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【基础知识】常见有机物的性质
考点七 羧酸 酯
【必备知识】
1、羧酸、酯的结构特点
物质 羧酸 酯
结构通式 R(H)—COOH
2、几种重要的羧酸
物质 结构 性质特点或用途
甲酸(蚁酸) 酸性,还原性(醛基)
乙酸 无色、有强烈刺激性气味的液体,能与水互溶,具有酸
CHCOOH
3
(冰醋酸) 性
乙二酸
酸性,还原性(+3价碳)
(草酸)
苯甲酸
它的钠盐或钾盐常作食品防腐剂
(安息香酸)
RCOOH
高级脂肪酸 饱和高级脂肪酸,常温呈固态;
(R为碳原子数较多的烃基)
油酸:C H COOH,不饱和高级脂肪酸,常温呈液态
17 33
3、羧酸的化学性质例1、1 mol 分别与足量的Na、NaOH、NaHCO 反应消耗三种物质的物质的量之比
3
为多少?写出 与NaOH反应的化学方程式。
例2、按要求书写酯化反应的化学方程式:
(1)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应,如乙酸与乙二醇以物质的量之比为1∶1酯化
________________________________________________________________________。
(2)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如乙二酸与乙醇以物质的量之比为1∶2酯化
________________________________________________________________________。
(3)多元羧酸与多元醇之间的酯化反应,如乙二酸与乙二醇酯化
①生成环酯:______________________________________________________________。
②生成高聚酯:nHOOC—COOH+nHOCH CHOH_______________________。
2 2
(4)羟基酸自身的酯化反应,如 自身酯化
①生成环酯:_________________________________________________________________。
②生成高聚酯:______________________________________________________________。
【答案】 (1)CHCOOH+HOCHCHOHCHCOOCHCHOH+HO
3 2 2 3 2 2 2
(2)HOOC—COOH+2CHCHOHCHCHOOC—COOCHCH+2HO
3 2 3 2 2 3 2
(3)① + +2HO
2
② +(2n-1)HO
2
(4)①
② +(n-1)HO
2
4、酯的通性
(1)物理性质酯的密度一般小于水,易溶于有机溶剂;酯可用作溶剂,也可用作制备饮料和糖果的香料;低级酯通常有
芳香气味。
(2)化学性质——水解反应(取代反应)
酯在酸性或碱性环境下,均可以与水发生水解反应。如乙酸乙酯的水解:
①酸性条件下水解:CHCOOC H+HOCHCOOH+C HOH(可逆)。
3 2 5 2 3 2 5
②碱性条件下水解:CHCOOC H+NaOH――→CHCOONa+C HOH(进行彻底)。
3 2 5 3 2 5
例3、分别写出ClCH COOH 、 、 与NaOH反应的方程式。
2
5、判断下列指定分子式和条件的各种同分异构体的数目(基元法、加减法的使用)
分子式 C HO C H O C HO(芳香族)
4 8 2 5 10 2 8 8 2
(1)属于羧酸的种类数
(2)属于酯的种类数
(3)属于酯,水解后的酸和醇(或酚)重新组合
后生成的酯的种类数
(4)属于醛,同时能与钠反应放出氢气
【答案】 (1)2 4 4 (2)4 9 6 (3)12 40 18 (4)5 12 17
【易错辨析】
1、丙烯酸(CH===CHCOOH)和油酸(C H COOH)互为同系物。( )
2 17 33
2、甲酸能发生银镜反应,能与新制的氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀( )
3、酯化反应和酯的水解反应都属于取代反应( )
4、可以用NaOH溶液来除去乙酸乙酯中的乙酸( )
5、1 mol酚酯基水解时,最多可消耗2 mol NaOH( )
6、C HO 的同分异构体的类型有羧酸、酯、羟基醛等( )
4 8 2
7、制备乙酸乙酯时,向浓HSO 中缓慢加入乙醇和冰醋酸( )
2 4
8、在酸性条件下,CHCO18OC H 的水解产物是CHCO18OH和C HOH。( )
