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第46讲 醛 酮 羧酸 羧酸衍生物
【备考目标】 1.掌握醛、酮、羧酸、酯、酰胺的典型代表物的结构与性质。2.掌握醛、酮、羧酸、酯之间的转化以及合成方法。
考点1 醛、酮
1．醛、酮的概述
(1)醛、酮的概念
物质 概念 表示方法
醛 由烃基或氢原子与醛基相连的化合物 RCHO
酮 酮羰基与两个烃基相连的化合物
(2)醛、酮的组成通式
饱和一元醛的通式：CnH2nO(n≥1)，饱和一元酮的通式：CnH2nO(n≥3)。
2．常见的醛、酮及其物理性质
名称 结构简式 状态 气味 溶解性
甲醛(蚁醛) HCHO 气体 刺激性气味 易溶于水
乙醛 CH3CHO 液体 刺激性气味 能与水、乙醇等互溶
丙酮 液体 特殊气味 能与水、乙醇等互溶
3.醛、酮的化学性质
(1)醛类的氧化反应(以乙醛为例)
①银镜反应：CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4＋3NH3＋2Ag↓＋H2O。
②与新制Cu(OH)2反应：CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O。
③催化氧化反应：2CH3CHO＋O22CH3COOH。
④—CHO具有明显的还原性，能被酸性KMnO4溶液等强氧化剂氧化为—COOH，故能使酸性KMnO4溶液褪色。
[注意] 酮不能发生银镜反应，不能被新制Cu(OH)2 氧化
(2)醛、酮的还原反应(催化加氢)
＋H2。
(3)醛、酮在有机合成中常用到的化学反应
①醛、酮与具有极性键共价分子的酮羰基上的加成反应
(—NH2、—OR等)。
②羟醛缩合
4．醛基的检验
与银氨溶液反应 与新制氢氧化铜反应
实验操作 在洁净的试管中加入1 mL 2% AgNO3溶液，然后边振荡试管边逐滴滴入2%氨水，使最初产生的沉淀恰好溶解，制得银氨溶液；再滴入3滴乙醛，振荡后将试管放在热水浴中温热 在试管中加入2 mL 10%NaOH溶液，加入5滴5%CuSO4溶液，得到新制的Cu(OH)2，振荡后加入0.5 mL乙醛溶液，加热
实验现象 产生光亮的银镜(1 mol RCHO～2 mol Ag) 产生砖红色沉淀(1 mol RCHO～1 mol Cu2O)
注意事项 ①试管内部必须洁净；②银氨溶液要随用随配，不可久置；③水浴加热，不可用酒精灯直接加热；④乙醛用量不宜太多，一般3～5滴 ①配制新制的Cu(OH)2时，所用的NaOH溶液必须过量；②Cu(OH)2要随用随配，不可久置；③反应液直接加热煮沸
【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)凡是能发生银镜反应的有机物都是醛(× )
(2)醛类既能被氧化为羧酸，又能被还原为醇(√ )
(3)用溴水可以检验CH2===CH—CHO中的醛基(× )
(4)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(√ )
(5)1 mol甲醛与足量的硝酸银溶液反应，可得到4 mol单质银(× )
(6)已知甲醛是平面形分子，则苯甲醛的所有原子有可能在同一平面上(√ )
题组练习
一、醛、酮的性质与应用
1．丙烯醛的结构式为CH2===CH—CHO。下列关于它的性质的叙述中错误的是( )
A．能使溴水褪色，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B．在一定条件下与H2充分反应，生成1 丙醇
C．能发生银镜反应表现氧化性
D．在一定条件下能被空气氧化
解析：选C。在与[Ag(NH3)2]OH发生银镜反应时，丙烯醛表现为还原性，故选C。
2．β 紫罗兰酮是存在于玫瑰花、番茄等中的一种天然香料，下列说法正确的是( )
β 紫罗兰酮
A．β 紫罗兰酮分子式是C13H22O
B．1 mol β 紫罗兰酮最多能与2 mol H2发生加成反应
C．β 紫罗兰酮属于酯类物质
D．β 紫罗兰酮与等物质的量的溴加成时，能生成3种产物
解析：选D。由结构简式可知有机物分子式为C12H18O，A错误；碳碳双键和酮羰基都可与氢气发生加成反应，则1 mol β 紫罗兰酮最多能与3 mol H2发生加成反应，B错误；该有机物不含酯基，不属于酯类物质，C错误；分子中有2个位置不同的碳碳双键，可发生1，2 加成或1，4 加成，与1 mol溴发生加成反应可得到3种不同产物，D正确。
二、根据情境信息分析醛、酮的变化及应用
3．醛(酮)中与直接相连的C上的H与另一分子醛(酮)的加成后生成羟基醛(酮)的反应称为羟醛缩合反应。利用该反应合成异丙叉丙酮(MO)的路线如下。
下列说法不正确的是( )
A．MO不存在顺反异构体
B．②的反应类型为消去反应
C．HCHO和CH3CHO的混合物按①中原理反应，最多得到3种羟基醛
D．在有机合成中可以利用羟醛缩合反应增长碳链
解析：选C。MO左边的碳碳双键的碳原子上连有两个相同的基团(—CH3)，故无顺反异构体，A正确；②为分子内去水生成碳碳双键的消去反应，B正确； HCHO和CH3CHO的混合物按①中原理反应，可得CH2(OH)CH2CHO，CH3CH(OH)CH2CHO两种羟基醛，C错误；根据题干信息可知，可以利用羟醛缩合反应增长碳链，D正确。
4．(2023·湖北高考)下列事实不涉及烯醇式与酮式互变异构原理的是( )
A．能与水反应生成CH3CHO
B．可与H2反应生成
C．水解生成
D．中存在具有分子内氢键的异构体
解析：选B。由题中反应可知，同一个C原子上同时连有碳碳双键和羟基时会发生互变异构。与水发生加成反应生成的发生互变异构后生成了乙醛，A不符合题意；和氢气发生加成反应直接生成
CH2==CH—CH2—OH，不涉及互变异构，B符合题意；水解产生的发生互变异构后生成，C不符合题意；含有酮式结构，图中所示部分发生互变异构后产生的羟基与另一个O形成了分子内氢键，D不符合题意。
考点2 羧酸
1．羧酸的概念与分类
(1)概念：由烃基(或氢原子)与羧基相连构成的有机化合物。官能团为—COOH，饱和一元羧酸的分子通式为CnH2nO2(n≥1)。
(2)羧酸的分类
按烃基种类 脂肪酸、芳香酸
按羧基个数 一元羧酸、二元羧酸、多元羧酸
2.几种重要的羧酸
物质及名称 结构 类别 性质特点或用途
甲酸(蚁酸) 饱和一元脂肪酸 酸性，还原性(醛基)
乙二酸(草酸) 二元羧酸 酸性，还原性(＋3价碳)
苯甲酸(安息香酸) 芳香酸 它的钠盐常作防腐剂
高级脂肪酸 RCOOH(R为碳原子数较多的烃基) 硬脂酸(C17H35COOH)和软脂酸(C15H31COOH)等饱和高级脂肪酸常温呈固态；油酸(C17H33COOH)等不饱和高级脂肪酸常温呈液态
3.羧酸的化学性质
羧酸的性质取决于羧基，反应时的主要断键位置如图：
(1)羧酸具有酸的通性,如与NaHCO3反应：RCOOH＋NaHCO3―→RCOONa＋CO2↑＋H2O。
(2)羟基被取代的反应,
①与醇(R′OH)的酯化反应：RCOOH＋R′OHRCOOR′＋H2O。
②与氨生成酰胺：RCOOH＋NH3RCONH2＋H2O。
(3)α H被取代的反应
与Cl2反应：RCH2COOH＋Cl2。
(4)还原反应：RCOOHRCH2OH。
(5)甲酸的特殊性质
①碱性条件下能被新制Cu(OH)2氧化，化学方程式为HCOOH＋2Cu(OH)2＋2NaOHCu2O↓＋Na2CO3＋4H2O。
②能与银氨溶液反应产生银镜。
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羧酸的酯化反应的常见类型
(1)一元羧酸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
如乙酸与乙二醇
①部分酯化：CH3COOH＋HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OH＋H2O。
