2024-2025学年新教材高中化学第2章官能团与有机化学反应烃的衍生物4.1羧酸课时评价含解析鲁科版选择性必修3

PAGE11-羧酸(40分钟70分)一、选择题(本题包括8小题,每小题5分,共40分)1.“水过鸭背不留珠”指的是鸭子的羽毛不会被水浸湿,这与鸭子羽毛表面的有机物有关,该有机物可能是 ()A.低级羧酸B.低级脂肪醛C.油脂 D.甘油【解析】选C。油脂不溶于水而低级羧酸、低级脂肪醛和甘油均可溶于水。2.(2024·廊坊高二检测)有机物的名称是 ()A.2-甲基-3-乙基丁酸 B.2,3-二甲基戊酸C.3,4-二甲基戊酸 D.3,4-二甲基丁酸【解析】选B。选含有—COOH的碳链为主链,从—COOH上碳原子起先编号。3.(2024·济南高二检测)某有机物的结构简式是,关于它的性质描述正确的是 ()①能发生加成反应②能溶解于NaOH溶液中③能水解生成两种酸④不能使溴水褪色⑤能发生酯化反应⑥具有酸性A.①②③B.②③⑤C.⑥D.全部正确【解析】选D。题中给的有机物含有酯基、苯环、羧基,因而能发生加成反应、中和反应、水解反应、酯化反应,且具有酸性,但不能使溴水褪色。4.下列说法正确的是 ()A.酯类均无还原性,不会与新制Cu(OH)2悬浊液发生氧化还原反应B.油脂为高级脂肪酸的甘油酯,属于酯类C.从溴水中提取Br2可用植物油作萃取剂D.乙酸乙酯和乙酸互为同分异构体【解析】选B。A项中,(甲酸酯)含—CHO,可与新制Cu(OH)2悬浊液反应;C项中,植物油中含不饱和键,可与Br2发生加成反应,故不行萃取Br2;D项中,乙酸乙酯分子式为C4H8O2,而乙酸为C2H4O2,故不互为同分异构体。5.(2024·东莞高二检测)化合物M是某合成农药的中间体,其结构为。下列有关的说法正确的是()A.M能发生取代反应和加成反应B.1molM与足量的NaOH溶液反应,最多可消耗2molNaOHC.分子中有5个碳原子共平面D.同时含有—CHO和—COOH结构的M的同分异构体有5种(不含立体异构)【解析】选D。酯基中的碳氧双键不能发生加成反应,故A错误;该物质只含一个酯基,羟基不与NaOH发生反应,所以1molM与足量的NaOH溶液反应最多消耗1molNaOH,故B错误;该物质中有3个碳原子连接在同一饱和碳原子上,外加一个氢原子形成类似甲烷的结构,5个碳原子不行能共面,故C错误;有一个双键和一个环,不饱和度为2,所以若同时含有—CHO和—COOH,则只能为链状结构,可能的结构有、(数字表示—CHO的位置),共有5种,故D正确。6.分子组成为C3H5O2Cl的含氯有机物A,与NaOH水溶液反应并将其酸化,得到分子组成为C3H6O3的有机物B,在适当条件下,每两分子B可以相互发生酯化反应生成1分子C,那么C的结构不行能是 ()A.CH3CH(OH)COOCH(CH3)COOHB.C.D.【解析】选B。有机物B(C3H6O3)可发生分子间酯化反应,推知B中既含羟基,又含羧基,可能的分子结构为或。A、C、D项中的物质都有可能由某一物质分子间酯化得到。B项中的物质由两种结构不同的分子酯化得到。7.(2024·贵阳高二检测)有机物A与B是分子式为C5H10O2的同分异构体,在酸性条件下均可水解,水解状况如图所示,下列有关说法中正确的是 ()A.X、Y互为同系物B.C分子中的碳原子最多有3个C.X、Y的化学性质不行能相像D.X、Y肯定互为同分异构体【解析】选D。因A、B互为同分异构体,二者水解后得到了同一种产物C,由转化关系图知X、Y分子式相同且为官能团相同的同分异构体,A、C错,D对;C可以是甲酸、乙酸,也可以是甲醇,B错。8.某一元饱和羧酸跟CH3CH2CH2OH反应,消耗该一元醇15g,得到25.5g酯,则该一元饱和羧酸的结构简式是 ()A.HCOOH B.CH3COOHC.C2H5COOH D.C3H7COOH【解析】选B。15g醇的物质的量为=0.25mol,设该羧酸的摩尔质量为xg·mol-1。则有:15+0.25x-18×0.25=25.5,x=60。二、非选择题(本题包括2小题,共30分)9.(15分)(2024·温州高二检测)化合物A的结构简式为。(1)该化合物不行能具有的性质是________。

