《3年高考2年模拟》2022课标版高中化学一轮复习 第2课时　醛、酸、酯的组成、结构与性质.docx

1、W W 我我 第第 2 2 课时课时醛、酸、酯的组成、结构与性质醛、酸、酯的组成、结构与性质 一、醛 1.醛的概念 由烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物。可表示为 RCHO。甲醛是最简单的醛。饱和 一元醛的通式为CnH2nO(n1)。 2.甲醛、乙醛的物理性质 物质颜色状态气味溶解性 甲醛无色气体刺激性气味易溶于水 乙醛无色液体刺激性气味与水、乙醇等互溶 3.醇、醛、羧酸间的转化关系 醇醛羧酸 4.醛的化学性质(以乙醛为例) 5.醛的应用和对环境、健康产生的影响 a.醛是重要的化工原料,广泛应用于合成纤维、医药、染料等行业。 b.甲醛的水溶液俗称福尔马林;具有杀菌(用于种子杀菌)和防腐(

2、用于浸制生物标本) 性能。 c.劣质的装饰材料中挥发出的甲醛是室内主要污染物之一。 二、羧酸 1.概念 由烃基(或氢原子)与羧基相连构成的有机化合物。可表示为 RCOOH,官能团为 COOH,饱和一元羧酸的通式为CnH2nO2(n1)。 2.分类 羧酸 按烃基不同 脂肪酸:如乙酸、硬脂酸(C17H35COOH) 芳香酸:如苯甲酸 按羧基个数 一元羧酸,如甲酸(HCOOH)、乙酸、硬脂酸 二元羧酸,如乙二酸(HOOCCOOH) 多元羧酸 3.物理性质 低级饱和一元羧酸一般易溶于水且溶解度随碳原子数的增加而减小。 4.化学性质(以乙酸为例) a.酸的通性 乙酸是一种弱酸,其酸性比碳酸强,在水溶液中

3、的电离方程式为 CH3COOHH +CH 3COO -。 b.酯化反应 CH3COOH 和 CH3CH218OH 发生酯化反应的化学方程式为CH3COOH+C2H518OH CH3CO 18OCH 2CH3+H2O 。 三、酯 1.概念 酸与醇作用脱水而生成的一类有机化合物。可简写为 RCOOR,官能团为 R。 2.物理性质 3.酯的化学性质 +ROH。 。 及时提醒酚酯水解生成和 RCOOH, 和 RCOOH 均能与 NaOH 反应。 酯的水解反应为取代反应;在酸性条件下为可逆反应;在碱性条件下,能中和产生的羧酸,反 应能完全进行。 4.乙酸乙酯的制取 5.酯化反应的五大类型 (1)一元羧酸

4、与一元醇之间的酯化反应,如: CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O (2)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应,如: 2CH3COOH+HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH3+2H2O (3)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如: HOOCCOOH+2CH3CH2OHCH3CH2OOCCOOCH2CH3+2H2O (4)多元羧酸与多元醇之间的酯化反应 此时反应有三种情形,可得普通酯、环酯和高聚酯。如: 普通酯 HOOCCOOH+HOCH2CH2OHHOOCCOOCH2CH2OH+H2O 环酯 +2H2O 高聚酯 nHOOCCOOH+nHOCH2CH2OH+(2n-

5、1)H2O (5)羟基酸自身的酯化反应 此时反应有三种情形,可得到普通酯、环酯和高聚酯。如: 普通酯 +H2O 环酯 +2H2O 高聚酯 +(n-1)H2O 1.易错易混辨析(正确的画“”,错误的画“”)。 (1)乙醛分子中的所有原子都在同一平面上() (2)乙醛既能被氧化为羧酸,又能被还原为醇() (3)完全燃烧等物质的量的乙醛和乙醇,消耗 O2的质量相等() (4)1 mol HCHO 与足量银氨溶液在加热的条件下充分反应,可析出 2 mol Ag () (5)乙酸和甲酸甲酯互为同分异构体() (6)在水溶液里,乙酸分子中的CH3可以电离出 H + () (7)凡是能发生银镜反应的有机物都

6、是醛 () (8)醛类物质发生银镜反应或与新制 Cu(OH)2的反应均需在碱性条件下() (9)在酸性条件下,的水解产物是 CH3CO 18OH 和 C 2H5OH () (10)C4H8O2同分异构体的类型有羧酸、酯、羟基醛等() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10) 2.下列叙述错误的是() A.可用金属钠区分乙醇和乙醚 B.新买的衣服先用水洗,可除去衣服上残留的有防皱作用的甲醛整理剂 C.含醛基的醛类物质一定条件下均可与 H2发生加成反应 D.用新制的银氨溶液可区分甲酸甲酯和乙醛 答案D甲酸甲酯和乙醛中均含有醛基,均能与新制的银氨溶液反应,D 项错误。 3.

