2018-2019版高中化學(xué) 專題4 烴的衍生物 第三單元 醛 羧酸 第2課時(shí)學(xué)案 蘇教版選修5.doc
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第2課時(shí) 羧 酸 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位] 1.知道羧酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及簡(jiǎn)單分類。2.能夠以乙酸為代表物,掌握羧酸的性質(zhì)及用途。3.掌握酯的水解反應(yīng)機(jī)理。 一、乙酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1.物理性質(zhì) 俗稱 顏色 氣味 狀態(tài) 熔沸點(diǎn) 揮發(fā)性 溶解性 醋酸(純凈的乙酸稱為冰醋酸) 無色 刺激性 液 低 易 易溶于水和有機(jī)溶劑 2.組成與結(jié)構(gòu) 分子式(化學(xué)式) 結(jié)構(gòu)式 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 官能團(tuán) (特征基團(tuán)) 比例模型 C2H4O2 CH3COOH 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式—COOH 名稱羧基 3.化學(xué)性質(zhì) (1)弱酸性 ①乙酸在水溶液里部分電離產(chǎn)生H+,電離方程式為CH3COOHCH3COO-+H+,從而使乙酸具有酸的通性。 ②乙酸的酸性強(qiáng)于碳酸,常見幾種物質(zhì)的酸性強(qiáng)弱順序:乙酸>碳酸>苯酚>HCO。 (2)酯化反應(yīng) ①乙酸與醇反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 ②羧酸與醇發(fā)生酯化反應(yīng)時(shí),酸脫羥基,醇脫氫;酯化反應(yīng)一般是可逆反應(yīng)。 ③乙酸與乙醇反應(yīng)時(shí),增大乙酸乙酯產(chǎn)率的方法:移去產(chǎn)物乙酸乙酯或增大乙醇的濃度。 1.制取乙酸乙酯實(shí)驗(yàn)中試劑的加入順序是先加乙醇,再加濃硫酸,后加冰醋酸。加熱時(shí)先小火加熱,使其充分反應(yīng),然后大火加熱蒸出產(chǎn)生的酯。將產(chǎn)生的乙酸乙酯通入飽和碳酸鈉溶液,分液得到較純凈的酯。 2.羧酸與酚、醇的羥基性質(zhì)比較 含羥基的物質(zhì) 比較項(xiàng)目 醇 酚 羧酸 羥基上氫原 子活潑性 在水溶液中電離 極難電離 微弱電離 部分電離 酸堿性 中性 很弱的酸性 弱酸性 與Na反應(yīng) 反應(yīng)放出H2 反應(yīng)放出H2 反應(yīng)放出H2 與NaOH反應(yīng) 不反應(yīng) 反應(yīng) 反應(yīng) 與NaHCO3反應(yīng) 不反應(yīng) 不反應(yīng) 反應(yīng)放出CO2 例1 已知在水溶液中存在平衡: 當(dāng)與CH3CH2OH發(fā)生酯化反應(yīng)時(shí),不可能生成的物質(zhì)是( ) C.H—18OH D.H2O 【考點(diǎn)】乙酸的酯化反應(yīng) 【題點(diǎn)】酸的酯化反應(yīng)原理及類型 答案 A 解析 乙酸在水溶液中存在平衡,那么根據(jù)酯化反應(yīng)的機(jī)理,酯化反應(yīng)生成的酯就可能有兩種:和,但絕不能生成A;生成水分子也有兩種:H—18OH和H2O。 例2 (2018鹽城東臺(tái)安豐中學(xué)檢測(cè))分子式為C9H10O2的芳香族化合物并且能與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)放出氣體的有機(jī)物有(不含立體異構(gòu))( ) A.6種 B.8種 C.12種 D.14種 答案 D 解析 該芳香族化合物能與NaHCO3發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生CO2,說明含有羧基—COOH,還有苯基C6H5—,取代基為正丙酸基時(shí),1種;取代基為異丙酸基,1種;取代基為羧基、—CH2—CH3,有鄰間對(duì)3種;取代基為乙酸基、—CH3,有鄰間對(duì)3種;取代基為—COOH、—CH3、—CH3,甲基為鄰位,2種;間位,3種;對(duì)位1種;符合條件的總共有14種。 【考點(diǎn)】羧酸的結(jié)構(gòu)與分類 【題點(diǎn)】羧酸的同分異構(gòu)現(xiàn)象 二、羧酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1.概念 羧酸是由烴基(或氫原子)與羧基相連構(gòu)成的有機(jī)化合物。 2.分類 現(xiàn)有下列幾種羧酸: ①乙酸:CH3COOH;②硬脂酸:C17H35COOH; ③苯甲酸:C6H5COOH;④油酸:C17H33COOH; ⑤乙二酸:HOOC—COOH。 (1)若按羧酸分子中烴基的結(jié)構(gòu)分類,上述物質(zhì)中的①②④⑤屬于脂肪酸,③屬于芳香酸。 (2)若按羧酸分子中羧基的數(shù)目分類,上述物質(zhì)中的①②③④屬于一元酸,⑤屬于二元酸。 3.化學(xué)性質(zhì) (1)酸性 羧酸都具有酸性,但分子中烴基不同,酸性也不同。對(duì)于飽和一元羧酸,隨著碳原子數(shù)增多,酸性逐漸減弱。 (2)酯化反應(yīng) 羧酸都可以發(fā)生酯化反應(yīng): 。 1.高級(jí)脂肪酸 在一元羧酸中,烴基中含有較多碳原子的脂肪酸叫高級(jí)脂肪酸。高級(jí)脂肪酸的酸性很弱,不能使指示劑變色,但能與堿反應(yīng)生成鹽和水。 2.