(共17张PPT)
第三课时 羧酸衍生物酰胺
第三章 烃的衍生物
第四节 羧酸 羧酸衍生物
蛋白质一级结构中的肽键，在化学上也叫酰胺键，酰胺也是羧酸的衍生物。酰胺具有怎样的性质呢？在学习酰胺之前，下面先简单介绍一下胺
…
C＝O
H—N
H—C—R1
C＝O
H—N
H—C—R2
C＝O
H—N
H—C—R3
C＝O
H—N
H—C—R4
…
蛋白质的结构示意图
蛋白质的三级结构
蛋白质的一级结构
蛋白质的二级结构
蛋白质的四级结构
(三) 酰胺
1.胺
(1)结构与用途
通式可表示为R—NH2，官能团的名称为氨基（—NH2）。
胺类化合物具有碱性可与强酸反应生成有机铵盐,如苯胺与盐酸反应的化学方程式为
(2)主要化学性质
用途：胺的用途很广，是重要的化工原料。例如，甲胺和苯胺都是合成医药、农药和染料等的重要原料。
注意：“氨”“铵”“胺”的区别
氨指氨气(NH3)；铵一般出现在铵盐中；胺是指一类含氨基(-NH2)的有机物。
苯胺盐酸盐
2.酰胺
酰胺是羧酸分子中羟基被氨基所替代得到的化合物。结构一般表示如下:
(1)结构
故通式表示为
其中
叫做酰胺基。
酰胺基的结构简式为
R、R′可以是H或烃基。
叫做酰基，
(2)常见酰胺的结构简式：
乙酰胺
苯甲酰胺
N，N 二甲基甲酰胺
酰胺键，与酯基类似，在酸或碱存在并加热的条件下可以发生水解反应。
R—C—NH2＋H2O RCOOH＋NH3
O
催化剂
△
O
CH3—C—OC2H5＋H2O CH3—C—OH＋C2H5OH
O
稀硫酸
△
δ＋
δ－
δ＋
δ－
CH3—C—NH2＋H2O CH3COOH＋NH3
O
催化剂
△
(2)主要化学性质
酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可以发生水解反应。如RCONH2与盐酸和氢氧化钠的反应
①与HCl溶液反应：
②与NaOH溶液反应：
水解时加入碱，生成的酸就会变成盐，同时有氨气逸出。
【思考与讨论】洗涤丝绸质衣物，能否选用肥皂或洗衣粉进行清洗？为什么最好用洗发水进行清洗？
【提示】丝绸本质上是蛋白质，里面含有肽键，即酰胺键。肥皂或洗衣粉水溶液呈碱性，在碱性条件下，酰胺键会水解。所以洗涤丝绸，不能用肥皂或洗衣粉，最好用洗发水。
(3)应用
酰胺常被用作溶剂和化工原料。例如，N，N 二甲基甲酰胺是良好的溶剂，可以溶解很多有机化合物和无机化合物，是生产多种化学纤维的溶剂，也用于合成农药、医药等。
注意：—NH2和—CONH2都是亲水基团，与水分子能形成氢键，故低级胺、酰胺都能溶于水。
1．甲胺与乙酰胺分子中均有—NH2，二者互为同系物吗？为什么？
思考与讨论
提示： 不是。因为二者不是同类物质，结构不相似，且不相差若干个CH2。
2．酰胺与酯类化学性质有什么相似性？
提示： 二者均可以在酸性、碱性条件下发生水解反应。
物质 氨 胺(甲胺) 酰胺(乙酰胺) 铵盐(NH4Cl)
组成元素 N、H C、N、H C、N、O、H N、H、Cl
结构式
氨、胺、酰胺和铵盐比较
化学性质 与酸反应生成铵盐 与酸反应生成盐 水解反应：酸性时生成羧酸与铵盐，碱性时生成羧酸盐和NH3 与碱反应生成盐和NH3
用途 化工原料 化工原料 化工原料和溶剂 化工原料、化肥
1．判断正误(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)
(1)植物油和动物的脂肪都属于酯类。 ( )
(2)油脂可以发生水解反应不能发生还原反应。 ( )
(3)油脂是高级脂肪酸的甘油酸，属于高分子化合物。 ( )
(4)酯在碱性条件下的水解反应属于皂化反应。 ( )
(5)酰胺与胺属于同类化合物，官能团均为—NH2。 ( )
×
×
×
×
√
2．下列说法不正确的是( )
A．胺和酰胺都是烃的含氧衍生物
B．胺和酰胺都含有C、N、H元素
C．胺可以认为烃中氢原子被氨基取代产物
D．酰胺中一定含酰基
解析：胺分子中不含氧原子，不是含氧衍生物，A错误。
A(共40张PPT)
第二课时 羧酸衍生物---酯
第三章 烃的衍生物
第四节 羧酸 羧酸衍生物
1.厨师炒菜时为了增加菜的香味,常常加入食醋和白酒,你能解释其中原理吗
提示食醋中的乙酸和白酒中的乙醇在炒菜时发生反应生成具有香味的乙酸乙酯。
2.有机化合物A的结构简式为CH3CH2CH(OH)COOH,其在浓硫酸、加热条件下的小分子产物有几种
提示4种。可以发生消去反应得到
CH3CH=CHCOOH,2分子之间脱水可以形成醚,还可以形成链状酯和环状酯。
思考与讨论
(1)生成链状酯
酯化反应的基本类型
①一元羧酸与一元醇的反应:
②一元羧酸与二元醇或二元羧酸与一元醇的反应:
(2)生成环状酯
①多元醇与多元羧酸进行分子间脱水形成环酯:
②羟基酸分子间脱水形成环酯:
③羟基酸分子内脱水形成环酯:
自然界中的有机酯
常见酯的结构简式与气味：
名称 结构简式 气味
乙酸 乙酯 CH3COOC2H5 梨香、苹果香、桃香
乙酸 异戊酯 CH3COOCH2CH2CH(CH3)2 香蕉香、梨香、草莓香、菠萝香
丁酸 乙酯 C3H7COOC2H5 菠萝香、香蕉香、草莓香
丁酸 丁酯 C3H7COOC4H9 菠萝香
