第41讲 醛 酮 羧酸 羧酸衍生物
[目标速览] 1.认识醛、羧酸、酯的组成和结构特点、性质、转化关系及其在生产、生活中的重要应用,知道醚、酮、胺和酰胺的结构特点及其应用。2.认识同一分子中官能团之间存在相互影响。3.认识有机化合物分子中共价键的极性与有机反应的关系,认识有机化合物分子中基团之间的相互影响会导致键的极性发生改变。
微考点 核心突破
考点1 醛、酮、羧酸
知|识|梳|理
一、醛
1.醛
醛是由烃基(或氢原子)与________相连而构成的化合物,官能团为________。饱和一元醛的通式为CnH2nO(n≥1)。
2.甲醛、乙醛的分子组成和结构
物质 分子式 结构简式 官能团
甲醛 ______ ______ ______
乙醛 ______ ______
3.甲醛、乙醛的物理性质
物质 颜色 状态 气味 溶解性
甲醛 无色 ____ 刺激性 气味 ________水
乙醛 ____ 与水、乙醇等________
4.化学性质(以乙醛为例)
醛类物质既有氧化性又有还原性,其氧化还原关系为醇醛羧酸。
写出乙醛的主要化学反应方程式。
5.在生产、生活中的作用和影响
(1)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。
(2)35%~40%的甲醛水溶液称为________,具有杀菌消毒作用和防腐性能,常用作农药和消毒剂,用于种子消毒和浸制生物标本。
(3)劣质的装饰材料中挥发出的甲醛,对环境和人体健康影响很大,是室内主要污染物之一。
二、酮的结构与性质
1.酮的通式
(1)酮的结构简式可表示为。
(2)饱和一元酮的分子通式为______________(n≥3)。
2.酮的化学性质
(1)不能被银氨溶液、新制的Cu(OH)2等弱氧化剂氧化。
(2)羰基的加成反应。
+H2(仲醇)
+HCN。
三、羧酸
1.羧酸
由__________________相连构成的有机化合物,官能团为________。饱和一元羧酸分子的通式为___________________________________________________________。
2.甲酸和乙酸的分子组成和结构
物质 分子式 结构简式 官能团
甲酸 ______ ________ ________________
乙酸 ______ ________ ________________
3.物理性质
(1)乙酸。
(2)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降低。
4.化学性质
(1)酸的通性:乙酸是一种弱酸,其酸性比碳酸________,在水溶液里的电离方程式为______________________________。
乙酸表现酸性的主要现象及化学反应方程式:
(2)酯化反应:CH3COOH和CH3COH发生酯化反应的化学方程式为___________________________________________________________
___________________________________________________________。
思维辨析
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
1.冰醋酸为纯净物。( )
2.甲酸能发生银镜反应,能与新制的氢氧化铜反应生成砖红色沉淀。( )
3.醛基、羰基、羧基和酯基中的碳氧双键均能与氢气加成。( )
4.酯化反应和酯的水解反应都属于取代反应。( )
实|验|回|放
实验一:乙醛与银氨溶液反应
实验 操作
实验 现象 向①中滴加氨水,先出现白色沉淀(AgOH),然后边振荡试管边逐滴滴入氨水,使最初产生的沉淀溶解,溶液变澄清。加入3滴乙醛,水浴加热一段时间后,试管内壁出现一层光亮的银镜
相关 化学 方程式 a.银氨溶液的配制: AgNO3+NH3·H2O===AgOH↓+NH4NO3 AgOH+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH+2H2O b.银镜反应: CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
实验 结论 乙醛具有还原性,能被弱氧化剂银氨溶液氧化
应用 a.可用于检验醛基的存在 b.工业上用于制镜或制保温瓶胆
提醒 银镜反应实验注意事项
(1)试管要洁净,否则单质银不易附着在试管内壁上,会生成黑色的银沉淀,得不到光亮的银镜。反应前洗涤试管时一般要先用热的NaOH溶液洗,再用水洗。
(2)银氨溶液必须现用现配,不可久置,否则会生成易爆物质。
(3)配制银氨溶液时,氨水、硝酸银溶液都必须是稀溶液,且是将稀氨水逐滴加入稀硝酸银溶液中(顺序不能颠倒),直到最初生成的沉淀恰好溶解为止,氨水不能过量,否则也会生成易爆物质。
(4)银镜反应的条件是水浴加热,不能直接加热,加热时不可振荡或摇动试管,以防生成黑色的银,而不能在试管内壁形成光亮的银镜。
(5)实验结束后,试管内壁附着的银镜可用稀硝酸浸泡,待银溶解后再用自来水、蒸馏水洗涤干净。
实验二:乙醛与新制的Cu(OH)2的反应
实验 操作
实验 现象 ①溶液中出现蓝色絮状沉淀,滴入乙醛,加热至沸腾后,③溶液中有砖红色沉淀产生
相关 化学 方程式 ①中:CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4 ③中:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH CH3COONa+Cu2O↓+3H2O
实验 结论 乙醛具有还原性,能被弱氧化剂新制的Cu(OH)2氧化
应用 可用于检验醛基的存在
提醒 乙醛与新制的Cu(OH)2反应实验的注意事项
(1)所用Cu(OH)2必须是新制备的。
(2)配制Cu(OH)2时,必须保证NaOH溶液过量,即保证所得溶液呈碱性。
(3)用酒精灯直接加热试管至溶液沸腾,才有明显的砖红色沉淀产生。
(4)加热煮沸时间不能过长,否则会导致Cu(OH)2分解成CuO而出现黑色沉淀。
实验三:乙酸的酯化反应
实验 操作 在一支试管中加入3 mL乙醇,然后边振荡边慢慢加入2 mL浓硫酸和2 mL乙酸;按下图连接好装置,用酒精灯缓慢加热,将产生的蒸气经导管通到饱和碳酸钠溶液的液面上,观察现象
实验 装置
实验 现象 饱和碳酸钠溶液的液面上有透明的油状液体产生,并可闻到香味
实验 结论 在浓硫酸、加热的条件下,乙酸和乙醇发生反应,生成无色、透明、不溶于水、有香味的油状液体。该油状液体是乙酸乙酯
化学 方程式 CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
1.乙酸与乙醇发生酯化反应的注意事项。
(1)在反应中浓硫酸的作用:①催化剂——增大反应速率;②吸水剂——提高CH3COOH、CH3CH2OH的转化率。
(2)在收集装置中加入饱和Na2CO3溶液的作用:①降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层得到乙酸乙酯;②中和挥发出来的乙酸,便于闻到乙酸乙酯的气味;③溶解挥发出来的乙醇。
(3)酯的分离:采用分液法分离试管中的液体混合物,所得的上层液体即为乙酸乙酯。
2.酯化反应操作中的注意事项。
(1)试剂加入顺序为乙醇、浓硫酸、乙酸。
(2)试管倾斜45°,可以增大试管的受热面积,使试管受热均匀。还应加入少量沸石或碎瓷片,防止暴沸。对试管进行加热时应用小火缓慢加热,防止乙醇、乙酸大量挥发,提高产物产率。
(3)收集产物的试管内长导气管的末端应在液面上方0.5 cm处,不能伸入液面以下,以防止倒吸。
(4)长导气管的作用是导气兼冷凝。
(5)提高产率的措施。
①使用浓硫酸作吸水剂,使平衡向正反应方向移动。
②加热将生成的酯蒸出,使平衡向正反应方向移动。
③可适当增加乙醇的量,并利用长导气管进行冷凝回流。
知|识|拓|展
1.醇的催化氧化规律
与羟基所连的碳原子上的氢原子数 催化氧化情况
0 不能被催化氧化
1 可以被催化氧化为酮,不能再继续氧化为同碳原子数的酸
2~3 可以被催化氧化为醛,并可以继续氧化为同碳原子数的酸
2.有关物质的量的关系
氧化类型 数量关系
羟基氧化成醛或酮 n(被氧化的—OH)∶n(消耗的O2)=2∶1
醛基氧化为羧基 n(被氧化的—CHO)∶n(消耗的O2)=2∶1
知|识|对|练
角度一 醛、酮、酸、酯的性质与推断
1.藿香蓟具有清热解毒功效,其有效成分结构如图。下列有关该物质的说法错误的是( )
A.可以发生水解反应
B.所有碳原子处于同一平面
C.含有2种含氧官能团
D.能与溴水发生加成反应
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( )
A.β 紫罗兰酮的分子式是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溴加成时,能生成3种产物
3.茉莉醛具有浓郁的茉莉花香,其结构简式如图所示。下列关于茉莉醛的叙述错误的是( )
A.在加热和催化剂作用下,能被氢气还原
B.能被酸性高锰酸钾溶液氧化
C.在一定条件下不能与溴水发生取代反应
D.不能与氢溴酸发生加成反应
4.咖啡鞣酸具有较广泛的抗菌作用,其结构简式如图所示:
下列关于咖啡鞣酸的叙述不正确的是( )
A.分子式为C16H18O9
B.与苯环直接相连的原子都在同一平面上
C.1 mol咖啡鞣酸水解时可消耗8 mol NaOH
D.与浓溴水既能发生取代反应又能发生加成反应
角度二 酯的制取和性质
5.某课外兴趣小组欲在实验室里制备少量乙酸乙酯,该小组的同学设计了以下四个制取乙酸乙酯的装置,其中正确的是( )
6.下面是甲、乙、丙三位同学制取乙酸乙酯的过程,请你参与并协助他们完成相关实验任务。
[实验目的]制取乙酸乙酯。
[实验原理]甲、乙、丙三位同学均采取乙醇、乙酸与浓硫酸混合共热的方法制取乙酸乙酯。
[装置设计]甲、乙、丙三位同学分别设计了下列三套实验装置:
请从甲、乙两位同学设计的装置中选择一种作为实验室制取乙酸乙酯的装置,较合理的是________(填“甲”或“乙”)。丙同学将甲装置中的玻璃导管改成了球形干燥管,作用是________________________。
[实验步骤]
Ⅰ.按丙同学选择的装置组装仪器,在试管中先加入3 mL乙醇,并在摇动下缓缓加入2 mL浓硫酸充分摇匀,冷却后再加入2 mL冰醋酸;
Ⅱ.将试管固定在铁架台上;
Ⅲ.在试管②中加入适量的饱和Na2CO3溶液;
Ⅳ.用酒精灯对试管①加热;
Ⅴ.当观察到试管②中有明显现象时停止实验。
[问题讨论]
(1)步骤Ⅰ安装好实验装置,加入样品前还应检查__________________。
(2)写出试管①中发生反应的化学方程式:___________________________________________________________
___________________________________________________________(注明反应条件)。
(3)试管②中饱和Na2CO3溶液的作用是___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(4)从试管②中分离出乙酸乙酯的实验操作是______________。
角度三 烃的衍生物转化关系及应用
7.风靡全球的饮料果醋中含有苹果酸(MLA),其分子式为C4H6O5。0.1 mol苹果酸与足量NaHCO3溶液反应能产生4.48 L CO2(标准状况),苹果酸脱水能生成使溴水褪色的产物。如图表示合成MLA的路线。
