2021新高考化学选择性考试B方案一轮复习学案第十二章第40讲醛羧酸酯

第40讲醛羧酸酯一、醛1．醛的组成与结构醛是由eq\o(□,\s\up2(01))烃基或氢原子与eq\o(□,\s\up2(02))醛基相连而构成的化合物，官能团为eq\o(□,\s\up2(03))醛基，可表示为R—CHO。饱和一元醛的通式为eq\o(□,\s\up2(04))CnH2nO(n≥1)。2．常见醛的物理性质物质颜色气味状态密度溶解性甲醛(HCHO)eq\o(□,\s\up2(01))无色eq\o(□,\s\up2(02))刺激性气味eq\o(□,\s\up2(03))气体—eq\o(□,\s\up2(04))易溶于水乙醛(CH3CHO)eq\o(□,\s\up2(05))无色eq\o(□,\s\up2(06))刺激性气味eq\o(□,\s\up2(07))液体比水小eq\o(□,\s\up2(08))与水、乙醇互溶3．化学性质(以乙醛为例)4．在生产、生活中的作用和影响(1)35%～40%的甲醛水溶液称为eq\o(□,\s\up2(01))福尔马林，具有杀菌消毒作用和防腐性能，常用作防腐剂和消毒剂，用于种子消毒和浸制生物标本。(2)劣质的装饰材料中挥发出的eq\o(□,\s\up2(02))甲醛，对环境和人体健康影响很大，是室内主要污染物之一。二、羧酸1．概念：由eq\o(□,\s\up2(01))烃基或氢原子与eq\o(□,\s\up2(02))羧基相连构成的有机化合物，官能团为eq\o(□,\s\up2(03))—COOH，可表示为R—COOH，饱和一元羧酸的通式为eq\o(□,\s\up2(04))CnH2nO2(n≥1)。2．分类3．羧酸的化学性质羧酸的性质取决于羧基，反应时的主要断键位置如图：(1)酸性(以乙酸为例)：乙酸是一种弱酸，其酸性比碳酸强，在水溶液里的电离方程式为eq\o(□,\s\up2(01))CH3COOHCH3COO－＋H＋。具有酸的通性，可以使酸碱指示剂变色，可以与Na、CaO、NaOH、Na2CO3、NaHCO3等物质反应。(2)酯化反应：酸脱eq\o(□,\s\up2(02))羟基，醇脱eq\o(□,\s\up2(03))氢。CH3COOH和CH3CHeq\o\al(18,2)OH发生酯化反应的化学方程式为：CH3COOH＋C2Heq\o\al(18,5)OHeq\o(,\s\up11(浓H2SO4),\s\do11(△))eq\o(□,\s\up2(04))CH3CO18OCH2CH3＋H2O。①装置(如下图所示)导气管口eq\o(□,\s\up2(05))位于液面上方(贴近液面)(防止Na2CO3溶液倒吸)。②反应特点③反应的条件及其意义a．加热。加热的主要目的是提高反应速率，其次是使生成的乙酸乙酯挥发而被收集。b．用浓硫酸作eq\o(□,\s\up2(06))催化剂，提高反应速率。c．用浓硫酸作eq\o(□,\s\up2(07))吸水剂，提高乙醇、乙酸的转化率。d．可适当增加乙醇的量，并有冷凝回流装置，可提高产率。④饱和Na2CO3溶液的作用及现象a．作用：降低eq\o(□,\s\up2(08))乙酸乙酯的溶解度、除去eq\o(□,\s\up2(09))乙酸和eq\o(□,\s\up2(10))乙醇。b．现象：在饱和Na2CO3溶液eq\o(□,\s\up2(11))上方有透明的、有香味的油状液体。4．几种重要的羧酸(1)甲酸：俗名蚁酸，是最简单的饱和一元羧酸。结构：既有eq\o(□,\s\up2(01))羧基，又有eq\o(□,\s\up2(02))醛基，具有羧酸与醛的性质。银镜反应：HCOOH＋2Ag(NH3)2OHeq\o(→,\s\up11(△))(NH4)2CO3＋2Ag↓＋2NH3＋H2O(2)乙酸：无色，有刺激性气味液体，温度低于16.6℃时凝结成固体，又称eq\o(□,\s\up2(03))冰醋酸，eq\o(□,\s\up2(04))易溶于水和乙醇。(3)乙二酸：，俗名eq\o(□,\s\up2(05))草酸，可用来洗去钢笔水的墨迹。(4)苯甲酸：，属于芳香酸，可作防腐剂。