丁酸 异戊酯 C3H7COOCH2CH2CH(CH3)2 菠萝香、香蕉香草莓香、桃香
异戊酸 异戊酯 (CH3)2CHCH2COOCH2CH2CH(CH3)2 苹果香、桃香、香蕉香、菠萝香
1．组成、结构和命名
二、羧酸的衍生物
(一) 酯
乙酸乙酯的核磁共振氢谱
吸收强度
δ
乙酸乙酯的分子结构空间填充模型
2.酯的自然界存在：
酯类广泛存在于自然界，低级酯是有芳香气味的液体，存在于各种水果和花草中。乙酸乙酯存在于酒、食醋和某些水果中；乙酸异戊酯存在于香蕉、梨等水果中；苯甲酸甲酯存在于丁香油中；水杨酸甲酯存在于冬青油中
3．酯的物理性质
低级酯是具有芳香气味的液体，密度一般小于水，难溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。许多酯也是常用的有机溶剂。
3．酯的化学性质——水解反应(以乙酸乙酯为例)
取代反应
酯+水 酸+醇
①在稀硫酸存在下水解:
CH3—C—O—C2H5 + H2O
O
稀H2SO4
CH3—C—OH+H—O—C2H5
O
②碱性条件下水解：
CH3—C—OC2H5 + NaOH
O
CH3-C-ONa + HOC2H5
O
规律：酸上羟基醇上氢
点拨：
①酯的酸性水解与酯化反应均为可逆反应和取代反应。用稀硫酸，不用盐酸和硝酸是因为加热时易挥发；用稀硫酸的催化作用；不用浓硫酸，因为它有利于酯化反应
②酯的碱性水解，由于生成了羧酸盐，水解反应不可逆，用“→”，也属于取代反应
③用水浴加热，不能直接加热，因为酯的沸点一般较低，易挥发
①酸碱性对酯的水解的影响:
实验步骤 a. 分别取6滴乙酸乙酯放入3支试管中,然后向3支试管中分别加入等体积的水、稀硫酸、氢氧化钠溶液
b. 振荡均匀后,把3支试管都放入70~80 ℃的水浴里加热
实验现象 加水的试管中酯层基本不变
酯层消失时间:加入稀硫酸的试管大于加入氢氧化钠溶液的试管
实验结论 乙酸乙酯在酸性和碱性条件下发生水解,在碱性条件下水解更快,更彻底
②温度对酯的水解的影响:
实验步骤 a. 分别取6滴乙酸乙酯放入2支试管中,然后向试管中分别加入等量的氢氧化钠溶液
b. 振荡均匀后,把2支试管分别放入50~60 ℃、70~80 ℃的水浴里加热
实验现象 温度高的试管酯层消失得更快
实验结论 温度越高,乙酸乙酯的水解速率越大
酯化反应 水解
反应关系
催化剂 浓H2SO4 稀H2SO4或NaOH溶液
催化剂的其他作用 吸水，提高乙酸和乙醇的转化率 NaOH中和酯水解生成的乙酸，提高酯的水解率
反应类型 酯化反应，取代反应 水解反应，取代反应
酯化反应和酯水解反应的比较
(二) 油脂
1．油脂的形成、结构与分类
(1)形成：日常生活中食用的油脂是由高级脂肪酸与甘油形成的酯，属于酯类化合物。
(2)结构
油脂的结构可表示为
其中R、R′、R″是高级脂肪酸的烃基，可以相同也可以不同。
油脂是重要的营养物质
HO—CH2
HO—CH
HO—CH2
甘油（丙三醇）
(3)分类
植物油脂
动物油脂
2.常见的高级脂肪酸
油脂是由多种高级脂肪酸（如硬脂酸、软脂酸或油酸等）跟甘油生成的甘油酯，是混合物。
软脂酸甘油酯
C17H35—C—O—CH2
C17H35—C—O—CH
C17H35—C—O—CH2
O
O
O
硬脂酸甘油酯
油酸甘油酯
C17H33—C—O—CH2
C17H33—C—O—CH
C17H33—C—O—CH2
O
O
O
C15H31—C—O—CH2
C15H31—C—O—CH
C15H31—C—O—CH2
O
O
O
油脂——高级脂肪酸甘油酯
油脂是多种高级脂肪酸的甘油酯，而在高级脂肪酸中，既有饱和的，又有不饱和的，因而油脂不仅具有酯的化学性质，还兼有烯烃的化学性质。
4.化学性质
3.物理性质
密度比水小；
不溶于水，易溶于有机溶剂；
有明显的油腻感；
是一种良好的有机溶剂。
C17H35—C—O—CH2
C17H35—C—O—CH
C17H35—C—O—CH2
O
O
O
＋3H2O
稀硫酸
△
HO—CH2
HO—CH
HO—CH2
3C17H35COOH＋
硬脂酸
硬脂酸甘油酯
甘油
(1)水解反应——以硬脂酸甘油酯为例
油脂属于酯类,与乙酸乙酯具有相似的化学性质,在一定条件下可以发生水解反应。
①酸性条件下水解:
工业上利用这一原理制取高级脂肪酸和甘油。
肥皂的主要成分
C17H35—C—O—CH2
C17H35—C—O—CH
C17H35—C—O—CH2
O
O
O
＋3NaOH
HO—CH2
HO—CH
HO—CH2
3C17H35COONa＋
△
硬脂酸钠
硬脂酸甘油酯
甘油
②碱性条件下水解:
油脂在碱性溶液中的水解反应又称为皂化反应。
工业上利用这一原理制取肥皂(主要成分高级脂肪酸的钠盐）。
①油脂氢化的定义
不饱和程度较高、熔点较低的液态油，通过催化加氢可提高饱和度，转变成半固态的脂肪，这个过程称为油脂的氢化，也称油脂的硬化。由此制得的油脂叫做人造脂肪，通常又称为硬化油。硬化油不易被空气氧化变质，便于储存和运输，可作为制造肥皂、人造奶油的原料。
(2)油脂的氢化——油脂的加成反应
②油脂氢化---兼有烯烃的化学性质
C17H33—C—O—CH2
C17H33—C—O—CH
C17H33—C—O—CH2
O
O
O
＋3H2
