（北京专用）2019版高考化学一轮复习 第34讲 醛 羧酸和酯课件.ppt

第34讲醛羧酸和酯,一、甲醛和乙醛1.甲醛(1)物理性质:甲醛是最简单的醛,为无色、有刺激性气味的气体,易溶于水,能跟乙醇等互溶。35%40%的甲醛的水溶液俗称福尔马林,具有杀菌、防腐等性能。(2)化学性质:甲醛的结构式为,从结构上看可认为含有两个CHO。1)被弱氧化剂氧化,产物为碳酸,碳酸分解产生CO2气体或生成碳酸盐。HCHO+4Ag(NH3)2OH(NH4)2CO3+4Ag+6NH3+2H2O。,教材研读,2.乙醛(1)乙醛的分子组成与结构乙醛的分子式是C2H4O,结构式是,结构简式为CH3CHO。(2)物理性质乙醛是无色、有刺激性气味的液体,密度小于水,沸点为20.8。乙醛易挥发,易燃烧,能与水、乙醇、氯仿等互溶。因为乙醛易挥发,易燃烧,故在使用纯净的乙醛或高浓度的乙醛溶液时要注意防火。(3)乙醛的化学性质从结构上乙醛可以看成是甲基与醛基()相连而构成的化合物。由于醛基比较活泼,乙醛的化学性质主要由醛基决定。例如,乙醛的氧化反应和加成反应都发生在醛基上。,1)乙醛的氧化反应在有机化学反应中,通常把有机物分子得到氧原子或失去氢原子的反应叫氧化反应。a.催化氧化:在一定温度和催化剂存在的条件下,乙醛能被空气中的氧气氧化成乙酸:2CH3COOH。b.燃烧:在点燃的条件下,乙醛能在空气或氧气中燃烧。乙醛完全燃烧的化学方程式为2CH3CHO+5O24CO2+4H2O。c.银镜反应CH3CHO+2Ag(NH3)2+2OH-CH3COO-+NH+4+2Ag+3NH3+H2Od.被新制的氢氧化铜氧化CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O+3H2O,2)乙醛的加成反应乙醛分子中的碳氧双键能够发生加成反应。例如,使乙醛蒸气和氢气的混合气体通过热的镍催化剂,乙醛与氢气即发生加成反应:,自测1判断正误,正确的划“”,错误的划“”。(1)醛基的结构简式可以写成CHO,也可以写成COH()(2)乙醛分子中的所有原子都在同一平面上()(3)凡是能发生银镜反应的有机物都是醛()(4)醛类既能被氧化为羧酸,又能被还原为醇()(5)1molHCHO与足量银氨溶液在加热的条件下充分反应,可析出2molAg(),自测2有机物A是合成二氢荆芥内酯的重要原料,其结构简式为,下列检验A中官能团的试剂和顺序正确的是()A.先加酸性高锰酸钾溶液,后加银氨溶液,微热B.先加溴水,后加酸性高锰酸钾溶液C.先加银氨溶液,微热,再加溴水D.先加新制氢氧化铜,微热,酸化后再加溴水,D,答案DA项,醛基和碳碳双键均能被酸性高锰酸钾溶液氧化;B项,加入溴水,醛基被氧化、碳碳双键发生加成反应;C项,加银氨溶液,可检验醛基,但银氨溶液显碱性,应酸化后再加溴水检验碳碳双键。,二、乙酸1.组成与结构分子式为C2H4O2,结构简式为(或CH3COOH),在化学反应中一般为OH键或CO键断裂。2.物理性质乙酸是无色、具有强烈刺激性气味的液体。熔点为16.6,沸点为117.9。当温度低于16.6时,乙酸就凝结成像冰一样的晶体,所以纯净的乙酸又叫冰醋酸,易溶于水和乙醇。3.化学性质(1)乙酸是弱酸,具有酸的通性,a.乙酸跟指示剂作用,b.乙酸与金属的反应2Na+2CH3COOH2Na+2CH3COO-+H2c.乙酸与碱(如NaOH)的反应OH-+CH3COOHCH3COO-+H2Od.乙酸与盐的反应2CH3COOH+C2CH3COO-+H2O+CO2由上述反应可知酸性的强弱为:乙酸碳酸。,(2)乙酸的酯化反应,反应原理:酸脱羟基醇脱氢。