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第58讲 醛、酮、羧酸及羧酸衍生物
第十一章 有机化学基础
1.能写出醛、酮、羧酸及羧酸衍生物官能团、简单代表物的结构简式和名称；能
够列举醛、酮、羧酸及羧酸衍生物的典型代表物的主要物理性质。
2.描述和分析醛、酮、羧酸及羧酸衍生物代表物的重要反应，能书写相应的反应
方程式。
复习目标
考点一 醛酮
考点二 羧酸、酯、酰胺
内容索引
课时测评
重点强化
考点一
醛酮
1.醛、酮的概述
(1)概念
醛：烃基(或氢原子)与醛基相连的化合物。表示为RCHO。
酮：羰基与两个烃基相连的化合物。表示为 。
(2)醛、酮的组成通式
饱和一元醛的通式：_____________，饱和一元酮的通式_____________。
必备知识 整合
CnH2nO(n≥1)
CnH2nO(n≥3)
2.几种常见的醛、酮
(1)物理性质
物质 主要物理性质
甲醛(蚁醛) (HCHO) 无色、有强烈刺激性气味的气体，易溶于水，其水溶液称__________，具有杀菌、防腐性能
乙醛(CH3CHO) 无色、具有刺激性气味的液体，易______，能与__________等互溶
苯甲醛 ( ) 有苦杏仁气味的无色液体，俗称苦杏仁油
丙酮 ( ) 无色透明液体，易挥发，能与__________等互溶
福尔马林
挥发
水、乙醇
水、乙醇
(2)用途
①35％～40％的甲醛水溶液俗称__________，具有杀菌(用于种子杀菌)和防腐性能(用于浸制生物标本)。
②丙酮是最简单的酮，是无色透明的液体，沸点56.5 ℃，易挥发，可与水、乙醇等互溶，是重要的有机溶剂和化工原料。
福尔马林
1
小分子的醛、酮均易溶于水，原因是________________________
。
碳链短，羰基氧能与水分子
形成氢键
3.醛类的化学性质
醇醛羧酸
请写出乙醛主要反应的化学方程式。
(1)银镜反应：______________________________________________________________。
(2)与新制Cu(OH)2反应：__________________________________________
__________________。
CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4＋3NH3＋2Ag↓＋H2O
CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa
＋Cu2O↓＋3H2O
(3)催化氧化反应：____________________________________。
(4)还原(加成)反应：_________________________________。
2CH3CHO＋O22CH3COOH
CH3CHO＋H2CH3CH2OH
2
甲醛分子中可看作有两个醛基，按要求解答下列问题：
(1)写出碱性条件下，甲醛与足量银氨溶液反应的离子方程式：
_________________________________________________________
。
(2)计算含有0.30 g甲醛的水溶液与过量银氨溶液充分反应，生成的银质量为 。
HCHO＋4[Ag(NH3)2]＋＋4OH－C＋2N＋4Ag↓＋
6NH3＋2H2O
4.32 g
4.醛基的检验
方法一、与新制的银氨溶液反应
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_________，使最初产生的沉淀溶解，制得银氨溶液。再滴入3滴待测溶液，振荡后将试管放在________中加热，产生____________，证明待测溶液中含有醛基。
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待测液用量不宜太多，一般
3～5滴。
2％氨水
热水浴
光亮的银镜
方法二、与新制的氢氧化铜反应
在试管中加入2 mL 10％ NaOH溶液，加入5滴5％_____________，得到新制的Cu(OH)2，振荡后加入0.5 mL待测溶液并加热，产生____________，证明待测溶液中含有醛基。
注意事项：①配制Cu(OH)2悬浊液时，所用的NaOH溶液必须过量；②Cu(OH)2悬浊液要随用随配，不可久置；③反应液直接加热煮沸。
CuSO4溶液
砖红色沉淀
3
请用实验方法区分：1-丙醇、2-氯丙烷、丙醛和苯酚溶液。
__________________________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________
__________________ ______________。
先取少许题述溶液于四支试管中，分别滴加数滴蒸馏水，不分层的是1-丙醇、丙醛、苯酚溶液，分层的是2-氯丙烷；向不分层的三支试管中分别加入饱和溴水，溴水不变色的是1-丙醇，溴水褪色的是丙醛，产生白色沉淀的是苯酚
5.酮类的化学性质
(1)不能发生银镜反应，不能被新制Cu(OH)2氧化。
(2)能发生加成反应
丙酮发生催化加氢反应的化学方程式为__________________________________
_______________。
考向1 醛、酮的性质
1.香茅醛( )可作为合成青蒿素的中间体，下列关于香茅醛的叙述正确的有
①分子式为C10H18O ②不能发生银镜反应 ③可使酸性KMnO4溶液褪色 ④分子中有7种不同化学环境的氢原子
A.①② B.②③
C.①③ D.②④
关键能力 提升
√
①根据有机物的结构，该物质的分子式为C10H18O，①正确；②此有机物中含有醛基，因此能发生银镜反应，②错误；③此有机物中含有醛基和碳碳双键，因此能使酸性高锰酸钾溶液褪色，③正确；④依据等效氢的判断方法，此有机物中等效氢为8种，④错误。
2.(2024·山西大学附中检测)化合物Y是一种精细化工中间体，其部分合成路线如图。下列说法不正确的是
A.X中C原子只有一种杂化方式
B.X含有，能与HCN
发生加成反应
C.X与足量H2加成的产物中含有手性碳原子
D.能发生银镜反应，且苯环上有3个取代基的Y的同分异构体共10种
√
X中苯环碳、醛基碳均为sp2杂化，C原子只有一种杂化方式，A正确；X含醛基，存在，能与HCN发生加成反应增长碳链，B正确；手性碳原子是连有4个不同的原子或原子团的饱和碳原子，X与足量H2加成的产物为 ，环为对称结构，不含手性碳原子，C错误；Y除苯环外含有1个碳、2个氧、1个氮，不饱和度为1；其同分异构体能发生银镜反应，则含有醛基－CHO，且苯环上有3个取代基，则3个取代基为－CHO、－OH、－NH2，三个不同取代基在苯环上有10种连接情况，故Y的同分异构体共10种，D正确。
醛、酮的羰基与具有极性键的共价化合物的加成反应
(－NHR、－OCH3等)
练后归纳
考向2 醛、酮与有机合成
3.已知烯烃可以发生如下转化：
R1CHO＋ (R1、R2、R3均表示烃基)。
请写出以 为原料制取CH3COOCH(CH3)2的流程图，无机试剂任用。
__________________________________________________。
4.已知：醛分子在稀碱溶液存在下，可发生羟醛缩合反应，生成羟基醛，如：
试写出以乙烯为原料合成正丁醇的各步反应的化学方程式。
(1) 。
(2) 。
CH2CH2＋H2OCH3CH2OH
2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O
