第十三章烴的衍生物第五節(jié)乙酸羧酸和酯復(fù)習(xí)目標(biāo)展示1.了解乙酸的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途，掌握乙酸乙酯的制取方法及羧酸和醇發(fā)生酯化反應(yīng)的一般規(guī)律。2.掌握羧酸的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與用途，理解酯的制取方法及反應(yīng)規(guī)律。此類試題內(nèi)容主要包括：（1）羧酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及重要性質(zhì)（酸性、酯化反應(yīng)）；（2）乙酸的化學(xué)性質(zhì)及物理性質(zhì)；（3）酯的制取以及重要反應(yīng)（水解）；試題以選擇題和填空題的形式出現(xiàn)，前者考查乙酸及其他羧酸的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和用途，后者主要考查與羧酸有關(guān)的有機(jī)合成反應(yīng)及相關(guān)有機(jī)物合成的知識(shí)。編輯ppt知識(shí)點(diǎn)1乙酸問(wèn)題1：乙酸的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？1.結(jié)構(gòu)：分子式

，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式

，官能團(tuán)是

。問(wèn)題2：乙酸的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)？2.物理性質(zhì)：乙酸是一種有

氣味的無(wú)色液體，溫度低于16.6℃時(shí)，凝結(jié)成像冰一樣的晶體，故無(wú)水乙酸又叫

，易溶于水和乙醇。3.化學(xué)性質(zhì)（1）弱酸性：CH3COOH

+

（酸性,能使

紫色石蕊試液變紅）。CH3COOHCH3—COOH—COOH刺激性冰醋酸CH3COO-H+編輯ppt編輯ppt(2)酯化反應(yīng)：CH3COOH＋CH3CH2OHH2O＋，

和

起作用，生成

和

的反應(yīng)叫做酯化反應(yīng)。濃H2SO4的作用：

、

。【思維延伸】

酯化反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理和實(shí)質(zhì)羧酸分子脫羧基上的羥基，醇分子脫羥基上的氫原子，羥基和氫原子結(jié)合生成水，其余部分相互結(jié)合生成酯。簡(jiǎn)稱“羧脫羥基醇脫氫，生成產(chǎn)物酯和水”?？捎?8O原子作示蹤原子，證明酯化反應(yīng)的機(jī)理如下：酯水催化劑催化劑酸醇編輯ppt知識(shí)點(diǎn)2羧酸問(wèn)題3：羧酸的通式和通性？4.飽和一元羧酸通式：

（n≥1），或

（n≥0）；酸性：飽和一元羧酸隨碳原子數(shù)的增加，酸性

。CnH2nO2CnH2n+1COOH減弱編輯ppt5.化學(xué)性質(zhì)：與乙酸相似，具有

，能發(fā)生

反應(yīng)。問(wèn)題4：甲酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特點(diǎn)？6.幾種特殊的羧酸（1）甲酸①結(jié)構(gòu)：分子式是CH2O2，結(jié)構(gòu)式是，官能團(tuán)是和

。②物理性質(zhì)：

色有

氣味的液體，有腐蝕性，

溶于水。③化學(xué)性質(zhì)：兼有

（含—CHO）和

（含—COOH）的性質(zhì)，如+NaOH

+

，酸性酯化—COOH無(wú)刺激性易醛羧酸HCOONaH2O編輯ppt

。（2）不飽和羧酸：分子中含有CC或CC和—COOH,具有羧酸和不飽和烴的性質(zhì)，如丙烯酸（CH2CH—COOH）、肉桂酸（CHCH—COOH）?！舅季S延伸】羧酸的分類方法CO2↑+2Ag↓+4NH3+2H2O編輯ppt知識(shí)點(diǎn)3酯類問(wèn)題5：酯類的概念？其通式和通性？其結(jié)構(gòu)特征及同分異構(gòu)現(xiàn)象？7.概念：

與

作用失水而生成的一類化合物，它含有的官能團(tuán)為

。8.同分異構(gòu)體：飽和一元羧酸與飽和一元醇形成的酯的通式為

（n≥0,m≥1）或

（n≥2）,碳原子數(shù)相同的飽和一元羧酸與酯互為同分異構(gòu)體。醇羧酸CnH2nO2編輯ppt9.性質(zhì)（1）物理性質(zhì)：一般酯的密度比水