甲酸 甲酸()又叫蟻酸,可看作分子中含有羧基和醛基兩種官能團(tuán),所以甲酸不僅有羧酸的通性,還兼有醛的性質(zhì)。 (1)甲酸是弱酸,但比乙酸酸性強(qiáng)。 (2)甲酸可以與醇發(fā)生酯化反應(yīng)。 (3)甲酸可以發(fā)生銀鏡反應(yīng),并在一定條件下能使氫氧化銅懸濁液還原為磚紅色的氧化亞銅沉淀。而甲酸中的醛基被氧化為羧基。 注意 甲酸、甲酸某酯(HCOOR)、甲酸鹽(如HCOONa)結(jié)構(gòu)中都有醛基,因此,它們?cè)谝欢ǖ臈l件下都可以與銀氨溶液和新制氫氧化銅懸濁液反應(yīng)。 例3 (2018溧水高級(jí)中學(xué)高二期末)咖啡酸具有較廣泛的抑菌作用,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。下列有關(guān)說法中正確的是( ) A.該物質(zhì)可以發(fā)生水解反應(yīng) B.可以用酸性高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)碳碳雙鍵 C.1 mol咖啡酸與足量鈉、碳酸氫鈉溶液反應(yīng),在相同條件下生成氣體的體積比為1∶2 D.1 mol咖啡酸可與4 mol Br2發(fā)生反應(yīng) 答案 D 解析 有機(jī)物含有羥基、碳碳雙鍵和羧基,都不能發(fā)生水解反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;含有酚羥基,可被高錳酸鉀氧化,不能鑒別碳碳雙鍵,B項(xiàng)錯(cuò)誤;含有2個(gè)羥基、1個(gè)羧基,其中羥基和羧基都可與鈉反應(yīng)生成氫氣,羧基與碳酸氫鈉反應(yīng),則在相同條件下生成氣體的體積比為3∶2,C項(xiàng)錯(cuò)誤;酚羥基鄰位、對(duì)位的氫原子可與溴發(fā)生取代反應(yīng),碳碳雙鍵與溴發(fā)生加成反應(yīng),則1 mol咖啡酸可與4 mol Br2發(fā)生反應(yīng),D項(xiàng)正確。 【考點(diǎn)】乙酸的酸性 【題點(diǎn)】不同—OH活潑性的比較 三、縮聚反應(yīng) 1.有機(jī)化合物分子間脫去小分子獲得高分子化合物的反應(yīng)稱為縮聚反應(yīng)。發(fā)生縮聚反應(yīng)時(shí),單體中應(yīng)含有多個(gè)官能團(tuán)。 2.對(duì)苯二甲酸與乙二醇發(fā)生酯化反應(yīng)可生成高分子化合物聚對(duì)苯二甲酸乙二酯和水,反應(yīng)方程式為 3.由乳酸()合成聚乳酸: 。 1.縮聚反應(yīng)常見類型 (1)聚酯類:—OH與—COOH間的縮聚。 +nH2O。 (2)聚酰胺類: nH2O。 (3)酚醛樹脂類: 2.由縮聚產(chǎn)物推斷單體的方法 (1)方法——“切割法”(以聚酯類為例): 斷開羰基和氧原子上的共價(jià)鍵,然后在羰基碳原子上連接羥基,在氧原子上連接氫原子。 (2)實(shí)例: 縮聚物 方法 單體 對(duì)苯二甲酸 乙二醇 例4 (2017泰州姜堰高二期中)根據(jù)下列高分子化合物回答問題: (1)合成聚丙烯酸鈉的單體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是________,反應(yīng)類型是________。 (2)合成滌綸有兩種單體,其中能和NaHCO3反應(yīng)的單體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是________,其核磁共振氫譜的峰面積比是________。 (3)①合成酚醛樹脂需要兩種單體,和這兩種單體均可以發(fā)生反應(yīng)的試劑是________(填字母)。 a.H2 b.Na c.Na2CO3 d.溴水 ②和乙醛在酸性條件下也可以發(fā)生類似于制備酚醛樹脂的反應(yīng),此反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________________________________。 答案 (1) 加聚反應(yīng) (2) 1∶2(或2∶1) (3)①ad ② 解析 (1)合成聚丙烯酸鈉的單體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是,該反應(yīng)是加聚反應(yīng)。 (2)滌綸是由對(duì)苯二甲酸和乙二醇縮聚而成;能和NaHCO3反應(yīng),核磁共振氫譜的峰面積比是1∶2。 (3)①合成酚醛樹脂的單體是苯酚和甲醛,苯酚和甲醛均能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng),溴水與甲醛能夠發(fā)生氧化還原反應(yīng),與苯酚能夠發(fā)生取代反應(yīng)。 ②和乙醛反應(yīng)的方程式可以表示為。 【考點(diǎn)】合成塑料 【題點(diǎn)】合成塑料的制備 四、酯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1.酯的組成與結(jié)構(gòu) 現(xiàn)有下面三種酯 ①乙酸乙酯:。 ②甲酸乙酯:。 ③乙酸甲酯:。 根據(jù)三種酯的結(jié)構(gòu)和名稱,填空 (1)酯是羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的產(chǎn)物,簡(jiǎn)寫為,R和R′可以相同,也可以不同。其中R是烴基,也可以是H,但R′只能是烴基。 (2)羧酸酯的官能團(tuán)是酯基。 (3)飽和一元羧酸CnH2n+1COOH與飽和一元醇CmH2m+1OH生成酯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CnH2n+1COOCmH2m+1,故飽和一元酯的通式為CnH2nO2(n≥2)。 (4)命名:根據(jù)生成酯的酸和醇命名為某酸某酯。 (5)同分異構(gòu)現(xiàn)象:甲酸乙酯與乙酸甲酯互為同分異構(gòu)體。 2.酯的性質(zhì) (1)水解反應(yīng)的原理 酯化反應(yīng)形成的鍵,即是酯水解反應(yīng)斷裂的鍵。請(qǐng)你用化學(xué)方程式表示水解反應(yīng)的原理: 。 (2)酯在酸性或堿性條件下的水解反應(yīng) ①在酸性條件下,酯的水解是可逆反應(yīng)。乙酸乙酯在稀H2SO4存在下水解的化學(xué)方程式為CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH。 ②在堿性條件下,酯水解生成羧酸鹽和醇,水解反應(yīng)是不可逆反應(yīng)。乙酸乙酯在NaOH存在下水解的化學(xué)方程式為CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OH。 酯化反應(yīng)與酯的水解反應(yīng)的比較 酯化反應(yīng) 酯的水解反應(yīng) 反應(yīng)關(guān)系 CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O 催化劑 濃硫酸 稀硫酸或NaOH溶液 催化劑的其他作用 吸水、提高CH3COOH和C2H5OH的轉(zhuǎn)化率 NaOH中和酯水解生成的羧酸、提高酯的水解率 加熱方式 酒精燈火焰加熱 熱水浴加熱 反應(yīng)類型 酯化反應(yīng)、取代反應(yīng) 水解反應(yīng)、取代反應(yīng) 例5 下列關(guān)于分子式為C4H8O2的有機(jī)物的同分異構(gòu)體的說法中,不正確的是( ) A.屬于酯類的有4種 B.屬于羧酸類的有2種 C.存在分子中含有六元環(huán)的同分異構(gòu)體 D.既含有羥基又含有醛基的有3種 答案 D 解析 C4H8O2的有機(jī)物屬于酯類的共有4種,分別是HCOOCH2CH2CH3、、CH3COOC2H5、CH3CH2COOCH3,A項(xiàng)正確;屬于羧酸類的共有兩種,分別是CH3CH2CH2COOH、,B項(xiàng)正確;C4H8O2的有機(jī)物中含有六元環(huán)的是等,C項(xiàng)正確;C4H8O2的有機(jī)物屬于羥基醛時(shí),可以是共5種,D項(xiàng)不正確。 例6 300多年前,著名化學(xué)家波義耳發(fā)現(xiàn)了鐵鹽與沒食子酸的顯色反應(yīng),并由此發(fā)明了藍(lán)黑墨水。沒食子酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 (1)用沒食子酸制造墨水主要利用了________類化合物的性質(zhì)(填字母)。 A.醇 B.酚 C.油脂 D.羧酸 (2)沒食子酸丙酯具有抗氧化作用,是目前廣泛應(yīng)用的食品添加劑,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____________。 (3)尼泊金酯是對(duì)羥基苯甲酸與醇形成的酯類化合物,是國(guó)家允許使用的食品防腐劑。尼泊金丁酯的分子式為__________,苯環(huán)只與—OH和—COOR兩類取代基直接相連的同分異構(gòu)體有________種。 (4)寫出尼泊金乙酯與氫氧化鈉溶液加熱反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________________ ________________________________________________________________________。 【考點(diǎn)】含氧衍生物的綜合 【題點(diǎn)】含氧衍生物組成與結(jié)構(gòu)的綜合 答案 (1)B (2) (3)C11H14O3 12 (4) +CH3CH2OH+H2O 解析 (1)沒食子酸含有酚羥基官能團(tuán),可與鐵鹽發(fā)生顯色反應(yīng),用來制造墨水,故選B。 (2)沒食子酸含有羧基官能團(tuán),可與丙醇發(fā)生酯化反應(yīng),生成沒食子酸丙酯,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。 (3)由題意分析可知,尼泊金丁酯是由對(duì)羥基苯甲酸與丁醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成,其分子式為C11H14O3。若苯環(huán)只與—OH和—COOR兩類取代基直接相連時(shí),有鄰、間、對(duì)三種相對(duì)位置異構(gòu),而丁基(—R)又有四種結(jié)構(gòu) ,所以同分異構(gòu)體共有12種。 (4)尼泊金乙酯與氫氧化鈉溶液共熱,可發(fā)生酯的水解反應(yīng),但要注意酚羥基也能與氫氧化鈉溶液發(fā)生中和反應(yīng)。 1.某同學(xué)在學(xué)習(xí)了乙酸的性質(zhì)后,根據(jù)甲酸的結(jié)構(gòu)()對(duì)甲酸的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了下列推斷,其中不正確的是( ) A.能與碳酸鈉溶液反應(yīng) B.能發(fā)生銀鏡反應(yīng) C.不能使酸性KMnO4溶液褪色 D.能與單質(zhì)鎂反應(yīng) 【考點(diǎn)】羧酸的綜合 【題點(diǎn)】羧酸性質(zhì)的綜合 答案 C 解析 甲酸分子中含有醛基和羧基兩種官能團(tuán),具有醛與羧酸的雙重性質(zhì)。 2.(2017揚(yáng)州中學(xué)高二期中)某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)為下圖所示,這種有機(jī)物不可能具有的性質(zhì)是( ) ①能使酸性KMnO4溶液褪色;②能跟NaOH溶液反應(yīng);③能發(fā)生酯化反應(yīng);④能發(fā)生加成反應(yīng);⑤能發(fā)生水解反應(yīng) A.