3 2 5 3 2 5
【答案】 1.× 2.√ 3.√ 4.× 5.√ 6.√ 7.× 8.×
【关键能力】
1、一定量的某有机物和足量Na反应得到V L氢气,取另一份等物质的量的同种有机物和足量NaHCO 反
a 3
应得V L二氧化碳,若在同温同压下V=V≠0,则该有机物可能是( )
b a b
①CHCH(OH)COOH ② HOOC—COOH ③ CHCHCOOH ④ HOOCCH CH(OH)CH COOH
3 3 2 2 2⑤CHCH(OH)CH OH
3 2
A.② B.②③④ C.④ D.①
【答案】 D
【解析】 解答本题时注意以下两点:①1 mol —OH或1 mol —COOH与足量金属钠反应分别放出0.5
mol H;②醇羟基不与NaHCO 反应,1 mol —COOH与足量NaHCO 反应放出1 mol CO 。
2 3 3 2
2、紫花前胡醇 可从中药材当归和白芷中提取得到,能提高人体免疫力。有关该化合
物,下列叙述错误的是( )
A.分子式为C H O B.不能使酸性重铬酸钾溶液变色
14 14 4
C.能够发生水解反应 D.能够发生消去反应生成双键
【答案】B
3、(2021·广东,5)昆虫信息素是昆虫之间传递信号的化学物质。人工合成信息素可用于诱捕害虫、测报虫
情等。一种信息素的分子结构简式如图所示,关于该化合物说法不正确的是( )
A.属于烷烃 B.可发生水解反应
C.可发生加聚反应 D.具有一定的挥发性
【答案】 A
【解析】 根据结构简式可知,分子中含C、H、O三种元素,含碳碳双键和酯基,不属于烷烃,A错误;
分子中含酯基,在酸性条件或碱性条件下可发生水解反应,B正确;分子中含碳碳双键,可发生加聚反应,
C正确;该信息素可用于诱捕害虫、测报虫情,可推测该有机物具有一定的挥发性,D正确。4、(2021·湖南,4)己二酸是一种重要的化工原料,科学家在现有工业路线基础上,提出了一条“绿色”合
成路线如下,下列说法正确的是( )
A.苯与溴水混合,充分振荡后静置,下层溶液呈橙红色 B.环己醇与乙醇互为同系物
C.己二酸与NaHCO 溶液反应有CO 生成 D.环己烷分子中所有碳原子共平面
3 2
【答案】 C
【解析】 苯的密度比水小,苯与溴水混合,充分振荡后静置,有机层在上层,应是上层溶液呈橙红色,
故A错误;环己醇含有六元碳环,和乙醇结构不相似,分子组成也不相差若干个 CH 原子团,不互为同系
2
物,故B错误;己二酸分子中含有羧基,能与NaHCO 溶液反应生成CO ,故C正确;环己烷分子中的碳
3 2
原子均为饱和碳原子,与每个碳原子直接相连的4个原子形成四面体结构,因此所有碳原子不可能共平面,
故D错误。
5、(2021·全国乙卷)一种活性物质的结构简式为 ,下列有关该物质的叙述正确的是(
)
A.能发生取代反应,不能发生加成反应 B.既是乙醇的同系物,也是乙酸的同系物
C.与 互为同分异构体 D.1 mol该物质与碳酸钠反应得44 g CO
2
【答案】 C
【解析】 该物质含有羟基、羧基、碳碳双键,能发生取代反应和加成反应,故A错误;该物质与乙醇、
乙酸结构不相似,故B错误;二者的分子式均为C H O ,分子式相同,结构不同,故C正确;该物质含
10 18 3
有一个羧基,1 mol该物质与碳酸钠反应,生成0.5 mol二氧化碳,质量为22 g,故D错误。
6、阿司匹林(Aspirin,乙酰水杨酸)具有解热止痛,抑制血小板凝聚,防止血栓形成的功效,是家庭中常备
药品。水杨酸与乙酸酐反应制取阿司匹林的原理如图。下列有关说法错误的是( )
A.水杨酸分子中所有原子可能共面
B.水杨酸的同分异构体中,属于苯环上二元取代物的还有5种(不考虑过氧键)
C.乙酰水杨酸在一定条件下能发生加成、水解、酯化等反应
D.分离乙酰水杨酸和乙酸可以加入饱和Na CO 溶液后分液
2 3
【答案】D
7、科学家利用吡啶-吡啶酮催化剂实现脂肪羧酸催化脱氢制备α、β-不饱和羧酸。例如:下列说法正确的是( )
A.上述转化反应属于加成反应
B.上述三种有机物所含官能团完全相同
C.肉桂酸和异肉桂酸都能使酸性KMnO 溶液褪色
4
D.肉桂酸、异肉桂酸分子中所有原子不可能共平面
【答案】 C
【解析】 上述转化反应属于消去反应,故A错误;反应物中只有羧基,生成物中有羧基和碳碳双键,故
B错误;肉桂酸和异肉桂酸都含有碳碳双键,都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C正确;苯环和碳碳双键、
羧基均具有平面结构,单键可旋转,因此肉桂酸、异肉桂酸分子中所有原子有可能共平面,故D错误。
8、(2020浙江7月)有关 的说法正确的是( )
