3.4.1羧酸知识清单2023-2024学年高二化学人教版选择性必修3

3.4.1羧酸、酯——高二化学人教版（2019）选修三课堂速测一、羧酸1．羧酸的定义与通式(1)定义：由烃基(或氢原子)与羧基相连而构成的有机化合物，其官能团的名称为羧基，简式为—COOH。(2)通式：饱和一元脂肪酸的通式为CnH2nO2或CnH2n＋1COOH。2．羧酸的分类(1)按与羧基相连的烃基不同，羧酸分为脂肪酸和芳香酸(如苯甲酸)。(2)按羧基数目，羧酸分为一元羧酸、二元羧酸和多元羧酸等。如二元羧酸(乙二酸：)。3．常见羧酸(1)甲酸——最简单的羧酸，俗称蚁酸。①甲酸分子的结构为，含有的官能团为醛基(—CHO)和羧基(—COOH)，具有醛和羧酸的性质。②甲酸是一种无色、有刺激性气味的液体，有腐蚀性，能与水、乙醇等互溶。(2)苯甲酸——俗称安息香酸苯甲酸是一种无色晶体，易升华，微溶于水，易溶于乙醇。其钠盐是常用的食品防腐剂。(3)乙二酸——俗称草酸。乙二酸是二元羧酸，无色晶体，可溶于水和乙醇。常用于化学分析的还原剂。(4)羟基酸——具有羟基和羧基性质。乳酸与柠檬酸是羟基酸，其结构简式分别为4．饱和一元羧酸的物理性质变化规律(1)随分子中碳原子数的增加，溶解度迅速减小，沸点逐渐升高。(2)羧酸与相对分子质量相当的其他有机物相比，沸点较高，这与羧酸分子间可以形成氢键有关。5．羧酸的化学性质羧酸反应时，羧基()中①②号极性键断裂。(1)酸性——弱酸，具有酸类的性质写出下列化学方程式①HCOOH与NaHCO3反应：HCOOH＋NaHCO3=HCOONa＋CO2↑＋H2O。②苯甲酸与NaOH反应：。③乙二酸与NaOH反应：。(2)酯化反应(乙酸与乙醇反应)①乙酸与乙醇的酯化反应方程式：。②原理：用同位素示踪法探究酯化反应中的脱水方式。用含有示踪原子的CH3CHeq\o\al(18,2)OH与CH3COOH反应，化学方程式为，说明酯化反应时，羧基脱—OH，醇羟基脱H。PS：酯化反应是可逆反应，浓硫酸在此反应中作催化剂和吸水剂。二、羧酸衍生物——酯1．组成、结构和命名2．酯的性质(1)物理性质低级酯是具有芳香气味的液体，密度一般小于水，难溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。(2)化学性质——水解反应(以乙酸乙酯为例)①酸性条件下水解CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH。②碱性条件下水解CH3COOC2H5＋NaOHCH3COONa＋C2H5OH。PS：①酯的酸性水解与酯化反应均为可逆反应和取代反应。②酯的碱性水解，由于生成了羧酸盐，水解反应不可逆，也属于取代反应。【针对训练】1.某同学利用下列装置探究苯酚、甲酸、碳酸的酸性强弱，下列说法不正确的是()A．装置a中试剂为甲酸，b中试剂为碳酸钠固体B．装置c中试剂为饱和碳酸氢钠溶液C．装置d中试剂为苯酚溶液D．酸性强弱顺序为甲酸>碳酸>苯酚2.一定质量的某有机物和足量Na反应可得到气体VAL，同质量的该有机物与足量碳酸氢钠反应，可得到相同条件下气体VBL，若VA<VB，则该有机物可能是()3.用标记的与乙酸反应制取乙酸乙酯，当反应达到平衡时，下列说法正确的是()A.只存在于乙酸乙酯中B.存在于水、乙酸、乙醇以及乙酸乙酯中C.存在于乙酸乙酯、乙醇中D.有的乙醇分子可能不含4.一定质量的某有机化合物和足量金属钠反应，得到L气体，等质量的该有机化合物与足量溶液反应，可得L气体，已知同温同压下。则该有机化合物可能是()A. B.C. D.5.乙二酸又称草酸，通常在空气中易被氧化而变质，但能在空气中稳定存在。在分析化学中常用作为还原剂定量测定的含量。下列关于的说法正确的是()A.草酸是二元弱酸，其电离方程式为B.草酸溶液滴定溶液属于中和滴定，可用石蕊作为指示剂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6.涤纶广泛应用于衣料和装饰材料。合成涤纶的反应如下：下列说法正确的是()A.合成涤纶的反应为加聚反应B.对苯二甲酸和苯甲酸互为同系物C.1mol涤纶与NaOH溶液反应，理论上最多可消耗molNaOHD.涤纶的结构简式为7.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8.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强，可以和碳酸氢钠反应制取D.乙二酸具有还原性，可以使酸性溶液褪色9.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。②有关有机物的沸点：有机物乙醚乙醇乙酸乙酸乙酯沸点/℃34.57911877.1③。