【步步高】（广西专用）2014届高考化学一轮复习 第十二章 醛、羧酸、酯学案

学案59醛、羧酸、酯[考纲要求]1.了解醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点以及它们的相互联系。2.结合实际，了解某些有机化合物对环境和人类健康可能产生的影响，关注有机化合物的安全使用问题。知识点一醛1．定义________与________相连而构成的化合物。可表示为RCHO，甲醛是最简单的醛。2．甲醛、乙醛颜色气味状态密度水溶性甲醛乙醛比水小3.化学性质(1)氧化反应①乙醛能被弱氧化剂Ag(NH3)2OH氧化，反应的化学方程式为：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②乙醛也能被新制的Cu(OH)2悬浊液所氧化，反应的化学方程式为：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③乙醛被空气中的氧气氧化，化学方程式为：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)加成反应乙醛在镍作催化剂的条件下，与H2发生加成反应：________________________________________________________________________。问题思考1．分析甲醛和乙醛的结构式，推测在核磁共振氢谱中，分别有多少吸收峰？2．中学化学中哪些类有机物可能发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应？知识点二羧酸1．定义________与________相连构成的有机化合物称为羧酸。2．分类(1)根据分子中是否含有苯环，可以分为___________和__________。(2)根据分子中羧基的数目，可以分为_________、____________和__________等。3．物理性质(1)乙酸是一种具有____________气味、________于水和乙醇的液体。(2)低级饱和一元羧酸的溶解性随碳原子数的增加而降低。4．化学性质(1)酸性乙酸的电离方程式：________________________________________________________________________。①可使紫色石蕊试液________。②与活泼金属反应放出H2________________________________________________________________________(比Zn跟盐酸反应缓慢)③与碱[如Cu(OH)2]发生中和反应________________________________________________________________________。(2)酯化反应酯化反应：______________的反应，如生成乙酸乙酯的反应为：________________________________________________________________________。问题思考3．根据乙酸的结构推断乙酸的核磁共振氢谱有多少吸收峰？4．羧酸与醇发生酯化反应时羧酸和醇分别脱去什么基团？怎样证明？知识点三酯1．定义羧酸分子羧基中的________被—OR′取代后的产物叫做酯。简写为____________。2．物理性质密度一般________水，并____溶于水，________有机溶剂。3．水解反应酯的重要化学性质之一是可以发生水解反应，生成相应的________。(1)酸性条件下，乙酸乙酯的水解是________，化学方程式为________________________________________________________________________。(2)碱性条件下，乙酸乙酯的水解是______的，化学方程式为________________________________________________________________________。问题思考5．浓硫酸在苯的硝化反应、实验室制乙烯、实验室制乙酸乙酯中的作用分别是什么？一、醛1．利用银镜反应检验醛基时要注意什么？与新制的Cu(OH)2悬浊液反应时又要注意什么？2．醛在有机反应中是一个非常重要的中间物质，根据，推测A、B、C、D分别是什么类型的物质？若D能发生银镜反应，A、B、C、D又具体是什么物质？3．根据，推测A、B、C、D分别是什么类型的物质？若A完全燃烧后体积保持不变(H2O为气态)，A、B、C、D具体为什么物质？典例导悟1已知—CHO具有较强还原性，橙花醛的结构简式是：。欲验证分子中有碳碳双键和醛基，甲、乙两学生设计了如下方案：甲：①取少量橙花醛滴加溴水；②在①反应后的溶液中滴加银氨溶液，水浴加热。乙：①取少量橙花醛滴加银氨溶液，水浴加热；②在①反应后的溶液中先加稀硫酸酸化再滴加溴水。回答：(1)能达到实验目的的是__________(填“甲”、“乙”或“甲、乙均可”)。