7、酸与醇发生酯化反应的过程如下: +H2O 下列说法不正确的是() A.的反应类型是加成反应 B.的反应类型是消去反应 C.若用 R 18OH 作反应物,产物可得H 2 18O D.酯化过程中,用浓硫酸有利于的过程 答案CA 项,观察酸与醇发生酯化反应的过程知,的反应相当于在碳氧双键上发生加成反应, 正确;B 项,的反应相当于消去一个羟基和另一个羟基上的氢原子,发生消去反应,正确;C 项, 若用 R 18OH 作反应物,反应后18O“进入”酯中,错误;D 项,浓硫酸吸水,有利于平衡右移,正确。 考点一考点一醛、羧酸、酯的性质及应用醛、羧酸、酯的性质及应用 题组一醇、酚、羧酸中羟基活泼性的比较 1

8、.下表为某有机物与各种试剂的反应现象,则这种有机物可能是() 试剂钠溴水NaHCO3溶液 现象放出气体褪色放出气体 A.CH2CHCH2OHB. C.CH2CHCOOHD.CH3COOH 答案C能使溴水褪色,说明可能含碳碳双键;能与 NaHCO3溶液反应放出气体,说明含有 COOH,COOH 能与钠反应放出气体,故选 C。 名师总结 羟基的活泼性比较 名称乙酸水乙醇碳酸苯酚 分子结构CH3COOHHOHC2H5OH 与羟基直接相连 的原子或原子团 HC2H5 遇石蕊试液变红不变红不变红变红不变色 与 Na反应反应反应反应反应 与 NaOH反应不反应不反应反应反应 与 NaHCO3反应水解不反应

9、不反应不反应 与 Na2CO3反应水解不反应反应反应 羟基的 活泼性强弱 CH3COOHH2CO3H2OCH3CH2OH 题组二官能团的结构与性质 2.莽草酸可用于合成药物达菲,其结构简式如图,下列关于莽草酸的说法正确的是 () A.分子式为 C7H6O5 B.分子中含有 2 种官能团 C.可发生加成和取代反应 D.在水溶液中羧基和羟基均能电离出 H + 答案C由莽草酸的结构简式可知其分子式为 C7H10O5,A 项错误;其含有的官能团是碳碳双键、 羧基、羟基,碳碳双键可发生加成反应,羟基和羧基可发生取代反应,B 项错误,C 项正确;在水溶 液中羧基能电离出 H +,羟基不能电离出 H+,D

10、项错误。 3.(2019 江苏单科,12,4 分)化合物 Y 具有抗菌、消炎作用,可由 X 制得。 下列有关化合物 X、Y 的说法正确的是() A.1 mol X 最多能与 2 mol NaOH 反应 B.Y 与乙醇发生酯化反应可得到 X C.X、Y 均能与酸性 KMnO4溶液反应 D.室温下 X、Y 分别与足量 Br2加成的产物分子中手性碳原子数目相等 答案CDA 项,1 mol X 中含有 1 mol 羧基和 1 mol 酚酯基,故最多能与 3 mol NaOH 反应;B 项,Y 与乙醇发生酯化反应时,Y 中COOH 与乙醇中的OH 脱水生成酯,产物分子中不含COOH, 故无法得到 X;C

11、 项,X、Y 中均含有碳碳双键,均能与酸性 KMnO4溶液反应;D 项,室温下 X、Y 分别 与足量 Br2加成的产物分子中手性碳原子数目均为 3。 名师总结 烃的衍生物的官能团及反应类型 考点二考点二烃及烃的衍生物之间的转化关系烃及烃的衍生物之间的转化关系 茉莉花香气的成分有多种,乙酸苯甲酯()是其中的一种,它可以从茉 莉花中提取出来,也可以用甲苯和乙醇为原料进行人工合成。一种合成路线如下: (1)写出反应的化学方程式:。 (2)写出的反应类型:。 (3)C 的结构简式为。 (4)在三个反应中,原子的理论利用率为 100%,符合绿色化学要求的反应是(填 序号)。 答案(1)2CH3CH2OH

