼金属反应放出H2 Zn+2CH3COOH―→ ③与碱中和 NaOH+CH3COOH―→ ④与碱性氧化物反应生成盐和水 CuO+2CH3COOH―→ ⑤与盐发生复分解反应 Na2CO3+2CH3COOH―→ [实验]乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱比较 实验装置 实验现象 CH3COOH与Na2CO3反应，有气体生成；将生成的气体通过 瓶后通入苯酚钠溶液中，溶液变 化学方程式 Na2CO3+2CH3COOH―→ C6H5ONa+CO2+H2O―→ 实验结论 酸性：CH3COOH H2CO3 羧酸的酸性比较 ①一般来说，碳原子数相同的羧酸，含有羧基的数目越多，酸性越 。 ②一般来说，羧基数目相同的羧酸，含有的碳原子数越多，酸性越 (苯甲酸除外)。羧基数目相同的羧酸在性质表现上有差异，如甲酸、苯甲酸、乙酸的酸性较强，还能使Cu(OH)2溶解，低级脂肪酸能使酸碱指示剂变色，高级脂肪酸不一定能使酸碱指示剂变色。酸性：甲酸＞苯甲酸＞乙酸＞丙酸。 (2)酯化反应 当羧基中C—O键断裂时，—OH被其他原子或原子团取代，发生取代反应，羧酸与醇在酸催化下可以发生酯化反应，如酯化反应： 利用同位素示踪法，证实乙酸与乙醇的反应原理是：乙酸脱去 ，乙醇脱去 。 (3)还原反应 羧基中的羰基比醛、酮中的羰基更稳定，较难与H2发生加成反应而被还原，只有 剂如LiAlH4等才能将羧酸还原为对应的醇。 RCOOHRCH2OH 即学即练 3．某药物主要成分的结构简式如图。下列说法错误的是 A．该有机物分子中最多有7个碳原子共平面 B．该有机物能发生氧化、取代和缩聚反应 C．该有机物的消去产物中所有碳原子均为杂化 D．与等物质的量该有机物反应，最多消耗Na和物质的量之比为 4．我国科研团队在新型抗真菌药物的合成研究中，发现了关键中间体F到G的转化路线如图所示，下列说法正确的是 A．F中含酯基、碳-氯键、醚键，能发生水解反应和消去反应 B．F的分子式为 C．1molG与足量Na反应生成 D．F→G的反应类型为还原反应 一.羧基、酚羟基、醇羟基，羟基氢原子活泼性的比较 醇、酚、羧酸的结构中均有—OH，由于这些—OH所连的基团不同，—OH受相连基团的影响就不同。故羟基上的氢原子的活泼性也就不同，表现在性质上也相差较大，其比较如下 醇 酚 碳酸 羧酸 羟基氢原子活泼性 水溶液中电离程度 极难电离 微弱电离 部分电离 部分电离 酸碱性 中性 很弱的酸性 弱酸性 弱酸性 与Na反应 与NaOH反应 与NaHCO3反应 ①羧酸均为弱酸，低级羧酸，酸性一般比H2CO3 ，但高级脂肪酸酸性很弱。 ②低级羧酸 使紫色石蕊溶液变红，醇、酚、高级脂肪酸 使紫色石蕊溶液变红。 ③含有n mol羟基或羧基的1 mol有机化合物与钠反应，分别对应 mol H2的生成。 二．乙酸乙酯的制备 (1)实验原理 。 (2)实验装置 (3)反应机理 反应过程中乙酸脱去羟基，乙醇脱去氢。在化学上常用同位素示踪法探究酯化反应的反应历程：用18O标记的CH3CH218OH与CH3COOH反应，检验生成的酯中是否含有18O。 (4)试剂加入顺序 在试管里先加入3 mL乙醇，然后一边振荡试管一边慢慢地加入2mL浓硫酸和2mL乙酸。 (5)试剂作用 ①浓硫酸的作用是作 、 。 ②饱和Na2CO3溶液的作用是 ，以除去乙酸； ，以除去部分乙醇； 。 (6)实验现象 右侧试管内液体的上层有 的不溶于水的 生成，并可以闻到 。 (7)反应限度 乙酸与乙醇的酯化反应是可逆反应，反应限度较小。由于乙酸乙酯的沸点比乙酸、乙醇都 ，因此可通过加热不断蒸出乙酸乙酯，来提高其产率；使用过量的 ，可提高乙酸转化为乙酸乙酯的转化率。 (8)产物分离 由于乙酸和乙醇具有挥发性，产物乙酸乙酯中必然混有乙酸和乙醇，产物分离时加入的试剂、实验操作和分离方法如图所示： 三．酯化反应的类型 1.一元羧酸的酯化类型 (1)一元羧酸与一元醇 CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O (2)一元羧酸与二元醇 2CH3COOH＋HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH3＋2H2O (3)高级脂肪酸与甘油(三元醇)形成油脂 ＋3C17H35COOH＋3H2O 2.二元羧酸的酯化类型 (1)二元羧酸与一元醇 HOOC—COOH＋2C2H5OHC2H5OOC—COOC2H5＋2H2O (2)二元羧酸与二元醇 反应有三种情况： ①生成链酯 HOOCCOOCH2CH2OH+H2O ②生成环酯 ＋2H2O ③生成高聚酯——缩聚反应 n+n＋（2n-1）H2O 3.