①能与钠反应②遇FeCl3溶液显紫色③与碳酸盐反应产生二氧化碳气体④既能与羧酸反应又能与醇反应⑤能发生消去反应(2)芳香酯B与A互为同分异构体,能使FeCl3溶液显紫色,且苯环上两个取代基在对位上,试写出B的全部同分异构体的结构简式:__。

【解析】(1)该化合物中不含酚羟基,遇FeCl3溶液不显紫色,②错;该化合物中与羟基相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,⑤错。(2)芳香酯B与A互为同分异构体,能使FeCl3溶液显紫色,说明B中含有酚羟基;据苯环上两个取代基在对位上,先写出去掉酯基余下的各种可能的碳链结构,该题目中只有一种状况,然后将正向“—COO—”、反向“—OOC—”分别插入C—C键中,再将酯基以反向“—OOC—”插入C—H键中,得到三种符合条件的酯的同分异构体。答案:(1)②⑤(2)、、10.(15分)(2024·南京高二检测)已知2RCH2CHO水杨酸酯E为紫外线汲取剂,可用于配制防晒霜。E的一种合成路途如下:请回答下列问题:(1)饱和一元醇A中氧的质量分数约为21.6%,则A的分子式为________;结构分析显示A只有一个甲基,A的名称为________________。

(2)B能与新制的Cu(OH)2悬浊液发生反应,该反应的化学方程式为____________________________。

(3)C有________种结构(不考虑顺反异构);若一次取样,检验C中所含官能团,按运用的先后依次写出所用试剂:____________________________________。

(4)第③步的反应类型为__________;D所含官能团的名称为__________。

【解析】(1)利用一元醇A中氧元素的质量分数约为21.6%,Mr(一元醇)=≈74,则A的分子式为C4H10O;由A只有一个甲基得A的结构简式为CH3CH2CH2CH2OH,名称为1-丁醇(或正丁醇)。(3)依据信息可以得到,其消去产物可能为、。检验C时应考虑官能团的干扰,一般先检验—CHO,再检验。检验—CHO时可以选择银氨溶液[或新制Cu(OH)2悬浊液],但要留意,反应后的溶液呈碱性,干脆加溴水,无法验证肯定存在,因OH-与Br2反应也会使溴水褪色,故应先加盐酸酸化后再加入溴水。(4)由C的相对分子质量为126和D的相对分子质量为130可知C到D的反应类型为加成反应。答案:(1)C4H10O1-丁醇(或正丁醇)(2)CH3CH2CH2CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3CH2CH2COONa+Cu2O↓+3H2O(3)2银氨溶液、稀盐酸、溴水(或其他合理答案)(4)还原反应(或加成反应)羟基(20分钟30分)非选择题(本题包括2小题,共30分)11.(15分)(2024·廊坊高二检测)咖啡酸有止血功效,存在于多种中药中,其结构简式如图所示。(1)写出咖啡酸中两种含氧官能团的名称:______________。

(2)依据咖啡酸的结构简式,列举3种咖啡酸可以发生的反应类型:__________________________。

(3)蜂胶的分子式为C17H16O4,在肯定条件下可水解生成咖啡酸和一种醇A,则醇A的分子式为____________________。

(4)已知醇A含有苯环,且分子结构中无甲基,写出醇A在肯定条件下与乙酸反应的化学方程式:

__。

【解析】(1)咖啡酸分子中的两种含氧官能团是羧酸和(酚)羟基。(2)咖啡酸分子中含有碳碳双键,可发生加成反应、加聚反应、氧化反应等,其中与氢气的加成反应又属于还原反应;酚类物质可与溴水发生取代反应;含有羧基,可发生中和反应、酯化反应(取代反应)。(3)依据咖啡酸的结构简式可知其分子式为C9H8O4。依据C17H16O4+H2OC9H8O4+A可知,A的分子式为C8H10O。(4)A的分子式为C8H10O,含有苯环且其分子结构中无甲基,则A的结构简式为。答案:(1)羧基、(酚)羟基(2)加成反应、酯化反应、加聚反应、氧化反应、还原反应等(任写3种,合理即可)(3)C8H10O(4)+H2O12.(15分)(2024·全国Ⅲ卷)苯基环丁烯酮(PCBO)是一种非常活泼的反应物,可利用它的开环反应合成一系列多官能团化合物。近期我国科学家报道用PCBO与醛或酮发生[4+2]环加成反应,合成了具有生物活性的多官能团化合物(E),部分合成路途如下:已知如下信息:回答下列问题:(1)A的化学名称是________________。

