2025届高考化学一轮复习第13章有机化学基础第41讲醛羧酸酯教学案新人教版

PAGE17-第41讲醛羧酸酯1.醛(1)醛的组成与结构醛是由eq\o(□,\s\up1(01))烃基或氢原子与eq\o(□,\s\up1(02))醛基相连而构成的化合物，可表示为R—CHO。官能团为eq\o(□,\s\up1(03))醛基，饱和一元醛的通式为eq\o(□,\s\up1(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\up1(05))无色eq\o(□,\s\up1(06))刺激性气味eq\o(□,\s\up1(07))气体—eq\o(□,\s\up1(08))易溶于水乙醛(CH3CHO)eq\o(□,\s\up1(09))无色eq\o(□,\s\up1(10))刺激性气味eq\o(□,\s\up1(11))液体比水小eq\o(□,\s\up1(12))与水、乙醇互溶(3)化学性质(以乙醛为例)醇eq\o(,\s\up7(氧化),\s\do5(还原))醛eq\o(→,\s\up7(氧化))羧酸(4)在生产、生活中的作用和影响①35%～40%的甲醛水溶液称为eq\o(□,\s\up1(18))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\up1(19))甲醛，对环境和人体健康影响很大，是室内主要污染物之一。2．羧酸(1)概念：由eq\o(□,\s\up1(01))烃基或氢原子与eq\o(□,\s\up1(02))羧基相连构成的有机化合物，可表示为R—COOH，官能团为eq\o(□,\s\up1(03))—COOH，饱和一元羧酸的通式为eq\o(□,\s\up1(04))CnH2nO2(n≥1)。(2)分类eq\o(\s\up7(羧),\s\do5(酸))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al\co1(按烃基,不同分)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(脂肪酸：如乙酸、硬脂酸\o(□,\s\up1(05))C17H35COOH、,油酸\o(□,\s\up1(06))C17H33COOH,芳香酸：如苯甲酸)),\a\vs4\al\co1(按羧基,数目分)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(一元羧酸：如甲酸HCOOH、乙酸、硬脂酸,二元羧酸：如乙二酸HOOC—COOH,多元羧酸))))(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\up1(07))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\up1(08))羟基，醇脱eq\o(□,\s\up1(09))氢。CH3COOH和CH3CH218OH发生酯化反应的化学方程式为：CH3COOH＋C2H518OHeq\o(,\s\up7(浓H2SO4),\s\do5(△))eq\o(□,\s\up1(10))CH3CO18OCH2CH3＋H2O。(4)几种重要的羧酸①甲酸：俗名蚁酸，是最简洁的饱和一元羧酸。结构：既有eq\o(□,\s\up1(11))羧基，又有eq\o(□,\s\up1(12))醛基，具有羧酸与醛的性质。银镜反应：HCOOH＋2Ag(NH3)2OHeq\o(→,\s\up7(△))(NH4)2CO3＋2Ag↓＋2NH3＋H2O②乙二酸：，俗名eq\o(□,\s\up1(13))草酸，可用来洗去钢笔水的墨迹。3．酯(1)结构：羧酸酯的官能团“eq\o(□,\s\up1(01))”，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\up1(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\up1(08))催化作用，碱除起eq\o(□,\s\up1(09))催化作用外，还能中和水解生成的酸，使水解程度增大。1.推断正误，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)完全燃烧等物质的量的乙醛和乙酸乙酯，消耗O2的质量相等。(×)错因：1_mol的乙醛(C2H4O)与乙酸乙酯(C4H8O2)完全燃烧，分别消耗O2_2.5_mol、5_mol。(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，是一元酸。(5)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。(6)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。2．教材改编题(据人教选修五P59T2)某有机物的结构简式为，下列对其化学性质的推断中，不正确的是()A．能被新制Cu(OH)2悬浊液氧化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D解析该有机物分子中含有“”和“—CHO”，故A、B、C正确，1mol该有机物能与2molH2发生加成反应生成，D错误。