②完全酯化：2CH3COOH＋HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH3＋2H2O。
(3)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应
如乙二酸与乙醇
①部分酯化：HOOCCOOH＋CH3CH2OHCH3CH2OOCCOOH＋H2O。
②完全酯化：HOOCCOOH＋2CH3CH2OHCH3CH2OOCCOOCH2CH3＋2H2O。
(4)多元羧酸与多元醇之间的酯化反应
如乙二酸与乙二醇酯化
①生成普通酯：HOOCCOOH＋HOCH2CH2OHHOOCCOOCH2CH2OH＋H2O。
②生成六元环酯：＋2H2O。
③生成高聚酯：nHOOC—COOH＋nHOCH2CH2OH＋(2n－1)H2O。
(5)羟基酸自身的酯化反应
如自身酯化
①生成普通酯：＋H2O。
②生成六元环酯：＋2H2O。
③生成高聚酯：＋(n－1)H2O。
4．乙酸乙酯的制备
(1)实验装置(液液加热反应)
(2)实验操作
①试管向上倾斜45°，试管内加入少量碎瓷片，长导管起冷凝回流和导气的作用。
②试剂的加入顺序为乙醇、浓硫酸、乙酸，不能先加浓硫酸。
③用酒精灯小火均匀加热，以防止液体剧烈沸腾及乙酸和乙醇大量挥发。
(3)反应条件的控制
①加热，主要目的是提高反应速率，其次是使生成的乙酸乙酯挥发而便于收集，使平衡向正反应方向移动，提高乙醇、乙酸的转化率。
②以浓硫酸作催化剂，提高反应速率。
③以浓硫酸作吸水剂，提高乙醇、乙酸的转化率。
④适当增加乙醇的量并设冷凝回流装置，可提高产率。
(4)实验现象
在饱和Na2CO3溶液上方有透明的、有香味的油状液体产生。
(5)饱和Na2CO3溶液的作用
降低乙酸乙酯的溶解度，除去乙酸，溶解乙醇。
题组练习
一、羧酸的性质与应用
1．苹果醋是一种由苹果发酵而成的具有解毒、降脂、减肥和止泻等明显药效的健康食品，苹果酸(α 羟基丁二酸)是这种饮料的主要酸性物质，苹果酸的结构简式如图，下列说法错误的是( )
A．1 mol苹果酸与金属钠反应最多生成33.6 L 氢气
B．苹果酸在一定条件下能发生消去反应
C．苹果酸可以使酸性重铬酸钾溶液褪色
D．苹果酸在一定条件下能跟乙酸发生酯化反应
解析：选A。1 mol苹果酸与金属钠反应最多生成1.5 mol氢气，但由于不清楚是否为标准状况，无法计算气体体积，A错误；苹果酸含有羟基且连羟基的碳原子的相邻碳原子上有氢原子，因此在一定条件下能发生消去反应，B正确；苹果酸含有羟基，因此可以使酸性重铬酸钾溶液褪色，C正确；苹果酸含有羟基，在一定条件下能跟乙酸发生酯化反应，D正确。
2．某有机物的结构如图所示，下列说法正确的是( )
A．该有机物的分子式为C21H24O4
B．该有机物共有四种官能团，分别是：羟基、羧基、苯环、碳碳双键
C．该有机物最多消耗NaOH与NaHCO3的物质的量之比为1∶1
D．1 mol该有机物与足量金属钠反应，生成33.6 L氢气
解析：选C。该有机物的不饱和度为9，该有机物的分子式为C21H26O4，A项错误；该有机物中含有羟基、碳碳双键、羧基三种官能团，B项错误；该有机物中只有—COOH能与NaOH和NaHCO3反应，该有机物最多消耗NaOH与NaHCO3的物质的量之比为1∶1，C项正确；该有机物中2个—OH和1个—COOH都能与金属Na反应，1 mol该有机物与足量金属Na反应生成1.5 mol H2，由于H2所处温度和压强未知，无法计算H2的体积，D项错误。
二、酯类物质的实验室制备
3．乙酸乙酯是无色透明有刺激性气味的液体，制备的实验装置如图所示。下列说法正确的是( )
A．先在试管a中加入浓硫酸，然后边振荡试管边缓慢加入乙醇和乙酸
B．浓硫酸的作用主要是催化和脱水
C．b中的饱和Na2CO3溶液可用浓NaOH溶液代替
D．实验原理为CH3COOH＋H18O—C2H5＋H2O
解析：选D。浓硫酸密度大，并且吸水会放热，所以制备乙酸乙酯时试剂的加入顺序为：先加入乙醇，然后边振荡试管边慢慢加入浓硫酸和乙酸，A错误；反应生成水，且为可逆反应，反应中浓硫酸起到催化剂和吸水剂的作用，B错误；乙酸乙酯在NaOH溶液中会完全水解生成乙醇和醋酸钠，所以b中的饱和Na2CO3溶液不可用浓NaOH溶液代替，C错误；制备乙酸乙酯的反应中，醇断裂羟基中的O—H键、酸断裂羧基中的羟基，所以用示踪原子18O在醇中标示，则18O在乙酸乙酯中，不在水中，D正确。
4．乙酸异戊酯天然存在于香蕉、苹果等水果和浆果中，具有香蕉香味。某化学兴趣小组在实验室中利用乙酸和异戊醇()制备乙酸异戊酯，实验装置如图1所示(加热及夹持仪器略)，相关物质的有关性质如表所示。
物质 密度/(g·mL－1) 沸点/℃ 水中溶解度
异戊醇 0.809 132 微溶
乙酸 1.049 118 易溶
乙酸异戊酯 0.876 142.5 微溶
下列说法正确的是( )
A．冷凝管中冷水应从b口进a口出
B．将装置中的直形冷凝管换成球形冷凝管，冷凝效果可能更好
C．将装置Ⅱ换成图2所示装置效果更好
D．加入过量的乙酸可提高异戊醇的转化率
解析：选D。冷凝管中冷水应“下进上出”，即a口进b口出，A项错误；该装置中冷凝管倾斜放置，球形冷凝管适合竖直放置，倾斜放置时容易残留液体，B项错误；NaOH溶液能使生成的酯发生水解，C项错误。
考点3 羧酸衍生物
一、酯
1．组成和结构
酯是羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的产物，简写成RCOOR′，羧酸酯的官能团是。
2．低级酯的物理性质
具有芳香气味的液体，密度一般比水小，易溶于有机溶剂。
3．酯的水解
＋H2ORCOOH＋R′OH。
＋NaOHRCOONa＋R′OH。
[注意] ①酯水解时断裂上式中虚线所标的键。
②稀硫酸只起催化作用，对平衡无影响。
③在碱性条件下发生水解，则碱除起催化作用外，还能中和生成的酸，使水解程度增大。
二、油脂
1．组成和结构
油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯，由C、H、O三种元素组成，其结构简式可表示为，官能团为，R、R′、R″代表高级脂肪酸的烃基，有的烃基中还含有碳碳双键。
2．分类
3．物理性质
密度 比水小
溶解性 难溶于水，易溶于有机溶剂
熔、沸点 天然油脂都是混合物，没有固定的熔、沸点
4.化学性质
(1)油脂的氢化(油脂的硬化)
烃基上含有碳碳双键，能与H2发生加成反应。如油酸甘油酯与H2发生加成反应的化学方程式为
，
经硬化制得的油脂叫人造脂肪，也称硬化油。
(2)水解反应(以硬脂酸甘油酯为例，写化学方程式)
①酸性条件下
＋3C17H35COOH。
②碱性条件下——皂化反应
＋3C17H35COONa，
其水解程度比酸性条件下水解程度大。
[注意] ①油脂虽然相对分子质量较大，但不属于高分子化合物。
②液态的油脂烃基中含有不饱和键，能使溴水褪色。
三、胺
1．组成和结构
烃基取代氨分子中的氢原子而形成的化合物叫作胺，也可以看作是烃分子中的氢原子被氨基所取代得到的化合物，一般可写作R—NH2。
2．化学性质——碱性
胺类化合物具有碱性，如苯胺能与盐酸反应，生成可溶于水的苯胺盐酸盐，化学方程式为
。
四、酰胺
1．组成和结构
羧酸分子中羟基被氨基所取代得到的化合物。其结构一般表示为，其中叫作酰基，叫作酰胺基。
2．化学性质——水解反应
(1)酸性：RCONH2＋H2O＋HClRCOOH＋NH4Cl。
(2)碱性：RCONH2＋NaOHRCOONa＋NH3↑。
【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)分子式相同的羧酸和酯类互为同分异构体(√ )
(2)在酸性条件下，CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH(× )
(3)1 mol(酚)酯基水解时，最多可消耗2 mol NaOH(√ )
(4)苯胺能和盐酸反应生成可溶于水的苯胺盐酸盐(√ )
(5)胺与羧酸反应生成肽键的反应类型与酯化反应的反应类型不同(× )