(3) 。
(4) 。
(5) 。
2CH3CHO
CH3CHCHCHO＋H2O
CH3CHCHCHO＋2H2CH3CH2CH2CH2OH
有机合成中的信息反应
1.醛、酮与格氏试剂的反应
＋Mg(OH)X(X：卤素原子)
2.含α-氢原子的羟醛缩合反应
练后归纳
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考点二
羧酸、酯、酰胺
1.羧酸、酯、酰胺的结构特点
必备知识 整合
物质 羧酸 酯 酰胺
结构通式 R(H)－COOH
R1、R2可以相同，也可以是H
2.羧酸的分类
羧
酸
3.几种重要的羧酸
物质 结构 性质特点或用途
甲酸 (蚁酸)
酸性，还原性(醛基)
物质 结构 性质特点或用途
乙酸 CH3COOH 无色、有强烈刺激性气味的液体，能与水互溶，具有
酸性
乙二酸 (草酸) 酸性，还原性(＋3价碳)
苯甲酸 (安息香酸) 它的钠盐常作食品防腐剂
高级 脂肪酸 RCOOH(R为碳原子数较多的烃基)
4.羧酸的化学性质
按要求书写酯化反应的化学方程式：
(1)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应，如乙酸与乙二醇以物质的量之比为1∶1酯化：
______________________________________________________________。
(2)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如乙二酸与乙醇以物质的量之比为1∶2酯化：
__________________________________________________________________________。
CH3COOH＋HOCH2CH2OH CH3COOCH2CH2OH＋H2O
HOOC－COOH＋2CH3CH2OHCH3CH2OOC－COOCH2CH3
＋2H2O
(3)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生成环酯： _______________。
②生成高聚酯：
________________________________________________________________
________________________________。
(4)羟基酸自身的酯化反应，如 自身酯化
①生成环酯： _________________。
②生成高聚酯：________________________________________________。
5.酯的通性
(1)物理性质
酯的密度一般______水，易溶于有机溶剂；酯可用作溶剂，也可用作制备饮料和糖果的香料；低级酯通常有芳香气味。
(2)化学性质——水解反应(取代反应)
酯在酸性或碱性环境下，均可以与水发生水解反应。如乙酸乙酯的水解：
①酸性条件下水解：CH3COOC2H5＋H2O ______________________
(可逆)。
②碱性条件下水解：CH3COOC2H5＋NaOH_____________________
(进行彻底)。
小于
CH3COOH＋C2H5OH
CH3COONa＋C2H5OH
1
1 mol 完全水解消耗 mol NaOH。
2
6.乙酸乙酯的制备实验
(1)制备原理
(2)实验装置
实验现象：在饱和Na2CO3溶液上层有无色透明的、具有香味的油状液体生成。
(3)导管末端在液面上，目的是________。
(4)加入试剂的顺序为乙醇、浓硫酸、乙酸，不能先加浓硫酸。
(5)浓硫酸的作用：________________。
(6)饱和Na2CO3溶液的作用：反应乙酸、溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度，便于析出。不能用NaOH溶液。
防倒吸
催化剂和吸水剂
2
分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇混合物的实验操作流程如图所示。
在上述实验过程中，所涉及的三次分离操作分别是① 、② 、③ 。
分液
蒸馏
蒸馏
7.胺、酰胺的性质
(1)胺(R－NH2)的碱性
①碱性的原因：RNH2＋H2O______________。
②与酸的反应：RNH2＋HCl____________。
(2)酰胺的水解反应
＋H2O＋H＋_________________。
＋OH－__________________。
RN＋OH－
RNH3Cl
RCOOH＋N
RCOO－＋NH3↑
考向1 羧酸及其衍生物的结构与性质
1.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
关键能力 提升
√
丙烯酰胺分子中存在氨基，氨基中N原子杂化类型为sp3，则所有原子不可能在同一平面内，故A正确；根据丙烯酰胺的结构简式可知，丙烯酰胺属于羧酸衍生物，故B正确；丙烯酰胺在强酸(或强碱)存在下加热可水解成对应的羧酸(或羧酸盐)和铵盐(或氨)，故C错误；丙烯酰胺中含碳碳双键，能够使溴的四氯化碳溶液褪色，故D正确。
2.(2024·辽宁六校协作体联考)有机物M是合成新型抗血栓药物的中间体，其结构简式如图所示，下列有关M的叙述错误的是
A.M的分子式为C12H12O5
B.可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色
C.可以发生加成、加聚、氧化、取代反应
D.1 mol M分别与足量Na和NaHCO3溶液反应，产生气体的物质的量之比为3∶2
√
M的分子式为 C12H12O5，故A正确；M含有碳碳双键，可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色，故B正确；M含有碳碳双键，可以发生加成、加聚、氧化反应，含有酯基，能发生取代反应，故C正确；1 mol M与足量Na生成1 mol氢气，1 mol M与足量NaHCO3溶液反应生成1 mol二氧化碳气体，产生气体的物质的量之比为1∶1，故D错误。
考向2 酯的制备实验
3.1-丁醇和乙酸在浓硫酸作用下，通过酯化反应制得乙酸丁酯，反应温度为115～125 ℃，反应装置如图，下列对该实验的描述错误的是
A.不能用水浴加热
B.长玻璃导管起冷凝回流作用
C.提纯乙酸丁酯需要经过水、氢氧化钠溶液洗涤
D.加入过量乙酸可以提高1-丁醇的转化率
√
乙酸丁酯在氢氧化钠溶液中容易发生水解，C项错误；在可逆反应中，增加一种反应物的用量可以提高另一种反应物的转化率，D项正确。
考向3 羧酸及羧酸衍生物结构的推断
4.判断下列指定分子式和条件的各种同分异构体的数目
分子式 C4H8O2 C5H10O2 C8H8O2
(芳香族)
(1)属于羧酸的种类数
(2)属于酯的种类数
(3)属于酯，水解后的酸和醇(或酚)重新组合后生成的酯的种类数
(4)属于醛，同时能与钠反应放出氢气
2
4
4
4
9
6
12
40
18
5
12
17
5.有机物A、B的分子式均为C11H12O5，均能发生如下转化：
已知：①A、B、C、D均能与NaHCO3反应；
②只有A、D能与FeCl3溶液发生显色反应，A中苯环上的一溴代物只有
两种；
③F能使溴水褪色且不含有甲基；
④H能发生银镜反应。
根据题意回答下列问题：
(1)反应③的反应类型是 ；反应⑥的条件是 。
(2)写出F的结构简式： ；D中含氧官能团的名称是 。
(3)E是C的缩聚产物，写出反应②的化学方程式：_____________________
。
消去反应