催化剂
△
C17H35—C—O—CH2
C17H35—C—O—CH
C17H35—C—O—CH2
O
O
O
硬脂酸甘油酯
油酸甘油酯
油酸甘油酯氢化反应方程式为
点拨：
①乙酸乙酯在碱性条件下也能发生水解反应，但不是皂化反应。
②肥皂的主要成分为高级脂肪酸的盐。
③热的纯碱溶液可以提高去除油脂的效果。因为热的纯碱水解程度大，碱性强使油脂易水解。
油脂的官能团与化学性质
官能团 一定含有 可能含有
化学 性质 发生水解反应。酸性条件下的水解产物是高级脂肪酸和甘油,碱性条件下的水解产物是高级脂肪酸盐和甘油 能与氢气发生加成反应,能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色
4.酯、油脂和矿物油的对比
物质 油脂 酯 矿物油
油 脂肪
组成 不饱和高级脂肪酸的甘油酯 饱和高级脂肪酸的甘油酯 羧酸与醇类反应的有机产物 多种烃(石油及其分馏产品)
状态 液态 固态 液态或固态 液态
化学 性质 能水解,兼有烯烃的性质 能水解 在酸或碱的作用下能水解 具有烃的性质,不能水解
存在 芝麻等油料作物中 动物脂肪 水果等 石油
联系 油和脂肪统称油脂,均属于酯类 烃类
5.油脂的应用
1.如何利用化学方法鉴别植物油和矿物油
提示：植物油属于油脂,能在碱性条件下水解,矿物油的主要成分为烃类,不与碱反应。故取少量液体,加含酚酞的NaOH溶液,加热,若液体不分层,且红色变浅的为植物油,若液体分层,颜色无变化的为矿物油。
2.在油、脂肪、酯、汽油中一定能使酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色的是哪种
提示：油。从结构中是否含有碳碳双键进行考虑,油一定有碳碳双键,脂肪一般没有,酯可能有,直馏汽油一般没有而裂化汽油有。
思考与讨论
3.试分析生活中用热的纯碱溶液洗涤炊具上的油污的原理。
提示：油污的主要成分为油脂。油脂属于酯,不溶于水,但在碱性条件下水解生成易溶于水的高级脂肪酸盐和甘油。纯碱的水溶液显碱性,并且温度升高碱性增强,因此用热的纯碱溶液洗涤炊具上的油污效果较好。
(1)酯类在碱性条件下的水解程度大。 ( )
提示：√。酯类在碱性条件下的水解几乎完全。
(2)在酸性条件下,CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH。
( )
提示：×。水解产物应为CH3COOH和C2H518OH。
(3)油脂的相对分子质量较大,故属于有机高分子。( )
提示：×。油脂的相对分子质量远小于有机高分子的相对分子质量。
1．判断正误(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)
√
×
×
(4)酯和油脂都含有酯基。( )
提示：√。油脂是酯的一种,都含有官能团——酯基。
(5)汽油、甘油都属于油脂。( )
提示：×。汽油的主要成分属于烃,甘油属于醇。
(6)天然油脂都是混合物,无固定的熔、沸点。( )
提示：√。天然油脂都是混合物,混合物无固定的熔、沸点。
(7)油脂的水解反应叫做皂化反应。( )
提示：×。油脂在碱性条件下的水解反应叫做皂化反应。
√
√
×
×
(8)含有—COOH的化合物一定是羧酸类。 ( )
(9)根据烃基的不同，羧酸可以分为饱和羧酸和不饱和羧酸。
( )
(10)任何羧酸的酸性都比碳酸强。 ( )
(11)酯化反应与酯的水解反应均为取代反应。 ( )
(12)浓硫酸在酯化反应中起催化剂和脱水剂作用。 ( )
√
√
×
×
×
2．油脂既是重要食物,又是重要化工原料。油脂的以下性质和用途与其含有的不饱和碳碳双键有关的是( )
A.油脂在体内完全氧化时,提供的能量比糖类和蛋白质约高一倍
B.利用油脂在碱性条件下水解,可以生产甘油和肥皂
C.植物油通过氢化,即与氢气发生加成反应,可以制造植物奶油(人造奶油)
D.天然油脂没有固定的熔、沸点
C
解析：每克油脂在体内完全氧化时,大约可以产生39.3千焦的热能,提供的能量比糖类和蛋白质约高一倍,是产生能量最高的营养物质,与碳碳双键无关,故A项错误;油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯,可利用其在碱性条件下水解生产甘油和肥皂,与碳碳双键无关,故B项错误;植物油中含有不饱和键,经过氢化(加氢加成),可以变成脂肪,故C项正确;天然油脂是混合物,无固定的熔、沸点,与碳碳双键无关,故D项错误。
3．下列说法正确的是( )
A．油脂水解产物之一是甘油
B．天然植物油在常温下一般呈液态，难溶于水，有恒定的熔点、沸点
C．油脂在酸性或碱性条件下均可发生水解反应，且产物相同
D．煎炸食物的花生油和牛油都是可皂化的饱和酯类
解析：油脂无论是在酸性条件下还是在碱性条件下水解，产物之一都是甘油，A说法正确；天然植物油是混合物，无恒定的熔点、沸点，B说法错误；油脂在酸性条件下水解的产物是高级脂肪酸和甘油，而在碱性条件下水解的产物是高级脂肪酸盐和甘油，产物不完全相同，C说法错误；花生油以不饱和酯为主，D说法错误。
A
4．能区别地沟油(加工过的餐饮废弃油)与矿物油(汽油、煤油、柴油等)的方法是( )