(2)对不可行方案说明原因(认为均可的此题不答)_________________________________________________________________________________________________________。(3)对可行方案：①依据现象是________________________________________________________________________；反应方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②依据现象是________________________________________________________________________；反应方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。二、酯化反应1．如图所示装置制备乙酸乙酯，在制备中应注意哪些事项？2．酯化反应有很多类型，可生成普通链酯、环酯、聚酯、内酯(分子内的酯化反应)等。请填写下列空白：典例导悟2酯是重要的有机合成中间体，广泛应用于溶剂、增塑剂、香料、黏合剂及印刷、纺织等工业。乙酸乙酯的实验室和工业制法常采用如下反应：CH3COOH＋C2H5OH△浓H2SO4CH3COOC2H△浓H2SO4请根据要求回答下列问题：(1)欲提高乙酸的转化率，可采取的措施有______________________________、______________________等。(2)若用下图所示的装置来制备少量的乙酸乙酯，产率往往偏低，其原因可能为________、________________________等。(3)此反应以浓硫酸为催化剂，可能会造成____________________________________________________________________________________、________________________________________________________________________等问题。(4)目前对该反应的催化剂进行了新的探索，初步表明质子酸离子液体可用作此反应的催化剂，且能重复使用。实验数据如下表所示(乙酸和乙醇以等物质的量混合)。同一反应时间同一反应温度反应温度/℃转化率(%)选择性(%)*反应时间/h转化率(%)选择性(%)*4077.8100280.21006092.3100387.81008092.6100492.310012094.598.7693.0100*选择性100%表示反应生成的产物是乙酸乙酯和水①根据表中数据，下列________(填字母)为该反应的最佳条件。A．120℃，4h B．80℃，2hC．60℃，4h D．40℃，3h②当反应温度达到120℃时，反应选择性降低的原因可能为______________________________。题组一羧酸的酸性与酯化反应1．(2010·江苏，9改编)阿魏酸在食品、医药等方面有着广泛用途。一种合成阿魏酸的反应可表示为：|下列说法正确的是()A．可用酸性KMnO4溶液检测上述反应是否有阿魏酸生成B．香兰素、阿魏酸均可与Na2CO3、NaOH溶液反应C．通常条件下，香兰素、阿魏酸都能发生取代、加成、消去反应D．与香兰素互为同分异构体，分子中有4种不同化学环境的氢，且能发生银镜反应的酚类化合物共有3种2.(2010·课标全国卷，9)下列各组中的反应，属于同一反应类型的是()A．由溴丙烷水解制丙醇；由丙烯与水反应制丙醇B．由甲苯硝化制对硝基甲苯；由甲苯氧化制苯甲酸C．由氯代环己烷消去制环己烯；由丙烯加溴制1,2­二溴丙烷D．由乙酸和乙醇制乙酸乙酯；由苯甲酸乙酯水解制苯甲酸和乙醇题组二酯类的水解3．(2010·重庆理综，11)贝诺酯是由阿司匹林、扑热息痛经化学法拼合制备的解热镇痛抗炎药，其合成反应式(反应条件略去)如下：下列叙述错误的是()A．FeCl3溶液可区别阿司匹林和扑热息痛B．1mol阿司匹林最多可消耗2molNaOHC．常温下贝诺酯在水中的溶解度小于扑热息痛D．C6H7NO是扑热息痛发生类似酯水解反应的产物4．(2010·四川理综，11)中药狼把草的成分之一M具有消炎杀菌作用，M的结构如下所示：下列叙述正确的是()A．M的相对分子质量是180B．1molM最多能与2molBr2发生反应C．M与足量的NaOH溶液发生反应时，所得有机产物的化学式为C9H4O5Na4D．1molM与足量NaHCO3反应能生成2molCO2题号1234答案题组一醛1．下列说法中，正确的是()A．乙醛分子中的所有原子都在同一平面上B．凡是能发生银镜反应的有机物都是醛C．醛类既能被氧化为羧酸，又能被还原为醇D．完全燃烧等物质的量的乙醛和乙醇，消耗氧气的质量相等2．某学生做乙醛还原性的实验，取1mol·L－1的CuSO4溶液2mL和0.4mol·L－1的NaOH溶液4mL，在一个试管内混合后加入0.5mL40%的乙醛溶液加热至沸腾，无砖红色沉淀，实验失败的原因是()A．NaOH不够量 B．CuSO4不够量C．