第四节 羧酸 羧酸衍生物
第1课时 羧酸 酯
1.下列关于羧酸的化学性质的说法正确的是（ ）
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.羧酸不能被还原为相应的醇
2.下列有关常见羧酸的说法中正确的是（ ）
A.常温下，甲酸是一种无色、有刺激性气味的气体，易溶于水
B.乙酸的沸点低于丙醇，高于乙醇
C.苯甲酸的酸性比碳酸强，可以和碳酸氢钠反应制取CO2
D.乙二酸具有还原性，常温下为液体
3.内酯Y可由X通过电解合成，如下图所示。
下列说法正确的是（ ）
A.X的水溶性比Y的水溶性小
B.Y苯环上的一氯代物有4种
C.Y分子中在同一直线上的原子最多为4个
D.1 mol Y最多能与2 mol NaOH溶液反应
4.七叶亭是一种植物抗菌素，适用于细菌性痢疾，其结构如图。下列说法不正确的是（ ）
A.分子中存在3种官能团
B.分子中所有碳原子一定共平面
C.1 mol该物质与足量溴水反应，最多可消耗3 mol Br2
D.1 mol该物质与足量NaOH溶液反应，最多可消耗4 mol NaOH
5.普伐他汀（M，结构如图所示）是一种调节血脂的药物，若1 mol M分别与H2、Na、NaOH、NaHCO3恰好完全反应，则消耗H2、Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为（ ）
A.2∶4∶2∶1 B.3∶4∶2∶1
C.3∶3∶1∶1 D.2∶5∶3∶1
6.分支酸是合成色氨酸和苯丙氨酸的中间体，其结构简式如图。关于分支酸的叙述错误的是（ ）
A.1 mol分支酸与足量的NaHCO3溶液反应，可生成2 mol CO2
B.一定量的分支酸分别与足量的Na、NaOH反应，消耗二者的物质的量相等
C.既能使溴水褪色也能使酸性KMnO4溶液褪色
D.1 mol分支酸最多可与3 mol H2发生加成反应
7.分子式为C9H18O2的有机物A能发生如图所示的变化：
其中B、C的相对分子质量相等，下列有关说法错误的是（ ）
A.C和E互为同系物
B.符合题目条件的A共有4种
C.D既能发生氧化反应，又能发生还原反应
D.符合题目条件的B共有4种
8.根据要求，完成下列问题：
（1）中草药秦皮中含有七叶树内酯，其结构简式为，具有抗菌作用。若1 mol七叶树内酯分别与浓溴水和NaOH溶液完全反应，则消耗Br2的物质的量为 ；消耗NaOH的物质的量为 ；请写出这两个反应的化学方程式
； 。
（2）阿司匹林的结构简式为，则1 mol阿司匹林跟足量的NaOH溶液充分反应，消耗NaOH的物质的量为 ；请写出这个反应的化学方程式 。
（3）与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式： 。
9.某有机化合物的结构简式如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.分子中所有碳原子可能共平面
B.该分子含有3种官能团
C.1 mol该物质与足量溴水反应，最多可消耗4 mol Br2
D.1 mol该物质与足量NaOH溶液反应，最多可消耗2 mol NaOH
10.化合物Y具有抗菌、消炎作用，可由X制得。
下列有关化合物X、Y的说法正确的是（ ）
A.X的分子式为C23H22O5
B.1 mol X最多能与2 mol NaOH反应
C.常温下X、Y分别与足量Br2加成的产物分子中手性碳原子数目相等
D.Y与乙醇发生酯化反应可得到X
11.甘茶素是一种甜味剂，兼具多种药理作用和保健功效，其结构简式如下图所示。下列关于甘茶素分子的说法正确的是（ ）
A.分子式为C16H12O5
B.该物质有三种官能团，酸性条件水解得两种产物
C.所有原子可能共平面，苯环上的一氯代物有7种
D.1 mol甘茶素最多能与6 mol H2发生加成反应
12.五倍子是一种常见的中草药，其有效成分为X。在一定条件下X可分别转化为Y、Z。
下列说法正确的是（ ）
A.在有机物X的1H核磁共振谱图中，峰面积之比为1∶2∶2∶1
B.Y分子中所有原子可能共平面
C.等物质的量的X、Y与足量溴水反应，消耗溴的物质的量相等
D.1 mol Z在碱性条件下水解可生成2 mol X
13.化合物M（）的同分异构体中，同时满足下列条件的共有 种（不考虑立体异构）。
a.能使溴的四氯化碳溶液褪色
b.能与NaHCO3溶液反应
c.苯环上有三个取代基，其中2个为酚羟基
其中核磁共振氢谱有7组峰，且峰面积之比为2∶2∶2∶1∶1∶1∶1的同分异构体的结构简式为
（只写一种）。
14.乙酸丁酯是重要的化工原料，具有水果香味。实验室制备乙酸丁酯（CH3COOCH2CH2CH2CH3）的反应装置示意图和有关信息如下：
乙酸 正丁醇 乙酸丁酯
熔点/℃ 16.6 －89.5 －73.5
沸点/℃ 117.9 117 126.0
密度/（g·cm－3） 1.1 0.80 0.88
（1）乙酸丁酯粗产品的制备