题组练习
一、酯和油脂的性质
1．某种药物的主要成分X的分子结构如图所示，关于有机物X的说法中，错误的是( )
A．X水解可生成乙醇 B．X不能跟溴水反应 C．X能发生加成反应 D．X难溶于水，易溶于有机溶剂
解析：选A。该有机物右侧含有甲醇生成的酯，故水解生成甲醇，A错误；X含有酯基和苯环，不能与溴水反应，B正确；含有苯环，能和氢气发生加成反应，C正确；该物质含有酯基，难溶于水，易溶于有机溶剂，D正确。
2．地沟油，泛指在生活中存在的各类劣质油，如回收的食用油、反复使用的炸油等。地沟油最大来源为城市大型饭店下水道的隔油池。长期食用可能会引发癌症，对人体的危害极大。根据以上信息和相关知识回答下列问题：
(1)下列说法正确的是________(填字母)。
A．掺假的“芝麻香油”能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色，其原理相同
B．淀粉和油脂都是高分子
C．可将“潲水油”和“地沟油”分离提纯后来生产肥皂
D．纤维素的最终水解产物与油脂水解产生的甘油含有某种相同的官能团
(2)“地沟油”常常含有油酸甘油酯，在微生物作用下水解生成的不饱和脂肪酸中的碳碳双键在日光作用下被空气中的氧气氧化生成有臭味的醛或酮，这种过程称为“酸败”。
①试写出油酸甘油酯[，—R为CH3(CH2)7CH===CH(CH2)6CH2—]“酸败”过程中水解的化学方程式：__________________________________________________________________。
②工业上为了延缓不饱和油脂的“酸败”，通常采取的一种措施是在Ni催化作用下与H2发生加成反应，1 mol油酸甘油酯最多消耗________ mol H2。
解析：(1)选项A，掺假的“芝麻香油”含有油酸甘油酯，分子内存在不饱和键，能与Br2发生加成反应使溴水褪色，能被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色，二者褪色原理不同；选项B，油脂不是高分子；选项C，提纯后的“潲水油”和“地沟油”可发生皂化反应而用来生产肥皂；选项D，纤维素的最终水解产物为葡萄糖，葡萄糖和甘油都含有—OH。
(2)②1 mol油酸甘油酯含有3 mol，所以最多消耗3 mol H2。
答案：（1）CD
（2）①②3
二、胺和酰胺的性质
3．某些高温油炸食品含有丙烯酰胺。过量的丙烯酰胺可引起食品安全问题。关于丙烯酰胺叙述不正确的是( )
A．能使酸性KMnO4溶液褪色 B．能发生加聚反应
C．能与乙醇发生酯化反应 D．能与氢气发生加成反应
解析：选C。丙烯酰胺的结构简式为，含有碳碳双键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A正确；分子结构有碳碳双键，能发生加聚反应，B正确；分子结构中无羧基，不能与乙醇发生酯化反应，C错误；分子结构中碳碳双键能与氢气发生加成反应，D正确。
4．(2023·福建泉州一模)拉贝洛尔(W)是一种甲型肾上腺受体阻断剂，常用于治疗高血压，可通过以下反应合成：
以下说法正确的是( )
A．X分子式为C10H14N B．Y能发生水解反应和消去反应
C．W分子中所有碳原子可能共平面 D．W可与HCl反应生成盐酸盐
解析：选D。X中C、H、N原子个数依次是10、15、1，分子式为C10H15N，A错误； Y具有酰胺、酚、苯和醚的性质，酰胺基能发生水解反应，该物质不能发生消去反应，B错误；苯分子中所有原子共平面，连接甲基的碳原子具有甲烷结构特点，则W分子中所有碳原子不能共平面，C错误； W中亚氨基具有碱性，所以能和HCl反应生成盐酸盐，D正确。
高考真题
1．(2024·广东卷，9，2分)从我国南海的柳珊瑚中分离得到的柳珊瑚酸(下图)，具有独特的环系结构。下列关于柳珊瑚酸的说法不正确的是( )
A．能使溴的四氯化碳溶液褪色 B．能与氨基酸的氨基发生反应
C．其环系结构中3个五元环共平面 D．其中碳原子的杂化方式有sp2和sp3
答案：C
解析：A项，该物质含有碳碳双键，能使溴的四氯化碳溶液褪色，故A正确；B项，该物质含有羧基，能与氨基酸的氨基发生反应，故B正确；C项，如图：，图中所示C为sp3杂化，具有类似甲烷的四面体结构，即环系结构中3个五元环不可能共平面，故C错误；D项，该物质饱和的碳原子为sp3杂化，形成双键的碳原子为sp2杂化，故D正确；故选C。
2．(2024·山东卷，8，2分)植物提取物阿魏萜宁具有抗菌活性，其结构简式如图所示。下列关于阿魏萜宁的说法错误的是( )
A．可与Na2CO3溶液反应 B．消去反应产物最多有2种
C．酸性条件下的水解产物均可生成高聚物 D．与Br2反应时可发生取代和加成两种反应
答案：B
解析：由阿魏萜宁的分子结构可知，其分子中存在醇羟基、酚羟基、酯基和碳碳双键等多种官能团。A项，该有机物含有酚羟基，故又可看作是酚类物质，酚羟基能显示酸性，且酸性强于HCO3-；Na2CO3溶液显碱性，故该有机物可与Na2CO3溶液反应，A正确；B项，由分子结构可知，与醇羟基相连的C原子共与3个不同化学环境的C原子相连，且这3个C原子上均连接了H原子，因此，该有机物发生消去反应时，其消去反应产物最多有3种，B不正确；C项，该有机物酸性条件下的水解产物有2种，其中一种含有碳碳双键和2个醇羟基，这种水解产物既能通过发生加聚反应生成高聚物，也能通过缩聚反应生成高聚物；另一种水解产物含有羧基和酚羟基，其可以发生缩聚反应生成高聚物，C正确；D项，该有机物分子中含有酚羟基且其邻位上有H原子，故其可与浓溴水发生取代反应；还含有碳碳双键，故其可Br2发生加成，因此，该有机物与Br2反应时可发生取代和加成两种反应，D正确；故选B。
3．(2024·湖北卷，6，3分)鹰爪甲素(如图)可从治疗疟疾的有效药物鹰爪根中分离得到。下列说法错误的是( )
A．有5个手性碳 B．在条件下干燥样品
C．同分异构体的结构中不可能含有苯环 D．红外光谱中出现了3000cm-1以上的吸收峰
答案：B
解析：A项，连4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子，分子中有5个手性碳原子，如图中用星号标记的碳原子：，A正确；B项，由鹰爪甲素的结构简式可知，其分子中有过氧键，过氧键热稳定性差，所以不能在120℃条件下干燥样品，B错误； C项，鹰爪甲素的分子式为C15H26O4，如果有苯环，则分子中最多含2n-6=15×2-6=24个氢原子，则其同分异构体的结构中不可能含有苯环，C正确；D项，由鹰爪甲素的结构简式可知，其分子中含羟基，即有氧氢键，所以其红外光谱图中会出现3000cm-1以上的吸收峰，D正确；故选B。
4．(2024·河北卷，5，3分)化合物X是由细菌与真菌共培养得到的一种天然产物，结构简式如图。下列相关表述错误的是( )
A．可与Br2发生加成反应和取代反应 B．可与FeCl3溶液发生显色反应
C．含有4种含氧官能团 D．存在顺反异构
答案：D
解析：A项，化合物X中存在碳碳双键，能和Br2发生加成反应，苯环连有酚羟基，下方苯环上酚羟基邻位有氢原子，可以与Br2发生取代反应，A正确；B项，化合物X中有酚羟基，遇FeCl3溶液会发生显色反应，B正确；C项，化合物X中含有酚羟基、醛基、酮羰基、醚键4种含氧官能团，C正确；D项，该化合物中只有一个碳碳双键，其中一个双键碳原子连接的2个原子团都是甲基，所以不存在顺反异构，D错误；故选D。
5．(2024·安徽卷，5，3分)D-乙酰氨基葡萄糖(结构简式如下)是一种天然存在的特殊单糖。下列有关该物质说法正确的是( )
A．分子式为C8H14O6N B．能发生缩聚反应
C．与葡萄糖互为同系物 D．分子中含有σ键，不含π键
答案：B
解析：A项，由该物质的结构可知，其分子式为：C8H15O6N，A错误；B项，该物质结构中含有多个醇羟基，能发生缩聚反应，B正确；C项，组成和结构相似，相差若干个CH2原子团的化合物互为同系物，葡萄糖分子式为C6H12O6，该物质分子式为：C8H15O6N，不互为同系物，C错误；D项，单键均为σ键，双键含有1个σ键和1个π键，该物质结构中含有C=O键，即分子中σ键和π键均有，D错误；故选B