乙醛溶液太少 D．加热时间不够3．肉桂醛是一种食用香精，它广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果以及调味品中。工业上可通过下列反应制备：(1)请推测B侧链上可能发生反应的类型：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(任填两种)(2)请写出两分子乙醛在上述条件下反应的化学方程式：______________________________________________。(3)请写出同时满足括号内条件的B的所有同分异构体的结构简式：________________________________________________________________________。(①分子中不含羰基和羟基；②是苯的对二取代物；③除苯环外，不含其他环状结构。)题组二羧酸4．一定质量的某有机物和足量钠反应，可得VaL气体，等质量的该有机物如果与足量小苏打反应，同温同压得到VbL气体，若Va＝Vb，则该有机物可能是()A．HOCH2COOH B．HO—CH2CH2—CHOC．HOOC—COOH D．CH3COOH5．(2011·洛阳模拟)结构简式如下图所示的有机物，下列反应类型中能够发生的是()①取代②加成③消去④水解⑤酯化⑥中和⑦氧化⑧加聚A．①②⑤⑥ B．①②③⑤⑥C．②③④⑦⑧ D．除④⑧外均可题组三酯6．某中性有机物C8H16O2在稀硫酸作用下加热得到M和N两种物质，N经氧化最终可得M，则该中性有机物的结构可能有()A．1种 B．2种 C．3种 D．4种题号12456答案7.(2011·贵阳质检)已知化合物A中各元素的质量分数分别为C37.5%，H4.2%和O58.3%。请填空：(1)0.01molA在空气中充分燃烧需消耗氧气1.01L(标准状况)，则A的分子式是____________________；(2)实验表明：A不能发生银镜反应。1molA与足量的碳酸氢钠溶液反应可放出3mol二氧化碳。在浓硫酸催化下，A与乙酸可发生酯化反应。核磁共振氢谱表明A分子中有4个氢处于完全相同的化学环境。则A的结构简式是____________________；(3)在浓硫酸催化和适宜的反应条件下，A与足量的乙醇反应生成B(C12H20O7)，B只有两种官能团，其数目比为3∶1。由A生成B的反应类型是________，该反应的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；题组四实验探究8．(2011·厦门质检)某化学小组以苯甲酸为原料，制取苯甲酸甲酯，已知有关物质的沸点如下表：物质甲醇苯甲酸苯甲酸甲酯[沸点/℃64.7249199.6Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗产品在圆底烧瓶中加入12.2g苯甲酸和20mL甲醇(密度约为0.79g·cm－3)，再小心加入3mL浓硫酸，混匀后，投入几块碎瓷片，小心加热使反应完全，得苯甲酸甲酯粗产品。(1)浓硫酸的作用是______________；若反应产物水分子中有同位素18O，写出能表示反应前后18O位置的化学方程式：________________________________________________________________________。(2)甲和乙两位同学分别设计了如图所示的两套实验室合成苯甲酸甲酯的装置(夹持仪器和加热仪器均已略去)。根据有机物的沸点，最好采用__________装置(填“甲”或“乙”)，理由是________________________________________________________________________。(3)反应物CH3OH应过量，理由是________________________________________________________________________。Ⅱ.粗产品的精制(4)苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、苯甲酸和水等，现拟用下列流程图进行精制，请在流程图中方括号内填入操作方法的名称。(5)以上流程图中加入Na2CO3溶液后，放入分液漏斗中振荡，静置，要得到有机层，其具体操作是___________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)通过计算，苯甲酸甲酯的产率为__________。学案59醛、羧酸、酯【课前准备区】知识点一1．烃基醛基2.颜色气味状态密度水溶性甲醛无色刺激性气味气体易溶于水乙醛无色刺激性气味液体比水小与水互溶3.(1)①CH3CHO＋2Ag(NH3)2OHeq\o(→,\s\up7(△))CH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O②CH3CHO＋2Cu(OH)2eq\o(→,\s\up7(△))CH3COOH＋Cu2O↓＋2H2O③2CH3CHO＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2CH3COOH(2)CH3CHO＋H2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))CH3CH2OH知识点二1．