制备过程：装置如图所示，A中盛有浓硫酸，B中盛有9.5mL无水乙醇和6mL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3mL浓硫酸，B的容积最合适的是__________（填字母）。A.25mLB.50mLC.250mLD.500mL（3）球形干燥管的主要作用是__________。（4）预先向饱和溶液中滴加几滴酚酞试液，目的是__________。10.某校学生小组为探究乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱进行下述实验。该校学生设计了如图所示的实验装置(夹持仪器已略去)。(1)某学生检查装置A的气密性时，先关闭止水夹，从左管向U形管内加水，至左管液面高于右管液面，静置一段时间后，若U形管两侧液面差不发生变化，则气密性良好。你认为该学生的操作_______________(填“正确”或错误”)，大理石与乙酸溶液反应的离子方程式为______________________。(2)将装置A中反应产生的气体通入苯酚钠溶液中，实验现象为___________________，反应的离子方程式为_____________________。(3)有学生认为(2)中的实验现象不足以证明碳酸的酸性比苯酚强，理由是______________________，改进该装置的方法是__________________。(4)在相同温度下，测定相同物质的量浓度a.溶液、b.溶液、c.溶液、d.溶液的pH，其pH由大到小排列的顺序为_______________(填溶液编号)。

答案以及解析1.答案：C解析：装置a中试剂为甲酸，b中试剂为Na2CO3固体，c中试剂为饱和NaHCO3溶液，用于除去CO2中的甲酸蒸气，CO2通入苯酚钠溶液(d)中；根据实验现象可探究苯酚、甲酸、碳酸的酸性强弱顺序：甲酸＞碳酸＞苯酚。综合上述分析C项错误。2.答案：C解析：有机物可与钠反应，说明该有机物中可能含有—OH或—COOH；可与碳酸氢钠反应，说明该有机物含有—COOH。再根据数量关系2—OH～H2、2—COOH～H2、—COOH～CO2进行判断。A项，—OH与—COOH数目相同，生成气体体积相同，错误；B项，—OH与—COOH的数目比为2∶1，生成气体VA>VB，错误；C项，含2个—COOH，生成气体VA<VB，正确；D项，含1个酚羟基和1个羧基，酚羟基与碳酸氢钠不反应，所以该物质与足量的金属钠和碳酸氢钠反应放出的气体体积相等，错误。3.答案：C解析：乙酸与乙醇反应时“酸脱羟基醇脱氢”，生成水和乙酸乙酯，所以与乙酸反应的化学浓硫酸方程式为，因为酯化反应是可逆反应，所以存在于乙醇和乙酸乙酯中。4.答案：B解析：醛基不与Na、反应。OH与Na反应，且有关系式：；COOH与Na和都反应，且有关系式：。如果有机化合物中只有羧基，那么产生的物质的量相同，同温同压下体积相同，所以只能同时含有羧基和羟基，才能使产生的量大于的量。只有B项中物质既有羟基又有羧基，满足条件，故B项正确。5.答案：C解析：多元弱酸的电离是分步进行的，草酸的电离方程式为，A错误；草酸溶液滴定溶液属于氧化还原滴定，且不需要指示剂，B错误；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，乙二醇发生氧化反应生成乙二酸，C正确；乙二酸可溶于水和乙醇，D错误。6.答案：C解析：合成涤纶的反应为缩聚反应，A项错误；结构相似、分子组成相差若干个“”原子团的有机化合物互为同系物，但对苯二甲酸()和苯甲酸()的分子组成相差一个“”，不可能互为同系物，B项错误；lmol涤纶水解会产生mol羧基，与NaOH溶液反应，理论上最多可消耗molNaOH，C项正确；根据酯化反应中酸脱羟基醇脱氢，题给结构简式中的端基原子和端基原子团错误，涤纶的结构简式应为，D项错误。7.答案：D解析：冷凝管中冷凝水b进a出，冷凝效果较好，A正确；生成乙酸乙酯的反应是可逆反应，加入过量乙醇有利于反应正向进行，可提高乙酸的转化率，B正确；温度升高到140℃时，乙醇分子之间会发生取代反应生成乙醚和水，所以制备乙酸乙酯时可能生成副产物乙醚，C正确；NaOH是强碱，能促进乙酸乙酯发生水解反应，该实验中除杂试剂常用饱和碳酸钠溶液，D错误。8.答案：CD解析：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。9.答案：（1）（2）B（3）防倒吸（4）便于观察液体分层解析：（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。（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与其容积的关系可知B的容积最合适的是50mL。（3）球形干燥管的主要作用是防止倒吸。（4）预先向饱和溶液中滴加几滴酚酞试液，目的是便于观察液体分层。10.答案：(1)正确