Cu/Ag，O2、加热
CH2CHCH2COOH
羟基和羧基
nHOCH2CH2CH2COOH
＋(n－1)H2O
(4)D在一定条件下反应形成高聚物的化学方程式：____________________
。
(5)写出C→G的化学方程式：_______________________________________
。
2HOCH2CH2CH2COOH
＋2H2O
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重点强化25
有限定条件同分异构体的书写
3
重点精讲
1.有机物分子的不饱和度(Ω)
(1)根据有机物分子式计算不饱和度(Ω)
对于有机物CxHyOz，Ω＝＝x＋1－。
特别提醒：有机物分子中卤素原子(－X)以及－NO2、－NH2等都视为H
原子。
(2)不饱和度与结构的关系
2.限定条件下同分异构体的书写步骤
第一步：依据限定条件，推测“碎片”(原子、基团)的结构；
第二步：摘除“碎片”，构建碳骨架；
第三步：按照思维的有序性组装“碎片”，完成书写。
HOCH2－C≡C－CH2OH的同分异构体中能同时满足下列条件的共有 种(包含顺反异构)。
①链状化合物；
②能发生银镜反应；
③氧原子不与碳碳双键直接相连。
其中，核磁共振氢谱显示为2组峰，且峰面积之比为2∶1的是___________
(写结构简式)。
典例
9
OHC－CH2
－CH2－CHO
模型构建
模型构建
3
强化训练
1.已知阿魏酸的结构简式为 ，则同时符合下列条件的阿魏酸的同分异构体的数目为 。
①苯环上有两个取代基，且苯环上的一溴代物只有2种；
②能发生银镜反应；
③与碳酸氢钠溶液反应可生成使澄清石灰水变浑浊的气体；
④遇FeCl3溶液发生显色反应
4
根据条件①，两个取代基处于对位；根据条件②，含有醛基；根据条件③，含有羧基；根据条件④，含有酚羟基，结合阿魏酸的分子式，故符合条件的同分异构体的可能结构为 、 、
、 。
2.化合物Ⅰ(C10H14O)的同分异构体满足以下条件的有 种(不考虑立体异构)；
ⅰ.含苯环且苯环上只有一个取代基
ⅱ.红外光谱无醚键吸收峰其中，苯环侧链上有3种不同化学环境的氢原
子，且个数比为6∶2∶1的结构简式为 (任写一种)。
12
化合物Ⅰ的分子式为C10H14O，计算可得其不饱和度为4，根据题目所给信息，化合物Ⅰ的同分异构体分子中含有苯环(已占据4个不饱和度)，则其余C原子均为饱和碳原子(单键连接其他原子)；又由红外光谱无醚键
吸收峰，可得苯环上的取代基中含1个羟基；再由分子中苯环上只含有
1个取代基，可知该有机物的碳链结构有如下四种： 、 、
、 (1、2、3、4均表示羟基的连接位置)，所以满足条件的化合物Ⅰ的同分异构体共有12种；其中，苯环侧链上有3种不同化学环境的氢原子，且个数比为6∶2∶1的同分异构体应含有两个等效的甲基，则其结构简式为 或 。
3.M是D( )的一种芳香族同分异构体，满足下列条件的M有_____
种(不包含D物质)。[已知苯胺和甲基吡啶( )互为同分异构体，并且均具有芳香性]
①分子结构中含一个六元环，且环上有两个取代基；
②氯原子和碳原子相连。其中核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积之比为
1∶1∶1的物质的结构简式为 。
12
M是D的一种芳香族同分异构体，满足：①分子结构中含一个六元环，且环上有两个取代基，则六元环可以是 或 ；②氯原子和碳原子相连；若六元环为 ，则取代基为－Cl和－NH2，有邻、间、对三种，间位即为D，所以满足条件的有2种；若六元环为 ，则取代基为－Cl
和－CH3，采用“定一移一”的方法讨论： 、 、 (数字表示甲基可能的位置)，共有4＋4＋2＝10种；综上所述符合条件的同分异构体有10＋2＝12种。
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课 时 测 评
1.下列关于醛的说法正确的是
A.醛的官能团是
B.所有醛中都含醛基和烃基
C.一元醛的分子式符合CnH2nO的通式
D.所有醛都能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色，并能发生银镜反应
醛的官能团是醛基(－CHO)，A错误；甲醛中无烃基，B错误；只有饱和一元醛的通式为CnH2nO，C错误；醛分子中都含有醛基(－CHO)，醛基有较强的还原性，可还原溴水和酸性KMnO4溶液而使其褪色，D
正确。
√
2.借助下表提供的信息分析，下列实验室制备乙酸丁酯所采取的措施不正确的是
A.用饱和Na2CO3溶液洗涤产物后分液
B.使用浓硫酸作催化剂
C.采用水浴加热
D.可使用冷凝回流加分水器的方式提高产率
√
物质 乙酸 1-丁醇 乙酸丁酯
沸点/℃ 117.9 117.2 126.3
制得的乙酸丁酯中混有乙酸和1-丁醇，用饱和碳酸钠溶液进行洗涤，可以中和乙酸，溶解1-丁醇，降低乙酸丁酯在水中的溶解度，有利于乙酸丁酯的分层，A正确；实验室制备乙酸丁酯的反应温度需略高于
126.3 ℃，而水浴的最高温度为100 ℃，C错误；使用冷凝回流加分水器不断分离出生成的水，促使酯化反应正向进行，有利于提高乙酸丁酯的产率，D正确。
物质 乙酸 1-丁醇 乙酸丁酯
沸点/℃ 117.9 117.2 126.3
3.化合物a是一种新型杀虫剂，下列关于化合物a的说法中正确的是
A.与FeCl3溶液发生反应显紫色
B.能发生取代反应和银镜反应
C.化合物a是芳香族化合物
D.与H2完全加成时的物质的量之比为1∶1
a分子中不含苯环，也没有酚羟基，则A、C错误；a分子中含有一个羟基、两个醛基，可以发生取代反应和银镜反应，B项正确；1 mol a可与3 mol H2发生加成反应，D项错误。
√
4.一种活性物质的结构简式为 ，下列有关该物质的叙述正确的是
A.能发生取代反应，不能发生加成反应
B.既是乙醇的同系物，也是乙酸的同系物
C.与 互为同分异构体
D.1 mol该物质与碳酸钠反应得44 g CO2
该物质含有羟基、羧基、碳碳双键，能发生取代反应和加成反应，故A错误；该物质与乙醇、乙酸结构不相似，故B错误；二者的分子式均为C10H18O3，分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故C正确；该物质含有一个羧基，1 mol该物质与碳酸钠反应，生成0.5 mol二氧化碳，质量为
22 g，故D错误。
√
5.昆虫信息素是昆虫之间传递信号的化学物质。人工合成信息素可用于诱捕害虫、测报虫情等。一种信息素分子的结构简式如图所示，关于该化合物说法不正确的是
A.属于烷烃 B.可发生水解反应
C.可发生加聚反应 D.具有一定的挥发性
根据结构简式可知，分子中含C、H、O三种元素，含碳碳双键和酯基，不属于烷烃，A错误；分子中含酯基，在酸性条件或碱性条件下可发生水解反应，B正确；分子中含碳碳双键，可发生加聚反应，C正确；该信息素可用于诱捕害虫、测报虫情，可推测该有机物具有一定的挥发性，D正确。
√
6.一定条件下，肉桂醛可转化为苯甲醛：
下列说法错误的是
A.肉桂醛能发生取代、加成、聚合反应
B.肉桂醛与苯甲醛都能使酸性KMnO4溶液褪色
C.苯甲醛分子的所有原子可能共平面
D.肉桂醛与苯甲醛互为同系物
√
肉桂醛中苯环上能发生取代反应，碳碳双键、苯环和醛基能发生加成反应，碳碳双键能发生聚合反应，A正确；肉桂醛含碳碳双键和醛基，苯甲醛含醛基，都能使酸性KMnO4溶液褪色，B正确；苯环为平面结构，醛基为平面结构，两者通过单键相连，所有原子可能共平面，C正确；肉桂醛含碳碳双键和醛基，苯甲醛含醛基，官能团种类不同，两者不互为同系物，D错误。
