PAGE12-第四節(jié)醛羧酸與酯考綱定位核心素養(yǎng)1.了解醛、羧酸與酯的組成結構、性質及應用。2．駕馭醛、羧酸、酯的結構與性質以及它們之間的相互轉化。3．了解烴的衍生物的重要應用以及烴的衍生物的合成方法。4．了解有機物分子中官能團之間的相互影響。5．依據信息能設計有機化合物的合成路途。1.宏觀辨識——從不同角度相識醛、羧酸、酯的主要性質和應用。2．微觀探析——從組成、結構上探析烴的含氧衍生物的性質，形成“結構確定性質”的觀念。3．科學探究——依據試驗目的或合成目標，設計烴的含氧衍生物的性質或合成探究方案，并進行試驗操作。4．模型相識——領悟有機物的衍變關系“烯→醇→醛→酸→酯”轉化模型，了解轉化的原理?？键c|醛、羧酸和酯1．醛(1)醛：醛是由烴基與醛基相連而構成的化合物，官能團為醛基(—CHO)，飽和一元醛的分子通式為CnH2nO(n≥1)。(2)甲醛、乙醛的分子組成和結構分子式結構簡式官能團甲醛CH2OHCHO—CHO乙醛C2H4OCH3CHO(3)甲醛、乙醛的物理性質顏色狀態(tài)氣味溶解性甲醛無色氣體刺激性氣味易溶于水乙醛液體與水、乙醇等互溶(4)醛的化學性質醛類物質既有氧化性又有還原性，其氧化、還原關系為(R—CH2OH)醇eq\o(→,\s\up14(還原))醛(R—CHO)eq\o(→,\s\up14(氧化))羧酸(R—COOH)。以乙醛為例在橫線上寫出有關化學方程式。①氧化反應：a．銀鏡反應：CH3CHO＋2Ag(NH3)2OHeq\o(→,\s\up14(△))CH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O；b．與新制Cu(OH)2懸濁液反應：CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHeq\o(→,\s\up14(△))CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O；c．催化氧化反應：2CH3CHO＋O2eq\o(→,\s\up14(催化劑),\s\do10(△))2CH3COOH；d．乙醛可被酸性KMnO4溶液氧化生成乙酸。②還原反應：與氫氣的加成反應CH3CHO＋H2eq\o(→,\s\up14(催化劑),\s\do10(△))CH3CH2OH。提示：(1)醛基只能寫成—CHO或，不能寫成—COH；(2)醛與新制的Cu(OH)2懸濁液反應時堿必需過量且應加熱煮沸；(3)醛類使酸性KMnO4溶液或溴水褪色，二者均為氧化反應。(5)醛的應用和對環(huán)境、健康產生的影響①醛是重要的化工原料，廣泛應用于合成纖維、醫(yī)藥、染料等行業(yè)。②35%～40%的甲醛水溶液俗稱福爾馬林；具有殺菌(用于種子殺菌)和防腐性能(用于浸制生物標本)。③劣質的裝飾材料中揮發(fā)出的甲醛是室內主要污染物之一。④甲醛與苯酚發(fā)生縮聚反應生成酚醛樹脂。提示：幾個定量關系eq\o(1)eq\o(2)2．羧酸(1)概念：由烴基與羧基相連構成的有機化合物。(2)官能團：羧基(—COOH)。(3)通式：飽和一元羧酸的分子式為CnH2nO2(n≥1)，通式可表示為R—COOH。(4)化學性質(以乙酸為例)①酸的通性：乙酸是一種弱酸，其酸性比碳酸強，在水溶液里的電離方程式為CH3COOHCH3COO－＋H＋。寫出一個證明乙酸比碳酸酸性強的化學方程式2CH3COOH＋CaCO3=(CH3COO)2Ca＋CO2↑＋H2O。②酯化反應：CH3COOH和CH3CHeq\o\al(18,2)OH發(fā)生酯化反應的化學方程式為CH3COOH＋CH3CHeq\o\al(18,2)OHCH3CO18OC2H5＋H2O。(5)乙酸乙酯的試驗室制法試驗問題(6)幾種重要的羧酸①甲酸：俗名蟻酸，是最簡潔的飽和一元羧酸。