(5)常见高级脂肪酸eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(饱和\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(硬脂酸：\o(□,\s\up2(06))C17H35COOH固态,软脂酸：\o(□,\s\up2(07))C15H31COOH固态)),不饱和\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(油酸：C17H33COOH液态,亚油酸：C17H31COOH液态))))三、酯1．结构：羧酸酯的官能团，可表示为，饱和一元羧酸与饱和一元醇所生成酯的通式为eq\o(□,\s\up2(02))CnH2nO2(n≥2)。2．物理性质3．化学性质酯的水解反应原理无机酸只起eq\o(□,\s\up2(03))催化作用，碱除起eq\o(□,\s\up2(04))催化作用外，还能中和水解生成的酸，使水解程度增大。1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。(1)1molHCHO与足量银氨溶液在加热的条件下充分反应，可生成2molAg。(×)错因：从结构上看，1mol甲醛与足量的银氨溶液反应可生成4molAg。(2)完全燃烧等质量的乙醛和乙酸乙酯，消耗O2的质量相等。(√)错因：_____________________________________________________________(3)醛基、羧基和酯基中的碳氧双键均能与H2加成。(×)错因：酯基、羧基中的碳氧双键不能与H2加成。(4)在水溶液里CH3COOH中的—CH3可以电离出H＋，故CH3COOH是四元酸。(×)错因：CH3COOH中仅羧基上的氢电离，是一元弱酸。(5)甲酸能发生银镜反应，能与新制Cu(OH)2在碱性悬浊液中反应生成红色沉淀。(√)错因：_______________________________________________________(6)乙酸乙酯中的少量乙酸可用饱和NaOH溶液除去。(×)错因：乙酸乙酯在NaOH溶液中水解生成CH3COONa和乙醇，CH3COOCH2CH3中的CH3COOH可以用饱和Na2CO3溶液除去。(7)用新制的银氨溶液可以区分甲酸甲酯与乙醛。(×)错因：甲酸甲酯与乙醛均能与银氨溶液发生银镜反应，不能区分。(8)在酸性条件下，CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH。(×)错因：CH3CO18OC2H5在酸性条件下的水解产物为CH3COOH和C2Heq\o\al(18,5)OH。2．教材改编题(据人教必修二P76T4)下列说法中正确的是()A．钠与乙酸、苯均不发生反应B．乙醇与溴水反应生成乙酸C．乙醇、乙酸均与Na2CO3反应产生CO2D．乙酸溶液滴入几滴紫色石蕊变红答案D3．有机物F的合成路线如下：已知：2RCH2CHOeq\o(→,\s\up11(NaOH/H2O),\s\do11(△))RCH2CHCCHOR请回答下列问题：(1)F的结构简式为____________________；F中所含官能团名称为______________________。(2)简述检验有机物C中官能团的方法：__________________________________________________________________。(3)反应④～⑦中，属于取代反应的是________。(4)写出反应②的化学方程式：___________________________________。(5)反应④⑥的作用是__________________________________________。(6)有机物D的同分异构体有________种(包括D)。(7)有机物的同分异构体有多种，写出能发生银镜反应和水解反应、遇FeCl3溶液显紫色、苯环上的一氯代物只有两种的结构简式：__________________。