7.化合物“E7974”具有抗肿瘤活性，结构简式如下，下列有关该化合物说法正确的是
A.能使Br2的CCl4溶液褪色
B.分子中含有3种官能团
C.分子中含有4个手性碳原子
D.1 mol该化合物最多与2 mol NaOH反应
√
根据结构简式可知，“E7974”含有碳碳双键，可使Br2的CCl4溶液褪色，A正确；由结构简式可知，分子中含有 、酰胺基、碳碳双键、羧基，共4种官能团，B错误；化合物“E7974”含有的手性碳原子用*标注如图 ，共3个，C错误；分子中两个酰胺基和一个羧基均能与NaOH溶液反应，故1 mol该化合物最多与3 mol NaOH反应，D错误。
√
A.与足量的NaOH溶液共热，再通入SO2
B.与稀H2SO4共热后，加入足量的NaOH溶液
C.加热溶液，通入足量的CO2
D.与稀H2SO4共热后，加入足量的NaHCO3溶液
8.已知酸性： ＞H2CO3＞ ，将 转变
为 的方法是
与足量的NaOH溶液共热，生成羧酸钠和酚钠结构，由于酸性：亚硫酸
＞ ＞，则再通入SO2会生成邻羟基苯甲酸，A错误；与稀H2SO4共热后，生成邻羟基苯甲酸，再加入足量的NaOH溶液，生成羧酸钠和酚钠结构，B错误；加热溶液，通入足量的CO2，不发生反应，C错误；与稀H2SO4共热后，生成邻羟基苯甲酸，加入足量的NaHCO3溶液，－COOH反应生成羧酸钠，酚羟基不反应，D正确。
9.乙酰苯胺俗称“退热冰”，实验室合成路线如下(反应条件略去)，下列说法错误的是
A.三个反应中只有②不是取代反应
B.由硝基苯生成1 mol苯胺，理论上
转移5 mol电子
C.反应②中加入过量酸，苯胺产率降低
D.在乙酰苯胺的同分异构体中，能发生水解的不少于3种
√
反应②是硝基被还原为氨基，是还原反应，A正确；硝基苯中N元素为＋3价，苯胺中N元素为－3价，所以生成1 mol苯胺理论上转移6 mol电子，故B错误；乙酰苯胺的同分异构体中可以水解的有酰胺类和铵盐
类，如邻甲基甲酰苯胺、间甲基甲酰苯胺、对甲基甲酰苯胺、
等，所以在乙酰苯胺的同分异构体中，能发生水解的不少于3种，故D正确。
10.(2024·贵阳七校联考)奥司他韦是目前治疗流感最常用的药物之一，其结构简式如图所示。下列有关该化合物的说法正确的是
A.分子中的C和N原子均为sp3杂化
B.1 mol该化合物可以和3 mol氢气
发生加成反应
C.该化合物能发生水解反应、加成反应、氧化反应和消去反应
D.分子中有2种官能团可以发生水解反应
√
碳碳双键、酯基和酰胺基上的C原子采取sp2杂化，A错误；结构中只有碳碳双键可以和氢气发生加成反应，所以1 mol该物质可以与1 mol H2发生加成反应，B错误；该化合物不能发生消去反应，C错误；分子中的酯基和酰胺基可以发生水解反应，D正确。
11.(6分)某有机物M的结构简式如图所示：
已知：①苯环上羟基(酚羟基)能与氢氧化钠反应，
也能与钠反应，但不能与NaHCO3反应；
②羧基、酯基中的碳氧双键不能与氢气加成。
回答下列问题：
(1)M中所含官能团有酚羟基、 (填名称)。
酯基、羧基
由结构简式可知，M分子含有的官能团为酚羟基、酯基和羧基；
(2)M与乙醇在浓硫酸、加热条件下发生反应的反应类型是 (填字母)。
A.加成反应
B.取代反应
C.氧化反应
B
由结构简式可知，浓硫酸作用下M分子含有的羧基能与乙醇共热发生酯化反应，酯化反应属于取代反应，故选B；
(3)1 mol M最多能消耗 g NaOH。
由结构简式可知，M分子含有的酚羟基、酯基和羧基都能与氢氧化钠溶液反应，其中1 mol酚酯基消耗2 mol氢氧化钠，则1 mol M最多能消耗氢氧化钠的质量为1 mol×4×40 g/mol＝160 g；
160
(4)在催化剂、加热条件下，1 mol M最多消耗 mol H2。
由结构简式可知，M分子含有的苯环在催化剂、加热条件下能与氢气发生加成反应，则1 mol M最多消耗3 mol氢气；
3
(5)1 mol M最多能消耗 g Na，1个M分子有 个原子一定共平面。
46
12
由结构简式可知，M分子含有的酚羟基和羧基能与金属钠反应，则1 mol M最多能消耗金属钠的质量为1 mol×2×23 g/mol＝46 g；M分子中苯环上共12个原子一定共面；酚羟基、酯基单键与苯环连接，可旋转，不一定共面；羧基面和苯环面共线，可翻转，二者不一定共面，故1个M分子一定有12个原子共平面。
12.(8分)从冬青中提取出的有机物A可用于合成抗结肠炎药物Y及其他化学品，合成路线如下：
提示：
根据上述信息回答：
(1)请写出Y中含氧官能团的名称： 。
Y中含氧官能团的名称是(酚)羟基、羧基。
羧基、(酚)羟基
(2)写出反应③的反应类型： 。
根据已知推断H中含硝基，所以反应③的反应类型是取代反应。
取代反应
(3)写出下列反应的化学方程式：
① 。
⑥ 。
＋2NaOH ＋CH3OH＋H2O
HCHO＋4[Ag(NH3)2]OH(NH4)2CO3＋2H2O＋6NH3＋4Ag↓
由反应⑦知B为甲醇，根据反应①的条件推断A中含酯基，由Y的结构简式倒推A的结构简式为 ，反应①的化学方程式为
＋2NaOH ＋CH3OH＋H2O。则D为甲醛，与银氨溶液反应的化学方程式为HCHO＋4[Ag(NH3)2]OH(NH4)2CO3＋2H2O＋6NH3＋4Ag↓。
(4)A的同分异构体I和J是重要的医学中间体，在浓硫酸的作用下I和J分别
生成 和 ，鉴别I和J的试剂为 。
由I、J生成的产物的结构简式判断，I中含有酚羟基，J中含有醇羟基，所以鉴别二者的试剂是FeCl3溶液或浓溴水。
FeCl3溶液(或浓溴水)
13.(16分)已知下列数据：
某学生在实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下：
①配制2 mL浓硫酸、3 mL乙醇(含18O)和2 mL乙酸的混合溶液。
②按下图连接好装置(装置气密性良好)并加入混合液，用小火均匀加热3～5 min。
物质 熔点(℃) 沸点(℃) 密度(g·cm－3)
乙醇 －117.0 78.0 0.79
乙酸 16.6 117.9 1.05
乙酸乙酯 －83.6 77.5 0.90
③待试管乙收集到一定量产物后停止加热，撤出试管乙并用力振荡，然后静置待分层。
④分离出乙酸乙酯，洗涤、干燥。
(1)配制①中混合溶液的方法为______________________________________
；
反应中浓硫酸的作用是 ；
写出制取乙酸乙酯的化学方程式：__________________________________
。
将浓硫酸加入乙醇中，边加边振荡，冷却
后加入乙酸
催化剂、吸水剂
CH3COOH＋CH3COH
CH3CO 18OCH2CH3＋H2O
混合时浓硫酸相当于被稀释，故应将浓H2SO4加入乙醇中，冷却后加入乙酸；因酯化反应速率慢且为可逆反应，使用浓硫酸可加快酯化反应的速率并有利于平衡向生成酯的方向移动(吸收了水)；酯化反应的机理是酸脱羟基醇脱氢，故生成的酯中含有18O。
(2)上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是 (填字母)。
A.中和乙酸和乙醇
B.与乙酸反应并吸收乙醇
C.减少乙酸乙酯的溶解
D.加速酯的生成，提高其产率
BC
使用饱和碳酸钠溶液①可除去混入乙酸乙酯中的乙酸；②可溶解混入乙酸乙酯中的乙醇；③可降低乙酸乙酯的溶解度并有利于液体分层。
(3)步骤②中需要小火均匀加热，其主要理由是________________________
；
步骤③所观察到的现象是__________________________________________