在干燥的50 mL圆底烧瓶中，装入沸石，加入12.0 mL正丁醇和16.0 mL冰醋酸（过量），再加3～4滴浓硫酸。然后再安装分水器（如图）、冷凝管，然后小火加热。写出制备乙酸丁酯的化学方程式： 。装置中冷水应从 （填“a”或“b”）口通入；通过分水器不断分离除去反应生成的水的目的是
。
（2）乙酸丁酯的精制
①将乙酸丁酯粗产品用如下的操作进行精制：
a.水洗 b.蒸馏
c.用无水MgSO4干燥
d.用10％碳酸钠溶液洗涤
正确的操作步骤是 （填字母）。
A.abcd B.cadb
C.dacb D.cdab
②在乙酸丁酯的精制中，用10％碳酸钠溶液洗涤的主要目的是
。
③在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后 （填字母）。
a.直接将乙酸丁酯从分液漏斗的上口倒出
b.直接将乙酸丁酯从分液漏斗的下口放出
c.先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸丁酯从下口放出
d.先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸丁酯从上口倒出
（3）计算产率
测量分水器内由乙酸与丁醇反应生成水的体积为1.8 mL，假设在制取乙酸丁酯过程中反应物和生成物没有损失，且忽略副反应，乙酸丁酯的产率为 （结果保留到小数点后一位）。
15.用[4＋2]环加成反应合成了具有生物活性的多官能团化合物（E），部分合成路线如图：
B（C9H9O3Na）
A
C
D
已知：RCHO
回答下列问题：
（1）写出B的结构简式 。
（2）写出C生成D所需要的试剂与条件： 。
（3）设计实验方案验证产物E中是否含有D物质 。
（4）写出D与足量NaOH溶液共热的反应式
。
（5）结合题示信息，写出仅以乙醛为有机原料合成CH3CH（OH）CH2COOH的合成路线。
16.乙二酸二丁酯
（CH3CH2CH2CH2OOCCOOCH2CH2CH2CH3）为无色油状液体，略带芳香气味，常用作溶剂和有机合成原料。某化学兴趣小组按如下步骤制备乙二酸二丁酯：
a.在100 mL三颈烧瓶中依次加入4.50 g（0.05 mol）草酸、18.30 mL（约0.20 mol）正丁醇和1.08 mL（约0.01 mol）环己烷。
b.用烧瓶夹将三颈烧瓶固定在铁架台及电炉之上，在中间瓶口连接事先装有2.00 mL水的分水器及仪器a，在右侧瓶口插入温度计并使温度计水银球没入液面以下，实验装置如图1所示。
c.加热，形成浊液。继续升温至溶液沸腾并回流，此时温度稳定在70 ℃，待分水器全部被水充满后继续回流30 min，停止反应。
d.移去热源，待温度降至50 ℃左右时将反应液缓慢转移至烧杯中，边搅拌边加入饱和碳酸钠溶液直至无气体产生且溶液显中性，然后将溶液转移至分液漏斗中用10 mL水洗涤，弃去下层废液并将上层油状液体转移至锥形瓶中，用无水硫酸镁干燥20 min后快速过滤，滤液装入蒸馏烧瓶中。
e.蒸馏：如图2所示，连接蒸馏装置，蒸馏收集馏分。得无色透明油状液体，称重并计算产率。产量为3.2 g。
查阅资料得知：
①相关物质的密度、沸点、溶解性如表所示：
物质 密度/（g·cm－3） 沸点/℃ 溶解性
乙二酸 0.99 337.5 易溶于水和有机溶剂
正丁醇 0.81 117 可溶于水，易溶于有机溶剂
环己烷 0.78 80.7 不溶于水，溶于乙醇、乙醚
乙二酸二丁酯 0.98 240 不溶于水，易溶于有机溶剂
②草酸作为活泼的有机二元酸，易解离出质子，作为原料与正丁醇反应，可以自催化酯化反应的进行；环己烷和水能形成共沸体系（沸点为69 ℃）。
③仪器b为分水器，“分水”原理是冷凝液在分水器中分层，上层有机层从支管处流回烧瓶，下层水层从分水器下口放出。
请回答下列问题：
（1）乙二酸二丁酯的分子式为 ；仪器a的名称为 。
（2）加热时，三颈烧瓶内生成乙二酸二丁酯的化学方程式为
；
加入环己烷的目的是
；
分水器上层的液体的主要成分为 。
（3）步骤d中加入饱和碳酸钠溶液直至无气体产生且溶液显中性的目的是 ；图2蒸馏装置有一处错误，改进的方法是 ；乙二酸二丁酯的产率为 ％（保留至小数点后一位）。
（4）传统工业用浓硫酸作催化剂合成乙二酸二丁酯，与上述实验采用的方法相比，工业上使用浓硫酸作催化剂的缺点为 （写一点即可）。
第1课时 羧酸 酯
1.B 羧酸的酸性比碳酸的强，A项错误；酯化反应中，羧酸中的羟基被醇中的—OR取代，B项正确；羧酸中的α-H较活泼，易被取代，C项错误；羧酸在强还原剂如LiAlH4的作用下可以被还原为相应的醇，D项错误。
2.C 常温下甲酸是液体，A不正确；乙酸的沸点高于丙醇，B不正确；苯甲酸的酸性强于碳酸，苯甲酸与碳酸氢钠反应生成苯甲酸钠、水和二氧化碳，C正确；乙二酸具有还原性，能使酸性KMnO4溶液褪色，但其熔点较高，常温下为无色晶体，D不正确。