6．(2023·全国卷乙)下列反应得到相同的产物，相关叙述错误的是( )
A．①的反应类型为取代反应 B．反应②是合成酯的方法之一
C．产物分子中所有碳原子共平面 D．产物的化学名称是乙酸异丙酯
解析：选C。反应机理反应①是酯化反应，也属于取代反应，A正确；反应②是丙烯中碳碳双键发生加成反应生成酯，也是合成酯的方法之一，B正确；产物中酯基右端连接2个甲基的碳原子为饱和碳原子，具有类似甲烷的四面体结构，故产物分子中所有碳原子不可能共平面，C错误；由反应①及产物的结构简式可确定其化学名称为乙酸异丙酯，D正确。
7．(2023·山东高考)有机物X→Y的异构化反应如图所示，下列说法错误的是( )
A．依据红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团
B．除氢原子外，X中其他原子可能共平面
C．含醛基和碳碳双键且有手性碳原子的Y的同分异构体有4种(不考虑立体异构)
D．类比上述反应，的异构化产物可发生银镜反应和加聚反应
解析：选C。红外光谱可以测定有机物中的化学键和官能团，A正确；1号O和1′号C均连在双键碳原子上，结合单键可以旋转、碳碳双键为平面结构可知，除氢原子外，X中其他原子可能共平面，B正确；Y的分子式为C6H10O，含有醛基和碳碳双键的Y的同分异构体可以看成是—CHO取代C5H10中1个氢原子得到的产物，其中含有手性碳原子的碳骨架结构有、、、、，共5种，C错误；类比题中反应，的异构化产物为，分子中含有醛基、碳碳双键，则可以发生银镜反应和加聚反应，D正确。
8．(2023·广东高考)2022年诺贝尔化学奖授予研究“点击化学”的科学家。图中所示化合物是“点击化学”研究中的常用分子。关于该化合物，说法不正确的是( )
A．能发生加成反应
B．最多能与等物质的量的NaOH反应
C．能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色
D．能与氨基酸和蛋白质中的氨基反应
解析：选B。该化合物含有的苯环和碳碳三键都能和氢气发生加成反应，因此该物质能发生加成反应，A正确；该物质含有羧基和，因此1 mol该物质最多能与2 mol NaOH反应，B错误；该物质含有碳碳三键，因此能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色，C正确；该物质含有羧基，因此能与氨基酸和蛋白质中的氨基反应，D正确。
9．(2023·辽宁高考)在光照下，螺吡喃发生开、闭环转换而变色，过程如下。下列关于开、闭环螺吡喃说法正确的是( )
A．均有手性
B．互为同分异构体
C．N原子杂化方式相同
D．闭环螺吡喃亲水性更好
解析：选B。开环螺吡喃中不含手性碳原子，不具有手性，A项错误；二者分子式均为C19H19NO，结构不同，因此互为同分异构体，B项正确；闭环螺吡喃中的N原子形成3个σ键，有一个孤电子对，为sp3杂化，开环螺吡喃中的N原子形成3个σ键，无孤电子对，为sp2杂化，C项错误；开环螺吡喃为带有正、负电荷的离子，容易与水分子形成水合离子，其亲水性更好，D项错误。
巩固练习
一、选择题(每题5分，共10题，共50分)
1．有关醛、酮的下列说法中，正确的是( )
A．醛和酮都能与氢气、氢氰酸等发生加成反应 B．醛和酮都能与银氨溶液发生银镜反应
C．碳原子数相同的醛和酮互为同分异构体 D．不能用新制的Cu(OH)2来区分醛和酮
解析：选A。醛的官能团为醛基，酮的官能团为酮羰基，醛基和酮羰基都能与氢气、氢氰酸等发生加成反应，A正确；醛能与银氨溶液发生银镜反应，而酮不能，B错误；碳原子数相同的醛和酮，其分子式可能不同，如CH2===CH—CHO与，只有分子式相同的醛与酮才是互为同分异构体，C错误；醛基能与银氨溶液、新制的Cu(OH)2发生氧化反应，酮羰基不能与银氨溶液、新制的Cu(OH)2发生氧化反应，故能用新制的Cu(OH)2来区分醛和酮，D错误。
2．下列关于醛、酮加成反应的化学方程式的书写，错误的是( )
A．CH3CHO＋HCN B．CH3CHO＋NH3
C．CH3CHO＋CH3OH D．CCH3OCH3＋H2
解析：选C。CH3CHO与HCN发生加成反应，H原子加在醛基带负电荷的O原子上，—CN加在不饱和碳上，生成，A正确； CH3CHO与NH3发生加成反应，H原子加在醛基带负电荷的O原子上，—NH2加在不饱和碳上，生成，B正确； CH3CHO与CH3OH发生加成反应，H原子加在醛基带负电荷的O原子上，CH3O—加在不饱和碳上，生成，C错误；丙酮与氢气发生加成反应生成2 丙醇，D正确。
3．下列实验所得结论正确的是( )
① 充分振荡试管，下层溶液红色褪去
② 溶液变红
③ 溶液变红
④ 充分振荡右侧小试管，下层溶液红色褪去
A.①中溶液红色褪去的原因是：CH3COOC2H5＋NaOH===CH3COONa＋C2H5OH
B．②中溶液变红的原因是：CH3COO－＋H2O CH3COOH＋H＋
C．由实验①、②、③推测，①中红色褪去的原因是乙酸乙酯萃取了酚酞
D．④中红色褪去证明右侧小试管中收集到的乙酸乙酯中混有乙酸
解析：选C。由于产物CH3COONa水解可使溶液显碱性，不可能使溶液红色褪去，A错误；②中溶液变红的原因是：CH3COO－＋H2O CH3COOH＋OH－，B错误；②中由于CH3COONa溶液水解显碱性，会使溶液变红，而③中滴加酚酞溶液变红，说明①中的下层溶液中没有酚酞，综合考虑①、②、③推测，①中红色褪去的原因是乙酸乙酯萃取了酚酞，C正确；溶液红色褪去的可能原因：(1)乙酸与碳酸钠反应，同时乙酸过量；(2)乙酸乙酯萃取了酚酞，D错误。
4．环己酮和乙二醇在一定条件下反应可生成环己酮缩乙二醇，其反应过程如图所示：＋HOCH2CH2OH―→(环己酮缩乙二醇)。下列说法正确的是( )
A．生成环己酮缩乙二醇的反应是缩聚反应
B．环己酮既能发生氧化反应，又能发生还原反应
C．环己酮缩乙二醇的一氯代物有5种(不考虑立体异构)
D．环己酮分子中所有碳原子共平面
解析：选B。由结构简式可知，环己酮缩乙二醇不是高聚物，则生成环己酮缩乙二醇的反应不是缩聚反应，A错误；环己酮发生燃烧的反应属于氧化反应，一定条件下与氢气的加成反应属于还原反应，B正确；环己酮缩乙二醇的结构对称，分子中含有4类氢原子，则一氯代物有4种，C错误；环己酮分子中含有饱和碳原子，饱和碳原子键与键之间的夹角为109°28′，而正六边形夹角为120°，则分子中所有碳原子不可能共平面，D错误。
5．化合物M(如图所示)是一种赋香剂。下列关于M的说法正确的是( )
A．含有三种官能团
B．1 mol M最多消耗2 mol NaOH
C．所有碳原子可能处于同一平面
D．一氯代物有9种(不含立体异构)
解析：选D。根据结构简式可知含有酯基、碳碳双键两种官能团，A错误；酯基能与氢氧化钠发生反应，1 mol M最多消耗1 mol NaOH ，B错误； M中含有多个饱和碳，所有碳原子不可能共面，C错误；环上有4类氢，环外有5类氢，故一氯代物有9种，D正确。
6．(2023·福建福州模拟)某解热镇痛药的主要化学成分的结构简式如图所示，下列有关该有机化合物的叙述正确的是( )
A．分子式为C8H8NO2
B．碳原子杂化轨道类型只有sp2杂化
C．1 mol该有机物最多与2 mol NaOH反应
D．能发生氧化、还原、水解、消去反应
解析：选C。根据该物质结构简式可知，分子式为：C8H9NO2，A错误；该有机物含有的甲基碳原子的杂化类型为sp3杂化，B错误；该有机物中含酚羟基和酰胺基，所以1 mol该有机物最多与2 mol NaOH反应，C正确；该有机物含酚羟基，可被氧化，含酰胺基，可发生水解反应，苯环和氢气能发生还原反应，不能发生消去反应，D错误。
7．(2023·四川南充模拟)阿司匹林(乙酰水杨酸)是一种重要的合成药物，具有解热镇痛作用。以水杨酸为原料生产阿司匹林的反应原理如下图，下列说法错误的是( )
A．该反应为取代反应