；
欲将乙试管中的物质分离以得到乙酸乙酯，必须使用的仪器是 ；分离时，乙酸乙酯应从仪器 (填“下口放”或“上口倒”)出。
大火加热会导致大量的
原料气化而损失
液体分层，上层为无色有香味油状液体，下层
为浅红色液体，振荡后下层液体颜色变浅
分液漏斗
上口倒
由表中数据知乙醇的沸点(78.0 ℃)与乙酸乙酯的沸点(77.5 ℃)很接近，若用大火加热，大量的乙醇会被蒸发出来，导致原料的大量损失；因酯的密度小于水的密度，故上层为油状有香味的无色液体，又因会有一定量的乙酸气化，进入乙中与Na2CO3反应，故下层液体红色变浅；将分层的液体分离开必须使用分液漏斗，分液时乙酸乙酯在上层应从上口倒出。
物质 熔点(℃) 沸点(℃) 密度(g·cm－3)
乙醇 －117.0 78.0 0.79
乙酸 16.6 117.9 1.05
乙酸乙酯 －83.6 77.5 0.90
(4)该同学反复实验，得出乙醇与乙酸的用量和乙酸乙酯生成量如下表：
表中数据x的范围是 ；实验①②⑤探究的是__________________
。
实验 乙醇(mL) 乙酸(mL) 乙酸乙酯(mL)
① 2 2 1.33
② 3 2 1.57
③ 4 2 x
④ 5 2 1.76
⑤ 2 3 1.55
1.57～1.76
增加乙醇或乙酸的
用量对酯的产量的影响
根据表格数据可知，该实验探究乙醇、乙酸用量的改变对酯产量的影响情况，分析三组实验数据知，增加乙醇、乙酸的用量，酯的生成量均会增加。
返回
实验 乙醇(mL) 乙酸(mL) 乙酸乙酯(mL)
① 2 2 1.33
② 3 2 1.57
③ 4 2 x
④ 5 2 1.76
⑤ 2 3 1.55第58讲 醛、酮、羧酸及羧酸衍生物
【复习目标】 1.能写出醛、酮、羧酸及羧酸衍生物官能团、简单代表物的结构简式和名称；能够列举醛、酮、羧酸及羧酸衍生物的典型代表物的主要物理性质。2.描述和分析醛、酮、羧酸及羧酸衍生物代表物的重要反应，能书写相应的反应方程式。
考点一 醛 酮
1.醛、酮的概述
(1)概念
醛：烃基(或氢原子)与醛基相连的化合物。表示为RCHO。
酮：羰基与两个烃基相连的化合物。表示为。
(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.几种常见的醛、酮
(1)物理性质
物质 主要物理性质
甲醛(蚁醛) (HCHO) 无色、有强烈刺激性气味的气体，易溶于水，其水溶液称福尔马林，具有杀菌、防腐性能
乙醛(CH3CHO) 无色、具有刺激性气味的液体，易挥发，能与水、乙醇等互溶
苯甲醛 () 有苦杏仁气味的无色液体，俗称苦杏仁油
丙酮 () 无色透明液体，易挥发，能与水、乙醇等互溶
(2)用途
①35％～40％的甲醛水溶液俗称福尔马林，具有杀菌(用于种子杀菌)和防腐性能(用于浸制生物标本)。
②丙酮是最简单的酮，是无色透明的液体，沸点56.5 ℃，易挥发，可与水、乙醇等互溶，是重要的有机溶剂和化工原料。
【微思考1】 小分子的醛、酮均易溶于水，原因是 。
提示：碳链短，羰基氧能与水分子形成氢键
3.醛类的化学性质
醇醛羧酸
请写出乙醛主要反应的化学方程式。
(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)还原(加成)反应：CH3CHO＋H2CH3CH2OH。
【微思考2】 甲醛分子中可看作有两个醛基，按要求解答下列问题：
(1)写出碱性条件下，甲醛与足量银氨溶液反应的离子方程式：
。
(2)计算含有0.30 g甲醛的水溶液与过量银氨溶液充分反应，生成的银质量为 。
提示：(1)HCHO＋4[Ag(NH3)2]＋＋4OH－C＋2N＋4Ag↓＋6NH3＋2H2O
(2)4.32 g
学生用书 第316页
4.醛基的检验
方法一、与新制的银氨溶液反应
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，使最初产生的沉淀溶解，制得银氨溶液。再滴入3滴待测溶液，振荡后将试管放在热水浴中加热，产生光亮的银镜，证明待测溶液中含有醛基。
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待测液用量不宜太多，一般3～5滴。
方法二、与新制的氢氧化铜反应
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待测溶液并加热，产生砖红色沉淀，证明待测溶液中含有醛基。
注意事项：①配制Cu(OH)2悬浊液时，所用的NaOH溶液必须过量；②Cu(OH)2悬浊液要随用随配，不可久置；③反应液直接加热煮沸。
【微思考3】 请用实验方法区分：1-丙醇、2-氯丙烷、丙醛和苯酚溶液。
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
提示：先取少许题述溶液于四支试管中，分别滴加数滴蒸馏水，不分层的是1-丙醇、丙醛、苯酚溶液，分层的是2-氯丙烷；向不分层的三支试管中分别加入饱和溴水，溴水不变色的是1-丙醇，溴水褪色的是丙醛，产生白色沉淀的是苯酚。
5.酮类的化学性质
(1)不能发生银镜反应，不能被新制Cu(OH)2氧化。
(2)能发生加成反应
丙酮发生催化加氢反应的化学方程式为
＋H2。
醛、酮的性质
1.香茅醛()可作为合成青蒿素的中间体，下列关于香茅醛的叙述正确的有( )
①分子式为C10H18O ②不能发生银镜反应 ③可使酸性KMnO4溶液褪色 ④分子中有7种不同化学环境的氢原子
A.①② B.②③
C.①③ D.②④
答案：C
解析：①根据有机物的结构，该物质的分子式为C10H18O，①正确；②此有机物中含有醛基，因此能发生银镜反应，②错误；③此有机物中含有醛基和碳碳双键，因此能使酸性高锰酸钾溶液褪色，③正确；④依据等效氢的判断方法，此有机物中等效氢为8种，④错误。
2.(2024·山西大学附中检测)化合物Y是一种精细化工中间体，其部分合成路线如图。下列说法不正确的是( )
A.X中C原子只有一种杂化方式
B.X含有，能与HCN发生加成反应
C.X与足量H2加成的产物中含有手性碳原子
D.能发生银镜反应，且苯环上有3个取代基的Y的同分异构体共10种
答案：C
解析：X中苯环碳、醛基碳均为sp2杂化，C原子只有一种杂化方式，A正确；X含醛基，存在，能与HCN发生加成反应增长碳链，B正确；手性碳原子是连有4个不同的原子或原子团的饱和碳原子，X与足量H2加成的产物为，环为对称结构，不含手性碳原子，C错误；Y除苯环外含有1个碳、2个氧、1个氮，不饱和度为1；其同分异构体能发生银镜反应，则含有醛基－CHO，且苯环上有3个取代基，则3个取代基为－CHO、－OH、－NH2，三个不同取代基在苯环上有10种连接情况，故Y的同分异构体共10种，D正确。
醛、酮的羰基与具有极性键的共价化合物的加成反应 (－NHR、－OCH3等)
醛、酮与有机合成
3.已知烯烃可以发生如下转化：
R1CHO＋(R1、R2、R3均表示烃基)。请写出以为原料制取CH3COOCH(CH3)2的流程图，无机试剂任用。
。
答案：
4.已知：醛分子在稀碱溶液存在下，可发生羟醛缩合反应，生成羟基醛，如：
学生用书 第317页
试写出以乙烯为原料合成正丁醇的各步反应的化学方程式。
(1) 。
(2) 。
(3) 。
(4) 。
(5) 。
答案：(1)CH2CH2＋H2OCH3CH2OH
(2)2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O
(3)2CH3CHO
(4)CH3CHCHCHO＋H2O
(5)CH3CHCHCHO＋2H2