3.D X结构中含羧基，羧基为亲水性基团，Y结构中含酯基，酯基为憎水性基团，水溶性：X＞Y，A错误；Y中连有酯基的两个苯环不对称，左边上有4个H，为4类H，右边有4个H，为4类H，故一氯代物有8种，B错误；若两个苯环在单键上旋转在同一面上，则Y分子中在同一直线上的原子最多为6个，C错误；Y中含有一个酯基且水解后形成羧基和酚羟基，故1 mol Y最多能与2 mol NaOH溶液反应，D正确。
4.B 七叶亭分子中含有碳碳双键、羟基、酯基3种官能团，A正确；依据苯和乙烯的结构，七叶亭分子中，框内的碳原子一定共平面，圈内的碳原子一定共平面，但两个平面不一定共平面，B不正确；七叶亭分子中，羟基邻位的两个氢原子可以被Br2取代，碳碳双键可以与Br2发生加成反应，则1 mol该物质与足量溴水反应，最多可消耗3 mol Br2，C正确；七叶亭分子中，2个羟基、1个酯基都能与NaOH发生反应，且1 mol该酯基可以与2 mol NaOH发生反应，则1 mol该物质最多可消耗4 mol NaOH，D正确。
5.A M中含有2个碳碳双键，1 mol M最多可消耗2 mol H2，—OH、—COOH均与Na反应，1 mol M与Na反应最多消耗4 mol Na，—COOH和酯基能与NaOH反应，1 mol M最多消耗2 mol NaOH，只有—COOH与NaHCO3反应，1 mol M最多消耗1 mol NaHCO3。
6.B 1 mol分支酸中含2 mol羧基，与足量的NaHCO3溶液反应，可生成2 mol CO2，A项正确；分支酸中的羟基不能与NaOH反应但可以与Na反应，消耗Na、NaOH的物质的量不相等，B项错误；分支酸分子中含碳碳双键，既能使溴水褪色也能使酸性KMnO4溶液褪色，C项正确；1 mol分支酸中含3 mol碳碳双键，最多可与3 mol H2发生加成反应，D项正确。
7.B 有机物A的分子式为C9H18O2，在酸性条件下A水解为B和C两种有机物，A为酯；B和C的相对分子质量相等，羧酸比醇少一个C原子，说明水解后得到的羧酸含有4个C原子，醇含有5个C原子。含有4个碳原子，C为C3H7COOH，E为C4H9COOH，二者互为同系物，A正确；C可能为CH3CH2CH2COOH，CH3CH（CH3）COOH，有2种，B能够氧化生成醛，说明B中含有—CH2OH结构，可能为CH3CH2CH2CH2CH2OH、
CH3CH2CH（CH3）CH2OH、CH2（OH）CH2CH（CH3）CH3、
CH3C（CH3）2CH2OH，有4种，故A共有2×4＝8种，B错误；D为醛，可发生氧化反应生成羧酸，也可被还原为醇，C正确；B的结构有4种，D正确。
8.（1）3 mol 4 mol ＋3Br22HBr＋ ＋4NaOH＋3H2O
（2）3 mol ＋3NaOHCH3COONa＋2H2O＋
（3）＋3NaOHCH3OH＋2H2O＋
解析：（1）根据可知分子中含有2个酚羟基、1个酚羟基形成的酯基和1个碳碳双键，1 mol七叶树内酯与浓溴水完全反应，消耗Br2的物质的量为3 mol，1 mol七叶树内酯与NaOH溶液完全反应，消耗NaOH的物质的量为4 mol，反应的化学方程式分别为＋3Br22HBr＋、＋4NaOH＋3H2O。（2）阿司匹林的结构简式为，分子中含有1个羧基和1个酚羟基形成的酯基，则1 mol阿司匹林跟足量的NaOH溶液充分反应，消耗NaOH的物质的量为3 mol，反应的化学方程式为＋3NaOHCH3COONa＋2H2O＋。（3）中含有2个酚羟基、1个酯基，与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式为＋3NaOHCH3OH＋2H2O＋。
9.A 如图，该分子中存在四个共面的结构，四个平面可以通过一定的旋转使所有碳原子都共面，A正确；该分子含有碳碳双键、酯基、酚羟基、醚键4种官能团，B错误；碳碳双键和Br2发生加成反应，酚羟基对位氢和Br2发生取代反应，1 mol该物质最多可消耗2 mol Br2，C错误；该分子中含有两个酯基和一个酚羟基，故1 mol该物质最多可消耗3 mol NaOH，D错误。
10.C 根据X的结构简式得到X的分子式为C23H24O5，A错误；X含有羧基和酚酯基，因此1 mol X最多能与3 mol NaOH反应，B错误；X、Y都没有手性碳原子，两者在常温下与足量Br2加成，其断键方式都在同样的碳原子上，溴原子连接的方式都一样，得到的产物都有3个手性碳原子即、，C正确；Y含有羟基，能与乙酸发生酯化反应可得到X，D错误。
11.D 根据结构简式可知，其分子式为C16H14O5，A错误；分子中含有羟基、酯基和醚键三种官能团，酸性条件酯基发生水解，但是产物只有1种，B错误；分子中含饱和碳原子，不可能所有原子共平面，C错误；分子中含有2个苯环，1 mol最多可与6 mol H2发生加成反应，酯基中的碳氧双键不能与氢气发生加成，D正确。