考点一醛的结构与性质、醛基的检验[解析](1)①甲中的醇羟基和乙中的醛基均能使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以用酸性高锰酸钾溶液检验甲和乙中含有碳碳双键不行行。②甲的同分异构体，苯环上有两个不同的取代基；能与Br2的CCl4溶液发生加成反应，说明结构中有碳碳双键；遇FeCl3溶液呈现紫色，说明结构中有酚羟基，则可以是、、，或写成邻位、间位的取代关系。(2)步骤Ⅰ是双键变单键的过程，所以该反应为加成反应；R—CH2OH能在铜作催化剂、加热的条件下与氧气反应生成醛，则Y是，因为在羟基氧化到醛基的过程中，碳碳双键也简洁被氧化，所以设计步骤Ⅰ的目的是爱护碳碳双键，防止被氧化。(3)乙中有1个苯环、1个碳碳双键和1个醛基，它们都可以和氢气发生加成反应，所以1mol乙最多可以和5mol氢气发生加成反应。[答案](1)①不行行②(或其他合理答案)(2)加成反应爱护碳碳双键，防止被氧化(3)5(4)＋2Ag(NH3)2OHeq\o(→,\s\up7(△))＋2Ag↓＋3NH3＋H2O1．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：在干净的试管中加入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．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。5．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必需新制，因为新制的Cu(OH)2颗粒小，接触面积大，反应性能好。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D解析含—CHO，能使溴水褪色，发生氧化反应，A正确；含—CHO，能与新制Cu(OH)2悬浊液反应，发生氧化反应，B正确；含—CHO，与足量的氢气反应生成1­丙醇，发生加成反应，C正确；含—CHO，能发生银镜反应，D错误。2．(2024·全国卷Ⅰ改编)化合物H是一种有机光电材料中间体。试验室由芳香化合物A制备H的一种合成路途如下：已知：①RCHO＋CH3CHOeq\o(→,\s\up7(NaOH/H2O),\s\do5(△))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、。3写出由B生成C的第1步反应的化学方程式____________________________________________________________________。答案1苯甲醛2加成反应取代反应解析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由合成路途可知，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。考点二羧酸、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依据题中限定条件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。[答案]1羧基、氯原子2C9H10O33加成反应酯化反应或取代反应4(6)CH2=CHCOOHeq\o(→,\s\up7(HCl))CH3CHClCOOHeq\o(→,\s\up7(NaOH溶液),\s\do5(△))CH3CHOHCOONaeq\o(→,\s\up7(H＋))CH3CHOHCOOHeq\o(→,\s\up7(浓硫酸、△))1．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分酯化反应酯的水解反应反应化学方程式CH3COOH＋CH3CH2OHeq\o(,\s\up7(酯化),\s\do5(水解))CH3COOCH2CH3＋H2O催化剂浓硫酸稀酸或碱液(NaOH溶液)催化剂的其他作用吸水，提高乙酸和乙醇的转化率NaOH中和酯水解产生的乙酸，提高酯的水解率断键位置最佳加热方式酒精灯外焰加热热水浴加热反应类型酯化反应(取代反应)水解反应(取代反应)3．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．C14H18O5 B．C14H16O4C．C16H22O5 D．C16H20O5答案A解析1mol羧酸酯水解生成1mol羧酸和2mol乙醇，说明1mol羧酸酯中含有2mol酯基。该水解过程可表示为C18H26O5＋2H2O→羧酸＋2C2H5OH，由原子守恒知，该羧酸的分子式为C14H18O5，A正确。4．(2024·全国卷Ⅰ节选)化合物W可用作高分子膨胀剂，一种合成路途如下：回答下列问题：(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)：______________________________。答案(2)取代反应(3)乙醇/浓硫酸、加热(4)C12H18O3(6)、解析(2)反应②中氯原子被—CN取代，属于取代反应。(3)反应④是酯化反应。(6)属于酯类，说明含有酯基。