CH3CH2CH2CH2OH
有机合成中的信息反应 1.醛、酮与格氏试剂的反应 ＋Mg(OH)X(X：卤素原子) 2.含α-氢原子的羟醛缩合反应
考点二 羧酸、酯、酰胺
1.羧酸、酯、酰胺的结构特点
物质 羧酸 酯 酰胺
结构通式 R(H)－COOH R1、R2可以相同，也可以是H
2.羧酸的分类
羧
酸
3.几种重要的羧酸
物质 结构 性质特点或用途
甲酸 (蚁酸) 酸性，还原性(醛基)
乙酸 CH3COOH 无色、有强烈刺激性气味的液体，能与水互溶，具有酸性
乙二酸 (草酸) 酸性，还原性(＋3价碳)
苯甲酸 (安息 香酸) 它的钠盐常作食品防腐剂
高级 脂肪酸 RCOOH(R 为碳原子数 较多的烃基) 饱和高级脂肪酸，常温呈固态； 油酸：C17H33COOH，不饱和高级脂肪酸，常温呈液态
4.羧酸的化学性质
按要求书写酯化反应的化学方程式：
(1)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应，如乙酸与乙二醇以物质的量之比为1∶1酯化：
CH3COOH＋HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OH＋H2O。
(2)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如乙二酸与乙醇以物质的量之比为1∶2酯化：
HOOC－COOH＋2CH3CH2OHCH3CH2OOC－COOCH2CH3＋2H2O。
学生用书 第318页
(3)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生成环酯：＋＋2H2O。
②生成高聚酯：
nHOOC－COOH＋nHOCH2CH2OH＋(2n－1)H2O。
(4)羟基酸自身的酯化反应，如自身酯化
①生成环酯：。
②生成高聚酯：＋(n－1)H2O。
5.酯的通性
(1)物理性质
酯的密度一般小于水，易溶于有机溶剂；酯可用作溶剂，也可用作制备饮料和糖果的香料；低级酯通常有芳香气味。
(2)化学性质——水解反应(取代反应)
酯在酸性或碱性环境下，均可以与水发生水解反应。如乙酸乙酯的水解：
①酸性条件下水解：CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH(可逆)。
②碱性条件下水解：CH3COOC2H5＋NaOHCH3COONa＋C2H5OH(进行彻底)。
【微思考1】 1 mol完全水解消耗 mol NaOH。
提示：2
6.乙酸乙酯的制备实验
(1)制备原理
(2)实验装置
实验现象：在饱和Na2CO3溶液上层有无色透明的、具有香味的油状液体生成。
(3)导管末端在液面上，目的是防倒吸。
(4)加入试剂的顺序为乙醇、浓硫酸、乙酸，不能先加浓硫酸。
(5)浓硫酸的作用：催化剂和吸水剂。
(6)饱和Na2CO3溶液的作用：反应乙酸、溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度，便于析出。不能用NaOH溶液。
【微思考2】 分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇混合物的实验操作流程如图所示。
在上述实验过程中，所涉及的三次分离操作分别是① 、② 、③ 。
提示：分液 蒸馏 蒸馏
7.胺、酰胺的性质
(1)胺(R－NH2)的碱性
①碱性的原因：RNH2＋H2ORN＋OH－。
②与酸的反应：RNH2＋HClRNH3Cl。
(2)酰胺的水解反应
＋H2O＋H＋RCOOH＋N。
＋OH－RCOO－＋NH3↑。
学生用书 第319页
羧酸及其衍生物的结构与性质
1.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
答案：C
解析：丙烯酰胺分子中存在氨基，氨基中N原子杂化类型为sp3，则所有原子不可能在同一平面内，故A正确；根据丙烯酰胺的结构简式可知，丙烯酰胺属于羧酸衍生物，故B正确；丙烯酰胺在强酸(或强碱)存在下加热可水解成对应的羧酸(或羧酸盐)和铵盐(或氨)，故C错误；丙烯酰胺中含碳碳双键，能够使溴的四氯化碳溶液褪色，故D正确。
2.(2024·辽宁六校协作体联考)有机物M是合成新型抗血栓药物的中间体，其结构简式如图所示，下列有关M的叙述错误的是( )
A.M的分子式为C12H12O5
B.可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色
C.可以发生加成、加聚、氧化、取代反应
D.1 mol M分别与足量Na和NaHCO3溶液反应，产生气体的物质的量之比为3∶2
答案：D
解析：M的分子式为 C12H12O5，故A正确；M含有碳碳双键，可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色，故B正确；M含有碳碳双键，可以发生加成、加聚、氧化反应，含有酯基，能发生取代反应，故C正确；1 mol M与足量Na生成1 mol氢气，1 mol M与足量NaHCO3溶液反应生成1 mol二氧化碳气体，产生气体的物质的量之比为1∶1，故D错误。
酯的制备实验
3.1-丁醇和乙酸在浓硫酸作用下，通过酯化反应制得乙酸丁酯，反应温度为115～125 ℃，反应装置如图，下列对该实验的描述错误的是( )
A.不能用水浴加热
B.长玻璃导管起冷凝回流作用
C.提纯乙酸丁酯需要经过水、氢氧化钠溶液洗涤
D.加入过量乙酸可以提高1-丁醇的转化率
答案：C
解析：乙酸丁酯在氢氧化钠溶液中容易发生水解，C项错误；在可逆反应中，增加一种反应物的用量可以提高另一种反应物的转化率，D项正确。
羧酸及羧酸衍生物结构的推断
4.判断下列指定分子式和条件的各种同分异构体的数目
分子式 C4H8O2 C5H10O2 C8H8O2 (芳香族)
(1)属于羧酸的种类数
(2)属于酯的种类数
(3)属于酯，水解后的酸和醇(或酚)重新组合后生成的酯的种类数
(4)属于醛，同时能与钠反应放出氢气
答案：(1)2 4 4 (2)4 9 6 (3)12 40 18 (4)5 12 17
5.有机物A、B的分子式均为C11H12O5，均能发生如下转化：
已知：①A、B、C、D均能与NaHCO3反应；
②只有A、D能与FeCl3溶液发生显色反应，A中苯环上的一溴代物只有两种；
③F能使溴水褪色且不含有甲基；
④H能发生银镜反应。
根据题意回答下列问题：
(1)反应③的反应类型是 ；反应⑥的条件是 。
(2)写出F的结构简式： ；D中含氧官能团的名称是 。
(3)E是C的缩聚产物，写出反应②的化学方程式： 。
(4)D在一定条件下反应形成高聚物的化学方程式： 。
(5)写出C→G的化学方程式： 。
答案：(1)消去反应 Cu/Ag，O2、加热
(2)CH2CHCH2COOH 羟基和羧基
(3)nHOCH2CH2CH2COOH
＋(n－1)H2O
(4)
＋(n－1)H2O
(5)2HOCH2CH2CH2COOH
＋2H2O
学生用书 第320页
1.有机物分子的不饱和度(Ω)
(1)根据有机物分子式计算不饱和度(Ω)
对于有机物CxHyOz，Ω＝＝x＋1－。
特别提醒：有机物分子中卤素原子(－X)以及－NO2、－NH2等都视为H原子。
(2)不饱和度与结构的关系
2.限定条件下同分异构体的书写步骤
第一步：依据限定条件，推测“碎片”(原子、基团)的结构；
第二步：摘除“碎片”，构建碳骨架；
第三步：按照思维的有序性组装“碎片”，完成书写。
HOCH2－C≡C－CH2OH的同分异构体中能同时满足下列条件的共有 种(包含顺反异构)。