装置:,由于该反应是一个可逆反应,而浓硫酸是催化剂,同时又是吸水剂,它的存在可以吸收反应生成的水,从而降低生成物的浓度,使平衡正向移动。饱和Na2CO3溶液的作用是吸收挥发出来的乙醇和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度,便于乙酸乙酯析出。,自测3下列关于乙酸的叙述不正确的是()A.乙酸的分子式是C2H4O2,其中有4个氢原子,因此是四元酸B.乙酸是具有强烈刺激性气味的液体C.乙酸易溶于水和乙醇D.鉴别乙酸和乙醇可以用碳酸氢钠溶液,A,答案A乙酸的结构简式为CH3COOH,属于一元酸。,自测4某课外兴趣小组欲在实验室里制备少量乙酸乙酯,该小组的同学设计了以下四个制取乙酸乙酯的装置,其中正确的是(),A,答案AB项和D项中的导管插到试管b内液面以下,会引起倒吸;C项,试管b中的试剂NaOH溶液会与生成的乙酸乙酯反应。,三、酯1.酯的概念酸(羧酸或无机含氧酸)与醇反应生成的一类化合物叫酯。如:CH3COOH+CH3OHCH3COOCH3(乙酸甲酯)+H2OHONO2+HOC2H5C2H5ONO2(硝酸乙酯)+H2O2.酯的通式羧酸酯的通式为RCOOR。饱和一元羧酸和饱和一元醇形成的酯的分子式为CnH2nO2(n2),这种酯与碳原子数相同的饱和一元羧酸互为同分异构体。,3.酯的通性(1)物理性质:低级酯难溶于水,易溶于有机溶剂,密度一般比水小,有芳香气味的液体。(2)化学性质:水解反应。如:CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OH知识拓展有机物溶解性的规律1.能溶于水的有机物(1)小分子醇:CH3OH、C2H5OH、HOCH2CH2OH、甘油等。(2)小分子醛:HCHO、CH3CHO、CH3CH2CHO等。,(3)小分子羧酸:HCOOH、CH3COOH、CH3CH2COOH等。(4)单糖、低聚糖:C6H12O6(葡萄糖、果糖)、C12H22O11(蔗糖、麦芽糖)。(5)氨基酸:等。2.不(易)溶于水的有机物(1)烃类:烷、烯、炔、芳香烃均不易溶于水。(2)卤代烃:CH3Cl、CHCl3、CCl4、CH3CH2Br。(3)硝基化合物:、TNT等。(4)酯:CH3COOC2H5、油脂等。(5)醚:等。,(6)大分子化合物或高分子化合物高级脂肪酸:C17H35COOH、C17H33COOH、C15H31COOH等。高分子:塑料、橡胶、纤维等。3.特殊物质常温时,苯酚()在水中的溶解度不大,当温度高于65时,能跟水以任意比互溶。,自测5下列说法不正确的是()A.酯类物质是形成水果香味的主要成分B.用碳酸钠溶液鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯C.乙酸乙酯、油脂与NaOH溶液反应均有醇生成D.在酸性条件下,CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH,D,答案DA项,水果香味多是由酯类物质引起的;B项,乙醇溶于碳酸钠溶液,乙酸与碳酸钠反应产生气泡,乙酸乙酯浮于碳酸钠溶液上;C项,乙酸乙酯水解生成乙醇,油脂水解生成丙三醇;D项,乙酸乙酯水解时断裂的是CO键,18O应在醇中。,自测6下列关于酯类的说法正确的是()A.乙酸乙酯和甲醛的最简式相同B.酯类都能发生水解反应C.酯在酸性条件下水解程度比在碱性条件下大D.只有有机酸和醇才能反应生成酯,B,答案BA项,乙酸乙酯的分子式为C4H8O2,甲醛的分子式为CH2O,二者的最简式不同;B项,酯类都可以水解;C项,碱性条件下,酯水解产生的酸被碱中和,促使平衡正向移动,酯的水解程度增大;D项,无机含氧酸也可以与醇反应生成酯。