12、+O22CH3CHO+2H2O (2)酯化反应(或取代反应) (3) (4) 解析(1)乙醇发生催化氧化反应生成乙醛,反应的化学方程式 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。 (2)乙醛发生氧化反应生成乙酸,B 是乙酸;卤代烃水解生成醇,C 是苯甲醇,苯甲醇和乙酸发生酯 化反应生成乙酸苯甲酯,反应的反应类型为酯化反应(或取代反应)。(3)C 是苯甲醇,其结构简 式为。(4)乙醇催化氧化生成乙醛和水,乙醛氧化生成乙酸,酯化反应中有水 生成,因此符合绿色化学要求的反应是乙醛的氧化反应。 名师总结 1.有机物之间的衍生关系 注:从单官能团到双官能团必以烯烃和卤代烃作桥梁。 2.衍生关系中

13、的几条线索 (1)官能团的衍变或消除 烃卤代烃醇醛酸酯 (2)官能团的“一变多”衍变 通常用卤代烃或醇的消去反应生成碳碳双键,再加成卤素单质实现。 CH3CH2OH CH3CH2Cl ClCH2CH2ClHOCH2CH2OH (3)信息反应中,引入羧基和氨基 羧基的引入: RClRCNRCOOH 氨基的引入: 1.(2020 课标,36,15 分)苯基环丁烯酮(PCBO)是一种十分活泼的反应物,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),部分合成路线如下: 已知如下信息: 回答下列问题:

14、 (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:1 mol M 与饱和碳酸氢钠溶液充分反应能放出 2 mol 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反应进行深入 研究,R对产率的影

15、响见下表: RCH3C2H5CH2CH2C6H5 产率/%918063 请找出规律,并解释原因。 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;原因是 R体积增大,位阻增大 解析(1)由 A 的结构简式可知 A 的名称为 2-羟基苯甲醛或水杨醛。(2)根据题给新反应信息和 B 的分子式,可推知 B 为。(3)由 C、D 的结构可知,C 与乙醇发生酯化反应转化 为 D,反应条件是浓硫酸、加热。若反应温度过高,易发生脱羧反应生成 CO2 和副产物。(4)由 E 的结构可知 E 中含氧官能团的名称是羟基和酯基,E

16、 中含有两个 手性碳原子(中标有“*”号的碳原子)。(5)1 mol M 与饱和 NaHCO3溶 液充分反应生成 2 mol CO2,说明 1 个 M 分子中含有 2 个COOH,M 与酸性 KMnO4溶液反应生成对 苯二甲酸,说明 M 中含有一个苯环且苯环上有两个处于对位的取代基,考虑到 M 与 C 互为同分异 构体,故 M 的结构简式为。(6)分析题给表中数据可知,随着 R的 体积增大,反应的产率降低,其原因是 R的体积增大,空间位阻增大。 2.(2019 课标,36,15 分)化合物 G 是一种药物合成中间体,其合成路线如下: 回答下列问题: (1)A 中的官能团名称是。 (2)碳原子上

17、连有 4 个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳。写出 B 的结构简式,用星号(*)标 出 B 中的手性碳。 (3)写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的 B 的同分异构体的结构简式。 (不考虑立体异构,只需写出 3 个) (4)反应所需的试剂和条件是。 (5)的反应类型是。 (6)写出 F 到 G 的反应方程式。 (7)设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备的合成路线 (无机试剂任选)。 答案(1)羟基 (2) (3)(任写 3 种即可) (4)C2H5OH/浓 H2SO4、加热 (5)取代反应 (6) (7)C6H5CH3C6H5CH2Br CH3COCH2COOC2