CH2==CH—CH==CH2ABCD(C4H5O2Br)
能发生银镜反应EFMLA
(1)写出下列物质的结构简式:
A________________,D________________。
(2)指出反应类型:①________,②________。
(3)写出所有与MLA具有相同官能团的同分异构体的结构简式:___________________________________________________________。
(4)写出E—→F转化的化学方程式:___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(5)MLA可通过下列反应合成高分子化合物G[(C6H8O4)n],
MLA G(C6H8O4)n
则G的结构简式为______________。
考点2 羧酸衍生物
知|识|梳|理
一、酯的结构与性质
1.酯
羧酸分子羧基中的________被________取代后的产物。可简写为____________,官能团为____________。
2.酯的性质
(1)低级酯的物理性质。
气味 状态 密度 溶解性
芳香 气味 液体 比水的______ 在水中难溶,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂中
(2)化学性质(水解反应)。
①反应原理。
++H—OR'
②实例。
如CH3COOC2H5在稀硫酸或NaOH催化作用下发生水解反应的化学方程式分别为___________________________________________________________
___________________________________________________________,
___________________________________________________________。
无机酸只起________,碱除起________外,还能中和生成的酸,使水解程度____________。
二、油脂
1.概念
油脂的成分主要是甘油与高级脂肪酸脱水形成的酯。常见的形成油脂的高级脂肪酸有:
2.结构
结构简式为,官能团为________________,R、R'、R″中有的可能含有。
3.分类
4.物理性质
(1)油脂一般______于水,密度比水的______。
(2)天然油脂都是________,没有固定的沸点、熔点。
①含不饱和脂肪酸成分较多的甘油酯,常温下一般呈______态。
②含饱和脂肪酸成分较多的甘油酯,常温下一般呈______态。
5.化学性质
(1)油脂的氢化(油脂的硬化)。
经硬化制得的油脂叫人造脂肪,也称硬化油。
如油酸甘油酯与H2发生加成反应的化学方程式为___________________________________________________________。
(2)水解反应。
①酸性条件下。
如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为___________________________________________________________
___________________________________________________________。
②碱性条件下——皂化反应。
如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为___________________________________________________________
___________________________________________________________。
其水解程度比酸性条件下的水解程度大。
三、酰胺
1.胺的结构
烃基取代氨分子中的氢原子而形成的化合物叫做胺,胺也可以看作是烃分子中的______原子被______所替代得到的化合物。根据取代烃基数目不同,胺有三种结构通式:
2.胺的性质
(1)物理性质。
低级脂肪胺,如甲胺、二甲胺和三甲胺等,在常温下是气体,丙胺以上是液体,十二胺以上为固体。芳香胺是无色高沸点的液体或低熔点的固体,并有______。
低级的伯、仲、叔胺都有较好的水溶性。
随着碳原子数的增加,胺的水溶性逐渐下降。
(2)化学性质(胺的碱性)。
RNH2+H2ORN+OH-;
RNH2+HCl—→RNH3Cl;
RNH3Cl+NaOH—→RNH2+NaCl+H2O。
3.酰胺
(1)酰胺的结构。
酰胺是______分子中________________得到的化合物,其结构一般表示为,其中的叫做酰基,叫做________。
(2)几种常见酰胺及其名称。
__________________ __________________
____________________________________
(3)酰胺的性质(水解反应)。
酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可以发生水解反应。如果水解时加入碱,生成的酸就会变成盐,同时有氨气逸出。
RCONH2+H2O+HCl___________________________________________________________;
RCONH2+NaOH________________。
思维辨析
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
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酯,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。( )
知|识|对|练
角度四 酯和油脂的性质
8.某种药物主要成分X的分子结构如图所示,下列关于有机物X的说法错误的是( )
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
9.下列关于皂化反应的说法中错误的是( )
A.油脂经皂化反应后,生成的高级脂肪酸钠、甘油和水形成混合液
B.加入食盐可以使高级脂肪酸钠析出,这一过程叫盐析
C.向皂化反应后的混合溶液中加入食盐并搅拌,静置一段时间,溶液分成上下两层,下层是高级脂肪酸钠
D.皂化反应后的混合溶液中加入食盐,可以通过过滤的方法分离提纯
角度五 胺与酰胺的性质
10.下列关于胺、酰胺的性质和用途的叙述中正确的是( )
A.胺和酰胺都可以发生水解
B.胺具有碱性,可以与酸反应生成盐和水
C.酰胺在碱性条件下水解不能生成NH3
D.胺和酰胺都是重要的化工原料
11.丙烯酰胺是一种重要的有机合成的中间体,其结构简式为。下列有关丙烯酰胺的说法错误的是( )
A.丙烯酰胺分子中所有原子不可能在同一平面内
B.丙烯酰胺属于羧酸衍生物
C.丙烯酰胺在任何条件下都不能水解
D.丙烯酰胺能够使溴的四氯化碳溶液褪色
12.化合物K与L反应可合成药物中间体M,转化关系如下。
已知L能发生银镜反应,下列说法正确的是( )
A.K的核磁共振氢谱有两组峰
B.L是乙醛
C.M完全水解可得到K和L
D.反应物K与L的化学计量数之比是1∶1
微充电 素养提升
技法模型——用拆分组合法分析陌生有机物结构与性质
【方法归纳】
【母题】 一般认为“麻沸散”中含有东莨菪碱,东莨菪碱的结构简式如图所示。下列关于该物质的说法不正确的是( )
A.该物质的分子式为C17H21NO4
B.该物质分子中含有3种含氧官能团
C.该物质分子中所有碳原子可能共平面
D.该物质能发生取代反应、氧化反应、还原反应、消去反应
【衍生】 苯并唑酮类化合物M常用作植物保护剂,结构简式如图所示。下列关于M的说法正确的是( )
A.M分子中所有原子可能共面
B.M只能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能使溴水褪色
C.1 mol M与足量NaOH溶液充分反应,最多可消耗3 mol NaOH
D.1 mol M与足量H2充分反应,消耗4 mol H2
微真题 把握方向
考向一 多官能团烃的衍生物
1.(2024·湖北卷)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120 ℃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3 000 cm-1以上的吸收峰
2.(2024·山东卷)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·安徽卷)D 乙酰氨基葡萄糖(结构简式如图)是一种天然存在的特殊单糖。下列有关该物质的说法正确的是( )
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
4.(2024·黑吉辽卷)如图所示的自催化反应,Y作催化剂。下列说法正确的是( )
A.X不能发生水解反应
B.Y与盐酸反应的产物不溶于水
C.Z中碳原子均采用sp2杂化
D.随c(Y)增大,该反应速率不断增大
5.(2024·河北卷)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
6.(2024·贵州卷)贵州盛产灵芝等中药材。灵芝酸B是灵芝的主要活性成分之一,其结构简式如图。下列说法错误的是( )
A.分子中只有4种官能团
B.分子中仅含3个手性碳原子
C.分子中碳原子的杂化轨道类型是sp2和sp3
D.该物质可发生酯化反应、加成反应和氧化反应
7.(2024·广东卷)从我国南海的柳珊瑚中分离得到的柳珊瑚酸(如图),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
8.(2023·海南卷)闭花耳草是海南传统药材,具有消炎功效。车叶草苷酸是其活性成分之一,结构简式如图所示。下列有关车叶草苷酸说法正确的是( )
A.分子中含有平面环状结构
B.1个分子中含有5个手性碳原子
C.其钠盐在水中的溶解度小于在甲苯中的溶解度
D.其在弱碱介质中可与某些过渡金属离子形成配合物
考向二 低级酯的制备
9.(2023·湖北卷)实验室用以下装置(夹持和水浴加热装置略)制备乙酸异戊酯(沸点为142 ℃),实验中利用环己烷-水的共沸体系(沸点为69 ℃)带出水分。已知体系中沸点最低的有机物是环己烷(沸点为81 ℃),其反应原理:
下列说法错误的是( )
A.以共沸体系带水促使反应正向进行
B.反应时水浴温度需严格控制在69 ℃
C.接收瓶中会出现分层现象
D.根据带出水的体积可估算反应进度
10.(2024·黑吉辽卷)某实验小组为实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化,设计实验方案如下:
Ⅰ.向50 mL烧瓶中分别加入5.7 mL乙酸(100 mmol)、8.8 mL乙醇(150 mmol)、1.4 g NaHSO4固体及4~6滴1‰的甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中装入变色硅胶。
Ⅱ.加热回流50 min后,反应液由蓝色变为紫色,变色硅胶由蓝色变为粉红色,停止加热。
Ⅲ.冷却后,向烧瓶中缓慢加入饱和Na2CO3溶液至无CO2逸出,分离出有机相。
Ⅳ.洗涤有机相后,加入无水MgSO4,过滤。
Ⅴ.蒸馏滤液,收集73~78 ℃馏分,得无色液体6.60 g,色谱检测纯度为98.0%。
回答下列问题:
(1)NaHSO4在反应中起____________作用,用其代替浓硫酸的优点是___________________________________________________________(答出一条即可)。
(2)甲基紫和变色硅胶的颜色变化均可指示反应进程。变色硅胶吸水,除指示反应进程外,还可___________________________________________________________。
(3)使用小孔冷凝柱承载,而不向反应液中直接加入变色硅胶的优点是______(填字母)。
A.无需分离
B.增大该反应的平衡常数
C.起到沸石作用,防止暴沸
D.不影响甲基紫指示反应进程
(4)下列仪器中,分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是________(填名称)。
(5)该实验乙酸乙酯的产率为________(精确至0.1%)。
(6)若改用C2H518OH作为反应物进行反应,质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为________(精确至1)。
第41讲 醛 酮 羧酸 羧酸衍生物
微考点·核心突破
考点1
知识梳理
一、1.醛基 —CHO
2.CH2O HCHO C2H4O CH3CHO —CHO
3.气体 液体 易溶于 互溶
4.CH3CHO+H2CH3CH2OH
CH3CHO+HCN
2CH3CHO+5O24CO2+4H2O
CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+3NH3+2Ag↓+H2O
CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
2CH3CHO+O22CH3COOH
5.(2)福尔马林
二、1.(2)CnH2nO
三、1.烃基(或氢原子)与羧基 —COOH CnH2nO2(n≥1)
2.CH2O2 HCOOH —CHO、—COOH C2H4O2 CH3COOH
—COOH
3.(1)液态 刺激性 易
4.(1)强 CH3COOHH++CH3COO- 红
2CH3COOH+2Na—→2CH3COONa+H2↑
2CH3COOH+CaO—→(CH3COO)2Ca+H2O
CH3COOH+NaOH—→CH3COONa+H2O
2CH3COOH+Na2CO3—→2CH3COONa+CO2↑+H2O
(2)CH3COOH+C2OHCH3CO18OCH2CH3+H2O
思维辨析
1.√ 提示:乙酸的熔点为16.6 ℃,当温度低于16.6 ℃时,乙酸凝结成像冰一样的晶体,称为冰醋酸,为纯净物。
2.√ 提示:甲酸中含有醛基,具有醛的性质,所以能发生银镜反应,能与新制的氢氧化铜反应生成砖红色沉淀。
3.× 提示:氢气可以与醛基、羰基中的碳氧双键加成,不能与羧基和酯基中的碳氧双键加成。
4.√ 提示:酯化反应是羧酸中的羟基被烷氧基取代,或醇中的羟基氢原子被酰基取代,酯的水解是酯化反应的逆反应,故也属于取代反应。
知识对练
1.B 解析 藿香蓟的分子结构中含有酯基,因此其可以发生水解反应,A项正确;藿香蓟分子结构的右侧有一个饱和碳原子连接着两个甲基,类比甲烷分子的空间结构可知,藿香蓟分子中所有碳原子不可能处于同一平面,B项错误;藿香蓟的分子结构中含有酯基和醚键,因此其含有2种含氧官能团,C项正确;藿香蓟的分子结构中含有碳碳双键,因此其能与溴水发生加成反应,D项正确。
2.D 解析 由结构简式可知有机物的分子式为C13H20O,A项错误;碳碳双键和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项错误;该有机物中不含酯基,不属于酯类物质,C项错误;分子中有共轭双键,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项正确。
3.D 解析 茉莉醛分子中含有碳碳双键、苯环、醛基,在一定条件下可以与氢气发生加成反应被还原,A项正确;茉莉醛分子中含有碳碳双键、醛基等,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,B项正确;茉莉醛中含有苯环、烃基,在一定条件下能与液溴发生取代反应,但不能与溴水发生取代反应,C项正确;茉莉醛中含有碳碳双键,能与溴化氢发生加成反应,D项错误。
4.C 解析 应该引起注意的是咖啡鞣酸的结构简式左半部分只是一个普通六元环,不是苯环,与此直接相连的羟基不是酚羟基,不与NaOH反应。1 mol此分子水解时仅消耗4 mol NaOH。
5.A 解析 B项和D项中的导管插到试管b内液面以下,会引起倒吸,B、D两项错误;C项试管b中的试剂NaOH溶液会与生成的乙酸乙酯反应,C项错误。
6.答案 乙 冷凝、防止倒吸
(1)装置的气密性
(2)CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
(3)吸收乙醇;除去乙酸;降低乙酸乙酯的溶解度,使其分层析出
(4)分液
解析 [装置设计]甲装置中导管伸入液面以下,易发生倒吸,不可取,乙装置中导管靠近液面但不伸入液面以下,可以防止倒吸,所以应选择乙装置。丙装置中的球形干燥管可以起到冷凝、防止倒吸的作用。
[实验步骤](1)安装好实验装置后,一般首先应进行气密性检查。(2)试管①中发生的是乙酸和乙醇在浓硫酸作催化剂并加热条件下的酯化反应。(3)试管②中饱和碳酸钠溶液可以吸收挥发出的乙醇,与挥发出的乙酸反应,降低乙酸乙酯的溶解度使其分层析出。(4)乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中溶解度减小,有利于分层析出,可用分液的方法分离出乙酸乙酯。
7.答案 (1)BrCH2CH==CHCH2Br OHCCHBrCH2CHO
(2)加成反应 取代反应
(3)HOOCCH(CH2OH)COOH、HOOCC(OH)(CH3)COOH
(4)HOOCCHBrCH2COOH+3NaOHNaOOCCH(OH)CH2COONa+2H2O+NaBr
(5)
解析 “0.1 mol苹果酸与足量NaHCO3溶液反应能产生4.48 L CO2(标准状况)”说明MLA分子中含有两个羧基,对照流程图,CH2==CHCH==CH2与卤素原子加成后,水解变为羟基,再氧化为醛基,进一步氧化为羧基,所以 CH2==CHCH==CH2 发生的是1,4 加成,这样才能得到两个羧基转化为MLA。可推断出相关物质的结构简式,A为CH2BrCH==CHCH2Br,B为HOCH2CH==CHCH2OH,C为HOCH2CH2CHBrCH2OH,D为OHCCH2CHBrCHO,E为HOOCCH2CHBrCOOH,F为NaOOCCH(OH)CH2COONa,MLA为HOOCCH(OH)CH2COOH,第(5)问对照高聚物和MLA的分子式,结合转化条件可知,第一步是MLA发生消去反应脱水,第二步两个羧基与甲醇完全酯化,第三步利用第一步生成的碳碳双键加聚得到高聚物。
考点2
知识梳理
一、1.—OH —OR' RCOOR'
2.(1)小 (2)②CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH
CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OH 催化作用 催化作用 增大
二、1.C17H35COOH C15H31COOH C17H33COOH
2.
4.(1)难溶 小 (2)混合物 ①液 ②固
5.(1)+3H2
(2)①+3H2O+3C17H35COOH
②+3NaOH+3C17H35COONa
三、1.氢 氨基 氨基
2.(1)毒性
3.(1)羧酸 羟基被氨基取代 酰胺基
(2)乙酰胺 N,N 二甲基甲酰胺 苯甲酰胺 N 甲基苯甲酰胺
(3)RCOOH+NH4Cl RCOONa+NH3↑
思维辨析
1.√ 2.× 3.× 4.× 5.×
知识对练
8.A 解析 该有机物右侧含有甲醇生成的酯,故水解生成甲醇,A项错误;X中含有酯基和苯环,不能与溴水反应,B项正确;该物质中含有苯环,能和氢气发生加成反应,C项正确;该物质含有酯基,难溶于水,易溶于有机溶剂,D项正确。
9.C 解析 油脂在NaOH溶液的作用下发生水解反应,叫皂化反应,生成的高级脂肪酸钠、甘油都溶于水,故能形成混合液,A项正确;加食盐细粒可降低高级脂肪酸钠在水中的溶解度而使其析出,这一过程叫做盐析,B项正确;盐析后,上层是密度较小的高级脂肪酸钠,下层是甘油和食盐的混合液,C项错误;加入食盐后,高级脂肪酸钠析出,可用过滤的方法分离提纯,D项正确。
10.D 解析 胺不能发生水解反应,胺与酸反应没有水生成,A、B两项错误;酰胺在碱性条件下水解可生成NH3,C项错误。
11.C 解析 丙烯酰胺分子中存在氨基,氨基中N原子的杂化类型为sp3,则所有原子不可能在同一平面内,A项正确;根据丙烯酰胺的结构简式,应是丙烯酸与氨气通过缩水反应得到,即丙烯酰胺属于羧酸衍生物,B项正确;丙烯酰胺在强酸(或强碱)存在下长时间加热可水解成对应的羧酸(或羧酸盐)和铵盐(或氨),C项错误;丙烯酰胺中含碳碳双键,则能够使溴的四氯化碳溶液褪色,D项正确。
12.D 解析 观察K的结构简式知,K具有对称结构,两端—NH2的4个H为一组峰,中间—NH2的2个H为1组峰,中间次甲基上的1个H为一组峰,核磁共振氢谱共有三组峰,A项错误;L能够发生银镜反应,说明含有醛基,根据K与L反应生成M与H2O可知,K中的1个—NH2可与L中的1个—CHO发生反应生成1分子H2O,而由M的结构简式知,K中2个—NH2都发生了反应,因此L不是乙醛,而是乙二醛,B项错误;M分子中只有酰胺基能够水解,水解后不能生成K和L,C项错误;K与L发生的反应为+—→+2H2O,则K与L的化学计量数之比是1∶1,D项正确。
微充电·素养提升
母题 C
解析
衍生 D
解析
微真题·把握方向
1.B 解析 连有4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子,该分子中有5个手性碳原子,如图用星号标记的碳原子为手性碳原子,A项正确;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项错误;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项正确;由鹰爪甲素的结构简式可知,其分子中含羟基,即氧氢键,所以其红外光谱图中会出现3 000 cm-1以上的吸收峰,D项正确。
2.B 解析 该有机物中含有酚羟基,酚羟基显酸性,且酸性强于,该有机物可与Na2CO3溶液反应,A项正确。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项不正确。该有机物在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,这种水解产物既能发生加聚反应生成高聚物,也能发生缩聚反应生成高聚物;另一种水解产物中含有羧基和酚羟基,其可以发生缩聚反应生成高聚物,C项正确。该有机物分子中含有酚羟基且其邻位碳原子上有H原子,故其可与浓溴水发生取代反应;还含有碳碳双键,故其可与Br2发生加成反应,因此,该有机物与Br2反应时可发生取代和加成两种反应,D项正确。
3.B 解析 由结构简式可知,其分子式为C8H15O6N,A项错误;该物质结构中含有多个醇羟基,能发生缩聚反应,B项正确;结构相似,组成上相差若干个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项错误;单键均为σ键,1个双键中含有1个σ键和1个π键,该物质结构中含有键,即分子中有σ键和π键,D项错误。