，難溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑，低級(jí)酯是具有

氣味的液體。（2）化學(xué)性質(zhì)——水解反應(yīng)（以乙酸乙酯為例）①堿性條件：

。②酸性條件：

。小芳香編輯ppt【思維延伸】

酯的水解反應(yīng)是酯化反應(yīng)的逆反應(yīng),酯水解時(shí)的斷鍵位置如

右所示：(酯化時(shí)形成的鍵斷裂),無(wú)機(jī)酸或堿對(duì)兩個(gè)反應(yīng)都可起催化作用，可通過(guò)改變反應(yīng)條件實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)方向的控制。(1)酯化反應(yīng)選用濃H2SO4作催化劑，同時(shí)濃硫酸又作為吸水劑，有利于反應(yīng)向酯化方向進(jìn)行。(2)酯的水解反應(yīng)選用NaOH作催化劑，同時(shí)中和羧酸，可使酯的水解反應(yīng)完全。(3)H2SO4只起催化作用，不能使酯化反應(yīng)完全，也不能使酯的水解反應(yīng)完全，書(shū)寫(xiě)方程式時(shí)要用“”表示水解時(shí)選用稀硫酸有利于向水解方向進(jìn)行。編輯ppt考點(diǎn)1乙酸乙酯的制備1.實(shí)驗(yàn)原理CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O。2.實(shí)驗(yàn)裝置（如圖所示）3.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：收集試管內(nèi)液體分層，上層是透明的油狀液體，有果香味。編輯ppt要點(diǎn)深化制備乙酸乙酯有關(guān)問(wèn)題分析（1）生成乙酸乙酯反應(yīng)的特點(diǎn)：①反應(yīng)很慢，即反應(yīng)速率很小。②反應(yīng)是可逆的，反應(yīng)生成的乙酸乙酯在同樣的條件下又部分地發(fā)生水解反應(yīng)，生成乙酸和乙醇。（2）生成乙酸乙酯反應(yīng)的條件及其意義：①加熱的主要目的是提高反應(yīng)速率，其次是使生成的乙酸乙酯揮發(fā)，有利于收集，提高乙醇、乙酸的轉(zhuǎn)化率。②以濃硫酸做催化劑，提高反應(yīng)速率。③以濃硫酸做吸水劑，使平衡右移，提高乙醇、乙酸的轉(zhuǎn)化率。編輯ppt（3）實(shí)驗(yàn)室里制取乙酸乙酯時(shí)要注意：①化學(xué)藥品加入大試管時(shí)，應(yīng)先加入乙醇，再慢慢加入濃硫酸，然后再加入無(wú)水醋酸，切勿先加濃硫酸，以免溶液飛濺發(fā)生事故。②為防止反應(yīng)物發(fā)生暴沸，加熱前應(yīng)加入幾粒沸石（或碎瓷片）。③加熱要先小火加熱，后大火加熱。④導(dǎo)氣管末端勿浸入液體內(nèi)，以防液體倒吸。（4）飽和Na2CO3溶液的作用：①中和乙酸。②溶解乙醇。③減少乙酸乙酯的溶解。編輯ppt【例1】可用圖示裝置制取乙酸乙酯（酒精燈等在圖中均已略去）。請(qǐng)?zhí)羁眨海?）試管a中需要加入濃硫酸、冰醋酸和乙醇各2mL，正確的加入順序及操作是

。（2）為防止a中的液體在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)生暴沸,在加熱前應(yīng)采取的措施是

。（3）實(shí)驗(yàn)中加熱試管a的目的是：①

；②

。先加入2mL乙醇，然后邊搖動(dòng)試管邊慢慢加入2mL濃硫酸，再加入2mL冰醋酸在試管a中加入幾粒沸石（或碎瓷片）加快反應(yīng)速率及時(shí)將產(chǎn)物乙酸乙酯蒸出，以利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移動(dòng)編輯ppt（4）試管b中加有飽和Na2CO3溶液，其作用是

。（5）反應(yīng)結(jié)束后，振蕩試管b，靜置，觀察到的現(xiàn)象是

。解析：本題實(shí)驗(yàn)裝置基本上直接來(lái)源于教材中乙酸乙酯的制備裝置，主要考查實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)操作及簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力等，反映了試題回歸教材的動(dòng)向。吸收隨乙酸乙酯蒸出的少量酸性物質(zhì)和乙醇，降低乙酸乙酯的溶解度b中液體分層，上層是透明的油狀液體編輯ppt變式練習(xí)1.如右圖所示，在試管甲中先加入2mL95%的乙醇，并邊搖動(dòng)邊緩緩加入2mL濃硫酸，充分搖勻，冷卻后再加入2g無(wú)水乙酸鈉，用玻璃棒充分?jǐn)嚢韬髮⒃嚬芄潭ㄔ阼F架臺(tái)上。在試管乙中加入5mL飽和碳酸鈉溶液，按圖連接裝置，用酒精燈對(duì)試管甲加熱，當(dāng)觀察到試管乙中有明顯現(xiàn)象時(shí)停止實(shí)驗(yàn)。試回答：(1)試管乙中觀察到的現(xiàn)象是