(2)B的结构简式为________________。

(3)由C生成D所用的试剂和反应条件为________________;该步反应中,若反应温度过高,C易发生脱羧反应,生成分子式为C8H8O2的副产物,该副产物的结构简式为____________。

(4)写出化合物E中含氧官能团的名称________________;E中手性碳(注:连有四个不同的原子或基团的碳)的个数为________________。

(5)M为C的一种同分异构体。已知:1molM与饱和碳酸氢钠溶液充分反应能放出2mol二氧化碳;M与酸性高锰酸钾溶液反应生成对苯二甲酸。M的结构简式为____________。

(6)对于,选用不同的取代基R′,在催化剂作用下与PCBO发生的[4+2]反应进行深化探讨,R′对产率的影响见下表:R′—CH3—C2H5—CH2CH2C6H产率/%918063请找出规律,并说明缘由

__。

【解析】(1)依据的结构特点可知该物质的名称为2-羟基苯甲醛;(2)依据A和C的结构特点,以及A→B与B→C的转化条件可知B为(3)由的结构改变可知,该反应为酯化反应,所以反应所用的试剂为浓硫酸与乙醇,反应条件为加热;依据副反应的特点为“脱羧”,而副产物分子式为C8H8O2,可知该副产物的结构简式为。(4)依据结构简式可知,E中含有的含氧官能团为酯基和羟基;其中手性碳原子有2个,即图中带*的碳原子。(5)C的分子式为C9H8O4,依据“1molM与饱和碳酸氢钠溶液充分反应能放出2mol二氧化碳”可知含有2个—COOH,“与酸性高锰酸钾溶液反应生成对苯二甲酸”可知其结构为。(6)依据表中数据可知取代基R′中碳原子数目越多,产率越低,可见缘由只可能是R′中碳原子数目增多,体积增大,则空间位阻增大。答案:(1)2-羟基苯甲醛(或水杨醛)(2)(3)乙醇、浓硫酸/加热(4)羟基、酯基2(5)(6)随着R′体积增大,产率降低;缘由是R′体积增大,位阻增大【学问拓展】有机反应存在着空间位阻效应又称立体效应,空间位阻效应主要指分子中某些原子或基团彼此接近而引起的空间阻碍作用。如酶反应中空间位阻会降低其催化活性。一般而言空间位阻与基团体积大小有关,体积越大,位阻越大。【补偿训练】1.下图中A、B、C、D、E、F、G均为有机化合物。依据上图回答问题:(1)D、F的化学名称是__________、__________。

(2)写出下列反应的化学方程式,并注明反应类型。②________________,______________;

④________________,______________。

(3)A的结构简式是______________,1molA与足量的NaOH溶液反应会消耗__________molNaOH。

【解析】本题为一道有机综合题,着重考查有机物的结构与性质。由反应②的反应条件及产物E的结构可知B为;由反应④易知D为乙醇,再结合反应③的反应条件及产物F的组成知C为乙酸,明显B、C、D三者是有机物A水解、酸化的产物。A(C13H16O4)的结构简式为。由于含有2个酯基,故消耗2mol(NaOH)。答案:(1)乙醇乙酸乙酯(2)②+H2O酯化反应(或取代反应)④CH3CH2OHCH2CH2↑+H2O消去反应(3)22.尼泊金甲酯是苯的含氧衍生物,在化妆品中可作防腐剂。回答下列问题:(1)尼泊金甲酯的结构简式为,写出尼泊金甲酯与NaOH溶液反应的化学方程式(有机物写结构简式):______________________________________。

(2)尼泊金甲酯的一种同分异构体A,满意以下条件:①含有苯环,②含有碳碳双键,③苯环上一氯取代物只有一种。写出A的可能的结构简式:__________________________________________。

(3)尼泊金甲酯的另一种同分异构体B,其苯环上的取代基彼此相间,有如下转化关系:CBDEF紫色已知C的分子式为C8H7O3Na,F的分子式C8H6O3。填写下列空白:①B中的官能团名称是__________,E→F的反应类型为________;

②F的结构简式为______________;

③写出E与乙醇反应的化学方程式(有机物写结构简式,并注明反应条件):

__。

【解析】(1)尼泊金甲酯分子中的酚羟基、酯基均能与NaOH反应。(2)由题意可知,A分子中含有1个苯环、1个碳碳双键和3个羟基,由于羟基与碳碳双键干脆相连很不稳定,易转化为醛基或羰基,故3个羟基均连在苯环上