4.C 解析 根据X的结构简式可知,其结构中含有酯基和酰胺基,因此可以发生水解反应,A项错误;有机物Y中含有氨基,其呈碱性,可以与盐酸发生反应生成盐,生成的盐在水中的溶解性较好,B项错误;有机物Z中含有苯环和碳碳双键,无饱和碳原子,其所有的碳原子均为sp2杂化,C项正确;随着体系中c(Y)增大,Y在反应中起催化作用,反应初始阶段化学反应会加快,但随着反应的不断进行,反应物X的浓度不断减小,且浓度的减小占主要因素,反应速率又逐渐减小,不会一直增大,D项错误。
5.D 解析 化合物X中存在碳碳双键,能和Br2发生加成反应,苯环上连有酚羟基,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项正确;化合物X中有酚羟基,遇FeCl3溶液会发生显色反应,B项正确;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项正确;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项错误。
6.B 解析 分子中有羟基、碳碳双键、羰基、羧基4种官能团,A项正确;分子中的手性碳原子如图所示,总共9个,B项错误;分子中的碳原子有饱和碳原子和碳碳双键的碳原子,其杂化类型有sp3和sp2,C项正确;该物质中有羟基和羧基,可以发生酯化反应,含有碳碳双键和羰基,可以发生加成反应,同时,也一定能发生氧化反应,D项正确。
7.C 解析 该物质中含有碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,A项正确;该物质中含有羧基,能与氨基酸的氨基发生反应,B项正确;图中所示C原子为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,C项错误;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,D项正确。
8.D 解析 环状结构中含有多个sp3杂化原子,故分子中不一定含有平面环状结构,A项错误;分子中含有的手性碳原子如图标注所示,共9个,B项错误;其钠盐是离子化合物,在水中的溶解度大于在甲苯中的溶解度,C项错误;羟基中氧原子上含有孤电子对,在弱碱介质中可与某些过渡金属离子形成配合物,D项正确。
9.B 解析 分离出反应产生的水可以使题中反应正向进行,A项正确;反应时水浴温度可以高于环己烷-水共沸体系的沸点,以提高反应速率,但应低于81 ℃(沸点最低的有机物的沸点),避免试剂的浪费,B项错误;接收瓶中收集的是水和环己烷的混合物,二者不互溶,会出现分层现象,C项正确;当带出水的体积不再变化时,说明乙酸和异戊醇已反应完全,D项正确。
10.答案 (1)催化剂 无有毒气体二氧化硫产生 (2)吸收生成的水,使平衡正向移动,提高乙酸乙酯的产率 (3)AD (4)分液漏斗 (5)73.5%
(6)90
解析 (1)该实验可实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化,用浓硫酸时,浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂,所以NaHSO4在反应中起催化剂作用;浓硫酸还具有强氧化性和脱水性,用浓硫酸在加热条件下反应时可能发生副反应,且浓硫酸的还原产物二氧化硫为有毒气体,所以用NaHSO4代替浓硫酸的优点是副产物少,可绿色制备乙酸乙酯,无有毒气体二氧化硫产生。(2)变色硅胶吸水,除指示反应进程外,还可吸收加热时生成的水,使平衡正向移动,提高乙酸乙酯的产率。(3)若向反应液中直接加入变色硅胶,则反应后需要过滤出硅胶,而使用小孔冷凝柱承载则无需分离,A项正确;反应的平衡常数只与温度有关,使用小孔冷凝柱承载不能增大该反应的平衡常数,B项错误;小孔冷凝柱承载并没有投入溶液中,不能起到沸石作用,不能防止暴沸,C项错误;由题中“反应液由蓝色变为紫色,变色硅胶由蓝色变为粉红色,停止加热”可知,若向反应液中直接加入变色硅胶,则变色硅胶由蓝色变为粉红色,会影响观察反应液由蓝色变为紫色,所以使用小孔冷凝柱承载不影响甲基紫指示反应进程,D项正确。(4)容量瓶用于配制一定物质的量浓度的溶液,漏斗用于固液分离,洗气瓶用于分离提纯气体,分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是分液漏斗。(5)由反应CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5+H2O可知,100 mmol乙酸与150 mmol乙醇反应时,理论上可获得的乙酸乙酯的质量为0.1 mol×88 g·mol-1=8.8 g,则该实验乙酸乙酯的产率为×100%=73.5%。(6)若改用C2H518OH作为反应物进行反应,则因为CH3COOH+CH3CH218OHCH3CO18OC2H5+H2O,生成的乙酸乙酯的摩尔质量为90 g·mol-1,所以质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为90。(共120张PPT)
第41讲
大单元八 有机化合物
醛 酮 羧酸
羧酸衍生物
目
标
速
览
1.认识醛、羧酸、酯的组成和结构特点、性质、转化关系及其在生产、生活中的重要应用，知道醚、酮、胺和酰胺的结构特点及其应用。2.认识同一分子中官能团之间存在相互影响。3.认识有机化合物分子中共价键的极性与有机反应的关系，认识有机化合物分子中基团之间的相互影响会导致键的极性发生改变。
考点1 醛、酮、羧酸
微考点/核心突破
第一部分
一、醛
1.醛
醛是由烃基(或氢原子)与_________相连而构成的化合物，官能团为
_________。饱和一元醛的通式为CnH2nO(n≥1)。
2.甲醛、乙醛的分子组成和结构
物质 分子式 结构简式 官能团
甲醛 ________ ________ ________
乙醛 ________ ________
醛基
—CHO
CH2O
HCHO
C2H4O
CH3CHO
—CHO
3.甲醛、乙醛的物理性质
物质 颜色 状态 气味 溶解性
甲醛 无色 _______ 刺激性气味 _________水
乙醛 _______ 与水、乙醇等______
气体
液体
易溶于
互溶
5.在生产、生活中的作用和影响
(1)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。
(2)35%~40%的甲醛水溶液称为_____________，具有杀菌消毒作用和防腐性能，常用作农药和消毒剂，用于种子消毒和浸制生物标本。
(3)劣质的装饰材料中挥发出的甲醛，对环境和人体健康影响很大，是室内主要污染物之一。
福尔马林
CnH2nO
2.酮的化学性质
(1)不能被银氨溶液、新制的Cu(OH)2等弱氧化剂氧化。
(2)羰基的加成反应。
三、羧酸
1.羧酸
由_____________________________相连构成的有机化合物，官能团为__________。饱和一元羧酸分子的通式为______________。
2.甲酸和乙酸的分子组成和结构
物质 分子式 结构简式 官能团
甲酸 _________ ___________ ______________________
乙酸 _________ ____________ ___________
烃基(或氢原子)与羧基
—COOH
CnH2nO2(n≥1)
CH2O2
HCOOH
—CHO、—COOH
C2H4O2
CH3COOH
—COOH
3.物理性质
(1)乙酸。
(2)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降低。
液态
刺激性
易
4.化学性质
(1)酸的通性：乙酸是一种弱酸，其酸性比碳酸______，在水溶液里的电离方程式为_____________________________。
乙酸表现酸性的主要现象及化学反应方程式：
强
CH3COOH H++CH3COO-
红
2CH3COOH+2Na—→2CH3COONa+H2↑
2CH3COOH+CaO—→(CH3COO)2Ca+H2O
CH3COOH+NaOH—→CH3COONa+H2O
2CH3COOH+Na2CO3—→2CH3COONa+CO2↑+H2O
(2)酯化反应：CH3COOH和CH3COH发生酯化反应的化学方程式
为_____________________________________________________。
CH3COOH+C2OH CH3CO18OCH2CH3+H2O
思维辨析
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
1.冰醋酸为纯净物。( )
2.甲酸能发生银镜反应，能与新制的氢氧化铜反应生成砖红色沉淀。( )
提示：乙酸的熔点为16.6 ℃，当温度低于16.6 ℃时，乙酸凝结成像冰一样的晶体，称为冰醋酸，为纯净物。
提示：甲酸中含有醛基，具有醛的性质，所以能发生银镜反应，能与新制的氢氧化铜反应生成砖红色沉淀。
3.醛基、羰基、羧基和酯基中的碳氧双键均能与氢气加成。( )
4.酯化反应和酯的水解反应都属于取代反应。( )
提示：氢气可以与醛基、羰基中的碳氧双键加成，不能与羧基和酯基中的碳氧双键加成。
提示：酯化反应是羧酸中的羟基被烷氧基取代，或醇中的羟基氢原子被酰基取代，酯的水解是酯化反应的逆反应，故也属于取代反 应。
实验一：乙醛与银氨溶液反应
实验 操作
实验 现象 向①中滴加氨水，先出现白色沉淀(AgOH)，然后边振荡试管边逐滴滴入氨水，使最初产生的沉淀溶解，溶液变澄清。加入3滴乙醛，水浴加热一段时间后，试管内壁出现一层光亮的银镜
相关 化学 方程式 a.银氨溶液的配制：
AgNO3+NH3·H2O===AgOH↓+NH4NO3
AgOH+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH+2H2O
b.银镜反应：
CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH CH3COONH4+2Ag↓+
3NH3+H2O
实验 结论 乙醛具有还原性，能被弱氧化剂银氨溶液氧化
应用 a.可用于检验醛基的存在
b.工业上用于制镜或制保温瓶胆
提醒 银镜反应实验注意事项
(1)试管要洁净，否则单质银不易附着在试管内壁上，会生成黑色的银沉淀，得不到光亮的银镜。反应前洗涤试管时一般要先用热的NaOH溶液洗，再用水洗。
(2)银氨溶液必须现用现配，不可久置，否则会生成易爆物质。
(3)配制银氨溶液时，氨水、硝酸银溶液都必须是稀溶液，且是将稀氨水逐滴加入稀硝酸银溶液中(顺序不能颠倒)，直到最初生成的沉淀恰好溶解为止，氨水不能过量，否则也会生成易爆物质。
(4)银镜反应的条件是水浴加热，不能直接加热，加热时不可振荡或摇动试管，以防生成黑色的银，而不能在试管内壁形成光亮的银 镜。
(5)实验结束后，试管内壁附着的银镜可用稀硝酸浸泡，待银溶解后再用自来水、蒸馏水洗涤干净。
实验二：乙醛与新制的Cu(OH)2的反应
实验 操作
实验 现象 ①溶液中出现蓝色絮状沉淀，滴入乙醛，加热至沸腾后，③溶液中有砖红色沉淀产生
相关 化学 方程式 ①中：CuSO4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na2SO4
③中：CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH CH3COONa+