核磁共振氢谱为两组峰，峰面积比为1∶1，说明氢原子分为两类，各是6个。建议用时：40分钟满分：100分一、选择题(每题7分，共49分)1．有机物A是合成二氢荆芥内酯的重要原料，其结构简式为，下列检验A中官能团的试剂和依次正确的是()A．先加酸性高锰酸钾溶液，后加银氨溶液，微热B．先加溴水，后加酸性高锰酸钾溶液C．先加银氨溶液，微热，再加入溴水D．先加入新制氢氧化铜，加热至沸，酸化后再加溴水答案D解析A中先加酸性高锰酸钾溶液，醛基和碳碳双键均被氧化，B中先加溴水，醛基被氧化、碳碳双键发生加成反应，A、B错误；C中若先加银氨溶液，可检验醛基，但考虑到银氨溶液显碱性，若不酸化干脆加溴水，则无法确定A中是否含有碳碳双键。2．(2024·贵州重点中学高考教学质量测评)已知咖啡酸的结构如图所示。关于咖啡酸的描述不正确的是()A．分子式为C9H8O4B．能发生氧化反应、取代反应、加成反应和加聚反应C．1mol咖啡酸最多可与4mol氢气发生加成反应D．1mol咖啡酸与足量NaHCO3溶液反应可生成3molCO2气体答案D解析依据结构简式可知，分子式为C9H8O4，A正确；含碳碳双键与Br2、H2发生加成反应，含酚羟基，酚羟基的邻对位与溴水发生取代反应，含—COOH可发生酯化反应，羟基及碳碳双键均能发生氧化反应，碳碳双键可发生加聚反应，B正确；苯环、双键与氢气发生加成反应，则1mol咖啡酸最多可与4mol氢气发生加成反应，C正确；酚羟基与碳酸氢钠不反应，1mol咖啡酸与足量NaHCO3溶液反应可生成1molCO2气体，D不正确。3．(2024·湖南五市十校联考)乙酸橙花酯是一种食用香料，其结构简式如图所示，关于该有机物的下列叙述中正确的是()①分子式为C12H20O2②能使酸性KMnO4溶液褪色③能发生加成反应，但不能发生取代反应④它的同分异构体可能有芳香族化合物，且属于芳香族化合物的同分异构体有8种⑤1mol该有机物水解时只能消耗1molNaOH⑥1mol该有机物在肯定条件下和H2反应，共消耗H23molA．①②③ B．①②⑤C．①②⑤⑥ D．①②④⑤答案B解析从乙酸橙花酯结构看乙酸橙花酯含12个碳原子，有3个双键，故氢原子数目为12×2＋2－6＝20，故分子式为C12H20O2，①正确；分子中碳碳双键能够使酸性高锰酸钾溶液褪色，②正确；乙酸橙花酯能够发生水解反应以及分子中含有若干个饱和碳原子，能够发生取代反应，③错误；从碳、氢原子数差异看，不行能存在苯环结构(芳香族化合物氢原子数至少比烷烃少8个氢原子)，④错误；分子中只有一个酯基可以消耗NaOH，⑤正确；酯基中的碳氧双键不能与氢气发生加成反应，1mol该有机物最多消耗2molH2，⑥错误。4．分子式为C8H16O2的酯A，能在酸性条件下水解生成B和C，且B在肯定条件下能氧化成D。D与C互为同分异构体。则有机物A可能的结构有()A．4种 B．3种C．2种 D．1种答案C解析A(C8H16O2)为酯类物质，A水解生成的B氧化得到D，B为醇，C为羧酸，C与D是同分异构体，所以D也为羧酸，B中有—CH2OH结构，依据A的分子式，B、C中都含有四个碳原子，C有两种：CH3CH2CH2COOH、CH3CH(CH3)COOH，B有2种：CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH(CH3)CH2OH，则A的结构可能为CH3CH2CH2COOCH2CH(CH3)CH3、CH3CH(CH3)COOCH2CH2CH2CH3共有2种。5．已知某有机物的分子式为C3HaOb(a、b均是不为0的正整数)，关于C3HaOb的下列说法正确的是()A．当a＝8时，该物质有可能发生加成反应B．无论b为多少，a都不行能为奇数C．当a＝6、b＝2时，该物质不行能含有两种官能团D．1个C3HaOb可能含有3个醛基答案B解析当a＝8时，该物质为饱和烃的含氧衍生物，不行能发生加成反应，A错误；烃分子或烃的含氧衍生物分子中，氢原子数目肯定为偶数，B正确；当a＝6、b＝2时，该物质可能含—CHO、—OH两种官能团，C错误；醛基只能在端基碳上，故C3HaOb最多含2个醛基，D错误。6．某有机物Q的分子式为C4H8O2，下列有关分析正确的是()A．若Q在稀硫酸催化下加热进行反应能生成两种有机物，则Q的结构有4种B．若Q与NaHCO3溶液反应有气体生成，则Q的结构有4种C．若Q可发生银镜反应，则Q的结构有5种D．若Q有特别香味且不溶于水，则Q的结构有3种答案A解析当Q在稀硫酸催化下加热进行反应能生成两种有机物或Q有特别香味且不溶于水时，均说明Q是酯类物质，有4种结构，分别为HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、CH3COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3，A正确，D错误；若Q与NaHCO3溶液反应产生气体说明它是羧酸，有2种结构：CH3CH2CH2COOH、(CH3)2CHCOOH，B错误；若Q可发生银镜反应，则Q分子中含有甲酸酯基或醛基，若Q分子中含有甲酸酯基，则Q有HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)22种结构，若Q分子中含有醛基，分子式中含有2个氧原子，另一个氧原子可能是羟基或醚键，当另一个氧原子是醚键时，有五种结构：CH3CH2CH2OCHO、CH3CH2OCH2CHO、CH3OCH2CH2CHO、、；当另一个氧原子是羟基时，则Q可视为C3H7—CHO分子中的—C3H7中的一个氢原子被—OH取代所得的产物，—C3H7有2种结构，即—CH2CH2CH3、—CH(CH3)2，分别有3种和2种等效氢原子，即Q分子中含有醛基时有10种结构，则符合题意的Q的结构共有12种，C错误。