,考点突破,考点一醛基的性质,考点二酯的水解及酯化反应,1.银镜反应反应原理:RCHO+2Ag(NH3)2OHRCOONH4+3NH3+2Ag+H2O(R表示烃基)。量的关系:RCHO(R表示烃基)2AgHCHO4Ag醛具有较强的还原性,能和银氨溶液发生反应而被氧化为羧酸铵,同时得到单质银,若控制好反应条件,可以得到光亮的银镜,实验时应注意以下几点:(1)试管内壁必须洁净;,考点一醛基的性质,(2)必须水浴加热,不可用酒精灯直接加热;(3)必须用新配制的银氨溶液,配制时要注意将2%的氨水滴加到2%的硝酸银溶液中,至最初产生的沉淀恰好溶解为止;(4)加热时不振荡和摇动试管;(5)醛的用量不宜太多;(6)实验后银镜可用稀硝酸浸泡,再用水洗而除去。2.与新制氢氧化铜反应反应原理:RCHO+2Cu(OH)2+OH-RCOO-+Cu2O+3H2O(R表示烃基)量的关系:RCHO(R表示烃基)2Cu(OH)2Cu2OHCHO4Cu(OH)22Cu2O,醛可以被弱氧化剂新制的氢氧化铜所氧化,同时氢氧化铜被还原为红色的氧化亚铜沉淀。实验时应注意以下几点:(1)制取Cu(OH)2时,氢氧化钠溶液应过量,且质量分数要大一些,这样制得的氢氧化铜能加快醛的氧化,使现象更明显;(2)要用新制的氢氧化铜;(3)加热到溶液沸腾,并保持一段时间,现象才会明显。,典例12015年10月,中国科学家屠呦呦因为发现了新型抗疟药青蒿素,获得诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素可由香茅醛为原料制取,下列说法不正确的是()A.香茅醛能使Br2的CCl4溶液褪色B.青蒿素分子式为C15H22O5C.青蒿素在一定条件下可发生水解反应D.二者均可与氢气发生加成反应,D,答案D香茅醛中含有醛基、碳碳双键,可与氢气发生加成反应;青蒿素不能与氢气发生加成反应。,1-1科学家研制出多种新型杀虫剂代替DDT,其中一种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.该有机物既能发生氧化反应,又能发生酯化反应B.与FeCl3溶液发生反应后溶液显紫色C.1mol该有机物最多可以与2molCu(OH)2反应D.1mol该有机物最多与1molH2加成,A,答案AA项,该有机物中含有醛基和醇羟基,可发生氧化反应和酯化反应;B项,该有机物中不含酚羟基,不能与FeCl3溶液发生显色反应;C项,1mol该有机物中含2molCHO,最多可与4molCu(OH)2反应;D项,1mol该有机物中含2molCHO、1mol,最多可与3molH2加成。方法指导1mol醛基(CHO)可与1molH2发生加成反应,与2mol新制Cu(OH)2或2molAg(NH3)2OH发生氧化反应。,1-2从甜橙的芳香油中可分离得到右图所示的化合物。现有试剂:酸性KMnO4溶液;H2/Ni;Ag(NH3)2OH溶液;新制Cu(OH)2,能与该化合物中所有官能团发生反应的试剂有()A.B.C.D.,答案A该化合物中含有的官能团是碳碳双键和醛基,碳碳双键、醛基均能被酸性KMnO4溶液氧化,也均能与H2发生加成反应;但碳碳双键不能被银氨溶液和新制的Cu(OH)2氧化。,A,考点二酯的水解及酯化反应,1.酯的水解(1)酯的水解反应既可在酸性条件下进行,也可在碱性条件下进行。当在酸性条件下进行时,一般用酸的稀溶液,因水解程度较小,用“”表示;而在碱性条件下水解时,由于生成的羧酸可与碱发生中和反应,因而水解程度较大,可用“”表示。