Cu2O↓+3H2O
实验 结论 乙醛具有还原性，能被弱氧化剂新制的Cu(OH)2氧化
应用 可用于检验醛基的存在
提醒 乙醛与新制的Cu(OH)2反应实验的注意事项
(1)所用Cu(OH)2必须是新制备的。
(2)配制Cu(OH)2时，必须保证NaOH溶液过量，即保证所得溶液呈碱性。
(3)用酒精灯直接加热试管至溶液沸腾，才有明显的砖红色沉淀产 生。
(4)加热煮沸时间不能过长，否则会导致Cu(OH)2分解成CuO而出现黑色沉淀。
实验三：乙酸的酯化反应
实验 操作 在一支试管中加入3 mL乙醇，然后边振荡边慢慢加入2 mL浓硫酸和2 mL乙酸；按下图连接好装置，用酒精灯缓慢加热，将产生的蒸气经导管通到饱和碳酸钠溶液的液面上，观察现象
实验 装置
实验 现象 饱和碳酸钠溶液的液面上有透明的油状液体产生，并可闻到香味
实验 结论 在浓硫酸、加热的条件下，乙酸和乙醇发生反应，生成无色、透明、不溶于水、有香味的油状液体。该油状液体是乙酸乙酯
化学 方程式 CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O
1.乙酸与乙醇发生酯化反应的注意事项。
(1)在反应中浓硫酸的作用：①催化剂——增大反应速率；②吸水剂——提高CH3COOH、CH3CH2OH的转化率。
(2)在收集装置中加入饱和Na2CO3溶液的作用：①降低乙酸乙酯的溶解度，便于分层得到乙酸乙酯；②中和挥发出来的乙酸，便于闻到乙酸乙酯的气味；③溶解挥发出来的乙醇。
(3)酯的分离：采用分液法分离试管中的液体混合物，所得的上层液体即为乙酸乙酯。
2.酯化反应操作中的注意事项。
(1)试剂加入顺序为乙醇、浓硫酸、乙酸。
(2)试管倾斜45°，可以增大试管的受热面积，使试管受热均匀。还应加入少量沸石或碎瓷片，防止暴沸。对试管进行加热时应用小火缓慢加热，防止乙醇、乙酸大量挥发，提高产物产率。
(3)收集产物的试管内长导气管的末端应在液面上方0.5 cm处，不能伸入液面以下，以防止倒吸。
(4)长导气管的作用是导气兼冷凝。
(5)提高产率的措施。
①使用浓硫酸作吸水剂，使平衡向正反应方向移动。
②加热将生成的酯蒸出，使平衡向正反应方向移动。
③可适当增加乙醇的量，并利用长导气管进行冷凝回流。
1.醇的催化氧化规律
与羟基所连的碳原子上的氢原子数 催化氧化情况
0 不能被催化氧化
1 可以被催化氧化为酮，不能再继续氧化为同碳原子数的酸
2~3 可以被催化氧化为醛，并可以继续氧化为同碳原子数的酸
2.有关物质的量的关系
氧化类型 数量关系
羟基氧化 成醛或酮 n(被氧化的—OH)∶n(消耗的O2)=2∶1
醛基氧化 为羧基 n(被氧化的—CHO)∶n(消耗的O2)=2∶1
角度一 醛、酮、酸、酯的性质与推断
1.藿香蓟具有清热解毒功效，其有效成分结构如图。下列有关该物质的说法错误的是( )
A.可以发生水解反应
B.所有碳原子处于同一平面
C.含有2种含氧官能团
D.能与溴水发生加成反应
藿香蓟的分子结构中含有酯基，因此其可以发生水解反应，A项正确；藿香蓟分子结构的右侧有一个饱和碳原子连接着两个甲 基，类比甲烷分子的空间结构可知，藿香蓟分子中所有碳原子不可能处于同一平面，B项错误；藿香蓟的分子结构中含有酯基和醚键，因此其含有2种含氧官能团，C项正确；藿香蓟的分子结构中含有碳碳双键，因此其能与溴水发生加成反应，D项正确。
解析
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( )
A.β-紫罗兰酮的分子式是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溴加成时，能生成3种产物
由结构简式可知有机物的分子式为C13H20O，A项错误；碳碳双键和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项错误；该有机物中不含酯基，不属于酯类物质，C项错误；分子中有共轭双键，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项正确。
解析
3.茉莉醛具有浓郁的茉莉花香，其结构简式如图所示。下列关于茉莉醛的叙述错误的是( )
A.在加热和催化剂作用下，能被氢气还原
B.能被酸性高锰酸钾溶液氧化
C.在一定条件下不能与溴水发生取代反应
D.不能与氢溴酸发生加成反应
茉莉醛分子中含有碳碳双键、苯环、醛基，在一定条件下可以与氢气发生加成反应被还原，A项正确；茉莉醛分子中含有碳碳双键、醛基等，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，B项正确；茉莉醛中含有苯环、烃基，在一定条件下能与液溴发生取代反应，但不能与溴水发生取代反应，C项正确；茉莉醛中含有碳碳双键，能与溴化氢发生加成反应，D项错误。
解析
4.咖啡鞣酸具有较广泛的抗菌作用，其结构简式如图所示：
下列关于咖啡鞣酸的叙述不正确的是( )
A.分子式为C16H18O9
B.与苯环直接相连的原子都在同一平面上
C.1 mol咖啡鞣酸水解时可消耗8 mol NaOH
D.与浓溴水既能发生取代反应又能发生加成反应
应该引起注意的是咖啡鞣酸的结构简式左半部分只是一个普通六元环，不是苯环，与此直接相连的羟基不是酚羟基，不与NaOH反应。1 mol此分子水解时仅消耗4 mol NaOH。
解析
角度二 酯的制取和性质
5.某课外兴趣小组欲在实验室里制备少量乙酸乙酯，该小组的同学设计了以下四个制取乙酸乙酯的装置，其中正确的是( )
B项和D项中的导管插到试管b内液面以下，会引起倒吸，B、D两项错误；C项试管b中的试剂NaOH溶液会与生成的乙酸乙酯反 应，C项错误。
解析
6.下面是甲、乙、丙三位同学制取乙酸乙酯的过程，请你参与并协助他们完成相关实验任务。
[实验目的]制取乙酸乙酯。
[实验原理]甲、乙、丙三位同学均采取乙醇、乙酸与浓硫酸混合共热的方法制取乙酸乙酯。
[装置设计]甲、乙、丙三位同学分别设计了下列三套实验装置：
请从甲、乙两位同学设计的装置中选择一种作为实验室制取乙酸乙酯的装置，较合理的是_____(填“甲”或“乙”)。丙同学将甲装置中的玻璃导管改成了球形干燥管，作用是_________________。
[实验步骤]
Ⅰ.按丙同学选择的装置组装仪器，在试管中先加入3 mL乙醇，并在摇动下缓缓加入2 mL浓硫酸充分摇匀，冷却后再加入2 mL冰醋酸；
Ⅱ.将试管固定在铁架台上；
Ⅲ.在试管②中加入适量的饱和Na2CO3溶液；
Ⅳ.用酒精灯对试管①加热；
Ⅴ.当观察到试管②中有明显现象时停止实验。
乙
冷凝、防止倒吸
[问题讨论]
(1)步骤Ⅰ安装好实验装置，加入样品前还应检查______________。
(2)写出试管①中发生反应的化学方程式：_______________________
___________________________(注明反应条件)。
(3)试管②中饱和Na2CO3溶液的作用是__________________________
____________________________。
(4)从试管②中分离出乙酸乙酯的实验操作是_________。
装置的气密性
CH3COOH+C2H5OH
CH3COOC2H5+H2O
吸收乙醇;除去乙酸;降低乙酸乙酯的溶解度,使其分层析出
分液
[装置设计]甲装置中导管伸入液面以下,易发生倒吸,不可取,乙装置中导管靠近液面但不伸入液面以下,可以防止倒吸,所以应选择乙装置。丙装置中的球形干燥管可以起到冷凝、防止倒吸的作用。
[实验步骤](1)安装好实验装置后,一般首先应进行气密性检查。(2)试管①中发生的是乙酸和乙醇在浓硫酸作催化剂并加热条件下的酯化反应。(3)试管②中饱和碳酸钠溶液可以吸收挥发出的乙醇,与挥发出的乙酸反应,降低乙酸乙酯的溶解度使其分层析出。(4)乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中溶解度减小,有利于分层析出,可用分液的方法分离出乙酸乙酯。
解析
角度三 烃的衍生物转化关系及应用
7.风靡全球的饮料果醋中含有苹果酸(MLA)，其分子式为C4H6O5。0.1 mol苹果酸与足量NaHCO3溶液反应能产生4.48 L CO2(标准状 况)，苹果酸脱水能生成使溴水褪色的产物。如图表示合成MLA的路线。
(1)写出下列物质的结构简式：
A________________________，D_______________________。
(2)指出反应类型：①____________，②____________。
(3)写出所有与MLA具有相同官能团的同分异构体的结构简式：
___________________________________________________。
BrCH2CH==CHCH2Br
OHCCHBrCH2CHO
加成反应
取代反应
HOOCCH(CH2OH)COOH、HOOCC(OH)(CH3)COOH
(4)写出E—→F转化的化学方程式：_____________________________
____________________________________________。
(5)MLA可通过下列反应合成高分子化合物G[(C6H8O4)n]，
则G的结构简式为______________________。
HOOCCHBrCH2COOH+3NaOH
NaOOCCH(OH)CH2COONa+2H2O+NaBr
“0.1 mol苹果酸与足量NaHCO3溶液反应能产生4.48 L CO2(标准状况)”说明MLA分子中含有两个羧基,对照流程图,CH2==CHCH==
CH2与卤素原子加成后,水解变为羟基,再氧化为醛基,进一步氧化为羧基,所以 CH2==CHCH==CH2 发生的是1,4-加成,这样才能得到两个羧基转化为MLA。可推断出相关物质的结构简式,A为
CH2BrCH==CHCH2Br,B为HOCH2CH==CHCH2OH,C为
HOCH2CH2CHBrCH2OH,D为OHCCH2CHBrCHO,E为
解析
HOOCCH2CHBrCOOH，F为NaOOCCH(OH)CH2COONa，MLA为HOOCCH(OH)CH2COOH，第(5)问对照高聚物和MLA的分子式，结合转化条件可知，第一步是MLA发生消去反应脱水，第二步两个羧基与甲醇完全酯化，第三步利用第一步生成的碳碳双键加聚得到高聚物。
解析
考点2 羧酸衍生物
微考点/核心突破
第一部分
一、酯的结构与性质
1.酯
羧酸分子羧基中的________被_________取代后的产物。可简写为
__________，官能团为_____________。
—OH
—OR'
RCOOR'
2.酯的性质
(1)低级酯的物理性质。
气味 状态 密度 溶解性
芳香气味 液体 比水的____ 在水中难溶，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂中
小
(2)化学性质(水解反应)。
①反应原理。
②实例。
如CH3COOC2H5在稀硫酸或NaOH催化作用下发生水解反应的化学方
程式分别为_______________________________________________，
_____________________________________________。
无机酸只起___________，碱除起___________外，还能中和生成的酸，使水解程度_________。
CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+C2H5OH