B．乙酸酐的化学式为C4H6O3
C．水杨酸能与氢气在一定条件下发生加成反应
D．乙酰水杨酸分子中所有原子一定共平面
解析：选D。用一个原子或原子团取代了有机物中的另一个原子或原子团的反应为取代反应，阿司匹林的制备原理为取代反应，A正确；乙酸酐分子中含4个碳原子、6个氢原子、3个O原子，乙酸酐的化学式为C4H6O3，B正确；水杨酸中苯环能与氢气在一定条件下发生加成反应，C正确；乙酰水杨酸分子中含有甲基，甲基是四面体结构，所有原子一定不能共平面，D错误。
8．一种合成中间体Z可通过如下转化得到。
下列有关X、Y、Z的说法正确的是( )
A．1 mol X中含有2 mol碳氧π键
B．X、Y均能与银氨溶液反应
C．X分子中所有原子一定在同一平面
D．Z与足量H2加成后的产物分子中含3个手性碳原子
解析：选D。双键中含有1个π键，则由结构简式可知，1 mol X中含有1 mol碳氧π键，A错误； Y分子中不含有醛基，不能与银氨溶液反应，B错误；苯环和醛基为平面结构，由于单键可以旋转，所以X分子中所有原子可能在同一平面，C错误；一定条件下Z分子与足量氢气发生加成反应生成，分子中含有3个连有不同原子或原子团的手性碳原子，D正确。
9．吡啶()是类似于苯的芳香族化合物，2 乙烯基吡啶(VPy)是合成治疗矽肺病药物的原料，可由如下路线合成。下列叙述正确的是( )
A．MPy只有两种芳香族同分异构体 B．EPy中所有原子共平面
C．VPy是乙烯的同系物 D．反应①的反应类型是加成反应
解析：选D。MPy的分子式为C6H7N，如果其同分异构体结构中有苯环，则取代基只能是氨基，只有一种同分异构体，即，不含苯环的有、，A错误； EPy中含有—CH2—，具有类似于甲烷中碳原子和氢原子的空间位置关系，所有原子不可能共面，B错误；乙烯是一种单烯烃，乙烯的同系物中只能含有一个碳碳双键，分子组成相差一个或若干个CH2原子团，由VPy的化学组成可知其不是乙烯的同系物，C错误；由反应①的特点及MPy和EPy的结构可知，反应①的反应类型是加成反应，D正确。
10．化合物Z是一种制备抗癌药的中间体，其合成方法如下。下列说法正确的是( )
A．1 mol X分子中含6 mol碳氮σ键 B．Y分子中所有原子可能共平面
C．Z不能和NaOH溶液发生反应 D．Z分子中含有1个手性碳原子
解析：选A。单键全是σ键，三键含一个σ键，结合X的结构简式可知，1 mol X分子中含6 mol碳氮σ键，A正确； Y分子中含有饱和碳原子，所有原子不可能共平面，B错误；Z分子中含有，可与NaOH溶液发生水解反应，C错误；手性碳原子为饱和碳原子，且碳原子连有4个不同的基团，因此Z分子中不含有手性碳原子，D错误。
二、非选择题(共2题，共35分)
11．(16分)花椒油是从花椒籽中提取的一种香精油，具有挥发性，溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。利用如图所示装置处理花椒籽粉，经分离提纯得到花椒油。
实验步骤：
ⅰ.在装置A中的圆底烧瓶中装入容积的水，加2～3粒沸石。同时在装置B中的圆底烧瓶中加入20 g花椒籽粉和50 mL水。
ⅱ.加热装置A中的圆底烧瓶，当有大量水蒸气产生时关闭弹簧夹，进行蒸馏。
ⅲ.向馏出液中加入食盐至饱和，再用15 mL乙醚萃取2次，将两次萃取的醚层合并，加入少量无水Na2SO4；将液体注入蒸馏烧瓶，蒸馏得花椒油。
回答下列问题：
(1)装置A中玻璃管的作用是____________________________________________。(2分)
(2)步骤ⅱ中，当观察到______________________现象时，可停止蒸馏。蒸馏结束时，下列操作的顺序为________(填字母)。(4分)
a．停止加热 b．打开弹簧夹 c．关闭冷凝水
(3)在馏出液中加入食盐的作用是_______________________；加入无水Na2SO4的作用是____________。(4分)
(4)实验结束后，用稀NaOH溶液清洗冷凝管(冷凝管中的残留物以表示)，反应的化学方程式为______________________________________________________________。(3分)
(5)为测定花椒油中油脂的含量，取20.00 mL花椒油溶于乙醇中，加入92.00 mL 0.500 0 mol·L－1NaOH的乙醇溶液，搅拌加热，充分反应。冷却后，加水配成200.0 mL溶液，从中取出25.00 mL溶液于锥形瓶中，滴入几滴酚酞溶液，用0.100 0 mol·L－1HCl溶液进行滴定，滴定终点消耗HCl溶液20.00 mL。该花椒油中含有油脂____________g·L－1(油脂用表示，它的相对分子质量为884)。(3分)
解析：(1)装置A中玻璃管与空气连通，平衡气压，以免关闭弹簧夹后圆底烧瓶内气压过大。(2)花椒油难溶于水，是油状液体，仪器甲处馏出液无油状液体时，可停止蒸馏。为防止倒吸，蒸馏结束时操作顺序为打开弹簧夹、停止加热、关闭冷凝水。(3)在馏出液中加入食盐，可以降低花椒油在水中的溶解度，有利于分层；无水Na2SO4是干燥剂，加入无水Na2SO4的作用是除去花椒油中的水。(4)高级脂肪酸甘油酯在氢氧化钠溶液中发生水解反应生成高级脂肪酸钠和甘油。(5)设该花椒油中含有油脂的物质的量为x mol，则3x＝0.092 0 L×0.500 0 mol·L－1－0.02 L×0.100 0 mol·L－1×，x＝0.01，则该花椒油中含有油脂＝442.0 g·L－1。
答案：(1)平衡气压，以免关闭弹簧夹后圆底烧瓶内气压过大 (2)仪器甲处馏出液无油状液体 bac (3)降低花椒油在水中的溶解度，有利于分层 除去花椒油中的水(或干燥)
(4)＋3NaOH―→3R1COONa＋
(5)442.0
12．(19分)(2023·福建泉州模拟)维生素B6在自然界分布广泛，是维持蛋白质正常代谢必要的水溶性维生素，以乙氧基乙酸乙酯为原料合成维生素B6的路线如下：
回答以下问题：
(1)维生素B6易溶于水的原因是___________________________________________________。(3分)
(2)A中官能团的名称为________________，的名称为__________。(4分)
(3)A→B的有机反应类型为________________。(2分)
(4)已知C与POCl3按物质的量之比为3∶1反应生成D，该反应的无机产物是____________。(2分)
(5)E的结构简式为____________________________________。(2分)
(6)G→维生素B6的化学方程式为_________________________________________________。(3分)
(7)C的同分异构体中，写出一种符合下列要求的有机物的结构简式________________________________。(3分)
①苯环上有4个取代基
②只有2种官能团，其中一种显碱性
③核磁共振氢谱有4组峰
解析：A和丙酮发生取代反应生成B和CH3CH2OH，B发生反应生成C，C与POCl3按物质的量比为3∶1反应生成D，根据元素守恒知，生成的无机物为H3PO4，根据反应条件知，D和浓硝酸发生取代反应生成E，E中硝基、—CN发生还原反应及氯原子发生取代反应生成F，根据F的结构简式及E的分子式知，E为，F发生取代反应生成G，G发生取代反应生成维生素B6。
（1）羟基是亲水基团，能与水分子之间形成氢键，含氢键的物质可增大其在水中的溶解度，则维生素B6易溶于水的原因是维生素B6中羟基能和水分子之间形成氢键；
（2）A中官能团的名称为酯基、醚键，含有3个碳原子，官能团是酮羰基，名称为丙酮；
（3）A和丙酮发生取代反应生成B和CH3CH2OH，A→B的有机反应类型为取代反应；
（4）C与POCl3按物质的量比为3：1反应生成D，根据元素、原子守恒知，生成的无机物为H3PO4；
（5）D和浓硝酸发生取代反应生成E，硝基取代H原子，E的结构简式为；
