2018学年度高二化学《羧酸酯》知识点总结以及典例导析

1、2018学年度高二化学竣酸酯知识点总结以及典例导析11 / 8【学习目标】竣酸酯1、掌握乙酸的组成、结构、性质和用途；2、掌握竣酸的组成、结构、性质及其应用；3、了解酯的结构及主要性质；4、掌握重要的有机物之间的相互转化，学会在有机合成与推断中应用。 【要点梳理】要点一、竣酸的结构、通式和性质1 .竣酸的组成和结构。竣酸是由煌基（或H）与竣基相连组成的有机化合物。竣基 （2）竣酸有不同的分类方法：0IS（-C-OH）是竣酸的官能团。展基种类脂肪酸:如CHJCH.COOH（丙酸）的不同芳香酸士如C,H5COOH （苯甲酸）段酸；、段基数目 的不同一元段酸：如CH =CHCO0H（丙烯酸） 二元酸

2、酸：如HOOCCOOH（乙二酸）多元竣酸;如C均一COOHCHTOOHIICHjCOOH2.竣酸的分子通式。一元竣酸的分子通式为RCOOH ,饱和一兀脂肪竣酸的分子通式为CnH 2n。2或CnH2n+1 C00Ho分子式相同的竣酸、竣酸酯、羟基醛、羟基酮等互为同分异构体。3.竣酸的主要性质。（1）竣酸的沸点比相应的醇的沸点高；碳原子数在4以下的竣酸能与水互溶，随着分子中碳链的增长，竣酸在水中的溶解度迅速减小，直至与相对分子质量相近的烷烧的溶解度相近。（2）竣酸的化学性质。弱酸性。由于一C00H能电离出H+,使竣酸具有弱酸性。而竣酸具有酸类物质的通性。如:2RC00H+Na 283- 2RC00

3、Na+C0 2 T +H 2ORC00H+NH 3-RC00NH4常见的一元竣酸的酸性强弱顺序为：HCOOH >COOH > CH3coOH > HaCO3酯化反应。00RC-5dHTS-IB0RF£S RCeO-R, + H20注意：可以用同位素示踪法证实酯化反应过程是竣酸分子中竣基中的羟基与醇分子中羟基的氢原子结合成 水，其余部分相互结合成酯。无机含氧酸与醇作用也能生成酯，如：C2H50H+H0N0 2C2H50N02+H20（硝酸乙酯）a -H被取代的反应。傩价剂RCH.COOH + C2> RCHCOOH + HC1ic】通过竣酸a -H的取代反应，可

4、以合成卤代竣酸，进而制得氨基酸、羟基酸等。还原反应。由于羟基的影响，竣基中的厥基比醛、酮分子中的厥基较难发生加成反应，但在特殊试剂(如LiAlH 4)的作用下，可将竣基还原为醇羟基。RCOOH HR RCH2OH有机化学上可用此反应实现竣酸向醇的转化。4.竣酸的命名。(1)选含竣基的最长的碳链作为主链，按主链碳原子数称某酸；(2)从竣基开始给主链碳原子编号；(3)在“某酸”名称之前加入取代基的位次号和名称。CH3-CH-CH2COOH 3 -甲基酸如：C H I5.重要的竣酸简介。0II(1)甲酸(H-COH)俗称蚁酸，是有刺激性气味的无色液体，有腐蚀性，能与水、乙醇、乙醛、甘油等 互溶。甲酸

5、分子中既含有竣基又含有醛基(见右图)，因而能表现出竣酸和醛两类物质的性质。如显酸性、能酯化(表现出一COOH的性质)、能发生银镜反应和被新制的Cu(OH)2氧化(表现出一CHO的性质)。甲酸在工业上可用作还原剂，在医疗上可用作消毒剂。(2)苯甲酸俗称安息香酸，是白色针状晶体，易升华，微溶于水，易溶于乙醇、乙醛。苯甲 酸及其钠盐或钾盐常用作食品防窝剂。COOHI草酸钙(CaC2O4)(3)乙二酸(C°UH)俗称草酸，是无色透明晶体，能溶于水或乙醇。通常以结晶水合物形式存在。 难溶于水，是人体膀胱结石和肾结石的主要成分。(4)高级脂肪酸指的是分子中含碳原子数较多的脂肪酸，它们的酸性很弱，