①链状化合物；
②能发生银镜反应；
③氧原子不与碳碳双键直接相连。
其中，核磁共振氢谱显示为2组峰，且峰面积之比为2∶1的是 (写结构简式)。
答案：9 OHC－CH2－CH2－CHO
1.已知阿魏酸的结构简式为，则同时符合下列条件的阿魏酸的同分异构体的数目为 。
①苯环上有两个取代基，且苯环上的一溴代物只有2种；
②能发生银镜反应；
③与碳酸氢钠溶液反应可生成使澄清石灰水变浑浊的气体；
④遇FeCl3溶液发生显色反应
答案：4
解析：根据条件①，两个取代基处于对位；根据条件②，含有醛基；根据条件③，含有羧基；根据条件④，含有酚羟基，结合阿魏酸的分子式，故符合条件的同分异构体的可能结构为
、、、。
2.化合物Ⅰ(C10H14O)的同分异构体满足以下条件的有 种(不考虑立体异构)；
学生用书 第321页
ⅰ.含苯环且苯环上只有一个取代基
ⅱ.红外光谱无醚键吸收峰其中，苯环侧链上有3种不同化学环境的氢原子，且个数比为6∶2∶1的结构简式为 (任写一种)。
答案：12 (或)
解析：化合物Ⅰ的分子式为C10H14O，计算可得其不饱和度为4，根据题目所给信息，化合物Ⅰ的同分异构体分子中含有苯环(已占据4个不饱和度)，则其余C原子均为饱和碳原子(单键连接其他原子)；又由红外光谱无醚键吸收峰，可得苯环上的取代基中含1个羟基；再由分子中苯环上只含有1个取代基，可知该有机物的碳链结构有如下四种：、、、(1、2、3、4均表示羟基的连接位置)，所以满足条件的化合物Ⅰ的同分异构体共有12种；其中，苯环侧链上有3种不同化学环境的氢原子，且个数比为6∶2∶1的同分异构体应含有两个等效的甲基，则其结构简式为或。
3.M是D()的一种芳香族同分异构体，满足下列条件的M有 种(不包含D物质)。[已知苯胺和甲基吡啶()互为同分异构体，并且均具有芳香性]
①分子结构中含一个六元环，且环上有两个取代基；
②氯原子和碳原子相连。
其中核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积之比为1∶1∶1的物质的结构简式为 。
答案：12
解析：M是D的一种芳香族同分异构体，满足：①分子结构中含一个六元环，且环上有两个取代基，则六元环可以是或；②氯原子和碳原子相连；若六元环为，则取代基为－Cl和－NH2，有邻、间、对三种，间位即为D，所以满足条件的有2种；若六元环为，则取代基为－Cl和－CH3，采用“定一移一”的方法讨论：、、(数字表示甲基可能的位置)，共有4＋4＋2＝10种；综上所述符合条件的同分异构体有10＋2＝12种。
课时测评58 醛、酮、羧酸及羧酸衍生物
(时间：45分钟 满分：60分)
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
选择题1－10题，每小题3分，共30分。
1.下列关于醛的说法正确的是( )
A.醛的官能团是
B.所有醛中都含醛基和烃基
C.一元醛的分子式符合CnH2nO的通式
D.所有醛都能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色，并能发生银镜反应
答案：D
解析：醛的官能团是醛基(－CHO)，A错误；甲醛中无烃基，B错误；只有饱和一元醛的通式为CnH2nO，C错误；醛分子中都含有醛基(－CHO)，醛基有较强的还原性，可还原溴水和酸性KMnO4溶液而使其褪色，D正确。
2.借助下表提供的信息分析，下列实验室制备乙酸丁酯所采取的措施不正确的是( )
物质 乙酸 1-丁醇 乙酸丁酯
沸点/℃ 117.9 117.2 126.3
A.用饱和Na2CO3溶液洗涤产物后分液
B.使用浓硫酸作催化剂
C.采用水浴加热
D.可使用冷凝回流加分水器的方式提高产率
答案：C
解析：制得的乙酸丁酯中混有乙酸和1-丁醇，用饱和碳酸钠溶液进行洗涤，可以中和乙酸，溶解1-丁醇，降低乙酸丁酯在水中的溶解度，有利于乙酸丁酯的分层，A正确；实验室制备乙酸丁酯的反应温度需略高于126.3 ℃，而水浴的最高温度为100 ℃，C错误；使用冷凝回流加分水器不断分离出生成的水，促使酯化反应正向进行，有利于提高乙酸丁酯的产率，D正确。
3.化合物a是一种新型杀虫剂，下列关于化合物a的说法中正确的是( )
A.与FeCl3溶液发生反应显紫色
B.能发生取代反应和银镜反应
C.化合物a是芳香族化合物
D.与H2完全加成时的物质的量之比为1∶1
答案：B
解析：a分子中不含苯环，也没有酚羟基，则A、C错误；a分子中含有一个羟基、两个醛基，可以发生取代反应和银镜反应，B项正确；1 mol a可与3 mol H2发生加成反应，D项错误。
4.一种活性物质的结构简式为，下列有关该物质的叙述正确的是( )
A.能发生取代反应，不能发生加成反应
B.既是乙醇的同系物，也是乙酸的同系物
C.与互为同分异构体
D.1 mol该物质与碳酸钠反应得44 g CO2
答案：C
解析：该物质含有羟基、羧基、碳碳双键，能发生取代反应和加成反应，故A错误；该物质与乙醇、乙酸结构不相似，故B错误；二者的分子式均为C10H18O3，分子式相同，结构不同，互为同分异构体，故C正确；该物质含有一个羧基，1 mol该物质与碳酸钠反应，生成0.5 mol二氧化碳，质量为22 g，故D错误。
5.昆虫信息素是昆虫之间传递信号的化学物质。人工合成信息素可用于诱捕害虫、测报虫情等。一种信息素分子的结构简式如图所示，关于该化合物说法不正确的是( )
A.属于烷烃 B.可发生水解反应
C.可发生加聚反应 D.具有一定的挥发性
答案：A
解析：根据结构简式可知，分子中含C、H、O三种元素，含碳碳双键和酯基，不属于烷烃，A错误；分子中含酯基，在酸性条件或碱性条件下可发生水解反应，B正确；分子中含碳碳双键，可发生加聚反应，C正确；该信息素可用于诱捕害虫、测报虫情，可推测该有机物具有一定的挥发性，D正确。
6.一定条件下，肉桂醛可转化为苯甲醛：
下列说法错误的是( )
A.肉桂醛能发生取代、加成、聚合反应
B.肉桂醛与苯甲醛都能使酸性KMnO4溶液褪色
C.苯甲醛分子的所有原子可能共平面
D.肉桂醛与苯甲醛互为同系物
答案：D
解析：肉桂醛中苯环上能发生取代反应，碳碳双键、苯环和醛基能发生加成反应，碳碳双键能发生聚合反应，A正确；肉桂醛含碳碳双键和醛基，苯甲醛含醛基，都能使酸性KMnO4溶液褪色，B正确；苯环为平面结构，醛基为平面结构，两者通过单键相连，所有原子可能共平面，C正确；肉桂醛含碳碳双键和醛基，苯甲醛含醛基，官能团种类不同，两者不互为同系物，D错误。
7.化合物“E7974”具有抗肿瘤活性，结构简式如下，下列有关该化合物说法正确的是( )
A.能使Br2的CCl4溶液褪色
B.分子中含有3种官能团
C.分子中含有4个手性碳原子
D.1 mol该化合物最多与2 mol NaOH反应
答案：A
解析：根据结构简式可知，“E7974”含有碳碳双键，可使Br2的CCl4溶液褪色，A正确；由结构简式可知，分子中含有、酰胺基、碳碳双键、羧基，共4种官能团，B错误；化合物“E7974”含有的手性碳原子用*标注如图，共3个，C错误；分子中两个酰胺基和一个羧基均能与NaOH溶液反应，故1 mol该化合物最多与3 mol NaOH反应，D错误。
8.已知酸性：＞H2CO3＞，将转变为的方法是( )
A.与足量的NaOH溶液共热，再通入SO2
B.与稀H2SO4共热后，加入足量的NaOH溶液
C.加热溶液，通入足量的CO2
D.与稀H2SO4共热后，加入足量的NaHCO3溶液
答案：D