CH3COOC2H5+NaOH CH3COONa+C2H5OH
催化作用
催化作用
增大
二、油脂
1.概念
油脂的成分主要是甘油与高级脂肪酸脱水形成的酯。常见的形成油脂的高级脂肪酸有：
C17H35COOH
C15H31COOH
C17H33COOH
4.物理性质
(1)油脂一般_______于水，密度比水的______。
(2)天然油脂都是_________，没有固定的沸点、熔点。
①含不饱和脂肪酸成分较多的甘油酯，常温下一般呈_____态。
②含饱和脂肪酸成分较多的甘油酯，常温下一般呈______态。
5.化学性质
(1)油脂的氢化(油脂的硬化)。
经硬化制得的油脂叫人造脂肪，也称硬化油。
难溶
小
混合物
液
固
如油酸甘油酯与H2发生加成反应的化学方程式为
______________________________________________。
(2)水解反应。
①酸性条件下。
如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为
____________________________________________。
②碱性条件下——皂化反应。
如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为
__________________________________________________。
其水解程度比酸性条件下的水解程度大。
三、酰胺
1.胺的结构
烃基取代氨分子中的氢原子而形成的化合物叫做胺，胺也可以看作是烃分子中的_____原子被______所替代得到的化合物。根据取代烃基数目不同，胺有三种结构通式：
氢
氨基
氨基
2.胺的性质
(1)物理性质。
低级脂肪胺，如甲胺、二甲胺和三甲胺等，在常温下是气体，丙胺以上是液体，十二胺以上为固体。芳香胺是无色高沸点的液体或低熔点的固体，并有________。
低级的伯、仲、叔胺都有较好的水溶性。
随着碳原子数的增加，胺的水溶性逐渐下降。
毒性
羧酸
羟基被氨基取代
酰胺基
(2)几种常见酰胺及其名称。
乙酰胺
N,N-二甲基甲酰胺
苯甲酰胺
N-甲基苯甲酰胺
(3)酰胺的性质(水解反应)。
酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可以发生水解反应。如果水解时加入碱，生成的酸就会变成盐，同时有氨气逸出。
RCOOH+NH4Cl
RCOONa+NH3↑
思维辨析
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
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酯，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。( )
角度四 酯和油脂的性质
8.某种药物主要成分X的分子结构如图所示，下列关于有机物X的说法错误的是( )
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
该有机物右侧含有甲醇生成的酯，故水解生成甲醇，A项错误；X中含有酯基和苯环，不能与溴水反应，B项正确；该物质中含有苯环，能和氢气发生加成反应，C项正确；该物质含有酯基，难溶于水，易溶于有机溶剂，D项正确。
解析
9.下列关于皂化反应的说法中错误的是( )
A.油脂经皂化反应后，生成的高级脂肪酸钠、甘油和水形成混合液
B.加入食盐可以使高级脂肪酸钠析出，这一过程叫盐析
C.向皂化反应后的混合溶液中加入食盐并搅拌，静置一段时间，溶液分成上下两层，下层是高级脂肪酸钠
D.皂化反应后的混合溶液中加入食盐，可以通过过滤的方法分离提纯
油脂在NaOH溶液的作用下发生水解反应，叫皂化反应，生成的高级脂肪酸钠、甘油都溶于水，故能形成混合液，A项正确；加食盐细粒可降低高级脂肪酸钠在水中的溶解度而使其析出，这一过程叫做盐析，B项正确；盐析后，上层是密度较小的高级脂肪酸钠，下层是甘油和食盐的混合液，C项错误；加入食盐后，高级脂肪酸钠析出，可用过滤的方法分离提纯，D项正确。
解析
角度五 胺与酰胺的性质
10.下列关于胺、酰胺的性质和用途的叙述中正确的是( )
A.胺和酰胺都可以发生水解
B.胺具有碱性，可以与酸反应生成盐和水
C.酰胺在碱性条件下水解不能生成NH3
D.胺和酰胺都是重要的化工原料
胺不能发生水解反应，胺与酸反应没有水生成，A、B两项错误；酰胺在碱性条件下水解可生成NH3，C项错误。
解析
丙烯酰胺分子中存在氨基，氨基中N原子的杂化类型为sp3，则所有原子不可能在同一平面内，A项正确；根据丙烯酰胺的结构简式，应是丙烯酸与氨气通过缩水反应得到，即丙烯酰胺属于羧酸衍生物，B项正确；丙烯酰胺在强酸(或强碱)存在下长时间加热可水解成对应的羧酸(或羧酸盐)和铵盐(或氨)，C项错误；丙烯酰胺中含碳碳双键，则能够使溴的四氯化碳溶液褪色，D项正确。
解析
12.化合物K与L反应可合成药物中间体M，转化关系如下。
已知L能发生银镜反应，下列说法正确的是( )
A.K的核磁共振氢谱有两组峰
B.L是乙醛
C.M完全水解可得到K和L
D.反应物K与L的化学计量数之比是1∶1
观察K的结构简式知，K具有对称结构，两端—NH2的4个H为一组峰，中间—NH2的2个H为1组峰，中间次甲基上的1个H为一组 峰，核磁共振氢谱共有三组峰，A项错误；L能够发生银镜反应，说明含有醛基，根据K与L反应生成M与H2O可知，K中的1个 —NH2可与L中的1个—CHO发生反应生成1分子H2O，而由M的结构简式知，K中2个—NH2都发生了反应，因此L不是乙醛，而是乙
解析
解析
技法模型——用拆分组合法分析陌生有机物结构与性质
微充电/素养提升
第二部分
【母题】 一般认为“麻沸散”中含有东莨菪碱，东莨菪碱的结构简式如图所示。下列关于该物质的说法不正确的是( )
A.该物质的分子式为C17H21NO4
B.该物质分子中含有3种含氧官能团
C.该物质分子中所有碳原子可能共平面
D.该物质能发生取代反应、氧化反应、还原反应、消去反应
解析
解析
解析
【衍生】 苯并唑酮类化合物M常用作植物保护剂，结构简式如图所示。下列关于M的说法正确的是( )
A.M分子中所有原子可能共面
B.M只能使酸性高锰酸钾溶液褪色，不能使溴水褪色
C.1 mol M与足量NaOH溶液充分反应，最多可消耗3 mol NaOH
D.1 mol M与足量H2充分反应，消耗4 mol H2
解析
解析
微真题/把握方向
第三部分
考向一 多官能团烃的衍生物
1.(2024·湖北卷)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120 ℃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3 000 cm-1以上的吸收峰
解析
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项正确；由鹰爪甲素的结构简式可知，其分子中含羟基，即氧氢键，所以其红外光谱图中会出现3 000 cm-1以上的吸收峰，D项正确。
解析
2.(2024·山东卷)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
该有机物中含有酚羟基，酚羟基显酸性，且酸性强于，该有机物可与Na2CO3溶液反应，A项正确。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项不正确。该有机物在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，这种水解产物既能发生加聚反应生成高聚物，也能发生缩聚反应生成高聚物；另一种水解产物中
解析
含有羧基和酚羟基，其可以发生缩聚反应生成高聚物，C项正 确。该有机物分子中含有酚羟基且其邻位碳原子上有H原子，故其可与浓溴水发生取代反应；还含有碳碳双键，故其可与Br2发生加成反应，因此，该有机物与Br2反应时可发生取代和加成两种反应，D项正确。
解析
3.(2024·安徽卷)D-乙酰氨基葡萄糖(结构简式如图)是一种天然存在的特殊单糖。下列有关该物质的说法正确的是( )
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
解析
4.(2024·黑吉辽卷)如图所示的自催化反应，Y作催化剂。下列说法正确的是( )
A.X不能发生水解反应
B.Y与盐酸反应的产物不溶于水
C.Z中碳原子均采用sp2杂化
D.随c(Y)增大，该反应速率不断增大
根据X的结构简式可知，其结构中含有酯基和酰胺基，因此可以发生水解反应，A项错误；有机物Y中含有氨基，其呈碱性，可以与盐酸发生反应生成盐，生成的盐在水中的溶解性较好，B项错误；有机物Z中含有苯环和碳碳双键，无饱和碳原子，其所有的碳原子均为sp2杂化，C项正确；随着体系中c(Y)增大，Y在反应中起催化作用，反应初始阶段化学反应会加快，但随着反应的不断进行，反应物X的浓度不断减小，且浓度的减小占主要因素，反应速率又逐渐减小，不会一直增大，D项错误。
解析
5.(2024·河北卷)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
化合物X中存在碳碳双键，能和Br2发生加成反应，苯环上连有酚羟基，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项正确；化合物X中有酚羟基，遇FeCl3溶液会发生显色反应，B项正确；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项正确；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项错误。
解析
6.(2024·贵州卷)贵州盛产灵芝等中药材。灵芝酸B是灵芝的主要活性成分之一，其结构简式如图。下列说法错误的是( )
A.分子中只有4种官能团
B.分子中仅含3个手性碳原子
C.分子中碳原子的杂化轨道类型是sp2和sp3
D.该物质可发生酯化反应、加成反应和氧化反应
解析
7.(2024·广东卷)从我国南海的柳珊瑚中分离得到的柳珊瑚酸(如 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
解析
8.(2023·海南卷)闭花耳草是海南传统药材，具有消炎功效。车叶草苷酸是其活性成分之一，结构简式如图所示。下列有关车叶草苷酸说法正确的是( )
A.分子中含有平面环状结构
B.1个分子中含有5个手性碳原子
C.其钠盐在水中的溶解度小于在甲苯中的溶解度
D.其在弱碱介质中可与某些过渡金属离子形成配合物
解析
考向二 低级酯的制备
9.(2023·湖北卷)实验室用以下装置(夹持和水浴加热装置略)制备乙酸异戊酯(沸点为142 ℃)，实验中利用环己烷-水的共沸体系(沸点为 69 ℃)带出水分。已知体系中沸点最低的有机物是环己烷(沸点为 81 ℃)，其反应原理：
下列说法错误的是( )
A.以共沸体系带水促使反应正向进行
B.反应时水浴温度需严格控制在69 ℃
C.接收瓶中会出现分层现象
D.根据带出水的体积可估算反应进度
分离出反应产生的水可以使题中反应正向进行，A项正确；反应时水浴温度可以高于环己烷-水共沸体系的沸点，以提高反应速 率，但应低于81 ℃(沸点最低的有机物的沸点)，避免试剂的浪 费，B项错误；接收瓶中收集的是水和环己烷的混合物，二者不互溶，会出现分层现象，C项正确；当带出水的体积不再变化 时，说明乙酸和异戊醇已反应完全，D项正确。
解析