6、在水中的溶解度不大甚至难溶于水。硬脂酸(Cl7H35COOH)、软脂酸(Ci5H31COOH)、油酸(Ci7H33COOH)、亚油酸(Ci7H3iCOOH)都是常见的高级脂 肪酸。要点二、酯的组成、结构和性质I .酯的组成和结构。酯是竣酸分子中竣基上的羟基 (一OH)被燃氧基(一OR，)取代后的产物。酯是一种竣酸衍生物，其分子由酰基0II(RC一)和燃氧基(一OR/ )相连构成。2 .酯的分子通式。0I!酯的分子通式为RC° R',饱和一元脂肪竣酸酯的分子通式为CnH2n。2。分子式相同的竣酸、竣酸酯、羟基醛、羟基酮互为同分异构体。3 .酯的物理性质。酯类都难溶于水，易溶于乙

7、醇和乙醍等有机溶剂，密度一般比水小。低级酯是具有芳香气味的液体。4 .酯的化学性质。酯的水解。在有酸或碱存在的条件下，酯能发生水解反应，生成相应的酸和醇。00II 稀硫酸 RC7R' +0 RCOH + R'一UH0口RCOR' + NaOH -> HCOONa + R'一OH在酸存在下酯的水解是可逆的；在碱存在下酯的水解趋于完全，是不可逆反应。(2)酯的醇解。在酸或醇的催化下，酯还可以发生醇解反应。00IIH+ 1RCOR' + R”OHRCOR" + R OH酯的醇解又称酯交换反应，在有机合成中有重要用途。5 .酯的制取。下面简单介绍

8、乙酸乙酯的实验室制法。CH3COOH+C 2H 50HCH3C00C2H5+H2O反应原料：乙醇、乙酸、浓硫酸、饱和W2CO3溶液。(2)反应原理:(3)反应装置：试管、酒精灯。(4)实验方法：在一支试管里先加入3 mL乙醇，然后一边摇动，一边慢慢地加入2 mL浓硫酸和2 mL冰醋酸，按右下图连接好装置。用酒精灯小心均匀地加热试管35 min,产生的蒸气经导管通到饱和Na2CO3溶液的液面上，此时可以观察到有透明的油状液体浮在液面上。取下盛有饱和 Na2CO3溶液的试管，并停止加热，振荡盛有饱和Na2CO3溶液的试管后静置，待溶液分层后，可观察到上层的透明油状液体乙酸乙酯，并可闻到果香气味。(

9、5)注意事项：实验中浓硫酸起催化剂和脱水剂作用。盛反应混合液的试管要向上倾斜约45。，主要目的是增大反应混合液的受热面积。导管应较长，除导气外还兼起冷凝作用。导管末端只能接近饱和 Na2CO3溶液的液面而不能伸入液面以下,目的是防止受热不均发生倒吸。实验中小心均匀加热使液体保持微沸，这样有利于产物的生成和蒸出，以提高乙酸乙酯的产率。饱和Na2CO3溶液的作用是吸收乙酸，溶解乙醇，冷凝酯蒸气且减小酯在水中的溶解度，以利于分层。不能用。NaOH溶液代替饱和 Na2CO3溶液，因乙酸乙酯在 NaOH存在时易水解，而几乎得不到乙酸乙酯。6 .酯的用途。酯常用作有机溶剂，也可用作制备饮料和糖果的香料。要

10、点三、重要的有机物之间的相互转化烷蜂-卤代展【典型例题】类型一：竣酸的结构和性质例1 (1)具有支链的化合物 A的分子式为C4H6O2,A可以使B2的四氯化碳溶液褪色。1 mol A和1 mol NaHCO 3 能完全反应，则A的结构简式是 。写出与A具有相同官能团的 A的所有同分异构体的结构简式 。(2)化合物B含有C、H、O三种元素，相对分子质量为60,其中碳的质量分数为 60%,氢的质量分数为13.3%。 B在催化剂Cu的作用下被氧气氧化成 C, C能发生银镜反应，则 B的结构简式是 。(3)D在NaOH水溶液中加热反应，可生成 A的钠盐和B,相关反应的化学方程式是 。【思路点拨】 解答