。（2）加入濃硫酸的目的是

。液體分層，上層是透明的油狀液體制乙酸；做催化劑和吸水劑編輯ppt（3）該實(shí)驗(yàn)中使用球形管除起冷凝作用外，另一重要作用是

。（4）試管乙中飽和碳酸鈉溶液的作用是

?？键c(diǎn)2酯化反應(yīng)類型和生成酯的類型1.一元羧酸和一元醇的酯化反應(yīng)防止倒吸有利于分層和除去酯中混有的雜質(zhì)編輯ppt2.一元羧酸與二元醇或二元羧酸與一元醇間的酯化反應(yīng)3.無(wú)機(jī)含氧酸與醇形成無(wú)機(jī)酸酯+編輯ppt4.高級(jí)脂肪酸與甘油形成油脂5.多元醇與多元羧酸發(fā)生酯化反應(yīng)形成環(huán)酯。編輯ppt6.羥基酸的酯化反應(yīng)（1）分子間的酯化反應(yīng)編輯ppt（2）分子內(nèi)的酯化反應(yīng)編輯ppt要點(diǎn)深化1.烴的羥基衍生物比較物質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式羥基氫原子活潑性酸性與鈉反應(yīng)與NaOH的反應(yīng)與NaHCO2的反應(yīng)乙醇CH3CH2OH增強(qiáng)中性能不能不能苯酚C6H5OH很弱,比H2CO2弱能能不能乙酸CH3COOH強(qiáng)于H2CO2能能能編輯ppt2.烴的羰基衍生物比較物質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CO鍵穩(wěn)定性與H2加成其他性質(zhì)乙醛CH2CHO易斷裂能醛基中C—H鍵易被氧化乙酸CH3COOH難斷裂不能羥基中C—O鍵易斷裂乙酸乙酯CH3COOC2H5難斷裂不能酯鏈中C—O鍵易斷裂編輯ppt【例2】（2008·天津卷）某天然有機(jī)化合物A僅含C、H、O元素，與A相關(guān)的反應(yīng)框圖如下：編輯ppt（1）寫(xiě)出下列反應(yīng)的反應(yīng)類型：S→A第①步反應(yīng)

、B→D

、D→E第①步反應(yīng)

、A→P

。（2）B所含官能團(tuán)的名稱是

。（3）寫(xiě)出A、P、E、S的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A：、取代(或水解)反應(yīng)加成反應(yīng)消去反應(yīng)酯化(或取代)反應(yīng)碳碳雙鍵、羧基編輯pptP：E：

、

S：

。、編輯ppt(4)寫(xiě)出在濃H2SO4存在并加熱的條件下,F與足量乙醇反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。(5)寫(xiě)出與D具有相同官能團(tuán)的D的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：

編輯ppt解析：框圖中給出了G的分子式為C4H4O4Na2，其是由F與足量NaHCO3反應(yīng)而得到的，結(jié)合該化學(xué)式不難推出：G為二元羧酸鈉；F是由B加成H2而產(chǎn)生，說(shuō)明B中應(yīng)含有碳碳雙鍵或碳碳三鍵，故G應(yīng)無(wú)支鏈，只能為：NaOOC—CH2—CH2—COONa，則F為：HOOC—CH2—CH2—COOH，B為：HOOC—CHCH—COOH或HOOC—CC—COOH;根據(jù)D→E過(guò)程中數(shù)據(jù)變化為276－114＝162，由此不難想到，D消去2molHBr生成E，推知B為：HOOC—CHCH—COOH，D為，E為：，由B向前推理并結(jié)合其他信息(A的相對(duì)分子質(zhì)量為134，由S水解產(chǎn)生)可知S為：編輯ppt編輯ppt變式練習(xí)2.某有機(jī)化合物X（C7H8O）與另一有機(jī)化合物Y發(fā)生如下反應(yīng)生成化合物Z（C11H14O2）:X+YZ+H2O。（1）X是下列化合物之一，已知X不能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，則X是（）編輯ppt（2）Y的分子式是

，可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是

和

。（3）Y有多種同分異構(gòu)體，其中的一種同分異構(gòu)體E發(fā)生銀鏡反應(yīng)后，其產(chǎn)物經(jīng)酸化可得到F（C4H8O3）。F可發(fā)生反應(yīng)：該反應(yīng)的類型是