18、H5 解析(2)根据手性碳的定义知,B 中有两个手性碳。 (3)B 的分子式为 C8H14O,不饱和度为 2,再根据题目设置的限制条件可推知,满足条件的 B 的同分 异构体含有一个六元环,环外有一个醛基和一个饱和碳原子,据此写出答案。 (4)反应生成 D(),对比 D 与 E 的结构差异可知,反应是酯化反应,反应试剂 和条件为 C2H5OH/浓硫酸、加热。 (5)对比 E 与 G 的结构发现有两处差异,再结合的反应条件可推知 F 的结构为 ,不难看出反应为取代反应。 (6)F 到 G 是酯基先碱性水解生成羧酸盐,再酸化得到羧酸的过程。 (7)对比原料与目标产物的结构,由甲苯先制得,模仿反应,可

19、与 乙酰乙酸乙酯发生取代反应生成,再模仿反应便可得到目标产物。 A A 组组基础达标基础达标 1.某品牌白酒中存在少量有凤梨香味的物质 X,其结构如图所示,下列说法不正确的是 () A.X 易溶于乙醇 B.酒中的少量丁酸能抑制 X 的水解 C.X 完全燃烧后生成 CO2和 H2O 的物质的量之比为 11 D.分子式为 C5H10O2且能与 NaHCO3溶液反应生成气体的物质有 5 种 答案DA 项,根据相似相溶原理,正确;B 项,题给物质为丁酸乙酯,酸性条件下水解生成丁酸 和乙醇,增大生成物丁酸的浓度,水解平衡逆向移动,正确;C 项,由题图可知,题给物质分子式为 C6H12O2,完全燃烧生成等

20、物质的量的 CO2和 H2O,正确;D 项,能与 NaHCO3反应放出气体,说明题给物 质含有COOH,可表示为 C4H9COOH,丁基有 4 种结构,故符合条件的物质有 4 种,错误。 2.绿原酸又叫咖啡鞣酸,其结构简式如图所示,下列有关绿原酸的说法不正确的是() A.分子式为 C16H18O9 B.能与 Na2CO3溶液反应 C.既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能使溴的四氯化碳溶液褪色,但两者反应类型不同 D.0.1 mol 绿原酸最多可与 0.8 mol NaOH 反应 答案D 3.一种长效缓释阿司匹林(有机物 L)的结构如下图所示: 下列分析不正确的是() A.有机物 L 为高分子化合物

21、 B.1 mol 有机物 L 中含有 2 mol 酯基 C.有机物 L 能发生加成、取代、氧化反应 D.有机物 L 在体内可缓慢水解,逐渐释放出 答案BA 项,观察有机物 L 的结构知,有机物 L 为高分子化合物,正确;B 项,1 mol 有机物 L 中 含有 2nmol 酯基,错误;C 项,有机物 L 分子中含有酯基和苯环,可以发生取代反应和加成反应, 有机物 L 的燃烧属于氧化反应,正确;D 项,有机物 L 分子中的酯基可缓慢水解,逐渐释放出 ,正确。 4.分子式为 C4H8O2的有机物与浓硫酸共热可得有机物 A 和 B。将 A 氧化最终可得 C,且 B 和 C 为 同系物。若 B 可发生

22、银镜反应,则原有机物的结构简式为() A.HCOOCH2CH2CH3B.CH3COOCH2CH3 C.CH3CH2COOCH3D.HOCH2CH2CH2CHO 答案A由题意可知 C4H8O2为酯,与浓硫酸共热可水解成醇、羧酸,又因 A 氧化最终可得 C,即 A 为醇、B 为羧酸;B 和 C 为同系物即 C 为羧酸;又因 B 可发生银镜反应,所以可得 B 为 HCOOH,即 C4H8O2是甲酸某酯。 5.下图为一种天然有机物的结构简式,该有机物具有一定的除草功效。下列有关该化合物的说 法正确的是() A.分子中含有 3 种官能团 B.1 mol 该化合物最多能与 6 mol NaOH 反应 C.

23、既可以发生取代反应,又能够发生加成反应 D.既能与 FeCl3溶液发生显色反应,又能和 NaHCO3溶液反应放出 CO2 答案C 6.乙酸松油酯是松油醇的酯化产物,具有甜香气味,广泛应用于日用和食用香精中。乙酸松油酯 的结构简式如图甲所示。下列说法正确的是() A.乙酸松油酯的分子式为 C12H22O2 B.乙酸松油酯的水解产物松油醇与图乙所示物质互为同分异构体 C.乙酸松油酯既易溶于水,也易溶于乙醇或油脂 D.乙酸松油酯能使 Br2的 CCl4溶液或酸性 KMnO4溶液褪色 答案DA 项,根据乙酸松油酯的结构简式可知,乙酸松油酯的分子式为 C12H20O2,错误;B 项,松 油醇的分子式为