11、此类题目时，注意根据反应物或者条件的不同所对应的官能团差别；在书写有机化学方程式时需要特别注意反应条件以及小分子无机物不能遗漏。CHSI【答案】(1)CH2HCCOOH CH2=CH CH2COOH、CH3CH = CH COOH(2)CH 3CH2CH2OH 0 !lA01=0C-CCH2CH2CHj + NaOH 丁； %。 CH；CH,(3)匚 H =1. CUQta + 川：,C".CH：OH【解析】(1)由A可使Br2的CC14溶液褪色，则A分子中含有碳碳双键或三键，由1 mol A可与1 mol的NaHCO3完全反应，则A分子中含有1个一COOH ,结合A的分子式为C4H

12、6。2,可知A分子中含碳碳双键不含三键，又 CHi=CCOOH知A分子中具有支链，所以A的结构简式为 CH：。与A具有相同官能团的物质的结构简式， 可在一COOH不变的情况下，改变 C=C键和另一个碳原子的相又并置得到，即有 CH3CH = CHCOOH或CH2=CH CH2 -COOH两种结构。(2)B 分子中 C、H、O 的原子个数比为：N(C)： N(H)：N(O)=60%： 133%： (1-60%-13-3%)=3：8： 121161。最简式为C3H8。，其相对分子质量为 60,故B的分子式为C3H8。由于B+O2C C, C可发生银镜反应,C中应含一CHO,则B分子中含有一CH20

13、H结构，从而 B的结构简式为 CH3CH2CH2OH。CHa|CH2=C-COOCHj CHjCHjD + NaOH CH.=COONa + CH3 cH2 cH20H1(3)由于冉0从而推出D的结构简式为Oh。【总结升华】能与 NaHCO3反应的物质只有竣酸，能与 NaOH反应的物质有卤代峪酚、竣酸、酯，能与Na2CO3反应的物质有酚、竣酸，能与钠反应的有机物：醇、酚、竣酸。举一反三：0HI【变式1】苹果酸的结构简式为HOdCCHr-CHCOOH,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种B. 1 mol苹果酸可与3 mol NaOH发生中和反应C. 1 mol苹果酸与足

14、量金属 Na反应生成1 mol H 2OH1D. H。0cC均一CHCOOH与苹果酸互为同分异构体【答案】A【解析】苹果酸中有羟基和竣基，都能发生酯化反应，A项正确；分子中含有两个一 COOH, 1 mol苹果酸能与2 mol NaOH发生中和反应，B项错误；分子中一OH与一COOH都能与Na反应，故1 mol苹果酸与足量金 属Na反应能生成1.5 mol H 2, C项错误；D中该物质与苹果酸结构相同，两者是同种物质，D项错误。【变式2】咖啡酸(下式中的A)是某种抗氧化剂的成分之一，A与FeCl3溶液反应显紫色。r-|Br2 / CC14 溶液I-,足量 NaHCO3溶液厂丁,搬隔UlmLN

15、a0Hi|D|A XB I2B2IT C (C9H5O4Na3)(1)咖啡酸中含氧官能团的名称为 。(2)咖啡酸可以发生的反应是 (填写序号)。氧化反应 加成反应 酯化反应 加聚反应消去反应(3)咖啡酸可看做1,3,4-三取代苯，其中两个相同的官能团位于邻位，取代基中不含支链。则咖啡酸的结构简 式为 O(4)3.6 g咖啡酸与足量碳酸氢钠反应生成气体(标准犬况)为 mL。(5)蜂胶的主要活性成分为CPAE,分子式为Ci7H16。4,该物质在一定条件下可水解生成咖啡酸和一种醇，该醇为芳香醇，且分子结构中无甲基，则咖啡酸跟该芳香醇在一定条件下反应生成CPAE的化学方程式为 。【答案】(1)竣基、酚

