高考化学考点羧酸 11页

考点51乙酸 羧酸 ‎1．复习重点 ‎1乙酸的结构及化学性质；‎ ‎2酯的水解反应；羧酸的简单分类及主要性质。‎ ‎2．难点聚焦 物理性质。‎ 一、乙酸 ‎1·分子结构 ‎2·物理性质：‎ 无色有强烈刺激性气味的液体、易凝结成冰一样的晶体、易溶于水和乙醇 ‎—COOH叫羧基，乙酸是由甲基和羧基组成。羧基是由羰基和羟基组成，这两个基团相互影响，结果不再是两个单独的官能团，而成为一个整体。羧基是乙酸的官能团。‎ ‎2．乙酸的酸性比碳酸强还是弱？‎ (1) 弱酸性：‎ 学生写出实验2、3反应方程式。‎ ‎【6-10】在试管中加入3mL乙醇、2mL冰醋酸，再慢慢加入40滴浓硫酸，加入少许碎瓷片；要注意小火加热。‎ 实验中可以观察到在Na2CO3表面有果香味的无色透明油状液体生成，它是乙酸乙酯，乙酸乙酯是另一类烃的衍生物即酯类。像这种酸跟醇作用生成酯和水的反应叫酯化反应。乙酸与乙醇的酯化反应是可逆的。‎ ‎(2) 酯化反应——取代反应 乙酸与乙醇反应时可能的脱水方式有几种？学生分析，写出(1)(2)。‎ 介绍同位素原子示踪法证明反应机理，强调(2)是正确的。‎ 根据实验6-10，回答下列问题：‎ ‎1.实验中为何要加入碎瓷片？‎ ‎2·导管为何不能伸入饱和碳酸钠溶液中？‎ ‎3·为何用饱和碳酸钠溶液来吸收乙酸乙酯？‎ 注：①浓硫酸的作用：催化剂、吸水剂。‎ ‎②反应过程:酸脱羟基、醇脱氢。‎ ‎③饱和碳酸钠溶液作用：中和乙酸，溶解乙醇，便于闻乙酸乙酯的气味；降低乙酸乙酯的溶解度，便于分层析出。‎ ‎④导气管不能伸入碳酸钠溶液中，防止加热不匀，液体倒吸。‎ 二、酯 ‎1·定义：羧酸和醇反应，脱水后生成的一类物质叫酯 ‎2·通式：RCOOR/‎ 根据乙酸与乙醇的反应现象，可以推断出酯的物理性质。‎ ‎3·物理性质：低级酯有芳香气味、密度比水小、难溶于水。‎ 酯化反应是可逆反应，请看下面实验。‎ ‎【6-11】‎ ‎4·水解反应：强调断键位置和反应条件。‎ RCOOR/ + NaOH→ RCOONa + R/OH 加碱为什么水解程度大？——中和酸，平衡右移。‎ 像乙酸一样，分子由烃基和羧基相连构成的有机物还很多，统称为羧酸，看课本P176 二、羧酸，了解羧酸的分类、性质和用途。‎ 三、羧酸 ‎1·定义 ‎2· 按羧基数目分：一元酸(如乙酸)、二元酸(如乙二酸又叫 草酸HOOC-COOH)和多元酸 ‎ 分 按烃基类别分：脂肪酸(如乙酸)、芳香酸(苯甲酸C6H5OH)‎ ‎ 按含C多少分： 低级脂肪酸（如丙酸）、‎ 类 高级脂肪酸（如硬脂酸C17H35COOH、‎ 软脂酸C15H31COOH、油酸C17H33COOH）‎ ‎3·饱和一元酸：烷基+一个羧基 ‎(1)通式：CnH2n+1COOH 或CnH2nO2、R—COOH (1) 性质：弱酸性、能发生酯化反应。‎ 酯的水解反应、羧酸的分类和主要性质。‎ ‎3．例题精讲 例1．有机物（1）CH2OH（CHOH）4CHO（2）CH3CH2CH2OH（3）CH2=CH—CH2OH ‎（4）CH2=CH—COOCH3（5）CH2=CH—COOH中，既能发生加成、酯化反应，又能发生氧化反应的是 （ ）‎ A．（3）（5） B．（1）（3）（5） C．（2）（4） D．（1）（3）‎ ‎[解析]根据有机物的结构决定性质，要能发生加成，结构中必须含有不饱和的官能团（如碳碳双键、三键、醛基等）；又要能发生酯化反应，结构中必须具有羟基或羧基。仔细辨认所给五种有机物所具有的官能团，有（1）、（3）、（5）满足条件。‎ ‎[答案] B 例2．一种含碳、氢、氧三种元素的有机化合物。已知：A中碳的质量分数为44.1%，氢的质量分数为8.82%；A只含有一种官能团，且每个碳原子上最多只连一个官能团：A能与乙酸发生酯化反应，但不能在两个相邻碳原子上发生消去反应。请填空：‎ ‎（1）A的分子式是，其结构简式是。‎ ‎（2）写出A与乙酸反应的化学方程式：。‎ ‎（3）写出所有满足下列3个条件的A的同分异构体的结构简式。①属直链化合物；②与A具有相同的官能团；③每个碳原子上最多只连一个官能团。这些同分异构体的结构简式是。