（6）G发生取代反应生成维生素B6和CH3CH2I，G→维生素B6的化学方程式为；
（7）C的同分异构体符合下列要求：①苯环上有4个取代基；②只有2种官能团，其中一种显碱性，说明含有氨基；③核磁共振氢谱有4组峰，说明含有4种氢原子，C的不饱和度是6，苯环的不饱和度是4，结构对称，应该含有2个氨基，含有氧原子的官能团为酮羰基或醛基，当取代基为酮羰基和氨基时，符合条件的结构简式为、、，当取代基为醛基和氨基时，若取代基为-NH2和-CH2CHO时，则有结构为、、、，若取代基为-CHO和-CH2NH2时结构有、、、。
答案：(1)维生素B6可以与水形成分子间氢键
(2)醚键、酯基 丙酮
(3)取代反应
(4)或
(5)
(6)
(7)、、、、、、、、、、。
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第46讲 醛 酮 羧酸 羧酸衍生物
【备考目标】 1.掌握醛、酮、羧酸、酯、酰胺的典型代表物的结构与性质。2.掌握醛、酮、羧酸、酯之间的转化以及合成方法。
考点1 醛、酮
1．醛、酮的概述
(1)醛、酮的概念
物质 概念 表示方法
醛 由 或氢原子与 相连的化合物 ；
酮 与两个 相连的化合物 ；
(2)醛、酮的组成通式
饱和一元醛的通式： ，饱和一元酮的通式： 。
2．常见的醛、酮及其物理性质
名称 结构简式 状态 气味 溶解性
甲醛(蚁醛) ； ； 气味 易溶于水
乙醛 ； ； 气味 能与水、乙醇等互溶
丙酮 ； ； 特殊气味 能与水、乙醇等互溶
3.醛、酮的化学性质
(1)醛类的氧化反应(以乙醛为例)
①银镜反应： 。
②与新制Cu(OH)2反应： 。
③催化氧化反应： 。
④—CHO具有明显的还原性，能被酸性KMnO4溶液等强氧化剂氧化为—COOH，故能使酸性KMnO4溶液褪色。
[注意] 酮不能发生银镜反应，不能被新制Cu(OH)2 氧化
(2)醛、酮的还原反应(催化加氢)
＋H2 。
(3)醛、酮在有机合成中常用到的化学反应
①醛、酮与具有极性键共价分子的酮羰基上的加成反应
(—NH2、—OR等) 。
②羟醛缩合
4．醛基的检验
与银氨溶液反应 与新制氢氧化铜反应
实验操作 在洁净的试管中加入1 mL 2% AgNO3溶液，然后 ，制得银氨溶液；再滴入3滴乙醛，振荡后将试管放在热水浴中温热 在试管中加入2 mL 10% ，加入5滴5% ，得到新制的Cu(OH)2，振荡后加入0.5 mL乙醛溶液， ；
实验现象 产生 (1 mol RCHO～2 mol Ag) 产生 (1 mol RCHO～1 mol Cu2O)
注意事项 ①试管内部必须洁净；②银氨溶液要随用随配，不可久置；③水浴加热，不可用酒精灯直接加热；④乙醛用量不宜太多，一般3～5滴 ①配制新制的Cu(OH)2时，所用的NaOH溶液必须过量；②Cu(OH)2要随用随配，不可久置；③反应液直接加热煮沸
【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)凡是能发生银镜反应的有机物都是醛( )
(2)醛类既能被氧化为羧酸，又能被还原为醇( )
(3)用溴水可以检验CH2===CH—CHO中的醛基( )
(4)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( )
(5)1 mol甲醛与足量的硝酸银溶液反应，可得到4 mol单质银( )
(6)已知甲醛是平面形分子，则苯甲醛的所有原子有可能在同一平面上( )
题组练习
一、醛、酮的性质与应用
1．丙烯醛的结构式为CH2===CH—CHO。下列关于它的性质的叙述中错误的是( )
A．能使溴水褪色，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B．在一定条件下与H2充分反应，生成1 丙醇
C．能发生银镜反应表现氧化性
D．在一定条件下能被空气氧化
2．β 紫罗兰酮是存在于玫瑰花、番茄等中的一种天然香料，下列说法正确的是( )
β 紫罗兰酮
A．β 紫罗兰酮分子式是C13H22O
B．1 mol β 紫罗兰酮最多能与2 mol H2发生加成反应
C．β 紫罗兰酮属于酯类物质
D．β 紫罗兰酮与等物质的量的溴加成时，能生成3种产物
二、根据情境信息分析醛、酮的变化及应用
3．醛(酮)中与直接相连的C上的H与另一分子醛(酮)的加成后生成羟基醛(酮)的反应称为羟醛缩合反应。利用该反应合成异丙叉丙酮(MO)的路线如下。
下列说法不正确的是( )
A．MO不存在顺反异构体
B．②的反应类型为消去反应
C．HCHO和CH3CHO的混合物按①中原理反应，最多得到3种羟基醛
D．在有机合成中可以利用羟醛缩合反应增长碳链
4．(2023·湖北高考)下列事实不涉及烯醇式与酮式互变异构原理的是( )
A．能与水反应生成CH3CHO B．可与H2反应生成
C．水解生成 D．中存在具有分子内氢键的异构体
考点2 羧酸
1．羧酸的概念与分类
(1)概念：由烃基(或氢原子)与羧基相连构成的有机化合物。官能团为 ，饱和一元羧酸的分子通式为 。
(2)羧酸的分类
按烃基种类 脂肪酸、芳香酸
按羧基个数 一元羧酸、二元羧酸、多元羧酸
2.几种重要的羧酸
物质及名称 结构 类别 性质特点或用途
甲酸(蚁酸) 饱和一元脂肪酸 酸性，还原性(醛基)
乙二酸(草酸) 二元羧酸 酸性，还原性(＋3价碳)
苯甲酸(安息香酸) 芳香酸 它的钠盐常作防腐剂
高级脂肪酸 RCOOH(R为碳原子数较多的烃基) 硬脂酸(C17H35COOH)和软脂酸(C15H31COOH)等饱和高级脂肪酸常温呈固态；油酸(C17H33COOH)等不饱和高级脂肪酸常温呈液态
3.羧酸的化学性质
羧酸的性质取决于羧基，反应时的主要断键位置如图：
(1)羧酸具有酸的通性,如与NaHCO3反应： 。
(2)羟基被取代的反应,
①与醇(R′OH)的酯化反应： 。
②与氨生成酰胺： 。
(3)α H被取代的反应
与Cl2反应： 。
(4)还原反应：RCOOHRCH2OH。
(5)甲酸的特殊性质
①碱性条件下能被新制Cu(OH)2氧化，化学方程式为 。
②能与银氨溶液反应产生银镜。
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羧酸的酯化反应的常见类型
(1)一元羧酸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
如乙酸与乙二醇
①部分酯化：CH3COOH＋HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OH＋H2O。
②完全酯化：2CH3COOH＋HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH3＋2H2O。
(3)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应
如乙二酸与乙醇
①部分酯化：HOOCCOOH＋CH3CH2OHCH3CH2OOCCOOH＋H2O。
②完全酯化：HOOCCOOH＋2CH3CH2OHCH3CH2OOCCOOCH2CH3＋2H2O。
(4)多元羧酸与多元醇之间的酯化反应
如乙二酸与乙二醇酯化
①生成普通酯：HOOCCOOH＋HOCH2CH2OHHOOCCOOCH2CH2OH＋H2O。
②生成六元环酯：＋2H2O。
③生成高聚酯：nHOOC—COOH＋nHOCH2CH2OH＋(2n－1)H2O。
(5)羟基酸自身的酯化反应
如自身酯化
①生成普通酯：＋H2O。
②生成六元环酯：＋2H2O。
③生成高聚酯：＋(n－1)H2O。
4．乙酸乙酯的制备
(1)实验装置(液液加热反应)
(2)实验操作
①试管向上倾斜45°，试管内加入少量 ，长导管起 和 的作用。
②试剂的加入顺序为 、 、 ，不能先加浓硫酸。
③用酒精灯小火均匀加热，以防止液体剧烈沸腾及乙酸和乙醇大量挥发。
(3)反应条件的控制
①加热，主要目的是提高反应速率，其次是使生成的乙酸乙酯挥发而便于收集，使平衡向正反应方向移动，提高乙醇、乙酸的转化率。