羟基酸自身的酯化 (1)分子内酯化形成环酯 HOOCCH2CH2CH2OH＋H2O (2)分子间酯化形成链酯、环酯或高聚酯 ＋H2O ＋2H2O ＋（n-1）H2O 实践应用 5．二乙酸-1，4-环己二醇酯可通过下列路线合成： (1)写出流程中“试剂”的成分：___________。 (2)B→C、D→E的反应类型分别为___________、___________。 (3)C的结构简式为___________。 (4)E转化为二乙酸-1，4-环己二醇酯的化学方程式为___________。 (5)已知：。写出环戊二烯和在加热条件下反应产物(C8H10O)的结构简式：___________。 考点一 羧酸的结构和物理性质 【例1】下列分子中，含羧基的是 A．C2H5OH B．C2H4 C．CH3COOC2H5 D．CH3COOH 【变式1-1】某有机物的结构简式为，则它是 A．饱和二元羧酸 B．芳香酸 C．脂环酸 D．高级脂肪酸 【变式1-2】下列有关高级脂肪酸的叙述中错误的是 A．都不溶于水 B．都为固态 C．都比水轻 D．其钠盐是肥皂的主要成分 考点二 羧酸的化学性质 【例2】苹果酸的结构简式为，下列说法不正确的是 A．苹果酸分子式为C4H6O5 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3 mol H2 D．HCOO—CH2—CH(OH)—OOCH与苹果酸互为同分异构体 【变式2-1】某有机物A的结构简式为  ，若取等物质的量的A分别与足量的、溶液、溶液充分反应，理论上消耗、、的物质的量之比为 A．3∶2∶1 B．3∶2∶2 C．6∶4∶5 D．3∶2∶3 【变式2-2】分子式为C4H8O3的有机物在一定条件下具有如下性质： ①在浓硫酸存在下，能与CH3CH2OH、CH3COOH反应； ②在浓硫酸存在下，能脱水生成一种能使溴水褪色的物质； ③在浓硫酸存在下，能生成一种分子式为C4H6O2的五元环状化合物；则C4H8O3的结构简式为 A．HOCH2COOCH2CH3 B．HOCH2CH2CH2COOH C．CH3CH(OH)CH2COOH D．CH3CH2CH(OH)COOH 考点三 酯化反应及其实验探究 【例3】下列关于酯化反应说法正确的是 A．用CH3CHOH与CH3COOH发生酯化反应，生成HO B．反应液混合时，顺序为先倒乙醇再倒浓硫酸最后倒乙酸 C．乙酸乙酯不会和水生成乙酸和乙醇 D．用蒸馏的方法从饱和Na2CO3溶液中分离出乙酸乙酯 【变式3-1】羧酸和醇反应生成酯的相对分子质量为90，该反应的反应物是 ①  和CH3CH2OH ②  和CH3CH2—18OH ③  和CH3CH2—18OH ④  和CH3CH2OH A．①② B．③④ C．②④ D．②③ 【变式3-2】乙酸乙酯是一种用途广泛的精细化工产品。某课外小组设计实验室制取乙酸乙酯的方案如下： 已知：①无水氯化钙可与乙醇形成CaCl2·6C2H5OH。 ②有关有机物的沸点： 有机物 乙醚 乙醇 乙酸 乙酸乙酯 沸点/℃ 34.5 79 118 77.1 ③2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O。 制备过程： 装置如图所示，A中盛有浓硫酸，B中盛有9.5 mL无水乙醇和6 mL冰醋酸，D中盛有饱和碳酸钠溶液。      (1)写出乙酸与乙醇发生酯化反应的化学方程式：_______。 (2)实验过程中滴加大约3 mL浓硫酸，B的容积最合适的是_______(填字母)。 A．25 mL B．50 mL C．250 mL D．500 mL (3)球形干燥管的主要作用是_______。 (4)预先向饱和Na2CO3溶液中滴加几滴酚酞试液，目的是_______。 基础达标 1．乙酸是食醋的主要成分，下列有关乙酸的说法不正确的是 A．乙酸俗称冰醋酸 B．乙酸能使紫色石蕊试液变红 C．可用食醋清洗热水壶中的水垢 D．分子中原子之间只存在单键 2．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 3．下列有关常见羧酸的说法正确的是 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强，可以和碳酸氢钠反应制取CO2 D．乙二酸具有酸性，因此可以使酸性KMnO4溶液褪色 4．已知咖啡酸的结构如图所示。关于咖啡酸的描述正确的是 A．分子式为 B．1mol咖啡酸最多可与5mol氢气发生加成反应 C．