‎ ‎[解析]首先根据各元素的质量分数求最简式，C：H：O=44.1%/12：8.82%/1：47.08%/16：1=5：12：4，由于氢原子已经到达饱和，所以最简式就是分子式。根据A的性质判断，A是醇，并且不能发生加成反应，则有一个碳原子上没有氢原子，所以A为。‎ ‎[答案]（1）C5H12O4‎ ‎（2）C(CH2OH)4＋4CH3COOHC(CH2OCCH3)4＋4H2O ‎（3）CH3CH2OH HOCH2CH2CH2OH HOCH2 CH2CH2OH 例3．(2004年梧州模拟题)已知 ‎ 乙烯酮与活泼的氢化物易发生加成反应，如与HCl的反应如下：‎ 从乙酸出发，可发生下图转化：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)上面转化图中，将每一类型反应的个数填入空格，取代反应________个，加成反应_________个，消去反应_________个。‎ ‎(2)C的结构简式为_______________，D的结构简式为________________。‎ ‎(3)C的同分异构体甚多，其中含1个—OH和四元环(由3个C、一个O构成)的环酯类化合物有_________种。‎ ‎(4)写出AD的化学方程式___________________________。‎ ‎70℃‎ 催化剂 解析：由题目所给信息及CH3—COOH A可知，A为乙烯酮，反应为：‎ 即B乙酸。其他反应分别为：‎ 由以上分析可知，取代反应有两个，加成反应有3个，消去反应为1个。由题意可知，所要求的C的同分异构体除一个—OH和四元环外，还有一个碳原子可以甲基或亚甲基形式存在，其结构分别为：‎ 答案：(1)2(1分) 3(1分) 1(1分)‎ ‎(3)6 ‎ 例4 通常情况下，多个羟基连在同一个碳原子上的分子结构是不稳定的，容易自动失水，生成碳氧双键的结构：‎ 下面是9个化合物的转变关系：‎ ‎（1）化合物①是__________，它跟氯气发生反应的条件A是__________。‎ ‎（2）化合物⑤跟⑦可在酸的催化下去水生成化合物⑨，⑨的结构简式是：_______‎ ‎；名称是______________________________________。‎ ‎（3）化合物⑨是重要的定香剂，香料工业上常用化合物⑧和②直接合成它。写出此反应的化学方程式。‎ ‎[解析]试题中的新信息和转化关系图给解题者设置了一个新的情景，但从其所涉及的知识内容来看，只不过是烃的衍生物中最基础的醇、醛、酸、酯的性质和质量守恒定律等知识内容。‎ 题给转化关系图虽不完整，但还是容易得出①是甲苯，②、③、④是甲苯中甲基上氢原子被氯取代后的产物，进而可推知②是C6H5CH2Cl、④C6H5CCl3、⑦是C6H5COOH。所以⑨是苯甲酸苯甲酯。苯甲酸的酸性比碳酸强，所以苯甲酸可以跟碳酸钠反应生成苯甲酸钠，反应②是：苯甲酸钠+苯甲醇→苯甲酸苯甲酯，根据质量守恒定律可得出该反应的另一种产物应该是氯化钠。答案为：‎ ‎（1）甲苯，光照。（2）C6H5COOCH2C6H5，苯甲酸苯甲酯。‎ ‎（3）‎ ‎4．实战演练 一、选择题（每小题5分，共45分） ‎1.（2003年春季高考理综题）下列各组物质中各有两组分，两组分各取1 mol，在足量氧气中燃烧，两者耗氧量不相同的是 A.乙烯和乙醇 B.乙炔和乙醛 C.乙烷和乙酸甲酯 D.乙醇和乙酸 ‎2.（2003年春季高考理综题）有机物甲的分子式为C9H18O2，在酸性条件下甲水解为乙和丙两种有机物，在相同的温度和压强下，同质量的乙和丙的蒸气所占体积相同，则甲的可能结构有 A.8种 B.14种 C.16种 D.18种 ‎3.A、B、C、D都是含C、H、O的单官能团化合物，A水解得B和C，B氧化可得到C或D，D氧化也可得到C。若M（X）表示X的摩尔质量，则下式中正确的是 A.M（A）＝M（B）＋M（C） B‎.2M（D）＝M（B）＋M（C） C.M（B）＜M（D）＜M（C） D.M（D）＜M（B）＜M（C）‎ ‎4.巴豆酸的结构简式为CH3—CH==CH—COOH，现有①氯化氢②溴水③纯碱溶液④2—丁醇⑤酸化的KMnO4溶液。试根据其结构特点判断在一定条件下能与巴豆酸反应的物质是 A.只有②④⑤ B.只有①③④ C.