①④ B.①⑤ C.只有⑤ D.④ 答案 C 解析 ①分子中含有碳碳雙鍵和羥基,能使酸性KMnO4溶液褪色;②含有羧基,能跟NaOH溶液反應(yīng);③含有羧基和羥基,能發(fā)生酯化反應(yīng);④含有碳碳雙鍵和苯環(huán),能發(fā)生加成反應(yīng);⑤碳碳雙鍵、羧基和醇羥基均不能發(fā)生水解反應(yīng),⑤錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確。 【考點(diǎn)】羧酸的綜合 【題點(diǎn)】羧酸結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的綜合 3.(2018鹽城建湖中學(xué)高二段考)下列關(guān)于合成材料的說法中,不正確的是( ) A.塑料、纖維和橡膠都屬于合成材料 B.聚氯乙烯可制成薄膜、軟管等,其單體是CH2==CHCl C.苯酚與甲醛在酸催化下合成的酚醛樹脂結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 D.合成順丁橡膠()的單體是CH2==CH—CH==CH2 答案 A 解析 合成材料包括塑料、合成纖維和合成橡膠,但纖維是天然有機(jī)高分子化合物,A項(xiàng)錯(cuò)誤;聚氯乙烯的單體是CH2==CHCl,可制成薄膜、軟管等,B項(xiàng)正確;苯酚與甲醛在酸催化作用下縮聚得酚醛樹脂的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,C項(xiàng)正確;的單體是CH2==CH—CH==CH2,D項(xiàng)正確。 【考點(diǎn)】高分子化合物單體的判斷 【題點(diǎn)】加聚反應(yīng)及單體的推斷 4.某羧酸酯的分子式為C18H26O5,1 mol 該酯完全水解可得到1 mol羧酸和2 mol乙醇,該羧酸的分子式為( ) A.C14H18O5 B.C14H16O4 C.C16H22O5 D.C16H20O5 【考點(diǎn)】酯的水解反應(yīng) 【題點(diǎn)】酯水解反應(yīng)產(chǎn)物的推斷 答案 A 解析 由1 mol酯(C18H26O5)完全水解可得到1 mol羧酸和2 mol乙醇可知,該酯為二元酯,分子中含有2個(gè)酯基(—COO—),結(jié)合酯的水解反應(yīng)原理可得“1 mol C18H26O5+2 mol H2O1 mol羧酸+2 mol C2H5OH”,再結(jié)合原子守恒定律可推知,該羧酸的分子式為C14H18O5。 5.咖啡酸有止血功效,存在于多種中藥中,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下圖所示。 (1)寫出咖啡酸中兩種含氧官能團(tuán)的名稱:_______________________________。 (2)根據(jù)咖啡酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,列舉3種咖啡酸可以發(fā)生的反應(yīng)類型:___________________。 (3)蜂膠的分子式為C17H16O4,在一定條件下可水解生成咖啡酸和一種醇A,則醇A的分子式為________________________________________________________________________。 (4)已知醇A含有苯環(huán),且分子結(jié)構(gòu)中無甲基,寫出醇A在一定條件下與乙酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【考點(diǎn)】羧酸的綜合 【題點(diǎn)】羧酸結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的綜合 答案 (1)羧基、(酚)羥基 (2)加成反應(yīng)、酯化反應(yīng)、加聚反應(yīng)、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)等(任寫3種即可) (3)C8H10O (4)CH3COOH++H2O 解析 (1)咖啡酸分子中的兩種含氧官能團(tuán)是羧基和(酚)羥基。(2)咖啡酸分子中含有碳碳雙鍵,可發(fā)生加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)、氧化反應(yīng)等,其中與氫氣的加成反應(yīng)屬于還原反應(yīng);酚類物質(zhì)可與溴水發(fā)生取代反應(yīng);含有羧基,可發(fā)生中和反應(yīng)、酯化反應(yīng)(取代反應(yīng))。(3)根據(jù)咖啡酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知其分子式為C9H8O4,根據(jù)C17H16O4+H2O―→C9H8O4+A可知,A的分子式為C8H10O。(4)A的分子式為C8H10O,含有苯環(huán)且其分子結(jié)構(gòu)中無甲基,則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 。 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 題組一 羧酸的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與應(yīng)用 1.下列關(guān)于乙酸的說法不正確的是( ) A.乙酸是一種重要的有機(jī)酸,是具有強(qiáng)烈刺激性氣味的液體 B.乙酸分子中含有四個(gè)氫原子,所以乙酸是四元酸 C.無水乙酸又稱冰醋酸,它是純凈物 D.乙酸易溶于水和乙醇 【考點(diǎn)】乙酸的物理性質(zhì)及用途 【題點(diǎn)】乙酸的物理性質(zhì) 答案 B 解析 羧酸是幾元酸是根據(jù)酸分子中所含的羧基數(shù)目來劃分的,一個(gè)乙酸分子中只含一個(gè)羧基,故為一元酸。 