7．(2024·辽宁省铁岭质检)药用有机化合物A(C8H8O2)为一种无色液体。从A动身可发生如图所示的一系列反应。则下列说法正确的是()A．依据D和浓溴水反应生成白色沉淀可推知D为三溴苯酚B．G的同分异构体中属于酯类且能发生银镜反应的只有一种C．上述各物质中能发生水解反应的有A、B、D、GD．A的结构简式为答案D解析依据现象及化学式，推知E为乙酸，C为乙酸钠，进而推出A为乙酸苯酚酯，B为苯酚钠，D为苯酚，F为三溴苯酚。G的符合题意条件的同分异构体有HCOOCH2CH2CH3和HCOOCH(CH3)2两种，苯酚不能发生水解反应。二、非选择题(共51分)8．(2024·洛阳市高三联考)(17分)有机化合物A只含C、H、O三种元素，质谱分析测得其相对分子质量为162，核磁共振氢谱显示其分子中共有五种性质的氢，其峰面积之比为1∶2∶2∶2∶3，红外光谱显示A分子结构中有碳碳双键、酯基和苯环结构。其一种合成路途如图所示，回答下列问题：(1)依据题意写出A的结构简式：________。(2)写出反应类型：反应①、⑤分别属于________、________。(3)B与F均能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，F的结构简式为____________。写出反应⑥的化学方程式(注明必要的反应条件)：_____________________________________________________________________。(4)A是生产某新型工程塑料的基础原料之一，写出由A制备高分子化合物的化学方程式：_________________________________________________________________________________________。(5)已知G有多种芳香族同分异构体，其中符合下列条件的同分异构体共有________种。①能与稀硫酸及NaOH溶液反应②能发生银镜反应③分子中有一个甲基答案(1)(2)加成反应消去反应(3)(5)7解析依据题给信息可推出A为，反应①为C与溴的加成反应，D为，反应②为D的水解反应，E为，F为E发生消去反应的产物，F为(羟基与碳碳双键相连时不稳定)，G为E发生氧化反应的产物，G为，H为G发生氧化反应的产物，H为，结合A的结构简式及B能与溴发生加成反应，可推出B为。(5)依据能与稀硫酸及NaOH溶液反应，可知其同分异构体中含有酯基，依据能发生银镜反应，可知所含酯基为甲酸酯基，依据分子中只有1个甲基，可知该同分异构体苯环上可以连有①，②—CH2OOCH、—CH3，③HCOO—、—CH2CH3，②③中的两种基团在苯环上有邻、间、对三种位置关系，故总共有7种符合条件的同分异构体。9．(2024·安徽五校联盟高三质检)(17分)有机物M是一种食品香料，可以C4H10为原料通过如下路途合成：③C分子中的碳链上有支链，F没有支链；E为芳香族化合物且E、N都能发生银镜反应。请回答下列问题：(1)A、B均为一氯代烃，写出其中一种的名称(系统命名)____________；M中的含氧官能团名称为____________。(2)写出下列反应的反应类型：D＋G→M________。(3)F与新制Cu(OH)2/NaOH(aq)反应的化学方程式为__________________________________________。(4)M的结构简式为_____________________________________________________________________。(5)与G具有相同官能团的G的芳香类同分异构体有____________种。(6)参照上述合成路途，以苯乙烯()和乙醛为原料(无机试剂任选)，设计制备的合成路途：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)2­甲基­1­氯丙烷或2­甲基­2­氯丙烷酯基(2)酯化反应(或取代反应)(5)4解析(1)C4H10的结构简式可能为CH3CH2CH2CH3或，C4H10与氯气发生取代反应生成A和B，A和B分别发生消去反应只生成一种烯烃且C分子中碳链上有支链，则C4H10的结构简式为。的一氯代物的名称为2­甲基­1­氯丙烷、2­甲基­2­氯丙烷。(2)C为(CH3)2C=CH2，由信息①，可知D为(CH3)2CHCH2OH；E为芳香族化合物且E、N都能发生银镜反应，F分子中的碳链上没有支链，结合信息②和F的分子式，可知E为，N为CH3CHO，F为，G为。D含有羟基，G含有羧基，二者发生酯化反应，酯化反应也属于取代反应。(5)G为，与G含有相同官能团的G的芳香类同分异构体有、、、4种。(6)运用逆合成分析法，倒推中间产物，确定合成路途。结合信息②，可由苯乙醛和乙醛反应得到，苯乙醛可由苯乙醇氧化得到，而苯乙醇可由苯乙烯通过信息①的反应得到。10．(17分)有机物F的