A．点燃，能燃烧的是矿物油
B．测定沸点，有固定沸点的是矿物油
C．加入水中，浮在水面上的是地沟油
D．加入足量氢氧化钠溶液共热，不分层的是地沟油
解析：地沟油的主要成分是高级脂肪酸甘油酯，主要是从饭店剩菜残渣中提取的，与矿物油一样，也能燃烧，A项错误；矿物油和地沟油都是混合物，都没有固定的沸点，B项错误；矿物油和地沟油的密度都小于水且都不溶于水，加入水中都会浮在水面上，C项错误；地沟油能与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的甘油和高级脂肪酸钠，而矿物油不能与氢氧化钠溶液反应，D项正确。
D
5．下列各组物质，既不互为同系物，又不互为同分异构体的是( )
A．软脂酸甘油酯和硬脂酸甘油酯
B．甲酸甲酯和乙酸
C．苯甲醇和邻甲基苯酚
D．油酸甘油酯和乙酸甘油酯
D
解析：根据同分异构体及同系物的定义可知，A中两种物质互为同系物；B中两种物质互为同分异构体；C中两种物质互为同分异构体；D中油酸甘油酯中含有碳碳双键，乙酸甘油酯中不含碳碳双键，二者既不互为同系物，也不互为同分异构体。
6.除去乙酸乙酯中的乙酸最好的方法是( )
A.用水
B.用盐酸洗
C.用氢氧化钠溶液
D.用饱和Na2CO3溶液洗
解析：盐酸、氢氧化钠溶液都能引起乙酸乙酯的水解;饱和碳酸钠溶液既能降低乙酸乙酯在水中的溶解度,又能吸收乙酸。
D
7.能发生银镜反应,并与丙酸互为同分异构体的是( )
A.丙醛 B.丙酸铵
C.甲酸乙酯 D.甲酸甲酯
解析：丙酸与甲酸乙酯分子式均为C3H6O2,且甲酸乙酯中含醛基。
C
8.下列说法正确的是( )
①油脂氢化的目的是提高油脂的熔点和稳定性
②油脂是高级脂肪酸和甘油所生成的酯
③油脂在酸性条件下的水解反应也叫皂化反应
④油和脂肪属于同系物
A.①③ B.①④ C.①② D.②③
解析：油脂氢化可以提高油脂的饱和程度,增强稳定性和提高熔点;高级脂肪酸甘油酯在碱性条件下的水解反应叫做皂化反应;油是不饱和高级脂肪酸甘油酯,脂肪是饱和高级脂肪酸甘油酯,二者不可能是同系物,故①、②正确。
C
9．已知分子式为C4H8O2的有机物既能发生银镜反应，又能发生水解反应，此有机物可能的结构有( )
A．5种 B．4种 C．3种 D．2种
解析：分子式为C4H8O2的有机物既能发生银镜反应，又能发生水解反应，则该有机物含有一个甲酸酯基(HCOO—)和一个丙基(—C3H7)，丙基有正丙基和异丙基2种结构，故此有机物的结构共有2种。
D(共23张PPT)
第四课时 酯的同分异构体
第三章 烃的衍生物
第四节 羧酸 羧酸衍生物
当R和R'均为饱和烷基时，且只有一个 的酯叫饱和一元酯。
其通式为：CnH2nO2（n≥2）
思考：饱和一元酯和饱和一元羧酸的通式相同，说明了什么？
—C—O—
O
同分异构体的种类
结构异构
立体异构
碳链异构
位置异构
官能团异构
1.饱和一元羧酸和饱和一元醇形成的酯与分子中含相同碳原子数的饱和一元羧酸属于什么关系
提示互为同分异构体,如乙酸(CH3COOH)与甲酸甲酯(HCOOCH3)互为同分异构体。
思考与讨论
2. 的属于酚酯的同分异构体共有多少种
酯类的同分异构体
1、链状酯的同分异构体
思路分析：1.分碳法
写酯同分异构体
对应酸
对应醇
只须
写出
只须
写出
只须
写出
R2—OH中烃基的同分异构体
R1—COOH中烃基的同分异构体（回归基础写R— ）
注：C原子数：
C酯=C酸+C醇
试写出分子式为C4H8O2的常见有机物同分异构体的结构简式。
分析：
常见有羧酸和酯。（官能团类别异构）
1、羧酸：（ C3H7 — COOH ）
C—C—C （碳链异构）
C—C—C — COOH
①
试写出分子式为C4H8O2的常见有机物同分异构体的结构简式。
分析：
常见有羧酸和酯。（官能团类别异构）
1、羧酸：（ C3H7 — COOH ）
C—C—C （碳链异构）
C—C—C — COOH
C—C—C
COOH
（官能团位置异构）
①
②
能快速判断丁酸同分异构体数目吗？
只需判断丙基同分异构体的数目！
思考：怎样快速判断分子式为C5H10O2的酸有几种同分异构体？
只须判断C4H9—COOH中烃基C4H9—有几种同分异构体！
试写出分子式为C4H8O2的常见有机物同分异构体的结构简式。
分析：
常见有羧酸和酯。（官能团类别异构）
1、羧酸：（ C3H7 — COOH ）
C—C—C （碳链异构）
C—C—C — COOH
C—C—C
COOH
（官能团位置异构）
2、酯： （R1—C—OR2 且 CR1+CR2=3）
O
┆
①
②
只须判断烃基R1、和R2 的异构体！
思路？
试写出分子式为C4H8O2的常见有机物同分异构体的结构简式。
分析：
常见有羧酸和酯。（官能团类别异构）
1、羧酸：（ C3H7 — COOH ）
C—C—C （碳链异构）
C—C—C — COOH
C—C—C
COOH
（官能团位置异构）
2、酯： （R1—C—OR2 且 CR1+CR2=3）
O
┆
—C—O—
O
①
②
③
┆
试写出分子式为C4H8O2的常见有机物同分异构体的结构简式。
分析：
常见有羧酸和酯。（官能团类别异构）
1、羧酸：（ C3H7 — COOH ）