2.將甲基、羥基、羧基和苯基四種不同的原子團(tuán)兩兩結(jié)合后形成的化合物的水溶液呈酸性的有機(jī)物有( ) A.2種 B.3種 C.4種 D.5種 【考點(diǎn)】羧酸的綜合 【題點(diǎn)】羧酸結(jié)構(gòu)的綜合 答案 B 解析 水溶液呈酸性的有機(jī)物可以是羧酸或酚,四種原子團(tuán)兩兩結(jié)合后形成的化合物的水溶液呈酸性的有:CH3COOH、和,但是為無機(jī)物,故選B。 3.若檢驗(yàn)甲酸溶液中是否存在甲醛,下列操作中,正確的是( ) A.加入新制的Cu(OH)2懸濁液后加熱,若有磚紅色沉淀產(chǎn)生,則證明甲醛一定存在 B.若能發(fā)生銀鏡反應(yīng),則證明甲醛一定存在 C.與足量NaOH溶液混合,若其加熱蒸出的產(chǎn)物能發(fā)生銀鏡反應(yīng),則甲醛一定存在 D.先將溶液充分進(jìn)行酯化反應(yīng),收集生成物進(jìn)行銀鏡反應(yīng),若有銀鏡生成,則甲醛一定存在 【考點(diǎn)】羧酸的化學(xué)性質(zhì) 【題點(diǎn)】羧酸性質(zhì)的綜合 答案 C 解析 甲酸()與甲醛()都含有醛基(—CHO),因此二者均能發(fā)生銀鏡反應(yīng),均能與新制的Cu(OH)2懸濁液反應(yīng),產(chǎn)生磚紅色沉淀,甲酸與醇反應(yīng)生成的酯仍含有醛基,因此,A、B、D三項(xiàng)操作均不能證明甲醛的存在。 4.咖啡酸可用作化學(xué)原料的中間體,其結(jié)構(gòu)如下所示,下列關(guān)于咖啡酸的說法中不正確的是( ) A.能發(fā)生加聚反應(yīng) B.能與Na2CO3溶液反應(yīng) C.1 mol咖啡酸最多能與3 mol NaOH反應(yīng) D.1 mol咖啡酸最多能與3 mol Br2反應(yīng) 【考點(diǎn)】羧酸的綜合 【題點(diǎn)】羧酸性質(zhì)的綜合 答案 D 解析 該分子中含有碳碳雙鍵,能發(fā)生加聚反應(yīng),A項(xiàng)正確;該分子中含有—COOH和酚羥基,能與Na2CO3溶液反應(yīng),B項(xiàng)正確;1 mol咖啡酸含有2 mol酚羥基、1 mol羧基,最多能與3 mol NaOH反應(yīng),C項(xiàng)正確;1 mol咖啡酸中苯環(huán)上的氫可與3 mol Br2發(fā)生取代反應(yīng),1 mol碳碳雙鍵可以與1 mol Br2發(fā)生加成反應(yīng),最多能與4 mol Br2反應(yīng),D項(xiàng)不正確。 5.阿魏酸化學(xué)名稱為4羥基3甲氧基肉桂酸,可以做醫(yī)藥、保健品、化妝品原料和食品添加劑,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。在阿魏酸溶液中加入合適試劑(可以加熱),檢驗(yàn)其官能團(tuán)。下列試劑、現(xiàn)象、結(jié)論都正確的是( ) 選項(xiàng) 試劑 現(xiàn)象 結(jié)論 A 氯化鐵溶液 溶液變藍(lán)色 它含有酚羥基 B 銀氨溶液 產(chǎn)生銀鏡 它含有醛基 C 碳酸氫鈉溶液 產(chǎn)生氣泡 它含有羧基 D 溴水 溶液褪色 它含有碳碳雙鍵 【考點(diǎn)】羧酸的綜合 【題點(diǎn)】羧酸性質(zhì)的綜合 答案 C 解析 根據(jù)阿魏酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,它含有酚羥基,與氯化鐵溶液反應(yīng)顯紫色,不是藍(lán)色,A項(xiàng)錯(cuò)誤;它不含醛基,B項(xiàng)錯(cuò)誤;它含羧基,與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣泡,C項(xiàng)正確;酚羥基鄰位上的氫原子與Br2可發(fā)生取代反應(yīng),溴水褪色不能證明一定含有碳碳雙鍵,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 6.某有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,取一定量Na、NaOH、NaHCO3分別與等物質(zhì)的量的該物質(zhì)充分反應(yīng)(反應(yīng)時(shí)可加熱煮沸),則消耗Na、NaOH、NaHCO3三種物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為( ) A.2∶2∶1 B.1∶1∶1 C.3∶2∶1 D.3∶3∶2 【考點(diǎn)】羧酸的綜合 【題點(diǎn)】羧酸的有關(guān)計(jì)算 答案 C 解析 有機(jī)物A的分子中含有醇羥基、酚羥基、醛基、羧基,因此它同時(shí)具有醇、酚、醛、酸四類物質(zhì)的化學(xué)特性。與鈉反應(yīng)時(shí),酚羥基、羧基、醇羥基均能參加反應(yīng),1 mol A消耗3 mol Na;與NaOH反應(yīng)的官能團(tuán)是酚羥基、羧基,1 mol A消耗2 mol NaOH;與NaHCO3反應(yīng)的官能團(tuán)只有羧基,1 mol A只能與1 mol NaHCO3反應(yīng)。故消耗Na、NaOH、NaHCO3三種物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為3∶2∶1。 題組二 加聚反應(yīng)和縮聚反應(yīng) 7.(2017鹽城阜寧高二期中)某高聚物的結(jié)構(gòu)如圖: ,其單體的名稱為( ) A.2, 4二甲基2己烯 B.2甲基1, 3戊二烯和乙烯 C.2甲基1, 3丁二烯和丙烯 D.2, 4二甲基1, 3己二烯和乙烯 答案 B 【考點(diǎn)】加聚反應(yīng)的考查 【題點(diǎn)】單體的推斷 8.