12.A 由题干信息知，X中不含碳碳双键，碳碳三键等不饱和键，故不能与Br2发生加成反应，A正确；由题干信息知，1 mol Z中含有5 mol酚羟基和1 mol羧基，酚羟基和羧基均能与Na反应，只有羧基能与NaHCO3 反应，故等物质的量的Z分别与Na和NaHCO3 恰好反应时，消耗Na和NaHCO3的物质的量之比为6∶1，B正确；由题干信息知，1 mol Z中含有5 mol 酚羟基和1 mol羧基各消耗1 mol NaOH，1 mol酯基水解生成1 mol酚羟基和1 mol羧基，则消耗2 mol NaOH，故 1 mol Z最多能与8 mol NaOH发生反应，C正确；由题干信息知，一定条件下，Y中含有碳碳双键故能发生加成反应、氧化反应，含有醇羟基和羧基故能发生取代反应和氧化反应，而且与醇羟基相邻的碳原子上有H原子，能发生消去反应，D正确。
13.48 （或或或）
解析：M的同分异构体中，同时满足条件：a.能使溴的四氯化碳溶液褪色，说明其中含有碳碳双键或碳碳三键；b.能与NaHCO3溶液反应，说明其中含有—COOH；c.苯环上有三个取代基，其中2个为酚羟基；综上所述，苯环上的取代基组合为2个—OH、—CH2CHCHCOOH；2个—OH、—CHCHCH2COOH；2个—OH、
—C（COOH）CHCH3；2个—OH、
—CH（COOH）CHCH2；2个—OH、
—CHC（COOH）CH3；2个—OH、
—CH2C（COOH）CH2；2个—OH、
—C（CH3）CHCOOH；2个—OH、
—C（CH2COOH）CH2；每种组合都由6种位置关系，则符合条件的同分异构体共有6×8＝48种，其中核磁共振氢谱有7组峰，且峰面积之比为2∶2∶2∶1∶1∶1∶1的同分异构体的结构简式为、、、。
14.（1）CH3COOH＋CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3＋H2O
b 使平衡正向移动，提高乙酸丁酯的产率
（2）①C ②除去产品中含有的乙酸、正丁醇等杂质，降低乙酸丁酯在水中的溶解度 ③d
（3）77.1％
解析：（1）正丁醇和冰醋酸装入干燥的圆底烧瓶中，再滴加浓硫酸，用小火加热，制备产品乙酸丁酯，化学方程式：CH3COOH＋CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3＋H2O；为增强冷却效果，冷凝管的冷凝水应充满，故装置中冷水应从b口通入；通过分水器不断分离除去反应生成的水的目的是使平衡正向移动，提高乙酸丁酯的产率。
（2）①乙酸丁酯粗产品含有乙酸、正丁醇等杂质，用10％碳酸钠溶液洗涤可除去乙酸、正丁醇，用水洗除去残留的碳酸钠，再用无水MgSO4干燥，最后通过蒸馏将乙酸丁酯蒸出，故操作步骤是dacb。
②在乙酸丁酯的精制中，用10％碳酸钠溶液洗涤的主要目的是除去产品中含有的乙酸、正丁醇等杂质，降低乙酸丁酯在水中的溶解度。
③在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，由于乙酸丁酯的密度小于水，待分层后先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸丁酯从上口倒出。
（3）测量分水器内由乙酸与正丁醇反应生成水的体积为1.8 mL，水的物质的量为
＝0.1 mol，则根据反应CH3COOH＋CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3＋H2O，可得生成乙酸丁酯的物质的量为0.1 mol；该实验冰醋酸过量，加入的正丁醇质量为12.0 mL×0.80 g·cm－3＝9.6 g，根据反应方程式，理论上可制得乙酸丁酯的物质的量为 mol，则乙酸丁酯的产率为×100％≈77.1 ％。
15.（1） （2）乙醇、浓硫酸、加热 （3）取样，加入FeCl3溶液，若不发生显色反应，说明E中不含D （4）＋2NaOH＋CH3CH2OH＋H2O
（5）CH3CHOCH3CH（OH）CH2CHOCH3CH（OH）CH2COOH。
解析：A发生信息中的反应生成B为，B发生氧化反应然后酸化得到C，C和乙醇发生酯化反应生成D，D发生[4＋2]环加成生成E。（1）B的结构简式为。（2）C和乙醇在浓硫酸作催化剂、加热条件下发生酯化反应生成D，C生成D所需要的试剂与条件：乙醇、浓硫酸、加热。（3）设计实验方案验证产物E中是否含有D物质，实际上是检验酚羟基，可以用FeCl3溶液作试剂，检验方法为取样，加入FeCl3溶液，若不发生显色反应，说明E中不含D。（4）D中酚羟基、酯基水解生成的羧基都能和NaOH以1∶1反应，则D与足量NaOH溶液共热的反应式为＋2NaOH＋CH3CH2OH＋H2O。
（5）CH3CH（OH）CH2COOH由CH3CH（OH）CH2CHO发生氧化反应得到，CH3CHO发生信息中的反应生成
CH3CH（OH）CH2CHO，具体合成路线见答案。
16.（1）C10H18O4 球形冷凝管
（2）HOOCCOOH＋2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OOCCOOCH2CH2CH2CH3＋2H2O 与水形成共沸体系，将水带出，促进反应正向进行，提高产率 环己烷 （3）除去多余的乙二酸 冷凝水从下口进，上口出 31.7 （4）副反应多