16、羟基(2)HD - CH=CHCOOHO(3) Hu(4)448例2咖啡糅酸具有广泛的抗菌作用，其结构简式如下所示:关于咖啡糅酸的下列叙述不正确的是()A .分子式为C16H 18。9B .与苯环直接相连的原子都在同一平面上C. 1 mol咖啡糅酸水解时可消耗 8 mol NaOHD.与浓澳水既能发生取代反应又能发生加成反应【思路点拨】解答本题时，分子式的书写需要注意环烷和苯的区别；分析其与NaOH反应时，注意醇酯和酚酯消耗NaOH的区别；该物质既含有碳碳双键又含有酚羟基，所以需要考虑两类反应。【答案】C【解析】本题主要考查有机物的组成、结构和性质。由题目所给的结构简式易知其分子式为C16H1

17、8。9,选项wn mnwA正确；由苯分子中所有原子都处于同一平面的结构可知，与苯环直接相连的所有原子共面，选项B正确；1 mol咖啡糅酸水解产生 1 mol OH除一COOH可消耗NaOH外，酚羟基也可消耗NaOH ,故1 mol咖啡糅酸水解，可消耗 4 mol NaOH ,选项C不正确；所给物质的分子中含酚的结构 及一CH = CH一结构，故选项 D正确。【总结升华】能与氢氧化钠反应的有机物：卤代烧、酚、竣酸、酯，其中醇酯与NaOH1 : 1反应、酚酯与NaOH按1: 2反应(因为酚酯水解生成的竣酸和酚都可与NaOH反应)类型二：酯的结构与性质0H例3某有机物的结构为0。，下列有关说法正确的

18、是（）A. 1 mol该物质与足量浓滨水反应，最多消耗2 mol Br2B .1 mol该物质最多能与 2 mol NaOH反应C. 1 mol该物质最多能与 3 mol H2加成D.该物质的核磁共振氢谱共有6个吸收峰【思路点拨】仔细观察该有机物含有哪些官能团，根据官能团的性质对各个选项中的描述进行判断。【答案】D【解析】酚羟基的邻对位与澳水发生取代，双键与滨水发生加成，则 1 mol该物质与足量浓滨水反应，最多 消耗3 mol Br 2,故A错误；酚羟基、一COOC均与NaOH反应，且酯水解生成的酚羟基也与NaOH反应，则1 mol该物质最多能与3 mol NaOH反应，故B错误；苯环与双键

19、均与氢气发生加成反应，则 1 mol该物质最多 能与4 mol H2加成，故C错误；由结构可知，分子中含 6种H,则该物质的核磁共振氢谱共有6个吸收峰，故D正确。【总结升华】有机物的官能团及其性质：官能团结构性质碳碳双键c=c/ X加成（H2、X2、HX、H2O） 氧化（O2、KMnO 4） 加聚碳碳叁键C 三 C 加成（H2、X2、HX、H2O） 氧化（。2、KMnO 4卜加聚苯1取代（X2、HNO3、H2SO4） 加成（HA、氧化（O2）凶系原子一 X水解（NaOH水溶液） 消去（NaOH醇溶液）醇羟基R-OH取代（活泼金属、HX、分子间脱水、酯化反应） 氧化（铜的催化氧化、燃烧）消去酚羟

20、基OH 1取代（浓滨水）、弱酸性、加成（H2） 显色反应（Fe3+）醛基-CHO加成或还原（H2）氧化（O2、银氨溶液、新制 Cu（OH）2）厥基c=o加成或还原（H2）较基-COOH酸性、酯化酯基O-C-OR水解(稀H2SO4、NaOH溶液)发生酯化【变式1】菠萝酯是一种具有菠萝香气的食用香料，是化合物甲与苯氧乙酸 反应的产物。(1)甲一定含有的官能团的名称是(2)5.8 g甲完全燃烧可产生 0.3 mol CO2 0.3 mol H2O,甲蒸气对氢气的梧对密度是29,甲分子中不含甲基,且为链状结构，其结构简式是 。其中能与FeCl3溶液发生显色反应， 且有2种一硝基取代物的同分异(3)聚氧乙酸有多种酯类的同分异构体。 构体是(写出任