，E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是

。（4）若Y與E具有相同的碳鏈，則Z的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。C4H8O2

CH3CH2CH2COOH

CH3CH(CH3)COOH

酯化反應(yīng)(或取代反應(yīng))HO—CH2CH2CH2—CHO編輯ppt客觀題酯的水解反應(yīng)不僅僅是酯的性質(zhì)，因反應(yīng)條件不同和水解產(chǎn)物不同而表現(xiàn)出多變的后續(xù)反應(yīng)，酯的堿性條件下水解的耗堿量就是后續(xù)反應(yīng)考查的最佳角度，用來(lái)考查對(duì)典型官能團(tuán)的準(zhǔn)確判斷?！究碱}一】1mol與足量的NaOH溶液充分反應(yīng)，消耗NaOH的物質(zhì)的量為（）A.6molB.5molC.4molD.3mol編輯ppt審題視點(diǎn)：（1）仔細(xì)審視結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式中酯基數(shù)目。（2）認(rèn)真分析酯基水解產(chǎn)生官能團(tuán)的性質(zhì)，是審題的要點(diǎn)。（3）在原有官能團(tuán)中，除酯基外，還有哪些官能團(tuán)能和NaOH反應(yīng)。思路點(diǎn)撥：根據(jù)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式知，1mol有機(jī)物含有1mol酚羥基、1mol酚酯基、1mol醇酯基、1mol醇羥基，其中1mol酚羥基消耗1molNaOH、1mol酚酯基水解消耗2molNaOH，1mol醇酯基水解消耗1molNaOH，醇不能與堿反應(yīng)。故1mol該有機(jī)物最多消耗4molNaOH。標(biāo)準(zhǔn)答案：C編輯ppt高分解密

本題易混淆酚酯基和醇酯基，不理解氫氧化鈉在酯水解反應(yīng)中所起的作用，沒(méi)有考慮水解生成酚羥基與堿能反應(yīng)，或忽視醇羥基和酚羥基的區(qū)別，醇不能與堿反應(yīng)等。在有機(jī)反應(yīng)中，能與氫氧化鈉反應(yīng)的有機(jī)物有：（1）羧酸，發(fā)生中和反應(yīng)；（2）酚，發(fā)生中和反應(yīng)（3）酯，實(shí)質(zhì)中和羧酸（若酚酯，中和產(chǎn)物酚和羧酸）；（4）鹵代烴，實(shí)質(zhì)是中和—X。值得注意：酚酯與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成羧酸鈉和酚鈉。中學(xué)有機(jī)化學(xué)中易混官能團(tuán)有：（1）醇羥基、酚羥基和羧基中的羥基；（2）酚酯基和醇酯基；（3）醛基與羰基。在平時(shí)學(xué)習(xí)中，注意區(qū)別與總結(jié)。編輯ppt主觀題

酯類作為烴的含氧衍生物轉(zhuǎn)化關(guān)系鏈條中的終點(diǎn)物質(zhì)，具有極高的知識(shí)綜合性，使多種衍生物的性質(zhì)應(yīng)用達(dá)到了新的高度，有機(jī)試題憑借酯類集成了有機(jī)物典型性質(zhì)的關(guān)系和規(guī)律。【考題二】（16分）肉桂酸甲酯M，常用于調(diào)制具有草莓、葡萄、櫻桃、香子蘭等香味的食用香精。M屬于芳香族化合物，苯環(huán)上只含一個(gè)直支鏈，能發(fā)生加聚反應(yīng)和水解反應(yīng)。測(cè)得M的摩爾質(zhì)量為162g·mol-1，只含碳、氫、氧，且原子個(gè)數(shù)之比為5∶5∶1。編輯ppt（1）肉桂酸甲酯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是

。（2）G為肉桂酸甲酯的一種同分異構(gòu)體，其分子結(jié)構(gòu)模型如圖所示（圖中球與球之間連線表示單鍵或雙鍵）。G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

。（3）用芳香烴A為原料合成G的路線如下：編輯ppt①化合物E中的官能團(tuán)有

（填名稱）。②E→F的反應(yīng)類型是

，F(xiàn)→G的化學(xué)方程式為。③寫(xiě)出符合下列條件的F的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式（只寫(xiě)一種）。苯環(huán)、羧基、羥基消去反應(yīng)編輯ppti.分子內(nèi)含苯環(huán)，且苯環(huán)上只有一個(gè)支鏈；ii.在催化劑作用下，1mol該物質(zhì)與足量氫氣充分反應(yīng)，最多消耗5molH2；iii.它不能發(fā)生水解反應(yīng)。④框圖中D到F的轉(zhuǎn)化，先發(fā)生催化氧化、后發(fā)生消去反應(yīng)，能不能先發(fā)生消去反應(yīng)，后發(fā)生催化氧化？