C—C—C （碳链异构）
C—C—C — COOH
C—C—C
COOH
（官能团位置异构）
2、酯： （R1—C—OR2 且 CR1+CR2=3）
O
┆
C—C—C—O—C
O
①
②
③
┆
试写出分子式为C4H8O2的常见有机物同分异构体的结构简式。
分析：
常见有羧酸和酯。（官能团类别异构）
1、羧酸：（ C3H7 — COOH ）
C—C—C （碳链异构）
C—C—C — COOH
C—C—C
COOH
（官能团位置异构）
2、酯： （R1—C—OR2 且 CR1+CR2=3）
O
┆
C—C—C—O—C
O
①
②
③
┆
C—C—O—C—C
④
O
┆
试写出分子式为C4H8O2的常见有机物同分异构体的结构简式。
分析：
常见有羧酸和酯。（官能团类别异构）
1、羧酸：（ C3H7 — COOH ）
C—C—C （碳链异构）
C—C—C — COOH
C—C—C
COOH
（官能团位置异构）
2、酯： （R1—C—OR2 且 CR1+CR2=3）
O
┆
C—C—C—O—C
O
①
②
③
┆
C—C—O—C—C
④
O
┆
⑤
C—O—C—C—C
O
┆
⑥
C—O—C—C
O
C
┆
试写出分子式为C4H8O2的常见有机物同分异构体的结构简式。
分析：
常见有羧酸和酯。（官能团类别异构）
1、羧酸：（ C3H7 — COOH ）
C—C—C （碳链异构）
C—C—C — COOH
C—C—C
COOH
（官能团位置异构）
2、酯：（R1—C—OR2 且 CR1+CR2=3）
O
┆
C—C—C—O—C
O
C—C—O—C—C
O
①
②
③
④
┆
┆
9
应用:根据书写分子式为C4H8O2的酯的同分异构体的思路，快速判断分子式为C5H10O2的酯有 种同分异构体 。
书写方法------逐一增碳法
甲酸丁酯有4种的原因是丁醇有4种,乙酸丙酯有2种是因为丙醇有2种,丙酸乙酯有1种是因为丙酸只有一种,丁酸甲酯有2种是因为丁酸有2种。所以酯类的同分异构体数目的判断方法要结合形成酯的醇或酸来判断。
2、芳香酯的同分异构体
写出分子式为C8H8O2所有芳香族同分异构体。
思路分析： 2. 插入法
同链状酯的同分异构体书写一样，芳香酯的同分异构体的书写也遵循一般规律：
写酯同分异构体
对应酸
对应醇
只须
写出
只须
写出
只须
写出
R2—OH中烃基的同分异构体
R1—COOH中烃基的同分异构体
注：C原子数：
C酯=C酸+C醇
但是另外要注意：
1、苯环的位置。（①苯环可在R1上；②苯环可在R2上；注意：可以看作是酚与羧酸形成的酯 ③ R1、 R2上均可有苯环）
3、官能团、 O原子数、碳碳双键或碳碳叁键的灵活运用
2、苯环上侧链的位置变化异构体的书写方法
例题1 有多种同分异构体,其中属于酯类且含有苯环的同分异构体有( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
答案D
解析：若苯环上只有一个取代基,则可以为—OOCCH3、—COOCH3或—CH2OOCH。若苯环上有两个取代基,则一个为—CH3,另一个为—OOCH,两个取代基在苯环上的位置有邻、间、对3种情况。综合上述两点,满足条件的同分异构体有6种,分别是
练习：饱和一元羧酸A可由醇B氧化得到,A和B可生成酯C(相对分子质量为144),符合此条件的酯有( )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
答案B
解析A为饱和一元羧酸,故B为饱和一元醇,且A、B分子中碳原子数相同,且碳架结构相似。酯C符合通式CnH2nO2,又因C的相对分子质量为144,所以14n+32=144,n=8,C的分子式为C8H16O2,所以A的分子式为C4H8O2,B的分子式为C4H10O。将A、B分别写为C3H7—COOH、C3H7—CH2OH的形式,C3H7—有2种结构:CH3CH2CH2—、(CH3)2CH—,又因A可由B氧化得到,故酯C有2种结构。
对于含有苯环结构的酯,寻找同分异构体,第一步写出除酯基之外的其他结构,第二步将酯基插入不同位置,第三步去掉不属于酯(其他的都属于羧酸)的物质即可。
准确、快速书写酯的同分异构体的一种方法(共42张PPT)
第一课时 羧酸
第三章 烃的衍生物
第四节 羧酸 羧酸衍生物
一、羧酸
1.组成与结构
定义：分子中烃基（或氢原子）和羧基（—COOH）相连的化合物属于羧酸
官能团：羧基
—C—O—H
O
饱和一元羧酸通式：CnH2n＋1COOH［CmH2mO2］
或
—COOH
与比它多一个碳原子的饱和一元醇［Cm＋1H2(m＋1)＋2O］等式量。
2、分类：
烃基不同
脂肪酸
芳香酸
CH3COOH
CH2＝CHCOOH
C6H5COOH
羧基数目
一元羧酸
二元羧酸
多元羧酸
HO—C—COOH
CH2—COOH
CH2—COOH
羧酸
低级脂肪酸
高级脂肪酸
硬脂酸——C17H35COOH
软脂酸——C15H31COOH
油酸——C17H33COOH
白色固体
白色固体
液体
甲酸、丙烯酸等
乙二酸等
甲酸(蚁酸) HCOOH
柠檬酸
HO—C—COOH
CH2—COOH
CH2—COOH
乙二酸
（草酸）
COOH
COOH
CH3COOH