答案(1)(酚)羟基、酯基(2)先取一份物质C，加入银氨溶液，加热，有银镜生成，证明含醛基(或先取一份物质C，加入新制氢氧化铜悬浊液，煮沸，有砖红色沉淀生成，证明含醛基)；酸化后滴入溴水，振荡、溴水褪色，证明含有碳碳双键(3)④⑥⑦(4)2CH3CHOeq\o(→,\s\up11(NaOH/H2O),\s\do11(△))CH3CH=CHCHO＋H2O(5)保护—OH，防止氧化—CH3时，—OH被氧化(6)7(7)解析(1)由题给框图和已知条件可推出A为CH3CH2OH，B为CH3CHO，C为CH3CH=CHCHO，D为CH3CH2CH2CH2OH，E为，F为。(6)符合条件的同分异构体有CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CHOHCH3、(CH3)2CHCH2OH、(CH3)3COH、CH3OCH2CH2CH3、CH3OCH(CH3)2、CH3CH2OCH2CH3，共7种。(7)能发生银镜反应和水解反应说明含有甲酸酯基，遇FeCl3溶液显紫色说明含有酚羟基，苯环上的一氯代物只有两种，说明两个取代基在对位，符合条件的结构简式为。考点eq\a\vs4\al(一)eq\a\vs4\al(醛的结构与性质、醛基的检验)[解析](2)经过反应Ⅰ发现碳碳双键成为了单键，并且引入了Cl原子，所以反应为甲和氯化氢之间发生了加成反应，含有醇羟基的物质，如果连接—OH的碳上有氢原子，则被氧化为醛基或羰基，氯代烃中如果卤原子所连接碳原子的相邻碳原子上有氢原子则会发生消去反应，所以Ⅱ的方程式为＋NaOHeq\o(→,\s\up11(醇),\s\do11(△))＋NaCl＋H2O。(3)根据乙的结构简式和题干中所给信息，可知A是乙二醛，B是苯甲醛，乙在加热条件下与新制氢氧化铜反应后再酸化生成酸，D应为，则C应为醇，因B为苯甲醛，则C为苯甲醇，E相对分子质量为76，结合题给信息可知应为HO—CH2—COOH，本身能发生缩聚反应生成F。①C为苯甲醇，含有羟基，可发生取代反应、氧化反应、可与钠反应生成氢气，不具有酸性，不能与碳酸钠反应，故答案为c。③D的分子式为C9H8O2，其同分异构体满足：能发生银镜反应，则含有醛基；能与Br2/CCl4发生加成反应，则含有碳碳双键；遇FeCl3溶液显示特征颜色，则含有酚羟基；苯环上连接三种不同官能团，分别为碳碳双键、醛基和酚羟基，所以该物质的结构简式为等共10种。④综上分析，丙是由苯丙烯酸和苯甲醇发生酯化反应而得，则其结构简式为。[答案](1)羟基(2)加成反应＋NaOHeq\o(→,\s\up11(醇),\s\do11(△))＋NaCl＋H2O(3)①c②③(三个支链位置可改变，答案合理即可)④1．醛类物质发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应均需在碱性条件下进行。2．相同碳原子数的饱和一元醛和饱和一元酮互为同分异构体。3．银氨溶液的配制方法：在洁净的试管中加入1mL2%的AgNO3溶液，然后边振荡试管边逐滴滴入2%的稀氨水，至最初产生的沉淀恰好完全溶解为止，即制得银氨溶液。银氨溶液要随配随用。4．新制Cu(OH)2悬浊液的配制方法：在试管中加入10%的NaOH溶液2mL，滴入2%的CuSO4溶液4～6滴，得到新制Cu(OH)2悬浊液。Cu(OH)2必须新制，因为新制的Cu(OH)2颗粒小，接触面积大，反应性能好。5．通常状况下甲醛是烃的含氧衍生物中唯一的气体物质。相当于二元醛，1mol与足量银氨溶液充分反应，可生成4molAg。1．对于丙醛(CH3CH2CHO)性质的叙述错误的是()A．能使溴水褪色B．能与新制Cu(OH)2悬浊液反应C．与足量的氢气反应生成1­丙醇D．不能发生银镜反应答案D2．某有机物的结构简式为，下列对其化学性质的判断中，不正确的是()A．能发生加聚反应B．能使KMnO4酸性溶液褪色C．1mol该有机物只能与1molBr2发生加成反应D．1mol该有机物只能与1molH2发生加成反应答案D3．(2017·全国卷Ⅰ节选)化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下：回答下列问题：1A的化学名称是。