結構：官能團：醛基、羧基。具有醛和羧酸的性質。②乙二酸：結構簡式：，俗名草酸?？捎脕硐慈ニ{黑色鋼筆水的墨跡。③苯甲酸：，酸性比較(電離出H＋的難易程度)：草酸＞甲酸＞苯甲酸＞乙酸＞碳酸＞苯酚。④高級脂肪酸eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(硬脂酸：C17H35COOH,軟脂酸：C15H31COOH))飽和高級脂肪酸，常溫呈固態(tài)；油酸：C17H33COOH不飽和高級脂肪酸，常溫呈液態(tài)。3．酯(1)概念：羧酸分子羧基中的羥基被—OR′取代后的產物，表示為可簡寫為RCOOR′。(2)官能團：或—COO—。(3)常見低級酯的物理性質：具有芳香氣味的液體，密度一般比水的小，難溶于水，易溶于有機溶劑。(4)酯的化學性質——水解反應提示：酯的水解反應為取代反應；在酸性條件下為可逆反應；在堿性條件下，能中和產生的羧酸，酯的水解平衡右移，水解程度增大。[深度歸納](1)檢驗—CHO應留意的試驗問題與新制[Ag(NH3)2]OH溶液反應與新制Cu(OH)2懸濁液反應注意事項①試管內壁必需干凈；②銀氨溶液隨用隨配，不行久置；③水浴加熱，不行用酒精燈干脆加熱；④乙醛用量不宜太多，一般加3滴；⑤銀鏡可用稀硝酸浸泡洗滌除去①新制Cu(OH)2懸濁液要隨用隨配，不行久置；②配制新制Cu(OH)2懸濁液時，所用NaOH必需過量；③反應液干脆加熱煮沸提示：當有機物分子中和—CHO共存檢驗時應先檢驗—CHO后，再用溴水檢驗。(5)形成環(huán)酯和高聚酯的酯化反應⊙考法1醛、羧酸和酯的結構與性質1．有機物A是合成二氫荊芥內酯的重要原料，其結構簡式為，下列檢驗A中官能團的試劑和依次正確的是()A．先加酸性高錳酸鉀溶液，后加銀氨溶液，微熱B．先加溴水，后加酸性高錳酸鉀溶液C．先加銀氨溶液，微熱，再加入溴水D．先加入新制氫氧化銅懸濁液，加熱至沸，酸化后再加溴水D[A中先加酸性高錳酸鉀溶液，醛基和碳碳雙鍵均被氧化，B中先加溴水，醛基被氧化、碳碳雙鍵發(fā)生加成反應，A、B錯誤；C中若先加銀氨溶液，可檢驗醛基，但考慮到銀氨溶液顯堿性，若不酸化干脆加溴水，則無法確定A中是否含有碳碳雙鍵。]2.(2015·山東高考)分枝酸可用于生化探討，其結構簡式如圖所示。下列關于分枝酸的敘述正確的是()A．分子中含有2種官能團B．可與乙醇、乙酸反應，且反應類型相同C．1mol分枝酸最多可與3molNaOH發(fā)生中和反應D．可使溴的四氯化碳溶液、酸性高錳酸鉀溶液褪色，且原理相同B[A.分子中含有4種官能團：羧基、羥基、碳碳雙鍵、醚鍵。B.可與乙醇、乙酸發(fā)生取代反應。C.1mol分枝酸最多可與2molNaOH發(fā)生中和反應，因為分子中只有2個羧基。D.可使溴的四氯化碳溶液、酸性高錳酸鉀溶液褪色，但反應原理不相同，使溴的四氯化碳溶液褪色是加成反應，使酸性高錳酸鉀溶液褪色是氧化反應。]3．(2024·石家莊質檢)關于有機物的說法正確的是()A．b的同分異構體中含有羧基的結構有7種(不含立體異構)B．a、b互為同系物C．c中全部碳原子可能處于同一平面D．a、b、c均能使酸性高錳酸鉀溶液褪色A[符合條件的酸有CH3CH2CH2CH(CH3)COOH、(CH3CH2)2CHCOOH、CH3CH2CH(CH3)CH2COOH、CH3CH2C(CH3)2COOH、(CH3)2CHCH(CH3)COOH、(CH3)2CHCH2CH2COOH、(CH3)3CCH24．(2024·陜西部分學校一模聯考)水楊酸、冬青油、阿司匹林的結構簡式如圖，下列說法不正確的是()A．由水楊酸制冬青油的反應是取代反應B．阿司匹林的分子式為C9H8O4，在肯定條件下水解可得水楊酸C．冬青油苯環(huán)上的一氯取代物有4種D．