乙酸（醋酸）
苯甲酸
（安息香酸）
COOH
CH3—CH—COOH
OH
乳酸
3.常见的羧酸
乙酸属于一元弱酸,具有酸的通性,酸性比碳酸强。
乙酸具有酸的通性,
①与Na:2CH3COOH+2Na―→2CH3COONa+H2↑;
②与NaOH:CH3COOH+NaOH―→CH3COONa+H2O;
③与Na2CO3:2CH3COOH+Na2CO3―→2CH3COONa+CO2↑+H2O。
乙酸与乙醇在浓硫酸的催化并加热条件下发生酯化反应生成乙酸乙酯和水。
（1）乙酸
（2）甲酸
结构特点：既有羧基又有醛基
化学性质
醛基
羧基
氧化反应(如银镜反应)
酸性，酯化反应
O
H—C—O—H
蚁酸(甲酸)
HCOOH
具有醛和羧酸的性质
甲酸是一种无色、有刺激性气味的液体，有腐蚀性，能与水、乙醇等互溶。
羧基
醛基
具有还原性
用途：工业上作还原剂，也是合成医药、农药和染料等的原料
(3)苯甲酸——俗称安息香酸
苯甲酸是一种无色晶体，易升华，微溶于水，易溶于乙醇，酸性比乙酸强，比甲酸弱。苯甲酸可以用于合成香料、药物等，它的钠盐或钾盐是常用的食品防腐剂。
COOH
乙二酸是二元羧酸，无色透明晶体，可溶于水和乙醇。通常以结晶水合物形式存在（(COOH)2 ２H2O），加热至100℃时失水成无水草酸。常用于化学分析的还原剂。也是重要的化工原料。草酸钙(CaC2O4)难溶于水，是人体膀胱结石和肾结石的主要成分。
(4)乙二酸——俗称草酸
COOH
COOH
HOOC-COOH
【化性】草酸是最简单的饱和二元羧酸，是二元羧酸中酸性最强的，它具有一些特殊的化学性质。能使酸性高锰酸钾溶液褪色、可作漂白剂。
名称 甲酸 苯甲酸 乙二酸
俗称 蚁酸 安息香酸 草酸
结构 简式 HCOOH
物理 性质 无色、有刺激性气味的液体,有腐蚀性,能与水、乙醇等互溶 无色晶体,易升华,微溶于水,易溶于乙醇 无色晶体,通常含有两分子结晶水,可溶于水和乙醇
名称 甲酸 苯甲酸 乙二酸
化学 性质 既表现羧酸的性质,又表现醛的性质 表现羧酸的性质 表现羧酸的性质
用途 工业上可用作还原剂,也是合成医药、农药和染料等的原料 用于合成香料、药物等,它的钠盐是常用的食品防腐剂 化学分析中常用的还原剂,也是重要的化工原料
【思考与讨论】如何鉴别甲酸和乙酸
提示利用银氨溶液或新制的氢氧化铜。甲酸和乙酸都具有羧酸的性质,但甲酸又具有醛的性质。
几种羧酸的熔点和沸点
名称 结构简式 熔点/℃ 沸点/℃
甲酸 HCOOH 8 101
乙酸 CH3COOH 17 118
丙酸 CH3CH2COOH －21 141
正丁酸 CH3CH2CH2COOH －5 166
十八酸（硬脂酸） CH3(CH2)16COOH 70 383
苯甲酸 —COOH 122 249
水溶性：甲酸、乙酸等分子中碳原子数较少的羧酸能够与水互溶。随着分子中碳原子数的增加，一元羧酸在水中的溶解度迅速减小，甚至不溶于水。高级饱和脂肪酸是不溶于水的蜡状固体。
4.羧酸的物理性质
熔沸点：随着分子中碳原子数的增加，熔沸点逐渐升高。羧酸与相对分子质量相当的其他有机化合物相比，沸点较高，这与羧酸分子间可以形成氢键有关。
羧酸的化学性质主要取决于羧基官能团。由于受氧原子电负性较大等因素的影响，当羧酸发生化学反应时，羧基结构中下面两个部位的化学键容易断裂：
5.羧酸的化学性质
（1）酸性
羧酸是一类弱酸,具有酸类的共同性质。与指示剂、H前金属、碱、碱性氧化物、盐反应
①HCOOH与NaHCO3反应：
HCOOH＋NaHCO3===HCOONa＋CO2↑＋H2O
②苯甲酸与NaOH反应：
③乙二酸与NaOH反应：
甲酸、苯甲酸和乙二酸的酸性
实验对象 甲酸 苯甲酸 乙二酸
实验 操作 ① 分别取0.01 mol·L-1三种酸溶液,滴入紫色石蕊溶液
② 分别取0.01 mol·L-1三种酸溶液,测pH
现象 ①紫色石蕊溶液变红色 ②pH大于2
结论 甲酸、苯甲酸和乙二酸具有弱酸性
思考与讨论：利用下图所示仪器和药品，设计一个简单的一次性完成的实验装置，比较乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱。请写出各装置中发生反应的化学方程式。
CH3COOH
A
B
C
Na2CO3
饱和NaHCO3溶液
苯酚钠溶液
D
E
F
G
H
J
注：D、E、F、G分别是双孔橡胶塞上的孔
I
设计实验如下
CH3COOH
Na2CO3
饱和NaHCO3溶液
苯酚钠溶液
有气泡生成
溶液变浑浊
2CH3COOH+Na2CO3→2CH3COONa+H2O+CO2↑
CH3COOH+NaHCO3→CH3COONa+H2O+CO2↑
CO2+H2O+C6H5ONa→C6H5OH+NaHCO3
接口的顺序：A→D→E→B→C→F→G→H→I→J
结论：酸性：乙酸 > 碳酸 > 苯酚
以上比较乙酸、碳酸和苯酚溶液酸性强弱的装置中，饱和NaHCO3溶液的作用是什么？可否将其撤去
饱和NaHCO3溶液的作用是除去CO2中的乙酸蒸气,防止对碳酸酸性大于苯酚的检验产生干扰,故不能撤去。
(2)酯化反应(乙酸与乙醇反应)
①乙酸与乙醇的酯化反应方程式：
②断键位置:
乙醇
乙酸
浓硫酸
饱和Na2CO3溶液
a
b