②以浓硫酸作催化剂，提高反应速率。
③以浓硫酸作吸水剂，提高乙醇、乙酸的转化率。
④适当增加乙醇的量并设冷凝回流装置，可提高产率。
(4)实验现象
在饱和Na2CO3溶液上方有透明的、有香味的油状液体产生。
(5)饱和Na2CO3溶液的作用
降低 的溶解度，除去 ，溶解 。
题组练习
一、羧酸的性质与应用
1．苹果醋是一种由苹果发酵而成的具有解毒、降脂、减肥和止泻等明显药效的健康食品，苹果酸(α 羟基丁二酸)是这种饮料的主要酸性物质，苹果酸的结构简式如图，下列说法错误的是( )
A．1 mol苹果酸与金属钠反应最多生成33.6 L 氢气
B．苹果酸在一定条件下能发生消去反应
C．苹果酸可以使酸性重铬酸钾溶液褪色
D．苹果酸在一定条件下能跟乙酸发生酯化反应
2．某有机物的结构如图所示，下列说法正确的是( )
A．该有机物的分子式为C21H24O4
B．该有机物共有四种官能团，分别是：羟基、羧基、苯环、碳碳双键
C．该有机物最多消耗NaOH与NaHCO3的物质的量之比为1∶1
D．1 mol该有机物与足量金属钠反应，生成33.6 L氢气
二、酯类物质的实验室制备
3．乙酸乙酯是无色透明有刺激性气味的液体，制备的实验装置如图所示。下列说法正确的是( )
A．先在试管a中加入浓硫酸，然后边振荡试管边缓慢加入乙醇和乙酸
B．浓硫酸的作用主要是催化和脱水
C．b中的饱和Na2CO3溶液可用浓NaOH溶液代替
D．实验原理为CH3COOH＋H18O—C2H5＋H2O
4．乙酸异戊酯天然存在于香蕉、苹果等水果和浆果中，具有香蕉香味。某化学兴趣小组在实验室中利用乙酸和异戊醇()制备乙酸异戊酯，实验装置如图1所示(加热及夹持仪器略)，相关物质的有关性质如表所示。
物质 密度/(g·mL－1) 沸点/℃ 水中溶解度
异戊醇 0.809 132 微溶
乙酸 1.049 118 易溶
乙酸异戊酯 0.876 142.5 微溶
下列说法正确的是( )
A．冷凝管中冷水应从b口进a口出
B．将装置中的直形冷凝管换成球形冷凝管，冷凝效果可能更好
C．将装置Ⅱ换成图2所示装置效果更好
D．加入过量的乙酸可提高异戊醇的转化率
考点3 羧酸衍生物
一、酯
1．组成和结构
酯是羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的产物，简写成RCOOR′，羧酸酯的官能团是 。
2．低级酯的物理性质
具有芳香气味的 体，密度一般比水 ， 溶于有机溶剂。
3．酯的水解
＋H2O 。
＋NaOH 。
[注意] ①酯水解时断裂上式中虚线所标的键。
②稀硫酸只起催化作用，对平衡无影响。
③在碱性条件下发生水解，则碱除起催化作用外，还能中和生成的酸，使水解程度增大。
二、油脂
1．组成和结构
油脂是 与 形成的酯，由C、H、O三种元素组成，其结构简式可表示为，官能团为 ，R、R′、R″代表高级脂肪酸的烃基，有的烃基中还含有 。
2．分类
3．物理性质
密度 比水小
溶解性 难溶于水，易溶于有机溶剂
熔、沸点 天然油脂都是混合物，没有固定的熔、沸点
4.化学性质
(1)油脂的氢化(油脂的硬化)
烃基上含有碳碳双键，能与H2发生加成反应。如油酸甘油酯与H2发生加成反应的化学方程式为
，
经硬化制得的油脂叫人造脂肪，也称硬化油。
(2)水解反应(以硬脂酸甘油酯为例，写化学方程式)
①酸性条件下： 。
②碱性条件下——皂化反应： ，
其水解程度比酸性条件下水解程度 。
[注意] ①油脂虽然相对分子质量较大，但不属于高分子化合物。
②液态的油脂烃基中含有不饱和键，能使溴水褪色。
三、胺
1．组成和结构
烃基取代氨分子中的氢原子而形成的化合物叫作胺，也可以看作是烃分子中的氢原子被氨基所取代得到的化合物，一般可写作R—NH2。
2．化学性质——碱性
胺类化合物具有碱性，如苯胺能与盐酸反应，生成可溶于水的苯胺盐酸盐，化学方程式为
。
四、酰胺
1．组成和结构
羧酸分子中羟基被氨基所取代得到的化合物。其结构一般表示为 ，其中 叫作酰基， 叫作酰胺基。
2．化学性质——水解反应
(1)酸性：RCONH2＋H2O＋HClRCOOH＋NH4Cl。
(2)碱性：RCONH2＋NaOHRCOONa＋NH3↑。
【基点判断】(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)分子式相同的羧酸和酯类互为同分异构体( )
(2)在酸性条件下，CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH( )
(3)1 mol(酚)酯基水解时，最多可消耗2 mol NaOH( )
(4)苯胺能和盐酸反应生成可溶于水的苯胺盐酸盐( )
(5)胺与羧酸反应生成肽键的反应类型与酯化反应的反应类型不同( )
题组练习
一、酯和油脂的性质
1．某种药物的主要成分X的分子结构如图所示，关于有机物X的说法中，错误的是( )
A．X水解可生成乙醇 B．X不能跟溴水反应 C．X能发生加成反应 D．X难溶于水，易溶于有机溶剂
2．地沟油，泛指在生活中存在的各类劣质油，如回收的食用油、反复使用的炸油等。地沟油最大来源为城市大型饭店下水道的隔油池。长期食用可能会引发癌症，对人体的危害极大。根据以上信息和相关知识回答下列问题：
(1)下列说法正确的是________(填字母)。
A．掺假的“芝麻香油”能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色，其原理相同
B．淀粉和油脂都是高分子
C．可将“潲水油”和“地沟油”分离提纯后来生产肥皂
D．纤维素的最终水解产物与油脂水解产生的甘油含有某种相同的官能团
(2)“地沟油”常常含有油酸甘油酯，在微生物作用下水解生成的不饱和脂肪酸中的碳碳双键在日光作用下被空气中的氧气氧化生成有臭味的醛或酮，这种过程称为“酸败”。
①试写出油酸甘油酯[，—R为CH3(CH2)7CH===CH(CH2)6CH2—]“酸败”过程中水解的化学方程式：__________________________________________________________。
②工业上为了延缓不饱和油脂的“酸败”，通常采取的一种措施是在Ni催化作用下与H2发生加成反应，1 mol油酸甘油酯最多消耗________ mol H2。
二、胺和酰胺的性质
3．某些高温油炸食品含有丙烯酰胺。过量的丙烯酰胺可引起食品安全问题。关于丙烯酰胺叙述不正确的是( )
A．能使酸性KMnO4溶液褪色 B．能发生加聚反应
C．能与乙醇发生酯化反应 D．能与氢气发生加成反应
4．(2023·福建泉州一模)拉贝洛尔(W)是一种甲型肾上腺受体阻断剂，常用于治疗高血压，可通过以下反应合成：
以下说法正确的是( )
A．X分子式为C10H14N B．Y能发生水解反应和消去反应
C．W分子中所有碳原子可能共平面 D．W可与HCl反应生成盐酸盐
高考真题
1．(2024·广东卷，9，2分)从我国南海的柳珊瑚中分离得到的柳珊瑚酸(下图)，具有独特的环系结构。下列关于柳珊瑚酸的说法不正确的是( )
A．能使溴的四氯化碳溶液褪色 B．能与氨基酸的氨基发生反应
C．其环系结构中3个五元环共平面 D．其中碳原子的杂化方式有sp2和sp3
2．(2024·山东卷，8，2分)植物提取物阿魏萜宁具有抗菌活性，其结构简式如图所示。下列关于阿魏萜宁的说法错误的是( )
A．可与Na2CO3溶液反应 B．消去反应产物最多有2种
C．酸性条件下的水解产物均可生成高聚物 D．与Br2反应时可发生取代和加成两种反应
3．(2024·湖北卷，6，3分)鹰爪甲素(如图)可从治疗疟疾的有效药物鹰爪根中分离得到。下列说法错误的是( )
A．有5个手性碳 B．在条件下干燥样品
C．同分异构体的结构中不可能含有苯环 D．红外光谱中出现了3000cm-1以上的吸收峰
4．(2024·河北卷，5，3分)化合物X是由细菌与真菌共培养得到的一种天然产物，结构简式如图。下列相关表述错误的是( )
A．可与Br2发生加成反应和取代反应 B．可与FeCl3溶液发生显色反应