10.(2024·黑吉辽卷)某实验小组为实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化，设计实验方案如下：
Ⅰ.向50 mL烧瓶中分别加入5.7 mL乙酸(100 mmol)、8.8 mL乙醇(150 mmol)、1.4 g NaHSO4固体及4~6滴1‰的甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中装入变色硅胶。
Ⅱ.加热回流50 min后，反应液由蓝色变为紫色，变色硅胶由蓝色变为粉红色，停止加热。
Ⅲ.冷却后，向烧瓶中缓慢加入饱和Na2CO3溶液至无CO2逸出，分离出有机相。
Ⅳ.洗涤有机相后，加入无水MgSO4，过滤。
Ⅴ.蒸馏滤液，收集73~78 ℃馏分，得无色液体6.60 g，色谱检测纯度为98.0%。
回答下列问题：
(1)NaHSO4在反应中起___________作用，用其代替浓硫酸的优点是
________________________________(答出一条即可)。
(2)甲基紫和变色硅胶的颜色变化均可指示反应进程。变色硅胶吸 水，除指示反应进程外，还可_________________________________
________________________。
(3)使用小孔冷凝柱承载，而不向反应液中直接加入变色硅胶的优点是_______(填字母)。
A.无需分离 B.增大该反应的平衡常数
C.起到沸石作用，防止暴沸 D.不影响甲基紫指示反应进程
催化剂
无有毒气体二氧化硫产生
吸收生成的水,使平衡正向移动,提高乙酸乙酯的产率
AD
(4)下列仪器中，分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是_________
(填名称)。
(5)该实验乙酸乙酯的产率为________(精确至0.1%)。
(6)若改用C2H518OH作为反应物进行反应，质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为_______(精确至1)。
分液漏斗
73.5%
90
(1)该实验可实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化，用浓硫酸时，浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂，所以NaHSO4在反应中起催化剂作用；浓硫酸还具有强氧化性和脱水性，用浓硫酸在加热条件下反应时可能发生副反应，且浓硫酸的还原产物二氧化硫为有毒气体，所以用NaHSO4代替浓硫酸的优点是副产物少，可绿色制备乙酸乙酯，无有毒气体二氧化硫产生。(2)变色硅胶吸水，除指示反应进程外，还可吸收加热时生成的水，使平衡正向移动，
解析
提高乙酸乙酯的产率。(3)若向反应液中直接加入变色硅胶，则反应后需要过滤出硅胶，而使用小孔冷凝柱承载则无需分离，A项正确；反应的平衡常数只与温度有关，使用小孔冷凝柱承载不能增大该反应的平衡常数，B项错误；小孔冷凝柱承载并没有投入溶液中，不能起到沸石作用，不能防止暴沸，C项错误；由题中“反应液由蓝色变为紫色，变色硅胶由蓝色变为粉红色，停止加热”可知，若向反应液中直接加入变色硅胶，则变色硅胶由蓝色
解析
变为粉红色，会影响观察反应液由蓝色变为紫色，所以使用小孔冷凝柱承载不影响甲基紫指示反应进程，D项正确。(4)容量瓶用于配制一定物质的量浓度的溶液，漏斗用于固液分离，洗气瓶用于分离提纯气体，分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是分液漏斗。(5)由反应CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOC2H5+H2O可知，100 mmol乙酸与150 mmol乙醇反应时，理论上可获得的乙酸乙酯的质量为0.1 mol×88 g·mol-1=8.8 g，则该实验乙酸乙酯的
解析
产率为×100%=73.5%。(6)若改用C2H518OH作为反应物进行反应，则因为CH3COOH+CH3CH218OH CH3CO18OC2H5
+H2O，生成的乙酸乙酯的摩尔质量为90 g·mol-1，所以质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为90。
解析课时微练(四十一) 醛 酮 羧酸 羧酸衍生物
基础训练
1.味精是一种常见的食品添加剂,其主要成分为谷氨酸钠,可由谷氨酸与碱发生中和反应制得。下列说法不正确的是( )
A.谷氨酸是一种氨基酸
B.谷氨酸属于高分子化合物
C.谷氨酸钠易溶于水
D.谷氨酸钠能与碱发生反应
2.《神农本草经》中记载的一种中药“昆布”具有利水消肿的功效,其主要成分是3,5 二碘酪氨酸,结构简式如图,下列关于该有机化合物的说法不正确的是( )
A.分子中含有手性碳原子
B.既能与酸反应,也能与碱反应
C.能与Br2发生取代反应
D.理论上1 mol该物质与足量NaHCO3反应可生成88 g CO2
3.中国航天员在“天宫课堂”演示了如下实验:将泡腾片(主要成分是碳酸氢钠和柠檬酸,其中柠檬酸的结构如图所示)放入水球中,得到气泡球。下列说法正确的是( )
A.柠檬酸属于有机高分子化合物
B.柠檬酸既能与乙醇又能与乙酸发生酯化反应
C.1 mol柠檬酸能与4 mol氢氧化钠发生反应
D.得到气泡球的反应为H3C6H5O7+NaHCO3Na3C6H5O7+H2O+CO2↑
4.分子结构修饰在药物设计与合成中具有广泛应用。将布洛芬成酯修饰得到化合物X,可有效降低布洛芬的对胃肠道的刺激性。
布洛芬 化合物X
下列说法正确的是( )
A.布洛芬存在既可发生银镜反应,又可与FeCl3溶液显色的同分异构体
B.布洛芬分子中有两个手性碳原子
C.布洛芬转化为化合物X后,水溶性增强,从而易被人体吸收,具有更好的药效。
D.化合物X既有酸性又有碱性
5.螃蟹死后体内的组氨酸会迅速分解为组胺,引起人体中毒,反应过程如下,下列说法不正确的是( )
A.组氨酸转化为组胺的反应类型为消去反应
B.组氨酸具有两性,固态时主要以内盐形式存在,熔点较高,不易挥发
C.用茚三酮溶液可鉴别组氨酸和组胺
D.组氨酸、组胺都可以发生取代反应、加成反应
6.辅酶Q10具有预防动脉硬化的功效,其结构简式如图。下列有关辅酶Q10的说法正确的是( )
A.分子式为C60H90O4
B.分子中含有14个甲基
C.分子中的四个氧原子不在同一平面上
D.可发生加成反应,不能发生取代反应
7.孔雀石绿具有较高毒性,是可用于杀真菌、杀细菌、杀寄生虫的药物。下列关于孔雀石绿的说法正确的是( )
A.孔雀石绿的分子式为C23H23N2Cl
B.该物质属于芳香烃
C.该结构中采用sp3杂化的碳原子有6个
D.孔雀石绿苯环上的一氯取代物有5种
8.Calanolide A是一种抗HIV药物,其结构简式如图所示。下列关于Calanolide A的说法错误的是( )
A.1个分子中有3个手性碳原子
B.分子中有3种含氧官能团
C.该物质既可发生消去反应又可发生加成反应
D.1 mol该物质与足量NaOH溶液反应时消耗1 mol NaOH
9.内酯Y可以由X通过电解合成,并可在一定条件下转化为Z,转化路线如下:
下列说法不正确的是( )
A.X→Y的反应在电解池阳极发生
B.Y→Z的反应类型是加成反应
C.在催化剂作用下Z可与甲醛发生反应
D.等物质的量的X、Y、Z与足量NaOH溶液反应,消耗的n(NaOH)之比为1∶2∶2
能力训练
10.“诺氟沙星”是一种常见的治疗由敏感菌引起的各种感染的药物,目前经典的合成路线如下:
(1)A的化学名称为____________________________________。
(2)反应Ⅱ的反应类型是____________________________________。
(3)反应Ⅲ的化学方程式为
________________________。
(4)F的结构简式为____________________,其中含氧官能团的名称是________。
(5)的同分异构体中,同时满足以下条件的结构简式为______________________________(不考虑顺反异构)。
A.能发生加成反应
B.核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为2∶2∶1
课时微练(四十一) 醛 酮 羧酸 羧酸衍生物
1.B 解析 谷氨酸中含有氨基和羧基,是一种氨基酸,A项正确;谷氨酸的相对分子质量较小,不属于高分子化合物,B项错误;谷氨酸钠是钠盐,易溶于水,C项正确;谷氨酸钠中含有羧基,能与碱发生反应,D项正确。
2.D 解析 由题意可知,1个该有机化合物分子中含有1个手性碳原子,即(*所在位置为手性碳原子的位置),A项正确;该有机化合物中含有酚羟基、羧基和氨基,具有弱酸性和弱碱性,既能与酸反应,也能与碱反应,B项正确;该有机化合物中含有C—H键,一定条件下能与Br2发生取代反应,C项正确;1 mol该物质中含有1 mol羧基,理论上1 mol该物质与足量NaHCO3反应可生成1 mol CO2,即44 g CO2,D项错误。
3.B 解析 柠檬酸的相对分子质量小于10 000,属于有机小分子化合物,不是有机高分子化合物,A项错误;由题图可知,柠檬酸分子中含有羧基和羟基,既能与乙醇又能与乙酸发生酯化反应,B项正确;羧基能与氢氧化钠反应,1 mol柠檬酸中含有3 mol羧基,则1 mol柠檬酸能与3 mol氢氧化钠发生反应,C项错误;柠檬酸与碳酸氢钠反应的化学方程式为H3C6H5O7+3NaHCO3===Na3C6H5O7+3H2O+3CO2↑,D项错误。
4.A 解析 布洛芬分子中含有羧基,可拆分成醛基和酚羟基,则其同分异构体可能既含有醛基又含有酚羟基,既能发生银镜反应,又能与FeCl3溶液发生显色反应,A项正确;布洛芬分子中,只有与羧基相连的1个碳原子为手性碳原子,B项不正确;布洛芬转化为化合物X后,亲水基羧基转化为憎水基酯基,水溶性减弱,C项不正确;化合物X中只含有碱性基团,不含有酸性基因,则其只有碱性没有酸性,D项不正确。
5.A 解析 由组氨酸转化为组胺的过程可知,组氨酸转化为组胺的反应类型为脱羧反应,A项错误;由组氨酸的结构简式可知,组氨酸分子中既有氨基,又有羧基,所以具有两性,固态时主要以内盐形式存在,熔点较高,不易挥发,B项正确;茚三酮溶液遇到氨基酸可变紫色,所以可用茚三酮鉴别组氨酸和组胺,C项正确;氨基和羧基能发生取代反应,碳氮双键和碳碳双键能发生加成反应,组氨酸和组胺分子中都含有碳氮双键和碳碳双键,都含有氨基,所以都能发生加成反应、取代反应,D项正确。
解题有据 氨、胺、酰胺和铵盐比较
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
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
6.B 解析 由题图知,该物质的分子式为C59H90O4,A项错误;键线式端点代表甲基,10个重复基团的最后1个连接氢原子的碳原子形成甲基,故1个分子中含有1+1+1+10+1=14个甲基,B项正确;双键碳原子以及与其相连的4个原子共面,羰基碳原子和与其相连的氧原子及另外2个原子共面,因此分子中的4个氧原子在同一平面上,C项错误;分子中有碳碳双键,能发生加成反应,分子中有甲基,能发生取代反应,D项错误。
7.D 解析 根据孔雀石绿的结构简式和碳原子的成键规则知其分子式为C23H25N2Cl,A项错误;该有机物中含有N原子和Cl原子,不属于芳香烃,B项错误;该结构中4个甲基上的C原子均是sp3杂化,C项错误;该结构中有两个苯环,根据苯环的对称性知,苯环上有 5 种类型的氢原子,如图所示,则苯环上的一氯代物有5种,D项正确。