烃基羧基2．(1)脂肪酸芳香酸(2)一元羧酸二元羧酸多元羧酸3．(1)强烈刺激性易溶4．(1)CH3COOHCH3COO－＋H＋①变红②Zn＋2CH3COOH→(CH3COO)2Zn＋H2↑③Cu(OH)2＋2CH3COOH→(CH3COO)2Cu＋2H2O(2)酸和醇作用生成酯和水CH3COOH＋CH3CH2OH浓硫酸△CH3COOC2H5＋H2浓硫酸△知识点三1．—OHRCOOR′2．小于难易溶于3．酸和醇(1)可逆反应CH3COOC2H5＋H2O浓硫酸△CH3COOH＋C2H5浓硫酸△(2)不可逆CH3COOC2H5＋NaOHeq\o(→,\s\up7(△))CH3COONa＋C2H5OH问题思考1．甲醛只有1个，乙醛有2个。2．含—CHO的有机物如醛类、甲酸、甲酸盐、甲酸某酯、葡萄糖、麦芽糖都可与上述二者发生反应。3．有2个吸收峰。4．羧酸脱去—OH，醇脱去—H，可用18O原子作示踪原子，证明其脱水方式：CH3COOH＋C2Heq\o\al(18,5)OH浓硫酸△CH3CO18OC2H5＋H2浓硫酸△5．在制乙烯的实验中作催化剂和脱水剂。在苯的硝化反应和制乙酸乙酯的实验中作催化剂和吸水剂。【课堂活动区】一、1.(1)银镜反应时要注意：①试管内壁必须洁净；②必须水浴加热，不可用酒精灯直接加热；③加热时不可振荡和摇动试管；④须用新配制的银氨溶液；⑤配制银氨溶液时，向AgNO3溶液中滴加稀氨水要边滴边振荡，使最初的沉淀恰好溶解为止。(2)与新制的Cu(OH)2悬浊液反应时要注意：①硫酸铜与碱反应时，碱过量制取氢氧化铜；②将混合液加热到沸腾才有明显砖红色沉淀。2．A为醇，B为醛，C为羧酸，D为酯。若D能发生银镜反应，则A为CH3OH，B为HCHO，C为HCOOH，D为HCOOCH3。3．A为醛，B为羧酸，C为醇，D为酯。当A燃烧前后体积不变时，A为HCHO，B为HCOOH，C为CH3OH，D为HCOOCH3。二、1.(1)加入试剂的顺序为C2H5OH→浓H2SO4→CH3COOH。(2)用盛Na2CO3饱和溶液的试管收集生成的乙酸乙酯，一方面中和蒸发出来的CH3COOH，溶解蒸发出来的乙醇；另一方面降低乙酸乙酯的溶解度，有利于酯的分离。(3)导管不能插入到Na2CO3溶液中，以防止发生倒吸。(4)加热时要用小火均匀加热，防止乙醇和乙酸大量挥发，液体剧烈沸腾。典例导悟1．(1)乙(2)—CHO有较强的还原性，若先加溴水(Br2)，则Br2会将—CHO和均氧化，达不到实验目的(3)①产生银镜(CH3)2C=CHCH2CH2C(CH3)=CH—CHO＋2Ag(NH3)2OHeq\o(→,\s\up7(△))(CH3)2C=CHCH2CH2C(CH3)=CHCOONH4＋3NH3＋2Ag↓＋H2②溴水褪色(CH3)2C=CHCH2CH2C(CH3)=CHCOONH4＋2Br2→(CH3)2CBrCHBrCH2CH2C(CH解析解答本题的关键是确定醛基和碳碳双键检验的先后顺序。由于溴水(Br2)也能氧化醛基(—CHO)，所以必须先用银氨溶液检验醛基(—CHO)；又因为银氨溶液氧化醛基后溶液为碱性，所以应先酸化后再加溴水检验碳碳双键。2．(1)增大乙醇的浓度移去生成的乙酸乙酯(2)原料来不及反应就被蒸出温度过高，发生了副反应(3)产生大量的酸性废液(或造成环境污染)部分原料碳化催化剂重复使用困难催化效果不理想(任填两种)(4)①C②乙醇脱水生成了乙醚解析(1)酯化反应是一个可逆反应，欲提高乙酸的转化率，可以增大乙醇的浓度或及时移去生成物等。(2)因乙醇、乙酸都易挥发，而图中装置竖直导管太短，冷凝效果不好，原料来不及反应就被蒸出，温度过高发生副反应，这些因素都会导致产率偏低。(3)浓H2SO4除具有催化作用外，还具有强氧化性和脱水性，因此可能造成产生大量的酸性废液、造成环境污染、部分原料碳化、催化效果不理想等。(4)①从表中可以看出，同一反应时间60℃时的转化率远大于40℃而接近80℃，所以60℃时最合适，而以同一反应温度下的不同反应时间来看，4小时转化率已较高，接近6小时的转化率，故选C。②当反应温度达120℃时反应选择性降低，则说明发生了副反应，因此只能推断其可能原因为乙醇脱水生成了乙醚。【课后练习区】高考集训1．B2．D[A项，溴丙烷水解制丙醇为水解反应或取代反应，丙烯水化制丙醇为加成反应；B项，甲苯硝化制对硝基甲苯为取代反应或硝化反应，甲苯制苯甲酸为氧化反应；C项，氯代环己烷制环己烯为消去反应，丙烯加溴制1,2­二溴丙烷为加成反应；D项，乙酸和乙醇制乙酸乙酯为取代反应或酯化反应，苯甲酸乙酯制苯甲酸和乙醇为取代反应或水解反应，故D项符合题意。]3．B[A选项中，扑热息痛中含有酚羟基，阿司匹林中不含，故可用FeCl3溶液区别；1mol阿司匹林最多消耗3molNaOH，故B项错误；C项中的贝诺酯比扑热息