只有①②③④ D. ①②③④⑤‎ ‎5.某羧酸衍生物A，其化学式为C6H12O2，实验表明A和氢氧化钠溶液共热生成B和C，B和盐酸反应生成有机物D，C在铜催化和加热条件下氧化为E，其中D、E均不发生银镜反应。由此判断A的可能的结构有 A.6种 B.4种 C.3种 D.2种 ‎6.下列每项中各有三种物质，它们都能用分液漏斗分离的是 A.乙酸乙酯和水、酒精和水、苯酚和水 B.二溴乙烷和水、溴苯和水、硝基苯和水 C.甘油和水、乙醛和水、乙酸和乙醇 D.油酸和水、甲苯和水、己烷和水 ‎7.一定量的某有机物溶解于适量的NaOH溶液中，滴入酚酞试液呈现红色，煮沸5 min后溶液颜色变浅，再加入盐酸至酸性时，沉淀出白色晶体。取少量晶体放在FeCl3溶液中，溶液呈现紫色。该有机物可能是 ‎9.甲酸甲酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯组成的混合酯中，若氧元素的质量分数为30%‎ ‎，则氢元素的质量分数可能是 A.10% B.15% C.20% D.无法确定 二、非选择题(共55分) ‎10.(10分)某一元羧酸A，含碳的质量分数为50.0%，氢气、溴、溴化氢都可以跟A起加成反应。试求： ‎(1)A的分子式 ‎(2)A的结构简式 ‎(3)写出推算过程 ‎11.(10分)某种甜味剂A的甜度为蔗糖的200倍，由于它热值低，口感好，副作用小，已在90多个国家广泛使用。A的结构简式为： ‎ 已知：①在一定条件下，羧酸酯或羧酸与含—NH2的化合物反应可以生成酰胺，如 ‎②酯比酰胺易水解 请填写下列空白： ‎(1)在稀酸条件下加热，化合物A首先生成的水解产物是和。‎ ‎(2)在较浓酸和长时间加热条件下，化合物A可以水解生成、‎ 和。‎ ‎(3)化合物A分子内的官能团之间也可以发生反应，再生成一个酰胺键，产物是甲醇和。(填写结构简式，该分子中除苯环外，还含有一个6原子组成的环)‎ ‎12.(11分)某芳香族化合物A的分子式为C7H6O2，溶于NaHCO3水溶液，将此溶液加热，能用石蕊试纸检验出有酸性气体产生。‎ ‎(1)写出化合物A的结构简式。 ‎(2)依题意写出化学反应方程式。 ‎(3)A有几个属于芳香族化合物的同分异构体，写出它们的结构简式。‎ ‎13.(12分)酯B水解得乙醇和羧酸C，酯B的相对分子质量为146，又知羧酸C中氧元素质量分数为54.2%，取一定质量的羧酸C完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量之比为4∶3。求：‎ ‎(1)羧酸C中C、H、O原子个数之比为。‎ ‎(2)酯B的分子式。‎ ‎(3)酯B两种可能的结构简式、。‎ ‎14.（12分）某生产甲酸的工厂，其粗制品中常混有甲醇和苯酚。通过下面实验可提纯甲酸，也可测定粗产品中甲酸的质量分数，还可分离出副产品甲醇和苯酚。 实验步骤如图： 根据上图实验步骤写出各项： ‎（1）结构简式A；B。 ‎（2）粗产品中甲酸的质量分数的计算式为（方法一）；若又测知最后的产品甲酸的物质的量浓度为a mol·L－1，则粗产品中甲酸的质量分数的计算式为（方法二）。以上两种计算方法中方法较精确，而另一方法的结果较正确数值偏（填“高”或“低”），原因是。‎ ‎（3）晶体C的组成。‎ 附参考答案 一、1.D ‎2.解析：由题意知乙、丙的分子量相同，则乙、丙的分子式分别为C4H8O2（酸）、C5H12O（醇），丁酸有2种同分异构体，戊醇有8种同分异构体，它们形成的酯甲共有8×2=16种同分异构体。‎ 答案：C ‎3.D 4.D 5.D 6.BD 7.B ‎8.解析：酯化反应是羧酸脱—OH、醇脱—H生成醇和H2O 答案：A ‎9.A 二、10.(1)C3H4O2 (2) CH2==CH—COOH ‎(3)A为一元酸，所以A中有—COOH，A能与氢气、溴、溴化氢反应，所以分子中有碳碳不饱和键。含碳碳不饱和键的最简化合物是丙烯酸和丙炔酸。但只有丙烯酸含碳质量分数为50.0%，所以A为丙烯酸。 ‎11.(1)CH3OH ‎13.(1)2∶3∶2 (2)C4H6O4‎ ‎（2）×100% %；‎ 方法二 低 W g馏出物和苯酚中均含有水 ‎（3）HCOONa和Na2CO3‎