(2017揚(yáng)州中學(xué)樹人學(xué)校高二期中)已知乙烯醇不穩(wěn)定,常溫下會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐胰虼撕铣删垡蚁┐汲2捎孟铝蟹椒ǎ? A (聚乙烯醇) 下列說法不正確的是( ) A.乙烯醇和乙醛互為同分異構(gòu)體 B.A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 C.反應(yīng)①為縮聚反應(yīng) D.反應(yīng)②為水解反應(yīng) 答案 C 解析 乙烯醇和乙醛的分子式均為C2H4O,A項(xiàng)正確;根據(jù)題意,乙烯醇不穩(wěn)定,容易轉(zhuǎn)化為乙醛,因此合成過程中不能首先水解生成乙烯醇,再進(jìn)行聚合反應(yīng)。反應(yīng)①為加聚反應(yīng),反應(yīng)②中酯基水解可生成聚乙烯醇,C項(xiàng)錯(cuò)誤,B、D項(xiàng)正確。 【考點(diǎn)】縮聚反應(yīng)的考查 【題點(diǎn)】縮聚反應(yīng)及單體的推斷 題組三 酯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 9.(2018蘇州高二學(xué)業(yè)質(zhì)量陽光調(diào)研)下列對(duì)相關(guān)有機(jī)物的敘述正確的是( ) A.甲苯分子的所有原子可能在同一平面上 B.上圖所示的物質(zhì)的名稱為3甲基1丁烯 C.分子式為C3H6O2的羧酸和分子式為C3H8O的醇反應(yīng)可生成4種不同結(jié)構(gòu)的酯 D.等質(zhì)量的乙烯和乙醇在氧氣中完全燃燒時(shí)消耗氧氣的量相同 答案 B 解析 甲苯中甲基為四面體結(jié)構(gòu),所有原子不可能在同一平面,A項(xiàng)錯(cuò)誤;丙酸有1種結(jié)構(gòu),丙醇有2種結(jié)構(gòu),所以生成的酯有2種,C項(xiàng)錯(cuò)誤;等物質(zhì)的量時(shí),兩者消耗的氧氣的量相同,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【考點(diǎn)】酯的水解反應(yīng) 【題點(diǎn)】酯水解反應(yīng)的原理 10.某物質(zhì)中可能有甲醇、甲酸、乙醇、甲酸乙酯幾種物質(zhì)中的一種或幾種,在鑒定時(shí)有下列現(xiàn)象: ①能發(fā)生銀鏡反應(yīng)?、诩尤胄轮频腃u(OH)2懸濁液,沉淀不溶解?、叟c含酚酞的NaOH溶液共熱時(shí),發(fā)現(xiàn)溶液中紅色逐漸變淺。 下列敘述正確的是( ) A.有甲酸乙酯和甲酸 B.有甲酸乙酯和乙醇 C.有甲酸乙酯,可能有乙醇 D.幾種物質(zhì)都有 答案 C 解析 能發(fā)生銀鏡反應(yīng)說明甲酸乙酯、甲酸中至少有一種,但加入新制的Cu(OH)2懸濁液后沉淀不溶解,說明無甲酸,必有甲酸乙酯,不能確定是否有甲醇和乙醇。 【考點(diǎn)】酯的水解反應(yīng) 【題點(diǎn)】酯水解反應(yīng)產(chǎn)物的推斷 11.(2018啟東中學(xué)高二期末)分子式為C7H14O2的有機(jī)物在酸性條件下可水解為酸和醇,且生成的醇不具有相同官能團(tuán)的同分異構(gòu)體。若不考慮立體異構(gòu),這些酸和醇重新組合可形成的酯共有( ) A.8種 B.16種 C.24種 D.28種 答案 C 解析 生成的醇不具有相同官能團(tuán)的同分異構(gòu)體,則醇為甲醇或乙醇。如果為甲醇,則酸為C5H11—COOH,戊基有8種同分異構(gòu)體,所以C5H11—COOH的同分異構(gòu)體也有8種;如果為乙醇,則酸為C4H9—COOH,丁基有4種結(jié)構(gòu),所以C4H9—COOH的同分異構(gòu)體也有4種,故醇有2種,酸有8+4=12種,所以這些酸和醇重新組合可形成的酯共有212=24種,C項(xiàng)正確。 【考點(diǎn)】酯的水解反應(yīng) 【題點(diǎn)】酯水解反應(yīng)產(chǎn)物的推斷 12.已知某有機(jī)物X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,下列有關(guān)敘述不正確的是( ) A.1 mol X分別與足量的Na、NaOH溶液、NaHCO3溶液反應(yīng),消耗這三種物質(zhì)的物質(zhì)的量分別為3 mol、4 mol、1 mol B.X在一定條件下能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng) C.X在一定條件下能發(fā)生消去反應(yīng)和酯化反應(yīng) D.X的化學(xué)式為C10H10O6 答案 C 解析 苯環(huán)上的氫原子不能消去,故不能發(fā)生消去反應(yīng);與Na反應(yīng)的有—OH和—COOH,與NaHCO3反應(yīng)的只有—COOH,與NaOH反應(yīng)的有酚羥基、羧基和酯基,特別注意酚酯基水解生成酚羥基。 【考點(diǎn)】含氧衍生物的綜合 【題點(diǎn)】醇、酚、醛、酸、酯性質(zhì)的對(duì)比 [綜合強(qiáng)化] 13.已知葡萄糖在乳酸菌作用下可轉(zhuǎn)化為乳酸(C3H6O3)。 (1)取9 g乳酸與足量的金屬Na反應(yīng),可生成2.24 L H2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),另取等量乳酸與等物質(zhì)的量的乙醇反應(yīng),生成0.1 mol乳酸乙酯和1.8 g水,由此可推斷乳酸分子中含有的官能團(tuán)名稱為____________。 (2)乳酸在Cu作催化劑時(shí)可被氧化成丙酮酸(),由以上事實(shí)推知乳酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________________。 (3)兩個(gè)乳酸分子在一定條件下脫水生成環(huán)脂(C6H8O4),則此環(huán)酯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是________________________________________________________________________。 (4)乳酸在濃H2SO4作用下,三分子相互反應(yīng),生成鏈狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì),寫出其生成物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:________________________________________________________________________。 【考點(diǎn)】羧酸的綜合 【題點(diǎn)】羧酸結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的綜合 答案 (1)羧基、醇羥基 解析 (1)根據(jù)乳酸的分子式,可求出其相對(duì)分子質(zhì)量為90,9 g乳酸為0.1 mol,1.8 g H2O為0.1 mol。0.1 mol乳酸與0.1 mol乙醇反應(yīng)生成0.1 mol乳酸乙酯,可知1 mol 乳酸分子中含有1 mol羧基;又因?yàn)?.1 mol乳酸與足量金屬鈉反應(yīng)生成0.1 mol H2,所以1 mol乳酸分子中還含有1 mol醇羥基。(2)根據(jù)乳酸在Cu催化條件下被氧化成可知,醇羥基的位置在碳鏈中間。據(jù)此可推導(dǎo)出乳酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。 14.(2017揚(yáng)州江都中學(xué)高二期中)苯甲酸乙酯(C9H10O2)稍有水果氣味,用于配制香水香精和人造精油,大量用于食品工業(yè)中,也可用作有機(jī)合成中間體、溶劑等。其制備方法為 +C2H5OH+H2O (Mr=122) (Mr=150) 已知: 顏色、狀態(tài) 沸點(diǎn)(℃) 密度(gcm-3) 苯甲酸* 無色、片狀晶體 249 1.265 9 苯甲酸乙酯 無色澄清液體 212.6 1.05 乙醇 無色澄清液體 78.3 0.789 3 環(huán)乙烷 無色澄清液體 80.8 0.731 8 *苯甲酸在100 ℃會(huì)迅速升華。 實(shí)驗(yàn)步驟如下:①在100 mL圓底燒瓶中加入12.20 g苯甲酸、25 mL乙醇(過量)、20 mL環(huán)己烷,以及4 mL濃硫酸,混合均勻并加入沸石,按左上圖所示裝好儀器,控制溫度在65~70 ℃加熱回流2h。反應(yīng)時(shí)環(huán)己烷-乙醇-水會(huì)形成“共沸物”(沸點(diǎn)62.6 ℃)蒸餾出來。再利用分水器不斷分離除去反應(yīng)生成的水,回流環(huán)己烷和乙醇。 ②反應(yīng)結(jié)束,打開旋塞放出分水器中液體后,關(guān)閉旋塞。繼續(xù)加熱,至分水器中收集到的液體不再明顯增加,停止加熱。 ③將燒瓶?jī)?nèi)反應(yīng)液倒入盛有適量水的燒杯中,分批加入Na2CO3至溶液呈中性。 ④用分液漏斗分出有機(jī)層,水層用25 mL乙醚萃取分液,然后合并有機(jī)層。加入氯化鈣,對(duì)粗產(chǎn)品進(jìn)行蒸餾(裝置如圖所示)。低溫蒸出乙醚后繼續(xù)升溫,接收210~213 ℃的餾分。 ⑤檢驗(yàn)合格,測(cè)得產(chǎn)品體積為12.86 mL。 (1)步驟①中使用分水器不斷分離除去水的目的是__________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)步驟②中應(yīng)控制餾分的溫度在________。 A.65~70 ℃ B.78~80 ℃ C.85~90 ℃ D.215~220 ℃ (3)步驟③中若Na2CO3加入不足,在步驟④蒸餾時(shí),蒸餾燒瓶中可見到白煙生成,產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是_____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)步驟④中分液操作敘述正確的是________。 A.水溶液中加入乙醚,轉(zhuǎn)移至分液漏斗中,塞上玻璃塞,將分液漏斗倒轉(zhuǎn),振搖 B.振搖幾次后需打開分液漏斗下口的玻璃塞放氣 C.經(jīng)幾次振搖并放氣后,手持分液漏斗靜置待液體分層 D.分液操作時(shí),分液漏斗中的下層液體由下口放出,然后再將上層液體由下口放出 蒸餾裝置圖中儀器A的名稱是____________________,在步驟④中加入氯化鈣的作用是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品的產(chǎn)率為_______________________________________________________。 答案 (1)有利于平衡不斷向正方向移動(dòng),提高苯甲酸乙酯產(chǎn)率 (2)C (3)苯甲酸乙酯中混有苯甲酸,在受熱至100 ℃時(shí)發(fā)生升華 (4)AB 蒸餾燒瓶 吸水劑 (5)90.02% 解析 (1)反應(yīng)+CH3CH2OH+H2O為可逆反應(yīng),使用分水器不斷分離除去水,減小生成物濃度,有利于平衡不斷向正反應(yīng)方向移動(dòng),提高苯甲酸乙酯的產(chǎn)率。 (2)根據(jù)題意,反應(yīng)時(shí)環(huán)己烷-乙醇-水會(huì)形成“共沸物”蒸餾出來。