24、C10H18O,题图乙所示有机物的分子式为 C11H18O,分子式不同,两者不互为同分异构 体,错误;C 项,酯不溶于水,可溶于乙醇和油脂,错误;D 项,乙酸松油酯分子中含有碳碳双键,能 使 Br2的 CCl4溶液或酸性高锰酸钾溶液褪色,故 D 正确。 B B 组组综合提升综合提升 7.(2020 山东,19,12 分)化合物 F 是合成吲哚-2-酮类药物的一种中间体,其合成路线如下: AB()CDEF(C10H9NO2) 已知:. . .ArX+Ar Ar 为芳基;X=Cl,Br;Z 或 Z=COR,CONHR,COOR 等。 回答下列问题: (1)实验室制备 A 的化学方程式为,提 高 A

25、 产率的方法是;A 的某同分异构体只有一种化 学环境的碳原子,其结构简式为。 (2)CD 的反应类型为;E 中含氧官能团的名称为。 (3)C 的结构简式为,F 的结构简式为。 (4)Br2和的反应与 Br2和苯酚的反应类似,以和 为原料合成,写出能获得更多目标产物的较优合成路线(其他试剂任选)。 答案(1)CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5+H2O及时蒸出产物(或增大乙酸或乙醇的用量) (2)取代反应羰基、酰胺基 (3)CH3COCH2COOH (4) 解析(1)首先根据题给信息 ,反应物中 取代了上的 H,由 B 的结构()可知,AB 发 生的反应为取代了上的 H,所以 A

26、 为。制 备乙酸乙酯的反应是可逆反应,在实验室中一般通过蒸出生成物来提高产率。乙酸乙酯的同分 异构体只有一种化学环境的碳原子,说明不存在,且只能是环状,可以确定为 。(2)B 先在碱性条件下水解,生成羧酸盐,再酸化后生成酸,则 C 为 ;结合题给信息,可知 D 为,E 为 ;所以 CD 为取代反应,E 中含氧官能团为羰基、酰胺基。(3) 根据题给信息,分析出与 ArX 发生取代反应生成,由此可知 F 为 。(4)与饱和溴水反应生成,结合题给信息可知与 Br2反应生成,结合题给信息的第二步,可知中NH2上的 H 被 中的取代,生成 ,再结合题给信息,合成。 8.(2020 广东广州、深圳调研)药

27、物他莫肯芬(Tamoxifen)的一种合成路线如图所示: 已知:+HBr+RBr,。 回答下列问题: (1)A+BC 的反应类型为;C 中官能团有醚键、(填名称)。 (2)CH3CH2I 的名称为。 (3)反应 DE 的化学方程式为。 (4)Tamoxifen 的结构简式为。 (5)X 是 C 的同分异构体。X 在酸性条件下水解,生成 2 种核磁共振氢谱都显示 4 组峰的芳香族 化合物,其中一种遇 FeCl3溶液显紫色。X 的结构简式为、 (写 2 种)。 (6)设计用和 CH3I 为原料(无机试剂任选)制备的合成路线。 答案(1)取代反应羰基 (2)碘乙烷 (3)+HBr+CH3Br (4)

28、 (5)、 、(任写 2 个即可) (6) 解析由 A+BC 可知,B 为;由+HBr+RBr, 可知,R 基被 H 原子取代,所以 E 为;结合 、反应 FC26H29NO 可知,他莫肯芬为 ,据此分析回答。 (1)A 中的 Cl 原子被取代,C 中官能团有醚键和羰基。 (2)CH3CH2I 的名称为碘乙烷。 (3)由分析可知 D 中甲氧基中的CH3被 H 原子取代,所以 D 到 E 的化学方程式为 +HBr+CH3Br。 (4)由分析可知他莫肯芬为。 (5)X 在酸性条件下水解,则 X 中必含酯基,生成 2 种芳香族化合物,则两个苯环在酯基的两侧,其 中一种遇 FeCl3溶液显紫色,则 X 必是酚酯,必含,所以 X 由 、2 个只含单键的 C 组成,还要满足水解后核磁共振氢谱都显示 4 组峰,符合条件的有 5 种,分别为、 、。