解析：（1）由乙二酸二丁酯的结构简式可知，其分子式为C10H18O4；仪器a的名称为球形冷凝管。（2）加热时，三颈烧瓶内乙二酸与正丁醇发生酯化反应生成乙二酸二丁酯的化学方程式为HOOCCOOH＋2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OOCCOOCH2CH2CH2CH3＋2H2O；加入环己烷的目的是与水形成共沸体系，将水带出，促进反应正向进行，提高产率；环己烷不溶于水，密度比水小，故分水器上层的液体的主要成分为环己烷。（3）步骤d中加入饱和碳酸钠溶液直至无气体产生且溶液显中性的目的是除去多余的乙二酸；图2蒸馏装置有一处错误，通入冷凝水的方向错误，改进的方法是冷凝水从下口进，上口出；由乙二酸与正丁醇反应的比例关系可知，乙二酸不足，则理论上生成乙二酸二丁酯0.05 mol，故乙二酸二丁酯的产率为≈31.7％。（4）用浓硫酸作催化剂，正丁醇可能发生消去反应或分子间脱水成醚等反应，与上述实验采用的方法相比，工业上使用浓硫酸作催化剂的缺点为副反应多。
6 / 6第四节 羧酸 羧酸衍生物
第1课时 羧酸 酯
课程 标准 1.了解羧酸的结构和性质，结合实验和乙酸，认识羧酸的性质。 2.结合相关实验，了解酯的结构及主要性质
分点突破（一） 羧酸
1.组成和结构
（1）羧酸的概念：羧酸是由烃基（或氢原子）与 相连而构成的有机化合物。
（2）官能团：羧基 （或 ）。
（3）分子通式：饱和一元脂肪酸的分子通式为 或 。
2.分类
3.常见的几种羧酸
甲酸 苯甲酸 乙二酸
俗称 安息香酸
结构 简式
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 ，易升华，微溶于水，易溶于乙醇 无色 ，通常含有两分子结晶水，可溶于水和乙醇
化学 性质 既表现 的性质，又表现 的性质 表现 的性质 表现 的性质
甲酸 苯甲酸 乙二酸
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
4.物理性质
5.化学性质
羧酸的化学性质主要取决于 官能团。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：
（1）酸性
①羧酸显弱酸性
羧酸是一类弱酸，具有酸类的共同性质。如乙酸的电离方程式为 。乙酸能与碳酸钠反应，其反应方程式为 ，该反应说明其酸性比H2CO3的强。
②醇、酚、羧酸分子中羟基氢原子的活泼性比较（以典型代表物为例）
乙醇 苯酚 乙酸
结构简式 CH3CH2OH CH3COOH
羟基氢原子 的活泼性
电离 不能电离 能电离 能电离
酸碱性 — 极弱的酸性 弱酸性
与Na 反应放出H2 反应放出H2 反应放 出H2
与NaOH 不反应 反应 反应
与Na2CO3 不反应 反应 反应
与NaHCO3 不反应 不反应 反应
由上表可知，常见分子（或离子）中羟基氢原子的活泼性顺序为RCOOH＞H2CO3＞＞HC＞ROH。运用上述实验现象的不同可以判断有机物分子结构中含有的羟基类型。
（2）酯化反应
①羧酸和醇在酸催化下可以发生酯化反应，如乙酸和乙醇生成乙酸乙酯的化学方程式为 。
②酯化反应的机理
可以用同位素示踪法，如＋H—18O—CH2CH3
＋H2O。证明酯化反应的实质是酸脱羟基，醇脱氢。
羧酸的酸性
实验1：证明甲酸、苯甲酸和乙二酸具有酸性
甲酸 苯甲酸 乙二酸
实验内容 向滴有酚酞的NaOH溶液中分别滴加甲酸、苯甲酸和乙二酸溶液，观察溶液颜色的变化
实验现象 溶液的红色最终均褪去
结论 甲酸、苯甲酸和乙二酸均显酸性
实验2：乙酸、碳酸和苯酚的酸性比较
苯酚也有酸性，按提供的仪器和药品，设计实验方案来证明乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱。
注：D、E、F、G分别是双孔橡胶塞上的孔。
【交流讨论】
1.如何组装装置来证明乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱？请根据所给仪器绘制出简易装置图。
2.上述实验中产生的实验现象是什么？由此得出的实验结论是什么？写出各装置发生反应的化学方程式。
3.上述装置中饱和NaHCO3溶液的作用是什么？能否将盛有饱和NaHCO3溶液的装置撤去？
4.结合所学知识及上述实验，乙醇、乙酸、水、苯酚、碳酸五种物质中羟基氢的活泼性由大到小的顺序是什么？
1.泡腾片中含有柠檬酸，结构简式如图，下列有关柠檬酸的说法不正确的是（ ）
A.柠檬酸的分子式为C6H8O7
B.柠檬酸有两种不同的官能团
C.柠檬酸分子中有手性碳原子
D.1 mol该有机物最多与3 mol NaOH反应
2.一种活性物质的结构简式如下，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.1 mol该物质与碳酸钠反应得44 g CO2
C.与互为同分异构体
D.既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物