(2)该水解反应的实质:中CO单键断裂,水分子中的OH连接到上形成,而水分子中的H原子则连接到O上形成OH。,2.乙酸乙酯的制备(1)实验步骤在一支大试管里先加入3mL乙醇,然后边摇动试管边慢慢地加入2mL浓硫酸和2mL乙酸,加入23小块碎瓷片,按下图所示连接好。加热试管里的混合物,把产生的蒸气经导管通到饱和Na2CO3溶液的液面上。注意观察盛饱和Na2CO3溶液的试管内的变化,待有透明的油状液体浮在液面上时,停止加热。取下盛饱和Na2CO3溶液的试管,振荡,静置,待溶液分层后,观察上层液体,并闻它的气味。,(2)实验需注意的问题所用的试剂为乙醇、乙酸和浓H2SO4。加入试剂的顺序为C2H5OH浓H2SO4CH3COOH。用盛饱和Na2CO3溶液的试管收集生成的乙酸乙酯。导管不能插入到饱和Na2CO3溶液中(防止倒吸)。加热方式:先小火加热,再大火加热(使生成的乙酸乙酯馏出,有利于平衡向酯化反应方向移动)。(3)提高产率采取的措施(该反应为可逆反应)用浓H2SO4吸水,使平衡向正反应方向移动。加热将酯蒸出。使用过量的乙醇,并加装冷凝回流装置。,典例2下列叙述不正确的是()A.乙醇和乙酸都是常用调味品的主要成分B.通过红外光谱分析可以区分乙醇与乙酸乙酯C.溴丙烷水解制丙醇与丙烯和水反应制丙醇属于不同反应类型D.乙醇和乙酸之间能发生酯化反应,酯化反应和皂化反应互为逆反应,D,答案D皂化反应指油脂在碱性条件下的水解,与酯化反应不互为逆反应。,2-1在苹果、香蕉等水果中存在着乙酸正丁酯。某化学课外兴趣小组欲以乙酸和正丁醇为原料合成乙酸正丁酯。实验步骤如下:(一)乙酸正丁酯的制备向干燥的50mL圆底烧瓶中加入13.5mL(0.15mol)正丁醇和7.2mL(0.125mol)冰醋酸,再加入34滴浓硫酸,摇匀,最后投入几粒沸石。带分水器的回流反应装置如图所示,并在分水器中预先加入水,使水面略低于分水器的支管口。打开冷凝水,圆底烧瓶在石棉网上用小火加热。在反应过程中,通过分水器下部的活塞不断分离生成的水,注意保持分水器中水层原来的高度,使油层尽量回到圆底烧瓶中。反应达到终点后,停止加热,记录分出的水的体积。,(二)产品的精制将分水器分出的酯层和反应液一起倒入分液漏斗中,用10mL的水洗涤,有机层继续用10mL10%Na2CO3溶液洗涤至中性,再用10mL的水洗涤,将有机层转移至锥形瓶中,最后用无水硫酸镁干燥。将干燥后的乙酸正丁酯放入50mL蒸馏烧瓶中,常压蒸馏,收集124126的馏分,得到11.6g产品。(1)写出该制备反应的化学方程式:CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O。(2)冷水应该从冷凝管a(填“a”或“b”)口通入。,(3)步骤中不断从分水器下部分离生成的水的目的是使平衡正向移动,提高产率(合理即可)。步骤中判断反应终点的依据是分水器中的水层不再升高。(4)步骤中,第一次水洗的目的是除去反应后剩余的乙酸及正丁醇。两次洗涤完成后将有机层从分液漏斗的上口倒出。(5)下列关于分液漏斗的叙述正确的是D(填序号)。A.分液漏斗使用前必须要检漏,只要分液漏斗的活塞处不漏水即可使用B.装液时,分液漏斗中液体的总体积不得超过其容积的2/3C.萃取操作如图所示:D.放出液体时,需将玻璃塞打开或使玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔,解析酯化反应为可逆反应,且乙酸和正丁醇均易挥发,为了防止其挥发,设置了冷凝回流装置,同时将生成的水从分水器中分离出来,可促进反应正向进行。当分水器中的水层不再升高时,说明反应已达到终点。产品精制过程中第一次水洗是将乙酸正丁酯