8.D 解析 该有机化合物中各连接1个甲基或羟基的碳原子是手性碳原子,A项正确;该分子中的含氧官能团为羟基、酯基、醚键,B项正确;该分子中含醇羟基,可发生消去反应,含苯环和碳碳双键,可发生加成反应,C项正确;该有机化合物中含有的酯基为酚酯,1 mol该物质应消耗2 mol NaOH,D项错误。
9.B 解析 X →Y的过程是一个失氢的过程,是氧化反应,在电解池中,阳极发生氧化反应,A项正确;Y→Z的反应是一个酯交换反应,通式为RCOOR'+R″OH→RCOOR″+R'OH,是一个取代反应,B项错误;Z分子中含有酚羟基,邻对位有氢,在催化剂作用下Z可与甲醛发生缩聚反应生成高聚物,C项正确;X含羧基能和氢氧化钠按1∶1反应,Y含酯基、水解后产生羧基和酚羟基,Y能和氢氧化钠按1∶2反应,Z含酯基和酚羟基,能和氢氧化钠按1∶2反应,等物质的量的X、Y、Z与足量NaOH溶液反应,消耗的n(NaOH)之比为1∶2∶2,D项正确。
10.答案 (1)邻二氯苯或1,2 二氯苯 (2)取代反应
(3)+C2H5OH
(4) 羰基和羧基
(5)H2NCH2CH==CHCH2NH2、CH2==C(CH2NH2)2
解析 (4)E→F为E中酯基在碱性条件下水解,再经过酸化转化成羧基的过程,由此可写出F的结构简式。(5)根据题目信息可知,该同分异构体中有一个碳碳双键,再结合H原子种类和数目可得满足条件的同分异构体为H2NCH2CH==CHCH2NH2和CH2==C(CH2NH2)2。(共27张PPT)
课时微练(四十一)
醛 酮 羧酸 羧酸衍生物
1.味精是一种常见的食品添加剂，其主要成分为谷氨酸钠
，可由谷氨酸与碱发生中和反应
制得。下列说法不正确的是( )
A.谷氨酸是一种氨基酸 B.谷氨酸属于高分子化合物
C.谷氨酸钠易溶于水 D.谷氨酸钠能与碱发生反应
基础训练
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谷氨酸中含有氨基和羧基，是一种氨基酸，A项正确；谷氨酸的相对分子质量较小，不属于高分子化合物，B项错误；谷氨酸钠是钠盐，易溶于水，C项正确；谷氨酸钠中含有羧基，能与碱发生反应，D项正确。
解析
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2.《神农本草经》中记载的一种中药“昆布”具有利水消肿的功效，其主要成分是3，5-二碘酪氨酸，结构简式如图，下列关于该有机化合物的说法不正确的是( )
A.分子中含有手性碳原子
B.既能与酸反应，也能与碱反应
C.能与Br2发生取代反应
D.理论上1 mol该物质与足量NaHCO3反应可生成88 g CO2
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解析
3.中国航天员在“天宫课堂”演示了如下实验：将泡腾片(主要成分是碳酸氢钠和柠檬酸，其中柠檬酸的结构如图所示)放入水球中，得到气泡球。下列说法正确的是( )
A.柠檬酸属于有机高分子化合物
B.柠檬酸既能与乙醇又能与乙酸发生酯化反应
C.1 mol柠檬酸能与4 mol氢氧化钠发生反应
D.得到气泡球的反应为H3C6H5O7+NaHCO3===Na3C6H5O7+H2O+CO2↑
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柠檬酸的相对分子质量小于10 000，属于有机小分子化合物，不是有机高分子化合物，A项错误；由题图可知，柠檬酸分子中含有羧基和羟基，既能与乙醇又能与乙酸发生酯化反应，B项正 确；羧基能与氢氧化钠反应，1 mol柠檬酸中含有3 mol羧基，则1 mol柠檬酸能与3 mol氢氧化钠发生反应，C项错误；柠檬酸与碳酸氢钠反应的化学方程式为H3C6H5O7+3NaHCO3===Na3C6H5O7+
3H2O+3CO2↑，D项错误。
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4.分子结构修饰在药物设计与合成中具有广泛应用。将布洛芬成酯修饰得到化合物X，可有效降低布洛芬的对胃肠道的刺激性。
下列说法正确的是( )
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A.布洛芬存在既可发生银镜反应，又可与FeCl3溶液显色的同分异构体
B.布洛芬分子中有两个手性碳原子
C.布洛芬转化为化合物X后，水溶性增强，从而易被人体吸收，具有更好的药效。
D.化合物X既有酸性又有碱性
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5.螃蟹死后体内的组氨酸会迅速分解为组胺，引起人体中毒，反应过程如下，下列说法不正确的是( )
A.组氨酸转化为组胺的反应类型为消去反应
B.组氨酸具有两性，固态时主要以内盐形式存在，熔点较高，不易挥发
C.用茚三酮溶液可鉴别组氨酸和组胺
D.组氨酸、组胺都可以发生取代反应、加成反应
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由组氨酸转化为组胺的过程可知，组氨酸转化为组胺的反应类型为脱羧反应，A项错误；由组氨酸的结构简式可知，组氨酸分子中既有氨基，又有羧基，所以具有两性，固态时主要以内盐形式存在，熔点较高，不易挥发，B项正确；茚三酮溶液遇到氨基酸可变紫色，所以可用茚三酮鉴别组氨酸和组胺，C项正确；氨基和羧基能发生取代反应，碳氮双键和碳碳双键能发生加成反应，组氨酸和组胺分子中都含有碳氮双键和碳碳双键，都含有氨基，所以都能发生加成反应、取代反应，D项正确。
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氨、胺、酰胺和铵盐比较
解题有据
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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
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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
6.辅酶Q10具有预防动脉硬化的功效，其结构简式如图。下列有关辅酶Q10的说法正确的是( )
A.分子式为C60H90O4
B.分子中含有14个甲基
C.分子中的四个氧原子不在同一平面上
D.可发生加成反应，不能发生取代反应
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由题图知，该物质的分子式为C59H90O4，A项错误；键线式端点代表甲基，10个重复基团的最后1个连接氢原子的碳原子形成甲基，故1个分子中含有1+1+1+10+1=14个甲基，B项正确；双键碳原子以及与其相连的4个原子共面，羰基碳原子和与其相连的氧原子及另外2个原子共面，因此分子中的4个氧原子在同一平面上，C项错误；分子中有碳碳双键，能发生加成反应，分子中有甲基，能发生取代反应，D项错误。
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7.孔雀石绿具有较高毒性，是可用于杀真菌、杀细菌、杀寄生虫的药物。下列关于孔雀石绿的说法正确的是( )
A.孔雀石绿的分子式为C23H23N2Cl
B.该物质属于芳香烃
C.该结构中采用sp3杂化的碳原子有6个
D.孔雀石绿苯环上的一氯取代物有5种
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8.Calanolide A是一种抗HIV药物，其结构简式如图所示。下列关于Calanolide A的说法错误的是( )
A.1个分子中有3个手性碳原子
B.分子中有3种含氧官能团
C.该物质既可发生消去反应又可发生加成反应
D.1 mol该物质与足量NaOH溶液反应时消耗1 mol NaOH
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该有机化合物中各连接1个甲基或羟基的碳原子是手性碳原子，A项正确；该分子中的含氧官能团为羟基、酯基、醚键，B项正 确；该分子中含醇羟基，可发生消去反应，含苯环和碳碳双键，可发生加成反应，C项正确；该有机化合物中含有的酯基为酚 酯，1 mol该物质应消耗2 mol NaOH，D项错误。
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9.内酯Y可以由X通过电解合成，并可在一定条件下转化为Z，转化路线如下：
下列说法不正确的是( )
A.X→Y的反应在电解池阳极发生
B.Y→Z的反应类型是加成反应
C.在催化剂作用下Z可与甲醛发生反应
D.等物质的量的X、Y、Z与足量NaOH溶液反应，消耗的n(NaOH)之比为1∶2∶2
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X →Y的过程是一个失氢的过程，是氧化反应，在电解池中，阳极发生氧化反应，A项正确；Y→Z的反应是一个酯交换反应，通式为RCOOR'+R″OH→RCOOR″+R'OH，是一个取代反应，B项错误；Z分子中含有酚羟基，邻对位有氢，在催化剂作用下Z可与甲醛发生缩聚反应生成高聚物，C项正确；X含羧基能和氢氧化钠按1∶1反应，Y含酯 基、水解后产生羧基和酚羟基，Y能和氢氧化钠按1∶2反应，Z含酯基和酚羟基，能和氢氧化钠按1∶2反应，等物质的量的X、Y、Z与足量NaOH溶液反应，消耗的n(NaOH)之比为1∶2∶2，D项正确。
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10.“诺氟沙星”是一种常见的治疗由敏感菌引起的各种感染的药物，目前经典的合成路线如下：
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能力训练
(1)A的化学名称为_________________________。
(2)反应Ⅱ的反应类型是___________。
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邻二氯苯或1，2-二氯苯
取代反应
(3)反应Ⅲ的化学方程式为____________________________________
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(4)F的结构简式为_____________________，其中含氧官能团的名称是________________。
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羰基和羧基
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H2NCH2CH==CHCH2NH2、CH2==C(CH2NH2)2
(4)E→F为E中酯基在碱性条件下水解，再经过酸化转化成羧基 的过程，由此可写出F的结构简式。(5)根据题目信息可知，该 同分异构体中有一个碳碳双键，再结合H原子种类和数目可得 满足条件的同分异构体为H2NCH2CH==CHCH2NH2和CH2== C(CH2NH2)2。
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