3.某有机物的结构简式如图所示，等物质的量的该物质分别与Na、NaOH、NaHCO3恰好反应时，消耗的Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为（ ）
A.3∶3∶2 B.3∶2∶1
C.1∶1∶1 D.3∶2∶2
分点突破（二） 酯
1.组成和结构
酯是羧酸分子羧基中的 被—OR'取代后的产物，可简写为RCOOR'，其中R和R'可以相同，也可以不同。
2.物理性质
低级酯是具有 气味的液体，密度一般比水的 ，易溶于有机溶剂。
3.存在
酯类广泛存在于自然界，如苹果里含有戊酸戊酯，菠萝里含有丁酸乙酯。日常生活中的饮料、糖果和糕点等常使用酯类香料。
4.化学性质
酯的重要化学性质之一是可以发生水解反应，生成相应的羧酸和醇。
（1）酯在酸性条件下的水解反应
在酸性条件下，酯的水解是可逆反应。如乙酸乙酯在稀硫酸存在下水解的化学方程式为 。
（2）酯在碱性条件下的水解反应
在碱性条件下，酯水解生成羧酸盐和醇，水解反应是不可逆反应。如乙酸乙酯在氢氧化钠存在下水解的化学方程式为
。
（3）酯化反应与酯的水解反应的比较
酯化反应 酯的水解反应
反应条件 浓硫酸，加热 稀硫酸或NaOH溶液，加热
反应机理 酸脱羟基醇脱氢 断裂酯基（）中的碳氧单键
反应类型 二者均属于取代反应，酯化反应为可逆反应。酯在酸性条件下的水解不完全，可生成醇和羧酸，为可逆反应；在碱性条件下完全水解，生成醇和羧酸盐，为不可逆反应
乙酸乙酯的水解
实验1：酸碱性对酯水解的影响
实验2：温度对酯的水解的影响
【交流讨论】
1.根据实验1和2，填写对应的实验现象和实验结论。
实验 实验现象和实验结论
1 a试管内酯层厚度 ；b试管内酯层厚度 ；c试管内酯层
2 （填试管序号，下同）试管内酯层消失的时间比 试管的长
2.酯的水解反应在稀酸催化下即可发生，说明它的逆反应即酯化反应在该条件下也能进行，而酯化反应却使用浓硫酸，其原因是什么？
1.在阿司匹林的结构简式中，①②③④⑤⑥分别标示其分子中的不同的键。将阿司匹林与足量NaOH溶液共热，发生反应时断键的位置是（ ）
A.①④ B.②⑥
C.③④ D.②⑤
2.分子式为C8H16O2的酯A，在酸性条件下水解生成B和C，且B在一定条件下能氧化成D，D与C互为同分异构体。则有机物A可能的结构有（ ）
A.4种 B.3种
C.2种 D.1种
3.正丁醇（CH3CH2CH2CH2OH）和乙酸在浓硫酸作用下，通过酯化反应制得乙酸正丁酯，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.长玻璃管起冷凝回流作用
C.正丁醇和乙酸至少有一种能消耗完
D.若加入过量乙酸可以提高醇的转化率
酯化反应的类型（理解与辨析）
【典例】 化合物A最早发现于酸牛奶中，它是人体内糖代谢的中间体，可由马铃薯、玉米淀粉等发酵制得，A的钙盐是人们喜爱的补钙剂之一。A在某种催化剂的存在下进行氧化，其产物不能发生银镜反应。在浓硫酸存在下，A可发生如图所示的反应：
（1）写出有机物A的结构简式 。
（2）写出下列反应的化学方程式：
A→B： 。
A→E： 。
（3）A→F的化学方程式为 ，
反应类型为 。
【规律方法】
酯化反应的基本类型
（1）一元醇与一元羧酸之间的酯化反应。
CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O
（2）二元羧酸与一元醇之间的酯化反应。
HOOC—COOH＋2C2H5OHH5C2OOC—COOC2H5＋2H2O
（3）一元羧酸与二元醇之间的酯化反应。
2CH3COOH＋HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH3＋2H2O
（4）二元羧酸与二元醇之间的酯化反应。
此时反应有两种情况：
①＋HOOCCOOCH2CH2OH＋H2O
②＋＋2H2O
（5）羟基酸的自身酯化反应。
此时反应有两种情况[以乳酸（）为例]：
①
②
【迁移应用】
1.分子组成为C3H5O2Cl的含氯有机化合物A，与NaOH水溶液反应后并将其酸化，得到分子组成为C3H6O3的有机化合物B，在适当条件下，每两分子B可以相互发生酯化反应生成1分子C，那么C的结构不可能是（ ）
①CH3CH（OH）COOCH（CH3）COOH
②
③
④
A.①② B.②③
C.①③ D.②④
2.胡妥油是制作香料的原料之一，其合成过程如图所示：
→→
A B
→
C D（胡妥油）
下列说法中正确的是（ ）
A.A属于芳香族化合物 B.B→C是酯化反应
C.C属于酮类 D.D中含有2种官能团
3.酯类中的乙二酸二乙酯（D）可由石油气裂解得到的烯烃进行合成。回答下列问题：
（1）B是A的同系物，则B的结构简式为 。A的电子式为 。
（2）物质C的结构简式： 。
（3）反应②的反应类型是 ；反应③的反应类型是 。
（4）反应①的化学方程式： ；反应②的化学方程式： 。
1.下列说法不正确的是（ ）