A.可以与氢气发生加成反应 B.不会使溴水褪色
C.只含二种官能团 D. 该物质与足量 溶液反应,最多可消耗
【答案】A
9、(2021·河北,12改编)番木鳖酸具有一定的抗炎、抗菌活性,结构简式如图。下列说法错误的是( )
A.1 mol该物质与足量饱和NaHCO 溶液反应,可放出22.4 L(标准状况)CO
3 2
B.一定量的该物质分别与足量Na、NaOH反应,消耗二者物质的量之比为6∶1
C.1 mol该物质最多可与2 mol H 发生加成反应
2
D.该物质可被酸性KMnO 溶液氧化
4
【答案】 C
10、有机物A、B的分子式均为C H O,均能发生如下转化:
11 12 5已知:
①A、B、C、D均能与NaHCO 反应;
3
②只有A、D能与FeCl 溶液发生显色反应,A中苯环上的一溴代物只有两种;
3
③F能使溴水褪色且不含有甲基;
④H能发生银镜反应。
根据题意回答下列问题:
(1)反应③的反应类型是________________;反应⑥的条件是______________________。
(2)写出F的结构简式:______________________________________________________;
D中含氧官能团的名称是____________________________________________________。
(3)E是C的缩聚产物,写出反应②的化学方程式:_____________________________________。
(4)D在一定条件下反应形成高聚物的化学方程式:__________________________________。
(5)C→G的化学方程式:_________________________________________________________________。
【答案】 (1)消去反应 Cu,O、加热
2
(2)CH ==CHCHCOOH 酚羟基和羧基
2 2
(3)nHOCH CHCHCOOH +(n-1)H O
2 2 2 2
(4) +(n-1)H O
2
(5)2HOCHCHCHCOOH
2 2 2
11、苯丙酸乙酯H( )是一种重要的化工产品,常用作医药中间体,实验室制备苯丙酸乙酯的
合成路线如下:已知:RCl――→RCN―――→RCOOH(R表示烃基)
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________________,B中官能团的名称为____________________。
(2)反应②的反应类型为________________,C的结构简式为___________________。
(3)反应④的化学方程式为_________________________________________________。
(4)写出一种同时满足下列条件的D的同分异构体的结构简式:________________。
ⅰ.苯环上含3个取代基
ⅱ.既能发生银镜反应,又能发生水解反应
ⅲ.核磁共振氢谱有4组吸收峰,峰面积之比为6∶2∶1∶1
(5)参照上述合成路线及信息写出以乙烯为原料制备丁二酸(HOOCCH CHCOOH)的合成路线(无机试剂任
2 2
选)。
【答案】 (1)苯乙烯 碳氯键 (2)取代反应
(3) +HOCH CH +HO (4) (或 )
2 3 2
(5)CH ==CH ――→ClCH CHCl――→NCCH CHCN――→HOOCCH CHCOOH
2 2 2 2 2 2 2 2
【解析】 根据D的结构简式及已知信息得C为 ,B为 ;烃A和HCl发生加成反应
生成B,则A为 。(4)依据限制条件ⅰ.苯环上含3个取代基;ⅱ.既能发生银镜反应,又能
发生水解反应,说明分子中含有甲酸形成的酯基;ⅲ.核磁共振氢谱有4组吸收峰,峰面积之比为6∶2∶1∶1,
说明存在对称结构且含有2个甲基。(5)乙烯和氯气发生加成反应生成ClCH CHCl,ClCH CHCl和NaCN
2 2 2 2
发生取代反应生成NCCH CHCN,NCCH CHCN在酸性条件下水解生成HOOCCH CHCOOH。
2 2 2 2 2 2
(2)金属钠与羟基、羧基都能发生反应生成氢气。(3)由转化关系可知,a只与羧基反应,不能与羟基反应,
则a可以是NaOH、NaHCO 或NaCO ,b与醇羟基发生反应,则加入的物质b是金属Na;羧酸的酸性比
3 2 3
碳酸强,所以碳酸钠能与羧酸反应,不与醇反应。(4)乳酸分子中含有羧基,可以与乙醇发生酯化反应生成
酯和水,该反应也属于取代反应。(5)因为乳酸中含有羟基和羧基两种官能团,两分子乳酸可以发生分子间
的酯化反应生成具有六元环状结构的物质: 。