C．含有4种含氧官能团 D．存在顺反异构
5．(2024·安徽卷，5，3分)D-乙酰氨基葡萄糖(结构简式如下)是一种天然存在的特殊单糖。下列有关该物质说法正确的是( )
A．分子式为C8H14O6N B．能发生缩聚反应
C．与葡萄糖互为同系物 D．分子中含有σ键，不含π键
6．(2023·全国卷乙)下列反应得到相同的产物，相关叙述错误的是( )
A．①的反应类型为取代反应 B．反应②是合成酯的方法之一
C．产物分子中所有碳原子共平面 D．产物的化学名称是乙酸异丙酯
7．(2023·山东高考)有机物X→Y的异构化反应如图所示，下列说法错误的是( )
A．依据红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团
B．除氢原子外，X中其他原子可能共平面
C．含醛基和碳碳双键且有手性碳原子的Y的同分异构体有4种(不考虑立体异构)
D．类比上述反应，的异构化产物可发生银镜反应和加聚反应
8．(2023·广东高考)2022年诺贝尔化学奖授予研究“点击化学”的科学家。图中所示化合物是“点击化学”研究中的常用分子。关于该化合物，说法不正确的是( )
A．能发生加成反应
B．最多能与等物质的量的NaOH反应
C．能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色
D．能与氨基酸和蛋白质中的氨基反应
9．(2023·辽宁高考)在光照下，螺吡喃发生开、闭环转换而变色，过程如下。下列关于开、闭环螺吡喃说法正确的是( )
A．均有手性
B．互为同分异构体
C．N原子杂化方式相同
D．闭环螺吡喃亲水性更好
巩固练习
一、选择题(每题5分，共10题，共50分)
1．有关醛、酮的下列说法中，正确的是( )
A．醛和酮都能与氢气、氢氰酸等发生加成反应 B．醛和酮都能与银氨溶液发生银镜反应
C．碳原子数相同的醛和酮互为同分异构体 D．不能用新制的Cu(OH)2来区分醛和酮
3．下列实验所得结论正确的是( )
① 充分振荡试管，下层溶液红色褪去
② 溶液变红
③ 溶液变红
④ 充分振荡右侧小试管，下层溶液红色褪去
A.①中溶液红色褪去的原因是：CH3COOC2H5＋NaOH===CH3COONa＋C2H5OH
B．②中溶液变红的原因是：CH3COO－＋H2O CH3COOH＋H＋
C．由实验①、②、③推测，①中红色褪去的原因是乙酸乙酯萃取了酚酞
D．④中红色褪去证明右侧小试管中收集到的乙酸乙酯中混有乙酸
4．环己酮和乙二醇在一定条件下反应可生成环己酮缩乙二醇，其反应过程如图所示：＋HOCH2CH2OH―→(环己酮缩乙二醇)。下列说法正确的是( )
A．生成环己酮缩乙二醇的反应是缩聚反应
B．环己酮既能发生氧化反应，又能发生还原反应
C．环己酮缩乙二醇的一氯代物有5种(不考虑立体异构)
D．环己酮分子中所有碳原子共平面
5．化合物M(如图所示)是一种赋香剂。下列关于M的说法正确的是( )
A．含有三种官能团
B．1 mol M最多消耗2 mol NaOH
C．所有碳原子可能处于同一平面
D．一氯代物有9种(不含立体异构)
6．(2023·福建福州模拟)某解热镇痛药的主要化学成分的结构简式如图所示，下列有关该有机化合物的叙述正确的是( )
A．分子式为C8H8NO2
B．碳原子杂化轨道类型只有sp2杂化
C．1 mol该有机物最多与2 mol NaOH反应
D．能发生氧化、还原、水解、消去反应
7．(2023·四川南充模拟)阿司匹林(乙酰水杨酸)是一种重要的合成药物，具有解热镇痛作用。以水杨酸为原料生产阿司匹林的反应原理如下图，下列说法错误的是( )
A．该反应为取代反应
B．乙酸酐的化学式为C4H6O3
C．水杨酸能与氢气在一定条件下发生加成反应
D．乙酰水杨酸分子中所有原子一定共平面
8．一种合成中间体Z可通过如下转化得到。
下列有关X、Y、Z的说法正确的是( )
A．1 mol X中含有2 mol碳氧π键
B．X、Y均能与银氨溶液反应
C．X分子中所有原子一定在同一平面
D．Z与足量H2加成后的产物分子中含3个手性碳原子
9．吡啶()是类似于苯的芳香族化合物，2 乙烯基吡啶(VPy)是合成治疗矽肺病药物的原料，可由如下路线合成。下列叙述正确的是( )
A．MPy只有两种芳香族同分异构体 B．EPy中所有原子共平面
C．VPy是乙烯的同系物 D．反应①的反应类型是加成反应
10．化合物Z是一种制备抗癌药的中间体，其合成方法如下。下列说法正确的是( )
A．1 mol X分子中含6 mol碳氮σ键 B．Y分子中所有原子可能共平面
C．Z不能和NaOH溶液发生反应 D．Z分子中含有1个手性碳原子
二、非选择题(共2题，共35分)
11．(16分)花椒油是从花椒籽中提取的一种香精油，具有挥发性，溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。利用如图所示装置处理花椒籽粉，经分离提纯得到花椒油。
实验步骤：
ⅰ.在装置A中的圆底烧瓶中装入容积的水，加2～3粒沸石。同时在装置B中的圆底烧瓶中加入20 g花椒籽粉和50 mL水。
ⅱ.加热装置A中的圆底烧瓶，当有大量水蒸气产生时关闭弹簧夹，进行蒸馏。
ⅲ.向馏出液中加入食盐至饱和，再用15 mL乙醚萃取2次，将两次萃取的醚层合并，加入少量无水Na2SO4；将液体注入蒸馏烧瓶，蒸馏得花椒油。
回答下列问题：
(1)装置A中玻璃管的作用是____________________________________________。(2分)
(2)步骤ⅱ中，当观察到______________________现象时，可停止蒸馏。蒸馏结束时，下列操作的顺序为________(填字母)。(4分)
a．停止加热 b．打开弹簧夹 c．关闭冷凝水
(3)在馏出液中加入食盐的作用是____________；加入无水Na2SO4的作用是____________。(4分)
(4)实验结束后，用稀NaOH溶液清洗冷凝管(冷凝管中的残留物以表示)，反应的化学方程式为_____________________________________________________________。(3分)
(5)为测定花椒油中油脂的含量，取20.00 mL花椒油溶于乙醇中，加入92.00 mL 0.500 0 mol·L－1NaOH的乙醇溶液，搅拌加热，充分反应。冷却后，加水配成200.0 mL溶液，从中取出25.00 mL溶液于锥形瓶中，滴入几滴酚酞溶液，用0.100 0 mol·L－1HCl溶液进行滴定，滴定终点消耗HCl溶液20.00 mL。该花椒油中含有油脂____________g·L－1(油脂用表示，它的相对分子质量为884)。(3分)
12．(19分)(2023·福建泉州模拟)维生素B6在自然界分布广泛，是维持蛋白质正常代谢必要的水溶性维生素，以乙氧基乙酸乙酯为原料合成维生素B6的路线如下：
回答以下问题：
(1)维生素B6易溶于水的原因是___________________________________________________。(3分)
(2)A中官能团的名称为________________，的名称为__________。(4分)
(3)A→B的有机反应类型为________________。(2分)
(4)已知C与POCl3按物质的量之比为3∶1反应生成D，该反应的无机产物是____________。(2分)
(5)E的结构简式为____________________________________。(2分)
(6)G→维生素B6的化学方程式为_________________________________________________。(3分)
(7)C的同分异构体中，写出一种符合下列要求的有机物的结构简式________________________________。(3分)
①苯环上有4个取代基
②只有2种官能团，其中一种显碱性
③核磁共振氢谱有4组峰
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