燒瓶?jī)?nèi)的苯甲酸乙酯中混有乙醇、環(huán)己烷、苯甲酸和硫酸,步驟②繼續(xù)加熱蒸出苯甲酸乙酯中的乙醇、環(huán)己烷,乙醇的沸點(diǎn)為78.3 ℃,環(huán)己烷的沸點(diǎn)為80.8 ℃,苯甲酸乙酯的沸點(diǎn)為212.6 ℃,所以步驟②應(yīng)控制餾分的溫度在85~90 ℃。 (3)步驟③中加入Na2CO3除去苯甲酸乙酯中混有的苯甲酸和硫酸,若Na2CO3加入不足,苯甲酸沒有完全除去,步驟④蒸餾時(shí)蒸餾燒瓶中可見白煙的原因:苯甲酸乙酯中混有苯甲酸,苯甲酸在受熱至100 ℃時(shí)發(fā)生升華。 (4)為了使乙醚和水溶液充分接觸,水溶液中加入乙醚轉(zhuǎn)移至分液漏斗中后,需塞上玻璃塞,將分液漏斗倒轉(zhuǎn),振搖,A項(xiàng)正確;為防止分液漏斗中氣壓過大將玻璃塞彈出,振搖幾次后需打開分液漏斗下口的玻璃塞放氣,B項(xiàng)正確;經(jīng)幾次振搖并放氣后,需將分液漏斗置于鐵架臺(tái)上靜置、待液體分層,C項(xiàng)錯(cuò)誤;分液操作時(shí),分液漏斗中的下層液體由下口放出,然后將上層液體從上口傾倒出來,D項(xiàng)錯(cuò)誤;答案選AB。蒸餾裝置圖中儀器A的名稱是蒸餾燒瓶。在步驟④中加入CaCl2的作用是作為吸水劑,除去水。 (5)由于乙醇過量,以苯甲酸計(jì)算理論生成的苯甲酸乙酯,,n(苯甲酸乙酯)理論=n(苯甲酸)==0.1 mol,m(苯甲酸乙酯)理論=0.1 mol150 gmol-1=15 g,該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品的產(chǎn)率=100%=90.02%。 【考點(diǎn)】羧酸的綜合 【題點(diǎn)】羧酸結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的綜合 15.(2018溧水高級(jí)中學(xué)高二期末)從甲苯出發(fā),按下面流程可以合成苯甲酸苯甲酯和水楊酸。 已知水楊酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,請(qǐng)回答: (1)寫出下列反應(yīng)的條件:①________________________________________________________________________、 ⑦_(dá)___________________。 (2)C、F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為C________________________________________________________________________、 F____________________。 (3)寫出反應(yīng)⑥⑨的化學(xué)方程式: ⑥________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________; ⑨________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)③④兩步反應(yīng)能否互換,為什么?____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)同時(shí)符合下列條件的水楊酸的同分異構(gòu)體共有________________種。 ①苯環(huán)上有3個(gè)取代基 ②能發(fā)生銀鏡反應(yīng) ③1 mol該同分異構(gòu)體與足量NaOH溶液反應(yīng)可消耗2 mol NaOH 答案 (1)光照 Cu、加熱 (2) (3) +NaOH+NaCl ++H2O (4)不能,因?yàn)榉恿u基容易被氧化,如果互換則得不到水楊酸 (5)6 解析 E與G反應(yīng)生成苯甲酸苯甲酯,E轉(zhuǎn)化生成F,F(xiàn)氧化生成G,故G為苯甲酸、E為苯甲醇,F(xiàn)為苯甲醛,甲苯與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成A,A在一定條件生成苯甲醇,故A為。甲苯與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成B,B經(jīng)過一系列反應(yīng)生成水楊酸,故氯原子取代甲基鄰位苯環(huán)上的氫原子,故B為,B在酸性高錳酸鉀條件下被氧化、酸化后生成C,故C為,C水解生成D、D酸化生成水楊酸,故D為。反應(yīng)③是將甲基氧化為—COOH,反應(yīng)④是氯原子水解生成酚羥基—OH,酚羥基容易被氧化,如果互換③④兩步反應(yīng)則得不到水楊酸,故③④兩步反應(yīng)不能互換。水楊酸的同分異構(gòu)體能發(fā)生銀鏡反應(yīng),說明含有—CHO,與足量NaOH溶液反應(yīng)可消耗2 mol NaOH,說明苯環(huán)上有3個(gè)取代基,故三個(gè)取代基分別為1個(gè)—CHO、2個(gè)—OH,兩個(gè)羥基連接在苯環(huán)上會(huì)出現(xiàn)鄰、間、對(duì)三種情況,則苯環(huán)上醛基可連接的位置如圖所示:、、,符合條件的水楊酸的同分異構(gòu)體有6種。 【考點(diǎn)】含氧衍生物的綜合 【題點(diǎn)】含氧衍生物性質(zhì)的綜合——多官能團(tuán)有機(jī)物性質(zhì)的推斷- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 2018-2019版高中化學(xué) 專題4 烴的衍生物 第三單元 羧酸 第2課時(shí)學(xué)案 蘇教版選修5 2018 2019 高中化學(xué) 專題 衍生物 第三 單元 課時(shí) 蘇教版 選修
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