（填“能”或“不能”）；理由是。不能因?yàn)椤狾H直接相連的碳原子上沒(méi)有氫原子，該醇羥基不能被催化氧化，如果先消去，生成碳碳雙鍵，在醛催化氧化過(guò)程中，碳碳雙鍵也會(huì)被氧化，導(dǎo)致副產(chǎn)物增多編輯ppt點(diǎn)評(píng)錯(cuò)誤原因：（1）分子式求算不準(zhǔn)，得出錯(cuò)誤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。（2）限制條件下，結(jié)構(gòu)的判斷能力差。（3）醇羥基的氧化是有結(jié)構(gòu)前提的，該醇不能被氧化。（4）在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，要保護(hù)某些官能團(tuán)，故反應(yīng)的順序選擇極為重要。（5）該同學(xué)答案中G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式漏寫(xiě)碳碳雙鍵；苯環(huán)做為官能團(tuán)未寫(xiě)出；F→G的化學(xué)方程式未寫(xiě)出；簡(jiǎn)答表達(dá)顯然不準(zhǔn)確，似是而非，醛基易被氧化為羧基。編輯ppt點(diǎn)撥（1）肉桂酸甲酯的最簡(jiǎn)式為C5H5O，設(shè)它的分子式為（C5H5O）n，M=162g·mol-1,（60+5+16）n=162，n=2，故它的分子式為C10H10O2。結(jié)合題意知，肉桂酸甲酯分子中含有苯環(huán)、酯基（—COO—）和碳碳雙鍵，因?yàn)楸江h(huán)上只含一個(gè)直支鏈，故苯環(huán)上的直支鏈為—CHCH—COOCH3。（2）根據(jù)球棍模型知，黑球表示碳原子，白球表示氫原子，花球表示氧原子。根據(jù)碳原子形成四個(gè)共價(jià)鍵（一個(gè)雙鍵視為兩個(gè)共價(jià)鍵），氧原子形成兩個(gè)共價(jià)鍵，氫原子形成一個(gè)共價(jià)鍵推知G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。（3）根據(jù)框圖中的反應(yīng)條件、化學(xué)式和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式知，A到B發(fā)生加成反應(yīng)，B到C發(fā)生水解反應(yīng)，C到編輯pptD是醇羥基發(fā)生催化氧化反應(yīng)，D到E是醛基發(fā)生催化氧化反應(yīng)，E到F發(fā)生消去反應(yīng)，F(xiàn)到G發(fā)生酯化反應(yīng)。A、B、C、E、F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為：編輯ppt作答與批改實(shí)錄編輯ppt題后反思有機(jī)物推斷技巧：推斷有機(jī)物可以采用順向思維法，即由反應(yīng)物推斷中間產(chǎn)物，最后推知最終產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)。當(dāng)已知反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)式或分子式時(shí)，可以采用順向思維法推斷。逆向思維法推斷有機(jī)物結(jié)構(gòu)，即由產(chǎn)物向反應(yīng)物推斷。當(dāng)反應(yīng)物未知，產(chǎn)物或中間產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)已知，可以采用逆推法。如本題推斷F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式時(shí)可采用逆推法。在解答綜合題時(shí)，往往需要順向思維法、逆向思維法的綜合運(yùn)用，也稱為綜合法。在有機(jī)合成中，保護(hù)官能團(tuán)就是設(shè)計(jì)路線使指定官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，避免其他官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)。例如利用烯醇制烯醛，先利用烯醇與HX發(fā)生加成反應(yīng)，后醇被催化氧化制醛，最后發(fā)生消去反應(yīng)得烯醛。與HX先加成、后消去的目的是保護(hù)碳碳雙鍵。編輯ppt1.（5分）（2007·上海能力測(cè)試）人劇烈運(yùn)動(dòng)，骨骼肌組織會(huì)供氧不足，導(dǎo)致葡萄糖無(wú)氧氧化，產(chǎn)生大量酸性物質(zhì)（分子式為C3H6O3），如果該物質(zhì)過(guò)度堆積于腿部，會(huì)引起肌肉酸痛，體現(xiàn)該物質(zhì)酸性的基團(tuán)是（）A.羥基 B.甲基C.乙基 D.羧基解析：羧基能發(fā)生電離產(chǎn)生H+。答案：D編輯ppt2.（5分）（改編）如圖是某有機(jī)分子的比例模