【实验要点注意】
（1）反应机理：酸脱羟基 醇脱氢
（2）醇和含氧酸起作用，生成酯和水的反应，称为酯化反应(属于取代反应)。并不是酸和醇的反应均为酯化反应，如乙醇和氢卤酸反应。
（3）浓硫酸的作用：催化、吸水(因为反应可逆)
（4）导气管不伸入液面以下的原因：防止倒吸（由于受热不均引起倒吸）
（5）饱和Na2CO3的作用：①反应乙酸；②溶解蒸出的乙醇；③降低酯的溶解性，便于分层（盐析）。
思考与讨论：
乙酸与乙醇的酯化反应，从形式上看是羧基与羟基之间脱去一个水分子。脱水时有以下两种可能的方式，你能设计一个实验方案来证明是哪一种吗？
浓硫酸
△
CH3—C—O—H＋H—O—C2H5 CH3—C—O—C2H5＋H2O
O
O
浓硫酸
△
CH3—C—O—H＋H—O—C2H5 CH3—C—O—C2H5＋H2O
O
O
说明酯化反应时，羧基脱—OH，醇羟基脱H。
我们可以用同位素示踪法即用含有示踪原子的CH3CH218OH与CH3COOH反应，证实乙酸与乙醇的酯化反应是乙酸分子中羧基的羟基与乙醇分子中羟基的氢原子结合成水，其余部分相互结合成酯，其反应可用化学方程式表示如下：
思考与讨论：
在制取乙酸乙酯的实验中，如果要提高乙酸乙酯的产率，你认为应当采取哪些措施？请结合化学反应原理的有关知识进行说明。
酯化反应是可逆反应，根据化学平衡原理，提高乙酸乙酯产率的措施有：
①由于乙酸乙酯的沸点比乙酸、乙醇都低，因此从反应物中不断蒸出乙酸乙酯，使平衡右移；
②增加乙酸或乙醇的量，使平衡右移；
③使用浓硫酸作吸水剂，使平衡右移，可提高乙酸乙酯的产率。
1.某有机化合物能与碳酸氢钠溶液反应产生无色气体,则该有机化合物分子中含有的官能团是什么
提示该有机化合物分子中一定含有羧基。
2.用食醋浸泡有水垢(主要成分CaCO3)的暖瓶,可以清除其中的水垢。清除水垢利用了醋酸的什么性质 通过这个事实你能比较出醋酸与碳酸的酸性强弱吗 写出反应的化学方程式。
提示利用食醋清除水垢是利用了醋酸的酸性,该反应的发生可以说明CH3COOH的酸性比H2CO3的酸性强,化学方程式为2CH3COOH+CaCO3→(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑。
典型物质中羟基氢原子活泼性比较
羟基氢原子活泼性的比较
物质 醇 水 酚 低级羧酸
羟基氢原子活泼性
在水溶液中电离程度 不电离 难电离 微弱电离 部分电离
酸碱性 中性 中性 很弱的酸性 弱酸性
与Na反应 反应放出H2 反应放出H2 反应放出H2 反应放出H2
与NaOH反应 不反应 不反应 反应 反应
与NaHCO3反应 不反应 水解 不反应 反应放出CO2
与Na2CO3反应 不反应 水解 反应生成NaHCO3 反应放出CO2
记住：羟基氢的活泼性(酸性):
即：电离出的H+能力
CH3COOH
H2CO3
HCO3-
H2O
C2H5OH
＞
＞
＞
＞
C6H5OH
＞
能与NaHCO3反应生成气体是－COOH的检验方法。
结论：羟基的活性：羧酸＞酚＞醇。
【特别警示】羟基氢活泼性的比较注意事项
(1)羧酸均为弱酸，低级羧酸，酸性一般比H2CO3强，但高级脂肪酸酸性很弱。不同的羧酸酸性也不相同。酸性关系:甲酸>苯甲酸>乙酸>丙酸。
(2)苯酚能与碳酸钠溶液反应,但是不会产生CO2气体。某有机物能与碳酸氢钠溶液反应产生CO2气体,说明该有机物中一定含有羧基。
(1)水溶液显酸性的有机化合物都属于羧酸。 ( )
提示：苯酚的水溶液也显酸性。
(2)所有的羧酸都易溶于水。( )
提示：随着分子中碳原子数的增加,一元羧酸在水中的溶解度迅速减小。
(3)乙酸、乙醇分子间均易形成氢键。( )
提示：乙酸、乙醇分子中含有极性较强的O—H,故分子间均易形成氢键。
(4) 可以表现酮和醇的性质。( )
提示：羰基与羟基相连,相互影响,形成不同于酮和醇的性质的羧基。
1．判断正误(对的在括号内打“√”，错的在括号内打“×”。)
√
×
×
×
(5)乙酸的酸性比H2CO3强,可以溶解石灰石。( )
提示：乙酸的酸性比H2CO3强,根据“强酸制弱酸”的规律可知,醋酸可以溶解石灰石。
(6)含18O的乙醇与乙酸发生酯化反应生成的H2O中含18O。( )
提示：发生酯化反应时,醇断裂的是O—H,羧酸断裂的是C—O,18O只能到乙酸乙酯中去。
(7)1 mol C2H5OH和1 mol CH3COOH在浓硫酸作用下加热可以完全反应生成1 mol CH3COOC2H5。( )
提示：酯化反应为可逆反应,反应物不可能完全反应。
√
×
×
2.下列说法正确的是( )
A.只有链烃基与羧基直接相连的化合物才叫羧酸
B.饱和一元脂肪酸的组成符合通式CnH2nO2
C.羧酸在常温下都呈液态
D.羧酸的官能团是COOH
解析：烃基(或氢原子)与羧基直接相连的化合物就是羧酸,A项错误;饱和一元脂肪酸的组成符合通式CnH2nO2,B项正确;高级脂肪酸在常温下呈固态,C项错误;书写官能团的结构简式不能漏掉“—”,羧基应该写作—COOH,D项错误。
B
3.下列关于乙酸的说法正确的是( )
A.常温下是一种无色无味的液体
B.能与乙醇发生酯化反应
C.不能与NaHCO3反应放出CO2
D.能与溴水发生加成反应