解析：与足量的NaOH溶液共热，生成羧酸钠和酚钠结构，由于酸性：亚硫酸＞＞，则再通入SO2会生成邻羟基苯甲酸，A错误；与稀H2SO4共热后，生成邻羟基苯甲酸，再加入足量的NaOH溶液，生成羧酸钠和酚钠结构，B错误；加热溶液，通入足量的CO2，不发生反应，C错误；与稀H2SO4共热后，生成邻羟基苯甲酸，加入足量的NaHCO3溶液，－COOH反应生成羧酸钠，酚羟基不反应，D正确。
9.乙酰苯胺俗称“退热冰”，实验室合成路线如下(反应条件略去)，下列说法错误的是( )
A.三个反应中只有②不是取代反应
B.由硝基苯生成1 mol苯胺，理论上转移5 mol电子
C.反应②中加入过量酸，苯胺产率降低
D.在乙酰苯胺的同分异构体中，能发生水解的不少于3种
答案：B
解析：反应②是硝基被还原为氨基，是还原反应，A正确；硝基苯中N元素为＋3价，苯胺中N元素为－3价，所以生成1 mol苯胺理论上转移6 mol电子，故B错误；乙酰苯胺的同分异构体中可以水解的有酰胺类和铵盐类，如邻甲基甲酰苯胺、间甲基甲酰苯胺、对甲基甲酰苯胺、等，所以在乙酰苯胺的同分异构体中，能发生水解的不少于3种，故D正确。
10.(2024·贵阳七校联考)奥司他韦是目前治疗流感最常用的药物之一，其结构简式如图所示。下列有关该化合物的说法正确的是( )
A.分子中的C和N原子均为sp3杂化
B.1 mol该化合物可以和3 mol氢气发生加成反应
C.该化合物能发生水解反应、加成反应、氧化反应和消去反应
D.分子中有2种官能团可以发生水解反应
答案：D
解析：碳碳双键、酯基和酰胺基上的C原子采取sp2杂化，A错误；结构中只有碳碳双键可以和氢气发生加成反应，所以1 mol该物质可以与1 mol H2发生加成反应，B错误；该化合物不能发生消去反应，C错误；分子中的酯基和酰胺基可以发生水解反应，D正确。
11.(6分)某有机物M的结构简式如图所示：
已知：①苯环上羟基(酚羟基)能与氢氧化钠反应，也能与钠反应，但不能与NaHCO3反应；
②羧基、酯基中的碳氧双键不能与氢气加成。回答下列问题：
(1)M中所含官能团有酚羟基、 (填名称)。
(2)M与乙醇在浓硫酸、加热条件下发生反应的反应类型是 (填字母)。
A.加成反应 B.取代反应
C.氧化反应
(3)1 mol M最多能消耗 g NaOH。
(4)在催化剂、加热条件下，1 mol M最多消耗 mol H2。
(5)1 mol M最多能消耗 g Na，1个M分子有 个原子一定共平面。
答案：(1)酯基、羧基 (2)B (3)160 (4)3
(5)46 12
解析：(1)由结构简式可知，M分子含有的官能团为酚羟基、酯基和羧基；(2)由结构简式可知，浓硫酸作用下M分子含有的羧基能与乙醇共热发生酯化反应，酯化反应属于取代反应，故选B；(3)由结构简式可知，M分子含有的酚羟基、酯基和羧基都能与氢氧化钠溶液反应，其中1 mol酚酯基消耗2 mol氢氧化钠，则1 mol M最多能消耗氢氧化钠的质量为1 mol×4×40 g/mol＝160 g；(4)由结构简式可知，M分子含有的苯环在催化剂、加热条件下能与氢气发生加成反应，则1 mol M最多消耗3 mol氢气；(5)由结构简式可知，M分子含有的酚羟基和羧基能与金属钠反应，则1 mol M最多能消耗金属钠的质量为1 mol×2×23 g/mol＝46 g；M分子中苯环上共12个原子一定共面；酚羟基、酯基单键与苯环连接，可旋转，不一定共面；羧基面和苯环面共线，可翻转，二者不一定共面，故1个M分子一定有12个原子共平面。
12.(8分)从冬青中提取出的有机物A可用于合成抗结肠炎药物Y及其他化学品，合成路线如下：
提示：
根据上述信息回答：
(1)请写出Y中含氧官能团的名称： 。
(2)写出反应③的反应类型： 。
(3)写出下列反应的化学方程式：
① 。
⑥ 。
(4)A的同分异构体I和J是重要的医学中间体，在浓硫酸的作用下I和J分别生成和，鉴别I和J的试剂为 。
答案：(1)羧基、(酚)羟基 (2)取代反应
(3)①＋2NaOH＋CH3OH＋H2O
⑥HCHO＋4[Ag(NH3)2]OH(NH4)2CO3＋2H2O＋6NH3＋4Ag↓
(4)FeCl3溶液(或浓溴水)
解析：(1)Y中含氧官能团的名称是(酚)羟基、羧基。(2)根据已知推断H中含硝基，所以反应③的反应类型是取代反应。(3)由反应⑦知B为甲醇，根据反应①的条件推断A中含酯基，由Y的结构简式倒推A的结构简式为，反应①的化学方程式为＋2NaOH＋CH3OH＋H2O。则D为甲醛，与银氨溶液反应的化学方程式为HCHO＋4[Ag(NH3)2]OH(NH4)2CO3＋2H2O＋6NH3＋4Ag↓。(4)由I、J生成的产物的结构简式判断，I中含有酚羟基，J中含有醇羟基，所以鉴别二者的试剂是FeCl3溶液或浓溴水。
13.(16分)已知下列数据：
物质 熔点(℃) 沸点(℃) 密度(g·cm－3)
乙醇 －117.0 78.0 0.79
乙酸 16.6 117.9 1.05
乙酸乙酯 －83.6 77.5 0.90
某学生在实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下：
①配制2 mL浓硫酸、3 mL乙醇(含18O)和2 mL乙酸的混合溶液。
②按下图连接好装置(装置气密性良好)并加入混合液，用小火均匀加热3～5 min。
③待试管乙收集到一定量产物后停止加热，撤出试管乙并用力振荡，然后静置待分层。
④分离出乙酸乙酯，洗涤、干燥。
(1)配制①中混合溶液的方法为 ；
反应中浓硫酸的作用是 ；
写出制取乙酸乙酯的化学方程式： 。
(2)上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是 (填字母)。
A.中和乙酸和乙醇
B.与乙酸反应并吸收乙醇
C.减少乙酸乙酯的溶解
D.加速酯的生成，提高其产率
(3)步骤②中需要小火均匀加热，其主要理由是 ；
步骤③所观察到的现象是 ；
欲将乙试管中的物质分离以得到乙酸乙酯，必须使用的仪器是 ；分离时，乙酸乙酯应从仪器 (填“下口放”或“上口倒”)出。
(4)该同学反复实验，得出乙醇与乙酸的用量和乙酸乙酯生成量如下表：
实验 乙醇(mL) 乙酸(mL) 乙酸乙酯(mL)
① 2 2 1.33
② 3 2 1.57
③ 4 2 x
④ 5 2 1.76
⑤ 2 3 1.55
表中数据x的范围是 ；实验①②⑤探究的是 。
答案：(1)将浓硫酸加入乙醇中，边加边振荡，冷却后加入乙酸 催化剂、吸水剂 CH3COOH＋CH3COHCH3CO 18OCH2CH3＋H2O (2)BC (3)大火加热会导致大量的原料气化而损失 液体分层，上层为无色有香味油状液体，下层为浅红色液体，振荡后下层液体颜色变浅 分液漏斗 上口倒 (4)1.57～1.76 增加乙醇或乙酸的用量对酯的产量的影响
解析：(1)混合时浓硫酸相当于被稀释，故应将浓H2SO4加入乙醇中，冷却后加入乙酸；因酯化反应速率慢且为可逆反应，使用浓硫酸可加快酯化反应的速率并有利于平衡向生成酯的方向移动(吸收了水)；酯化反应的机理是酸脱羟基醇脱氢，故生成的酯中含有18O。(2)使用饱和碳酸钠溶液①可除去混入乙酸乙酯中的乙酸；②可溶解混入乙酸乙酯中的乙醇；③可降低乙酸乙酯的溶解度并有利于液体分层。(3)由表中数据知乙醇的沸点(78.0 ℃)与乙酸乙酯的沸点(77.5 ℃)很接近，若用大火加热，大量的乙醇会被蒸发出来，导致原料的大量损失；因酯的密度小于水的密度，故上层为油状有香味的无色液体，又因会有一定量的乙酸气化，进入乙中与Na2CO3反应，故下层液体红色变浅；将分层的液体分离开必须使用分液漏斗，分液时乙酸乙酯在上层应从上口倒出。(4)根据表格数据可知，该实验探究乙醇、乙酸用量的改变对酯产量的影响情况，分析三组实验数据知，增加乙醇、乙酸的用量，酯的生成量均会增加。