可用NaOH溶液除去冬青油中少量的水楊酸D[水楊酸與甲醇發(fā)生酯化反應可生成冬青油，酯化反應屬于取代反應，A項正確；阿司匹林的分子式為C9H8O4，阿司匹林在酸性條件下水解可得水楊酸，B項正確；冬青油苯環(huán)上有4種不同化學環(huán)境的氫原子，故其苯環(huán)上的一氯取代物有4種，C項正確；冬青油中含有的酚羥基和酯基都能與NaOH溶液反應，故不能用NaOH溶液除去冬青油中少量的水楊酸，D項錯誤。]5．(2024·洛陽模擬)有機物A、B均為合成某種抗支氣管哮喘藥物的中間體，A在肯定條件下可轉化為B(如圖所示)，下列說法正確的是()A．A分子中全部碳原子均位于同一平面B．用FeCl3溶液可檢驗物質B中是否混有AC．物質B既能發(fā)生銀鏡反應，又能發(fā)生水解反應D．1molB最多可與5molH2發(fā)生加成反應B[A中1個飽和碳原子上連有3個碳原子(2個—CH3中的C、1個苯環(huán)上的C)，這4個碳原子中最多有3個碳原子在同一平面上，故A項錯誤；A含有酚羥基，遇FeCl3溶液顯紫色，而B不含酚羥基，因此可用FeCl3溶液檢驗物質B中是否混有A，B項正確；物質B含有醛基，可以發(fā)生銀鏡反應，但不含酯基或鹵原子，不能發(fā)生水解反應，C項錯誤；1molB含有1mol苯環(huán)、1mol碳碳雙鍵、1mol醛基、1mol羰基，最多可與6molH2發(fā)生加成反應，D項錯誤。]⊙考法2乙醇與乙酸的酯化反應試驗探究6．某學生在試驗室制取乙酸乙酯的主要步驟如下：①在大試管A中配制反應混合液；②按圖甲所示連接裝置(裝置氣密性良好)，用小火勻稱加熱大試管A5～10min；③待試管B收集到肯定量產物后停止加熱，撤去導管并用力振蕩，然后靜置待分層；④分別出乙酸乙酯層，洗滌、干燥。圖甲圖乙已知乙醇可以與氯化鈣反應，生成微溶于水的CaCl2·6C2H5OH。有關試劑的部分數據如下：物質熔點/℃沸點/℃密度/(g·cm－3)乙醇－117.378.50.789乙酸16.6117.91.05乙酸乙酯－83.677.50.90濃硫酸(98%)338.01.84(1)配制反應混合液的主要操作步驟為__________________(不必指出液體體積)；制取乙酸乙酯的化學方程式為______________________________。(2)步驟②中須要小火勻稱加熱，其主要緣由之一是溫度過高會發(fā)生副反應，另一個緣由是__________________________________________________________________________________________________________。(3)寫出步驟③中視察到的試驗現象__________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)分別出乙酸乙酯層后，一般用飽和CaCl2溶液洗滌。通過洗滌可除去的雜質是________(填名稱)；干燥乙酸乙酯可選用的干燥劑為________(填字母)。A．P2O5 B．無水硫酸鈉C．堿石灰 D．NaOH固體(5)某化學課外小組設計了圖乙所示的裝置(圖中鐵架臺、鐵夾、加熱裝置均已略去)制取乙酸乙酯，與圖甲裝置相比，圖乙裝置的主要優(yōu)點有________。a．增加了溫度計，有利于限制反應溫度b．增加了分液漏斗，能隨時補充反應混合液c．增加了冷凝裝置，有利于收集產物d．反應容器容積大，容納反應物的量多解析：(1)濃硫酸與乙醇或乙酸混合時，會放出大量的熱。本試驗配制反應混合液時，應先在大試管A中加入乙醇，然后分別漸漸加入濃硫酸和乙酸，邊加邊振蕩試管。(2)本試驗中的反應物乙醇和乙酸的沸點(分別是78.5℃和117.9℃)都比較低，若加熱溫度過高，乙醇和乙酸來不及反應就可能被蒸出，會降低原料的利用率。