解析：乙酸具有刺激性气味,A项错误;含—COOH,能与乙醇发生酯化反应,B项正确;含—COOH,能与NaHCO3反应放出CO2,C项错误;不含碳碳双键、三键,不能与溴水发生加成反应,D项错误。
B
4.酯化反应是有机化学中的一类重要反应,下列对酯化反应理解不正确的是( )
A.酯化反应的产物只有酯
B.酯化反应可看成取代反应
C.酯化反应是有限度的
D.浓硫酸可作酯化反应的催化剂
解析：A项,酯化反应的产物还有水;B项,酯化反应属于取代反应,B项正确;C项,酯化反应是可逆反应;D项,常用浓硫酸作酯化反应的催化剂和吸水剂。
A
5.分枝酸可用于生化研究,其结构简式如下图。下列关于分枝酸的叙述正确的是( )
A.分子中含有2种官能团
B.可与乙醇、乙酸反应,且反应类型相同
C.1 mol分枝酸最多可与3 mol NaOH发生中和反应
D.可使溴的CCl4溶液、酸性KMnO4溶液褪色,且原理相同
解析：分子中含有羟基、羧基、醚键、碳碳双键4种官能团,A项错误;该物质可与乙醇、乙酸发生酯化反应,反应类型相同,B项正确;1 mol分枝酸最多可与2 mol NaOH发生中和反应,C项错误;褪色原理不相同,前者发生的是加成反应,后者发生的是氧化反应,D项错误。
B
6．某同学利用下列装置探究苯酚、甲酸、碳酸的酸性强弱，下列说法不正确的是( )
A．装置a中试剂为甲酸，b中试剂为碳酸钠固体
B．装置c中试剂为饱和碳酸氢钠溶液
C．装置d中试剂为苯酚溶液
D．酸性强弱顺序为甲酸>碳酸>苯酚
解析：装置a中试剂为甲酸，b中试剂为Na2CO3固体，c中试剂为饱和NaHCO3溶液，用于除去CO2中的甲酸蒸气，CO2通入苯酚钠溶液(d)中；根据实验现象可探究苯酚、甲酸、碳酸的酸性强弱顺序：甲酸＞碳酸＞苯酚。综合上述分析C项错误。
C
7．某有机物的结构简式为 ，下列关于它的性质的叙述中不正确的是( )
A．该有机物具有酸性，能与纯碱反应
B．该有机物可以水解，且水解产物只有一种
C．1 mol该有机物最多能与7 mol NaOH反应
D．该有机物能与溴水发生取代反应
解析：该物质的苯环上连有羧基，因此具有酸性，羧基和酚羟基均能与纯碱反应，A选项正确；该物质中含有酯基，因此可以发生水解反应，且水解产物只有一种(3,4,5 三羟基苯甲酸)，B选项正确；能与NaOH反应的有5个酚羟基、1个酯基、1个羧基，其中酯基水解后生成1个羧基和1个酚羟基，所以1 mol该有机物最多能与8 mol NaOH反应，故C选项错误；酚羟基的邻位和对位上的氢原子易被溴取代，故该有机物能与溴水发生取代反应，D选项正确。
C
8．某有机物具有下列性质：①能发生银镜反应；②滴入石蕊溶液不变色；③加入少量碱液并滴入酚酞溶液，加热后红色消失。则原有机物可能是下列物质中的( )
A．甲酸乙酯 B．乙酸甲酯 C．乙醛 D．甲酸
解析：能发生银镜反应的有机物，其分子结构中一定含有醛基，排除选项B；滴入石蕊溶液不变色，说明溶液不呈酸性，即不含有羧基，排除选项D；加入少量碱液并滴入酚酞溶液，加热后红色消失，说明该有机物能与碱溶液发生反应，排除选项C。
A
9．下列关于羧酸化学性质的说法中，正确的是( )
A．羧酸是弱酸，其酸性比碳酸的弱
B．羧酸能够发生酯化反应，该反应也是取代反应
C．羧酸发生化学反应的部位只有羧基
D．羧酸一定是由烃基与羧基连接而成
解析：A项，有的羧酸比H2CO3的酸性强，有的比H2CO3的酸性弱；C项，有的羧酸烃基也可以反应，如不饱和烃基的加成反应；D项，甲酸分子是氢原子与—COOH相连而成。
B
10．某同学在学习了乙酸的性质后，根据甲酸的结构( )对甲酸的化学性质进行了下列推断，其中不正确的是( )
A．能与碳酸钠溶液反应
B．能发生银镜反应
C．不能使酸性KMnO4溶液褪色
D．能与单质镁反应
解析：甲酸分子中含有醛基和羧基两种官能团，具有醛与羧酸的双重性质。
C
11．巴豆酸的结构简式为CH3CH===CHCOOH。现有①HCl ②溴的四氯化碳溶液 ③纯碱溶液 ④2 丁醇 ⑤酸性KMnO4溶液，根据巴豆酸的结构特点，判断在一定条件下能与巴豆酸反应的物质是( )
A．②④⑤ B．①③④ C．①②③④ D．①②③④⑤
解析：因为含有 ，所以巴豆酸可以与HCl、Br2发生加成反应，也可以被酸性KMnO4溶液氧化；因为含有—COOH，所以可与2 丁醇发生酯化反应，也可与Na2CO3反应。
D
12.已知某有机化合物的结构简式为
请回答下列问题:
(1)当和 反应时,可转化为
(2)当和 反应时,可转化为
(3)当和 反应时,可转化为
(4)向
溶液中通入足量CO2时,反应后溶液中溶质的成分是 。
NaHCO3
NaOH(或Na2CO3)
Na
NaHCO3和
解析：首先判断出该有机化合物所含官能团为羧基(—COOH)、酚羟基(—OH)和醇羟基(—OH),然后判断各官能团活泼性:羧基>酚羟基>醇羟基,最后利用官能团的性质解答。由于酸性:—COOH>H2CO3>酚羟基> ,所以(1)中应加入NaHCO3,只与—COOH反应;(2)中加入NaOH或Na2CO3,与酚羟基和—COOH反应;(3)中加入Na,与三种官能团都反应。(4)酸性:—COOH>H2CO3>酚羟基,可据“强酸制弱酸”原理得出结论。