A.烃基与羧基直接相连的化合物叫做羧酸
B.饱和链状一元羧酸的组成符合CnH2nO2
C.所有羧酸都易溶于水
D.羧酸的官能团是—COOH
2.碳酸乙烯酯是一种性能优良的溶剂和有机合成的中间体，其结构简式如图。下列说法错误的是（ ）
A.该有机物能发生氧化反应
B.该有机物中所有原子共平面
C.其链状同分异构体可能含醛基
D.1 mol该有机物最多与2 mol NaOH反应
3.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.能发生银镜反应也能与新制的Cu（OH）2反应
C.不能使酸性KMnO4溶液褪色
D.能与单质镁反应
4.1 mol有机物A（分子式为C6H10O4）经水解后得到1 mol有机物B和2 mol有机物C，C经分子内脱水得D，D可以发生加聚反应生成高聚物 CH2—CH2 。由此可推知A的结构简式为（ ）
A.HOOCCH2CH2COOCH2CH3
B.HOOC（CH2）3COOCH3
C.CH3OOC（CH2）2COOCH3
D.CH3CH2OOCCOOCH2CH3
5.莽草酸是合成治疗禽流感的药物——达菲的原料之一。莽草酸的结构简式为。
（1）莽草酸的分子式是 。
（2）莽草酸与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式为
。
（3）莽草酸与乙醇反应的化学方程式是
。
（4）17.4 g 莽草酸与足量碳酸氢钠溶液反应，生成二氧化碳的体积（标准状况）为 。
（5）莽草酸在浓硫酸作用下加热可得到B（B的结构简式为），其反应类型是 。
第1课时 羧酸 酯
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
师生互动
1.（1）羧基（） （2） —COOH
（3）CnH2nO2（n≥1） CnH2n＋1COOH（n≥0） 3.蚁酸 草酸 晶体 晶体 羧酸 醛 羧酸 羧酸 5.羧基 酸性 酯 酰胺
（1）①CH3COOHCH3COO－＋H＋
2CH3COOH＋Na2CO32CH3COONa＋CO2↑＋H2O （2）①CH3COOH＋CH3CH2OH
＋H2O
探究活动
交流讨论
1.提示：
2.提示：第一个装置中有气泡产生，最后一个装置中的溶液变浑浊。酸性强弱顺序是乙酸＞碳酸＞苯酚。各装置发生反应的化学方程式分别为Na2CO3＋2CH3COOH2CH3COONa＋H2O＋CO2↑，NaHCO3＋CH3COOHCH3COONa＋H2O＋CO2↑，＋H2O＋CO2＋NaHCO3。
3.提示：饱和NaHCO3溶液的作用是除去CO2中的乙酸蒸气，因为乙酸也能与苯酚钠反应，产生同样的实验现象，对碳酸酸性大于苯酚的检验产生干扰，故不能撤去。
4.提示：乙酸＞碳酸＞苯酚＞水＞乙醇。
自主练习
1.C 由结构简式知，柠檬酸的分子式为C6H8O7，A正确；柠檬酸中含有羧基、羟基两种不同的官能团，B正确；柠檬酸分子中不含有手性碳原子，C错误；1 mol该有机物含有3 mol羧基可与3 mol NaOH反应，羟基不能与NaOH反应，D正确。
2.C 含碳碳双键可发生加成反应，含—OH、—COOH可发生取代反应，A错误；只有—COOH与碳酸钠反应生成气体，1 mol该物质与碳酸钠反应得0.5 mol CO2即22 g CO2，B错误；二者分子式相同、结构不同，二者互为同分异构体，C正确；与乙醇、乙酸的结构不同，均不互为同系物，D错误。
3.B —OH、—COOH均与Na反应，则1 mol该有机物与Na恰好反应消耗3 mol Na，酚羟基、—COOH与NaOH反应，则1 mol该物质与NaOH恰好反应消耗2 mol NaOH，只有—COOH与NaHCO3反应，则1 mol该物质与NaHCO3恰好反应消耗1 mol NaHCO3，所以等物质的量的该物质分别与Na、NaOH、NaHCO3恰好反应时，消耗的Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为3∶2∶1。
分点突破（二）
师生互动
1.—OH 2.芳香 小 4.（1）CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH （2）CH3COOC2H5＋NaOHCH3COONa＋C2H5OH
探究活动
交流讨论
1.提示：基本不变 减小 基本消失 a b
2.提示：使用浓硫酸的目的是催化的同时吸收生成的水，使平衡最大限度地向生成酯的方向移动，提高酯的产率，故酯化反应中浓硫酸为催化剂、吸水剂。
自主练习
1.B 阿司匹林中能和氢氧化钠溶液反应的结构是酯基和羧基，酯基中碳氧单键断裂，即②号键断裂；羧基中氧氢键断裂，即⑥号键断裂，所以B项正确。
2.C 根据题意可知，C为含4个碳原子的羧酸，若C为（CH3）2CHCOOH、D为CH3CH2CH2COOH，则B为CH3CH2CH2CH2OH；若C为CH3CH2CH2COOH、D为（CH3）2CHCOOH，则B为（CH3）2CHCH2OH，故A有两种结构。