2由C生成D和E生成F的反应类型分别是、。3E的结构简式为。4G为甲苯的同分异构体，由F生成H的化学方程式为__________________________________________________________________。答案1苯甲醛2加成反应取代反应34解析(1)由已知信息①，结合A转化为B的条件及B的分子式可推知A为，其名称为苯甲醛。(2)由合成路线可知，B的结构简式为，C为，C与Br2的CCl4溶液发生加成反应生成D，其在KOH的C2H5OH溶液中发生消去反应，酸化后生成的E为，E发生酯化反应生成F：，酯化反应属于取代反应。(4)结合信息②，由F、H的结构简式可推知G为，F和G反应的化学方程式为。考点eq\a\vs4\al(二)eq\a\vs4\al(羧酸、酯的结构与性质)[解析]由B的结构简式及反应①的条件可推出A为，A与HCl发生加成反应生成B，B在NaOH溶液中发生水解反应和中和反应生成C，则C为，C在酸性条件下生成D，D为，由E的分子式可知，E由两分子D发生酯化反应得到。(4)反应②中B中—Cl、—COOH均能与NaOH溶液反应，即1molB能与2molNaOH反应生成1molC，由此可写出化学方程式。(5)根据题中限定条件②可知M中含—COOH，再结合核磁共振氢谱中3组峰的面积比为1∶2∶6，可写出M的结构简式为。(6)根据目标产物中含两个酯基和一个六元环且分子式为C6H8O4，可知其结构简式为，要合成该物质需制备CH3CHOHCOOH。CH2=CHCOOH与HCl发生加成反应生成CH3CHClCOOH，再经水解和酸化即可得到CH3CHOHCOOH，由此可完成合成路线的设计。[答案](1)羧基、氯原子(2)C9H10O3(3)加成反应酯化反应(或取代反应)(4)＋2NaOHeq\o(→,\s\up11(H2O),\s\do11(△))＋NaCl＋H2O1．羧酸和酯的分子中都含有，但不能与H2发生加成反应。2．甲酸酯(HCOOR)具有醛基、酯基的双重性质。3．分子式相同的羧酸、酯及羟基醛互为同分异构体。4．酯化反应与酯的水解反应的区别5．羟基的活泼性比较续表6．有机物消耗NaOH总结7．酯化反应的五大类型(1)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如CH3COOH＋HOC2H5eq\o(,\s\up11(浓硫酸),\s\do11(△))CH3COOC2H5＋H2O。(2)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应，如(3)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如(4)多元羧酸与多元醇之间的酯化反应：此时反应有三种情形，可得普通酯、环酯和高聚酯。如(5)羟基酸自身的酯化反应：此时反应有三种情形，可得到普通酯、环酯和高聚酯。如4．某羧酸酯的分子式为C18H26O5，1mol该酯完全水解可得到1mol羧酸和2mol乙醇，该羧酸的分子式为()A．C14H18O5B．C14H16O4C．C16H22O5D．C16H20O5答案A5．(2019·西安模拟)乳酸的结构简式为。下列有关乳酸的说法不正确的是()A．乳酸中能发生酯化反应的官能团有2种B．1mol乳酸可与2molNaOH发生中和反应C．1mol乳酸与足量金属Na反应可生成1molH2D．有机物与乳酸互为同分异构体答案B6．(2018·全国卷Ⅰ节选)化合物W可用作高分子膨胀剂，一种合成路线如下：回答下列问题：(1)A的化学名称为________。(2)②的反应类型是________。(3)反应④所需试剂、条件分别为________________。(4)G的分子式为________。(6)写出与E互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰，峰面积比为1∶1)：_________________________