(4)用CaCl2除去少量的乙醇，用無水硫酸鈉除去少量的水。不能選擇P2O5、堿石灰或NaOH固體等干燥劑，以防乙酸乙酯在酸性(P2O5遇水生成酸)或堿性條件下發(fā)生水解。(5)比較兩套裝置的不同之處：圖乙裝置有溫度計、分液漏斗、冷凝管，答題時抓住這三個方面即可。d項不正確，因為容納液體的量多，在本題中并不能體現出其優(yōu)點。答案：(1)在大試管A中加入乙醇，再分別漸漸加入濃硫酸和乙酸，邊加邊振蕩試管使之混合勻稱CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O(2)反應物中乙醇、乙酸的沸點較低，若用大火加熱，大量反應物會隨產物蒸發(fā)而損失(3)試管B中的液體分為上下兩層，上層為無色油狀液體，可聞到水果香味，下層為紅色液體，振蕩后顏色變淺，有氣泡產生(4)乙醇B(5)abc[拓展鏈接](1)水浴加熱：銀鏡反應(溫水浴)、乙酸乙酯的水解(70～80℃水浴)、蔗糖的水解(熱水浴)；其優(yōu)點為恒溫加熱且受熱勻稱。若需100℃以上，需用油浴等加熱。(2)冷凝回流應留意當須要使被汽化的物質重新流回到反應容器中時，可通過在反應容器的上方添加一個長導管達到此目的(此時空氣是冷凝劑)，若須要冷凝的試劑沸點較低，則須要在容器的上方安裝冷凝管，常選用球形冷凝管，此時冷凝劑的方向是下進上出。⊙考法3烴及烴的衍生物的衍變關系及應用7．(2024·太原模擬)環(huán)丁基甲酸是重要的有機合成中間體，其一種合成路途如下：(1)A屬于烯烴，其結構簡式是________。(2)B→C的反應類型是________，該反應生成的與C互為同分異構體的副產物是________(寫結構簡式)。(3)E的化學名稱是________。(4)寫出D→E的化學方程式：__________________________________________________________________________________________________。(5)H的一種同分異構體為丙烯酸乙酯(CH2=CH—COOC2H5)，寫出聚丙烯酸乙酯在NaOH溶液中水解的化學方程式：___________________________________________________________。解析：依據A為烯烴和A的分子式可確定A為CH2=CHCH3，結合A→B的反應條件和B的分子式、C的結構簡式可確定B為CH2=CHCH2Br；依據D的分子式、E的結構簡式和D→E的反應條件可知D為HOOCCH2COOH。答案：(1)CH2=CH—CH3eq\o([思維建模]烴及其衍生物之間的衍變關系)課堂反饋真題體驗1．(2024·全國卷Ⅲ，T8)下列說法錯誤的是()A．乙烷室溫下能與濃鹽酸發(fā)生取代反應B．乙烯可以用作生產食品包裝材料的原料C．乙醇室溫下在水中的溶解度大于溴乙烷D．乙酸與甲酸甲酯互為同分異構體A[A項，乙烷和濃鹽酸不反應。B項，乙烯發(fā)生加聚反應生成聚乙烯，聚乙烯可作食品包裝材料。C項，乙醇與水能以隨意比例互溶，而溴乙烷難溶于水。D項，乙酸與甲酸甲酯分子式相同，結構不同，兩者互為同分異構體。]2．(2015·全國卷Ⅱ，T8)某羧酸酯的分子式為C18H26O5，1mol該酯完全水解可得到1mol羧酸和2mol乙醇，該羧酸的分子式為()A．C14H18O5 B．C14H16O4C．C16H22O5 D．C16H20O5A[由1mol酯(C18H26O5)完全水解可得到1mol羧酸和2mol乙醇可知，該酯為二元酯，分子中含有2個酯基(—COO—)，結合酯的水解反應原理可得“1molC18H26O5＋2molH2Oeq\o(→,\s\up14(水解))1mol羧酸＋2molC2H5OH”，再結合質量守恒定律推知，該羧酸的分子式為C14H18O5。]3．(