3.C 因为需要的反应温度为115～125 ℃，而水浴加热适合反应温度低于100 ℃的反应，A正确；有易挥发的液体反应物时，为了避免反应物损耗和充分利用原料，可在发生装置中设计冷凝回流装置，实验室可通过在发生装置中安装长玻璃管或冷凝管等实现，B正确；该反应为酯化反应，属于可逆反应，反应物不能消耗完，C错误；酯化反应为可逆反应，增加乙酸的量，可使平衡向生成酯的方向移动，从而提高醇的转化率，D正确。
【关键能力·细培养】
【典例】 （1）提示：。A在浓硫酸作用下可与C2H5OH、CH3COOH反应，说明A分子中含—OH和 —COOH，A与浓硫酸作用生成六元环状化合物，说明其结构简式为。
（2）提示：＋C2H5OH，CH2CHCOOH＋H2O。
（3）提示：＋2H2O，酯化（取代）反应。
迁移应用
1.D 有机化合物B（C3H6O3）可发生分子间酯化反应，推知B中既含羟基，又含羧基，可能的分子结构为或。①③中的物质都可由两分子经分子间酯化得到，②④中的物质则是由两种结构不同的分子发生酯化反应得到的。
2.B A分子中不含有苯环，不属于芳香族化合物，A不正确；B→C是自身的酯化反应，B正确；C分子中含有酯基，属于酯类，C错误；D中只含有碳碳双键1种官能团，D不正确。
3.（1）CH3CHCH2 H︰︰︰︰H
（2）HOOC—COOH
（3）酯化反应（或取代反应） 取代反应（或水解反应）
（4）CH2CH2＋H2OCH3CH2OH 2CH3CH2OH＋HOOC—COOHCH3CH2OOC—COOCH2CH3＋2H2O
解析：D为乙二酸二乙酯，则C2H6O为CH3CH2OH，C为乙二酸，A为石油气裂解得到的烯烃，A与水发生反应生成CH3CH2OH，则A为CH2CH2，B为石油气裂解得到的烯烃，光照下可与氯气发生反应生成C3H5Cl，由反应③可知C3H5Cl为CH2ClCHCH2，则B的结构简式为CH3CHCH2，据此回答。
（1）B的结构简式为CH3CHCH2。CH2CH2的电子式为H︰︰︰︰H。
（2）C为乙二酸，其结构简式为HOOC—COOH。
（3）反应②为乙醇和乙二酸的酯化反应（或取代反应）；反应③为CH2ClCHCH2在氢氧化钠水溶液、加热下的水解反应生成HOCH2CHCH2，则反应类型是取代反应（或水解反应）。
（4）反应①为CH2CH2与H2O发生的加成反应，化学方程式为CH2CH2＋H2OCH3CH2OH。反应②为乙醇和乙二酸的酯化反应，化学方程式为2CH3CH2OH＋HOOC—COOHCH3CH2OOC—COOCH2CH3＋2H2O。
【教学效果·勤检测】
1.C 由烃基和羧基相连构成的有机化合物称为羧酸，A正确；饱和链状一元羧酸的组成符合CnH2nO2，B正确；有些羧酸在水中的溶解度不大，如苯甲酸微溶于水，C错误；羧酸的官能团为羧基（—COOH），D正确。
2.B 该有机物燃烧时发生氧化反应，A正确；该有机物中含2个饱和碳原子，不可能所有原子共平面，B错误；其链状同分异构体可能为OHCCH（OH）CHO，C正确；1 mol该有机物最多与2 mol NaOH反应生成碳酸钠和乙二醇，D正确。
3.C 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。
4.D D可以发生加聚反应生成高聚物
CH2—CH2 ，则D是乙烯，C经分子内脱水得D，则C为乙醇，1 mol有机物A（分子式为C6H10O4）经水解后得到1 mol有机物B和2 mol有机物C，则1个A中含2个酯基，1个B中有2个碳原子。1 mol
HOOCCH2CH2COOCH2CH3水解后得到1 mol乙醇和
1 mol HOOCCH2CH2COOH，不满足条件，A错误；
1 mol HOOC（CH2）3COOCH3水解后得到1 mol甲醇和
1 mol HOOC（CH2）3COOH，不满足条件，B错误；
1 mol CH3OOC（CH2）2COOCH3水解后得到
1 mol HOOC（CH2）2COOH和2 mol甲醇，不满足条件，C错误；1 mol CH3CH2OOCCOOCH2CH3水解后得到
1 mol HOOCCOOH和2 mol乙醇，满足条件，D正确。
5.（1）C7H10O5 （2）＋Br2
（3）＋C2H5OH＋H2O
（4）2.24 L （5）消去反应
解析：（1）由碳原子形成4个化学键及莽草酸结构简式可知，莽草酸的分子式为C7H10O5。（2）莽草酸与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，其化学方程式为＋Br2。（3）莽草酸中含—COOH，与乙醇发生酯化反应，其化学方程式为＋C2H5OH＋H2O。（4）莽草酸和NaHCO3发生的反应可以表示为＋NaHCO3＋H2O＋CO2↑，生成二氧化碳的体积为×22.4 L·mol－1＝2.24 L。（5）在浓硫酸、加热条件下，可发生羟基的消去反应，生成。
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