与溴水既能发生取代反应，又能发生加成反应 D．能与溶液反应，但不能与溶液反应 5．某课外兴趣小组欲在实验室里制备少量乙酸乙酯，设计了如图所示装置(夹持装置已略去)，下列说法不正确的是 A．该装置中冷凝水的流向为b进a出 B．加入过量乙醇可提高乙酸的转化率 C．该反应可能生成副产物乙醚 D．收集到的馏分需用饱和NaOH溶液除去杂质 6．乌头酸的结构简式如图所示，下列关于乌头酸的说法错误的是 A．化学式为C6H6O6 B．乌头酸能发生水解反应和加成反应 C．乌头酸能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．含1mol乌头酸的溶液最多可消耗3molNaOH 7．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 8．乙二酸又称草酸，通常在空气中易被氧化而变质，但H2C2O4·2H2O能在空气中稳定存在。在分析化学中常用H2C2O4·2H2O作还原剂定量测定KMnO4的含量。下列关于H2C2O4的说法正确的是 A．草酸是二元弱酸，其电离方程式为H2C2O42H＋+ B．草酸溶液滴定KMnO4属于中和滴定，可用石蕊作指示剂 C．乙二酸可由乙烯经加成反应、水解反应、氧化反应制得 D．乙二酸既不溶于水也不溶于乙醇 综合应用 9．甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体，用如图装置备甲基丙烯酸甲酯，下列叙述错误的是 A．向三颈瓶中依次加入浓硫酸，甲基丙烯酸和甲醇 B．及时打开油水分离器活塞并放出水，能提高产率 C．冷凝管起冷凝回流作用，能提高原料利用率 D．在粗产品中加入饱和碳酸钠溶液，分液提纯甲基丙烯酸甲酯 10．二羟甲戊酸是生物合成青蒿素的原料之一，下列关于二羟甲戊酸的说法正确的是 A．与乙醇发生酯化反应生成产物的分子式为C8H18O4 B．能发生加成反应，不能发生取代反应 C．在铜的催化下与氧气反应的产物可以发生银镜反应 D．标准状况下1mol该有机物可以与足量金属钠反应产生22.4LH2 11．在浓硫酸存在时加热，可得到分子式为C5H8O2的有机物，该有机物不可能是 A．B． C． D． 12．（多选）同温同压下，某有机物和过量Na反应得到V1L氢气，另一份等量的该有机物和足量的NaHCO3反应得到V2L二氧化碳，V2=2V1≠0，则该有机物可能是 A． B．HOOC─COOH C．HOCH2CH2OH D．CH3COOH 拓展培优 13．（多选）已知酸性：>H2CO3>>HCO，现要将转变为，可行的方法是 A．与足量的NaOH溶液共热，再通入足量CO2气体 B．与稀硫酸共热后，再加入足量NaOH溶液 C．加热该物质的溶液，再通入足量的SO2气体 D．与稀硫酸共热后，加入足量的NaHCO3溶液 14．Ⅰ．水杨酸的结构简式为， （1）下列关于水杨酸的叙述正确的是_______________。 A．与互为同系物 B．水杨酸分子中所有原子一定都在同一平面上 C．水杨酸既可以看成是酚类物质，也可以看成是羧酸类物质 （2）将水杨酸与______________溶液作用，可以生成；请写出将转化为的化学方程式_______________。 Ⅱ．用质谱法分析得知某链状烯烃的相对分子质量为124。用酸性KMnO4溶液氧化，得到两种产物：a．CH3COOH， b． R1-CH=CH-R2R1-COOH + R2-COOH （3）a的名称为________________。 （4）写出该烃可能的结构简式___________。 15．A、B、C、D均为有机化合物，它们之间的转化关系如图所示（提示：在高锰酸钾酸性溶液中反应生成和，其中R和为烷基）。 回答下列问题： (1)直链化合物A的相对分子质量小于90，A分子中碳、氢元素的总质量分数为81.4%，其余为氧元素的质量分数，则A的分子式为__________________。 (2)已知B与溶液完全反应时，所消耗的B与的物质的量之比为1∶2，则在浓硫酸的催化作用下，B与足量的发生反应的化学方程式是______________________________，反应类型为_________________________。 (3)A既可以与金属钠作用放出氢气，又能使溴的四氯化碳溶液褪色，则A的结构简式是________________。 (4)D的同分异构体中，能与溶液反应放出的有__________种，其相应的结构简式是________。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $