第2课时 羧酸衍生物
1.下列说法正确的是( )
A.酯类均无还原性,不会与新制Cu(OH)2悬浊液发生氧化反应
B.油脂为高级脂肪酸的甘油酯,属于酯类
C.从溴水中提取Br2可用植物油做萃取剂
D.乙酸乙酯和乙酸互为同分异构体
2.油脂的下列性质和用途中,与其含有不饱和碳碳双键有关的是( )
A.油脂是产生能量最高的营养物质
B.植物油通过氢化可以变为脂肪
C.脂肪是有机体组织里储存能量的重要物质
D.利用油脂在碱性条件下的水解,可以制甘油和肥皂
3.下列关于胺、酰胺的性质和用途正确的是( )
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.酰胺在酸性条件下水解可生成NH3
D.胺和酰胺都是重要的化工原料
4.某物质的结构为,关于该物质的叙述中正确的是( )
A.一定条件下与氢气反应可以生成硬脂酸甘油酯
B.一定条件下与氢气反应可以生成软脂酸甘油酯
C.与氢氧化钠溶液混合加热能得到肥皂的主要成分
D.与其互为同分异构体且完全水解后产物相同的油脂有三种
5.兴趣小组探究用预处理后的废弃油脂进行皂化反应,制备高级脂肪酸钠并回收甘油,简单流程如图所示。下列说法错误的是( )
A.皂化反应完成的标志是液体不分层
B.盐析属于物理变化
C.操作③可用装置M完成(夹持装置略)
D.操作④中包含蒸馏操作
6.西达本胺属于抗癌药物,其结构简式为。下列关于西达本胺的说法不正确的是( )
A.西达本胺的分子式为C22H19FN4O2
B.西达本胺可以与氢气发生加成反应
C.西达本胺具有碱性,可与盐酸发生反应
D.1个西达本胺分子碱性条件下水解可得到3种芳香族化合物
7.1 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
8.已知有机化合物A、B、C、D、E、F、G有如下转化关系,其中C的产量可用来衡量一个国家的石油化工发展水平,G的分子式为C9H10O2,试回答下列有关问题:
(1)G的名称为 。
(2)指出下列反应的反应类型:A转化为B是 ;C转化为D是 。
(3)写出G与足量NaOH溶液反应的化学方程式: 。
(4)符合下列条件的G的同分异构体数目为 种。
①苯环上有3个取代基,且有两个取代基相同;
②能够与新制的银氨溶液反应产生光亮的银镜。
9.一种解热镇痛药主要化学成分的结构简式为,下列有关说法正确的是( )
A.分子式为C18H16NO5
B.含有3种不同的官能团
C.在碱性条件下水解并酸化后得到2种有机产物
D.有2种水解产物能遇FeCl3溶液显紫色
10.现有乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、甲酸、甲酸甲酯、苯、四氯化碳八种失去标签的试剂,只用一种试剂进行鉴别(可以加热),这种试剂是( )
A.溴水 B.新制Cu(OH)2悬浊液
C.酸性高锰酸钾溶液 D.FeCl3溶液
11.分子式为C9H18O2的有机化合物甲,在硫酸存在下与水反应生成乙、丙两种物质,丙经一系列氧化最终可转化为乙的同类物质,又知等质量的乙、丙的蒸气在同温同压下所占体积相同,则甲的酯类同分异构体共有( )
A.8种 B.12种
C.16种 D.18种
12.2,5-二羟基苯甲酸甲酯俗称龙胆酸甲酯,可由龙胆酸与甲醇酯化得到,是合成制药中的常见中间体。其结构简式如图所示。
龙胆酸甲酯
回答以下问题:
(1)龙胆酸甲酯所含官能团的名称为 。
(2)龙胆酸甲酯的分子式为 。
(3)写出龙胆酸甲酯与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式: 。
(4)写出满足下列条件的龙胆酸的两种同分异构体的结构简式: 、 。
①能发生银镜反应;
②能使FeCl3溶液显色;
③酯类;
④苯环上的一氯代物只有2种。
(5)已知X及其他几种有机化合物存在如图转化关系,且测得C4H8含有1个支链,A的核磁共振氢谱中有2组吸收峰。
写出下列反应的化学方程式:
① ;
② ;
③ 。
写出X的结构简式: 。
13.酚酯的合成方法之一是由酚与酰卤()反应制得。是一种医药中间体,常用来制备抗凝血药,可通过下列路线合成:
(1)A与银氨溶液反应有银镜生成,则A的结构简式是 。
(2)BC的反应类型是 。
(3)E的结构简式是 。
(4)写出F和过量NaOH溶液共热时反应的化学方程式: 。
(5)下列关于G的说法正确的是 (填字母)。
a.能与溴单质反应
b.能与金属钠反应
c.1 mol G最多能和3 mol氢气反应
d.分子式是C9H6O3
第2课时 羧酸衍生物
1.B A项中,甲酸酯如HCOOR含有—CHO,可与新制Cu(OH)2悬浊液反应;C项中,植物油中含不饱和键,可与Br2发生加成反应,故不可用植物油萃取Br2;D项中,乙酸乙酯的分子式为C4H8O2,而乙酸的分子式为C2H4O2,故二者不互为同分异构体。
2.B 油脂是产生能量最高的营养物质,与含有的不饱和键无关,A错误;植物油中含有不饱和键,通过催化加氢可使液态油变成固态脂肪,与碳碳双键有关,B正确;脂肪是有机体组织里储存能量的重要物质,与碳碳双键无关,C错误;利用油脂在碱性条件下的水解,可以制甘油和肥皂,利用的是油脂的水解反应,与碳碳双键无关,D错误。
3.D 胺不能发生水解反应,酰胺可以发生水解,A错误;胺具有碱性可以与酸反应生成盐,没有水生成,B错误;酰胺在碱性条件下水解可生成NH3,C错误;胺和酰胺都是重要的化工原料,D正确。
4.C 该物质在一定条件下与氢气反应可以生成,产物既不是硬脂酸甘油酯,又不是软脂酸甘油酯,A、B项错误;该物质在碱性条件下水解得到的高级脂肪酸盐为肥皂的主要成分,C项正确;与其互为同分异构体且完全水解后产物相同的油脂有两种,分别为和,D项错误。
5.C 油脂难溶于水,皂化反应的产物高级脂肪酸钠、甘油都易溶于水,皂化反应完成的标志是液体不分层,A正确;盐析的原理是加入氯化钠固体降低高级脂肪酸钠的溶解度,所以属于物理变化,B正确;向混合溶液中加入NaCl固体,搅拌、静置,高级脂肪酸钠就会从混合物中以固体形式析出,浮在液面上,固液分离不能用分液的方法,C错误;甘油是易溶于水的液体,用蒸馏法从含甘油的混合液中分离出甘油,D正确。
6.D 西达本胺中含有苯环,可以与氢气发生加成反应,同时含有氨基,具有碱性,能与酸反应,西达本胺含有两个苯环,1个西达本胺分子碱性条件下水解可得到2种芳香族化合物。
7.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。
8.(1)乙酸苯甲酯
(2)取代反应(或水解反应) 加成反应
(3)NaOH+CH3COONa+
(4)6
解析:根据题意可知A是;B是
;C是CH2CH2;D是CH3CH2OH;E是CH3CHO;F是CH3COOH;乙酸与苯甲醇发生取代反应(也叫酯化反应),生成乙酸苯甲酯()和水。(1)G的名称为乙酸苯甲酯。(2)A转化为B的反应类型是取代反应;C转化为D的反应类型是加成反应。(3)G与足量NaOH溶液反应的化学方程式是NaOH+CH3COONa+。(4)符合条件①苯环上有3个取代基,且有两个取代基相同;②能够与新制的银氨溶液反应产生光亮的银镜的G的同分异构体数目为6种,它们分别是、、、、、。
9.D 药物主要成分的化学式为C18H17NO5,A错误;分子中只有酯基、酰胺基2种官能团,B错误;碱性条件下水解并酸化后得到4种有机产物,其中2种含有(酚)羟基的有机物遇FeCl3溶液显紫色,C错误,D正确。
10.B 乙醛、甲酸和甲酸甲酯都能与溴水反应而使溴水褪色,不能区分;乙酸乙酯和苯与溴水都不反应,且密度都比水小,不能区分,A错误;新制Cu(OH)2 悬浊液与乙醇不反应但乙醇与水互溶,因此不分层;与乙醛在常温下不反应且不分层,加热发生反应生成砖红色沉淀;与乙酸发生中和反应而使沉淀溶解,溶液呈蓝色;与乙酸乙酯不反应且分层,乙酸乙酯在上层;与甲酸在常温下发生中和反应而使沉淀溶解,溶液呈蓝色,加热时生成砖红色沉淀;与甲酸甲酯在常温下不反应且分层,加热时反应生成砖红色沉淀;与苯不反应且分层,苯在上层;与四氯化碳不反应且分层,四氯化碳在下层,综上分析,根据新制Cu(OH)2悬浊液与上述8种试剂作用的现象,可以鉴别除乙酸乙酯和苯以外的物质,乙酸乙酯有香味可通过闻气味,与苯区分,B正确;乙醇、乙醛、甲酸和甲酸甲酯都能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色,不能区分,C错误;FeCl3溶液与上述8种物质都不反应,不能鉴别,D错误。
11.A C9H18O2在硫酸存在下水解生成羧酸乙和醇丙,二者相对分子质量相同,故丙分子比乙多1个碳原子,即乙为C4H8O2,丙为C5H12O,由于醇丙可连续氧化生成羧酸,故分子结构中含有—CH2OH,醇丙则为C4H9—CH2OH,C4H9—有4种结构,羧酸乙可写为C3H7COOH,C3H7有2种结构,故甲的酯类同分异构体有2×4=8种。
12.(1)(酚)羟基、酯基 (2)C8H8O4
(3)+3NaOHCH3OH+2H2O+
(4)
(5)①n(CH3)2CCH2
②+2H2O
③(CH3)2CHCHO+2[Ag(NH3)2]OH(CH3)2CHCOONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
解析:(1)由龙胆酸甲酯的结构简式可知,其含有的官能团为(酚)羟基、酯基。(2)由龙胆酸甲酯的结构简式可知,其分子式为C8H8O4。(3)(酚)羟基、—COOR均能与NaOH反应。(4)龙胆酸的结构简式为,其同分异构体满足:①能发生银镜反应,则含—CHO;②能使FeCl3溶液显色,则含(酚)羟基;③酯类,则含—COOR;④苯环上的一氯代物只有2种,说明苯环上有2种不同化学环境的氢原子,则符合条件的同分异构体的结构简式为、。(5)由X水解生成龙胆酸和A,A在浓硫酸加热条件下发生消去反应生成含有1个支链的烯烃C4H8,可知A为醇,A的核磁共振氢谱有2组峰,可知其有2种不同化学环境的氢原子,所以A为(CH3)3C(OH),烯烃C4H8的结构简式为(CH3)2CCH2,X的结构简式是。B能经过两步氧化生成D,则B为(CH3)2CHCH2OH,根据B生成C的反应条件可知,C为(CH3)2CHCHO,D为(CH3)2CHCOONH4。
13.(1)CH3CHO (2)取代反应
(3) (4)+3NaOH+CH3COONa+CH3OH+H2O (5)abd
解析:(1)A与银氨溶液反应有银镜生成,则A中存在醛基,由流程可知,A与氧气反应可以生成乙酸,则A为CH3CHO。(2)由B和C的结构简式可以看出,乙酸分子中的羟基被氯原子取代,发生了取代反应。(3)D与甲醇在浓硫酸并加热的条件下发生酯化反应生成E,E的结构简式为。(4)由F的结构简式可知,F分子中含一个酚酯基和一个醇酯基,在碱性溶液中发生水解反应时,1 mol醇酯基消耗1 mol NaOH,1 mol酚酯基消耗2 mol NaOH,故1 mol F最多可消耗3 mol NaOH,F与过量NaOH溶液共热时反应的化学方程式为+3NaOH+CH3COONa+CH3OH+H2O。(5)G分子结构中存在苯环、酯基、羟基、碳碳双键,所以能够与溴单质发生加成反应或者取代反应,能够与金属钠反应产生氢气,a和b选项正确;1 mol G中含1 mol碳碳双键和1 mol苯环,所以最多能与4 mol氢气反应,c选项错误;G的分子式为C9H6O3,d选项正确。
4 / 4第2课时 羧酸衍生物
课程 标准 1.认识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。 2.知道胺和酰胺的结构特点及其应用。 3.能基于官能团、化学键的特点与反应规律分析和推断含酯基、酰胺基的有机化合物的化学性质。 4.结合皂化反应认识油脂在生产、生活中的重要应用
分点突破(一) 羧酸衍生物
1.羧酸衍生物
(1)概念:羧酸分子中羧基上的 被其他原子或原子团取代得到的产物称为羧酸衍生物。
(2)酰基:羧酸分子中的羧基去掉 后剩余的基团称为酰基。
(3)常见的羧酸衍生物:酰卤(RCOX)、酸酐(RCOOOCR')、酯、酰胺等。
2.酯
(1)概念:分子由 和 相连构成的一种羧酸衍生物。
(2)官能团的名称: ,结构简式:。
(3)通式:饱和一元羧酸和饱和一元醇形成的酯的组成通式是CnH2nO2(n≥2)。
(4)命名:依据水解后生成的酸和醇的名称命名,称为“某酸某酯”,如HCOOC2H5命名为甲酸乙酯。
(5)酯的化学性质(水解反应)
①酸性条件
在酸性条件下,酯的水解是可逆反应。酯RCOOR'在稀硫酸存在下水解的化学方程式为 。
②碱性条件
在碱性条件下,酯发生水解反应生成羧酸盐和醇,水解反应是不可逆反应。酯RCOOR'在NaOH存在下水解的化学方程式为 。
3.油脂
(1)组成和结构
油脂的主要成分是 ,其结构简式可表示为 。
(2)分类
(3)化学性质
①水解反应(以硬脂酸甘油酯为例)
a.酸性条件下水解的化学方程式:
。
b.碱性条件下水解的化学方程式: ;
油脂在碱性条件下的水解反应又称为 反应。
②与H2发生加成反应的化学方程式(以油酸甘油酯为例):
;
油脂与H2的加成反应,也称为油脂的 或硬化,由此可获得人造脂肪,也称为硬化油。
4.酰胺
(1)酰胺的结构
酰胺是分子由酰基(结构简式为 )和氨基(结构简式为 )相连构成的羧酸衍生物。酰胺的官能团是酰胺基(结构简式为)。
(2)酰胺的性质
酰胺在通常情况下较难水解,在强酸或强碱存在下长时间加热可水解成羧酸(或羧酸盐)和铵盐(或氨)。乙酰胺在酸性和碱性条件下水解的化学方程式分别为 ,
。
(3)胺
①概念与通式:氨分子中的氢原子被烃基取代后的有机化合物称为胺,通式R—NH2,官能团—NH2。
②化学性质:胺类具有碱性,能与酸反应生成铵盐。
③苯胺与盐酸反应的化学方程式为 ,产物名称为 。
5.甲酸酯的特性
(1)甲酸酯的结构为,是甲酸与醇发生酯化反应的产物。甲酸酯分子中含有酯基和醛基,所以这类酯具有醛和酯的双重性质。
(2)甲酸酯除了能发生水解反应外,还能发生醛基的特征反应,如银镜反应、与新制Cu(OH)2悬浊液反应。由此可知,能发生银镜反应的有醛、甲酸、甲酸酯等含醛基的物质。
1.下列关于油脂的叙述不正确的是( )
A.油脂在碱性条件下的水解属于皂化反应
B.油脂在酸性和碱性条件下水解的共同产物是甘油
C.油脂的主要成分是高级脂肪酸甘油酯
D.油脂都不能使溴水褪色
2.下列有关羧酸及其衍生物的叙述正确的是( )
A.羧酸和酯的通式均可以用CnH2nO2表示
B.可以通过加成反应以植物油为原料制得制作冰激凌的硬化油
C.所有的胺和酰胺都能与酸、碱反应
D.油脂和酯是两类完全不同的有机物
3.分子式为C4H8O2的有机化合物和稀硫酸共热可得到有机化合物A、B,将A氧化最终可得C,且B和C为同系物,若C能发生银镜反应,则原有机化合物的结构简式为( )
A.HCOOCH2CH2CH3
B.CH3COOCH2CH3
C.CH3CH2COOCH3
D.HCOOCH(CH3)2
分点突破(二) 乙酸乙酯的水解
一、实验探究乙酸乙酯的水解
1.水解原理
水解原理的化学方程式:CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH。
2.实验步骤及现象
实验 步骤 (1)向三支试管中分别加入等体积(约2 mL)的稀硫酸、NaOH溶液、蒸馏水 (2)向上述三支试管中分别缓慢加入等体积(约1 mL)的乙酸乙酯 (3)将三支试管放在70 ℃水浴中加热几分钟,观察实验现象
实验 现象 (1)加入稀硫酸的试管中,酯层厚度变薄,略有乙酸乙酯的气味 (2)加入NaOH溶液的试管中,酯层消失,无乙酸乙酯的气味 (3)加入蒸馏水的试管中,酯层厚度几乎未改变,乙酸乙酯的气味很浓
实验 结论 (1)加入稀硫酸的试管中,乙酸乙酯部分水解 (2)加入NaOH溶液的试管中,乙酸乙酯全部水解 (3)加入蒸馏水的试管中,乙酸乙酯未水解
【交流讨论】
1.乙酸乙酯在热水中也几乎不水解,是否说明温度对酯的水解平衡没有影响?
2.请简单描述酯在中性、酸性、碱性条件下的水解反应的不同?
二、酯的水解反应条件和规律
1.生成酯的过程中形成什么键,酯水解就断裂什么键。
2.无机酸、碱都是乙酸乙酯水解的催化剂,在无机酸催化下,乙酸乙酯的水解反应为可逆反应。
CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+
C2H5OH
3.当用碱做乙酸乙酯水解的催化剂时,碱与水解生成的乙酸发生中和反应,可使水解趋于完全。
CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OH
1.CH3COOC2H5在含有O、H2SO4的稀溶液中加热,反应后的混合物中含有18O的分子和不含18O的分子分别是( )
A.2种和5种 B.2种和4种
C.3种和4种 D.都有4种
2.某兴趣小组欲使乙酸乙酯尽可能多地转化生成乙酸和乙醇,设计下列方案,最合理的是( )
A.置于水中加热较长时间
B.滴入稀硫酸加热足够长时间
C.滴入NaOH溶液中充分加热
D.滴入适量NaOH溶液充分加热后先分离出乙醇,再加入稀硫酸转化分离出乙酸
羧酸或酯的同分异构体的数目判断及书写方法(分析与推测)
1.有机物的多种同分异构体中,符合属于酯类、能与氯化铁溶液发生显色反应、苯环含有两个侧链的同分异构体的数目是 种。
2.分子式为C5H10O2的羧酸A可由醇B氧化得到,A和B反应可生成酯C(相对分子质量为172),符合此条件的酯C有 种。
3.有机物A的分子式为C10H12O3,符合下列条件的同分异构体有 种,写出其中有5种不同化学环境氢原子的同分异构体的结构简式: 。
①苯环上有两个取代基;
②能与FeCl3溶液发生显色反应;
③能发生水解反应和银镜反应。
【规律方法】
羧酸或酯的同分异构体的数目判断及书写方法
(1)饱和一元羧酸和饱和一元酯的同分异构现象
碳原子数相同的饱和一元羧酸与饱和一元酯的组成通式均为CnH2nO2(n≥2),它们互为同分异构体。
以C5H10O2为例,含有—COO—结构的同分异构体的数目判断方法如下:
组成通式 R1 R2 种类 物质 类别
—H —C4H9 (4种) 1×4=4 酯
—CH3 —C3H7 (2种) 1×2=2
—C2H5 —C2H5 1×1=1
—C3H7 (2种) —CH3 2×1=2
—C4H9 (4种) —H 4×1=4 羧酸
其中R1、R2采取增碳和减碳法。
①含有—COO—结构的有机物共有4+2+1+2+4=13(种),其中属于酯的有9种,属于羧酸的有4种。
②若将属于酯的有机物在酸性条件下水解为羧酸和醇,将这些醇和羧酸重新组合可形成的酯共有(1+1+1+2)×(4+2+1+1)=40(种)。
(2)饱和一元羧酸和饱和一元酯的其他类别的同分异构体
分子式符合CnO2的有机物常见的有羧酸和酯,有时涉及羟基醛或羟基酮等物质。因此分子式相同的羧酸、酯、羟基醛及羟基酮等物质互为同分异构体。例如分子式为C4H8O2的有机物的可能结构中,属于羟基醛的有5种:
、、HOCH2CH2CH2CHO、、;属于羟基酮的有3种:、、。
【迁移应用】
1.有机物有多种同分异构体,其中含有苯环且属于酯类的有( )
A.6种 B.5种 C.4种 D.3种
2.有机物甲的分子式为C9H18O2,在酸性条件下甲水解为乙和丙两种有机物,在相同的温度和压强下,同质量的乙和丙的蒸气所占体积相同,则甲的可能结构有( )
A.16种 B.14种 C.8种 D.18种
3.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)。
1.关于酯的下列说法正确的是( )
A.酯有刺激性气味
B.油脂属于酯类
C.酯难溶于水且密度大于水
D.酯化反应中用NaOH溶液做催化剂
2.下列说法错误的是( )
A.植物油氢化过程中发生了加成反应
B.油脂的皂化反应属于加成反应
C.天然油脂无恒定的熔、沸点
D.油脂的皂化反应得到高级脂肪酸盐与甘油
3.高温油炸食品中常含有害物质丙烯酰胺()。下列关于丙烯酰胺的叙述错误的是( )
A.属于羧酸
B.能使酸性KMnO4溶液褪色
C.能发生加聚反应生成高分子化合物
D.与H2N—CHCHCHO互为同分异构体
4.某种解热镇痛药的结构简式为
。回答下列相关问题:
(1)该解热镇痛药分子中含有的官能团名称是 。
(2)该解热镇痛药在酸性条件下完全水解得到的产物有 种。
5.某兴趣小组参加实践活动按以下方法步骤制作肥皂。
①向烧杯中加入20 g油脂、10 mL无水乙醇和22 mL 30% NaOH溶液,加热搅拌。当液面出现泡沫后,加强搅拌;当泡沫覆盖整个液面时,停止加热。
②向皂化产物中缓缓加入适量的饱和食盐水(或食盐细粒)并搅拌,冷却后分离出上层的高级脂肪酸钠。
③向分离出的高级脂肪酸钠中加入4 mL饱和Na2SiO3溶液(或4 g松香),倒入模具中,冷凝固化。
请回答下列问题:
(1)在制作过程步骤1中,加入乙醇的作用是 。
(2)步骤②中饱和食盐水的作用是 (填字母)。
A.催化作用 B.与甘油反应 C.盐析使肥皂析出
(3)步骤③中加入饱和Na2SiO3溶液或松香都是作为填料,使肥皂容易成型, (填“增大”或“减小”)肥皂的起泡量程度和耐磨性。
(4)制得的肥皂中仍含有少量油脂,原因是 ,
可采取 的措施避免。
第2课时 羧酸衍生物
【基础知识·准落实】
分点突破(一)
师生互动
1.(1)羟基 (2)羟基 2.(1)酰基 烃氧基 (2)酯基 (5)①RCOOR'+H2ORCOOH+R'OH ②RCOOR'+NaOHRCOONa+R'OH 3.(1)高级脂肪酸甘油酯 (2)饱和脂肪酸甘油酯 不饱和脂肪酸甘油酯 (3)①a.+3H2O3C17H35COOH+ b.+3NaOH3C17H35COONa+ 皂化
②+3H2 氢化
4.(1) —NH2
(2)+H2O+HClCH3—COOH+NH4Cl +NaOHCH3—COONa+NH3↑
(3)③+HCl 盐酸苯胺
自主练习
1.D 有的油脂含有不饱和键,能使溴水褪色。
2.B 饱和一元羧酸和饱和一元酯的组成通式可以用CnH2nO2表示,其中饱和一元羧酸的n≥1,饱和一元酯的n≥2,A错误;植物油发生加成反应(氢化反应)制得硬化油,B正确;酰胺能在酸性、碱性条件下水解,而胺具有碱性只能与酸反应,C错误;油脂属于酯,D错误。
3.C 由题意知,C4H8O2为酯类,水解生成A、B,A能发生氧化,A为醇类,B为羧酸,A的氧化产物C为羧酸,与B互为同系物,则B、C中碳原子数目不相等,C能发生银镜反应,为甲酸,A为甲醇,B为含3个碳原子的羧酸,符合条件的为CH3CH2COOCH3。
分点突破(二)
师生互动
交流讨论
1.提示:酯的水解需要一定的催化剂,在纯水中,酯水解反应的速率很小,几乎不反应,不能说明温度对酯的水解平衡移动没有影响。
2.提示:酸性条件下酯的水解属于可逆反应;中性条件下几乎不反应;碱性条件下酯的水解是不可逆反应。
自主练习
1.B 含有O、H2SO4的稀溶液中存在H2O和O两种分子,CH3COOC2H5水解的生成物是C2H5OH、CH3COOH和CH3CO18OH,发生可逆反应又有部分转化生成CH3COOC2H5、H2O和O。
2.D 乙酸乙酯在纯水中几乎不水解,在稀硫酸中水解有一定限度,在碱性溶液中水解完全,属于不可逆反应。
【关键能力·细培养】
1.提示:能与FeCl3溶液发生显色反应,说明有机物结构中有(酚)羟基,占据苯环一个侧链;另一个侧链则是由2个C原子2个氧原子为主构成的各种酯基结构,结合苯环,可能出现的酯基结构如下:
、、,(酚)羟基(—OH)侧链与每个酯基结构都存在着邻、间、对三种相对位置关系,所以满足题目条件的同分异构体一共是3×3=9种。
2.提示:酯C是由羧酸及相应的醇通过酯化反应得到的。而羧酸是由对应的醇通过氧化反应得到的,由此可知,醇B和羧酸A中的碳原子数相同,且二者的碳骨架结构相似。分子式为C5H10O2的羧酸除去官能团—COOH中的碳原子,还剩4个碳原子,4个碳原子构成的碳骨架有两种:①C—C—C—C、②,—COOH在两种碳骨架中均有两种连接方式,故羧酸A有4种,分别为
CH3CH2CH2CH2COOH、、、,则对应的醇B的结构简式分别是CH3CH2CH2CH2CH2OH、
、、,故由羧酸A和醇B反应生成的酯C也有4种。
3.提示:A的分子式为C10H12O3,由“能与FeCl3溶液发生显色反应”可知苯环上含有(酚)羟基,由“能发生水解反应和银镜反应”可知含有甲酸酯基(),结合“苯环上有两个取代基”可知,将、、、、分别连接在中的①②③位置上,可得到15种符合条件的同分异构体,其中有5种不同化学环境氢原子的结构简式为。
迁移应用
1.A 苯环上只有1个侧链时,侧链有—COOCH3、HCOOCH2—、CH3COO—,共3种结构;苯环上有2个侧链时,侧链为—OOCH和—CH3,有邻、间、对3种结构;故符合条件的同分异构体共6种,A项正确。
2.A 在相同的温度和压强下,同质量的乙和丙的蒸气所占体积相同,则乙、丙两种物质的相对分子质量相等,由甲的分子式为C9H18O2及甲能发生水解反应可知,甲为饱和一元酯,其在酸性条件下的水解产物为饱和一元羧酸和饱和一元醇,根据饱和一元醇的相对分子质量与比它少1个碳原子的饱和一元羧酸的相对分子质量相等,则饱和一元醇为戊醇(C5H12O),饱和一元羧酸为丁酸(C4H8O2)。戊醇的碳骨架分别为C—C—C—C—C、、,羟基在碳骨架上的位置分别有3种、4种、1种,故戊醇共有8种;丁酸的烃基为—C3H7,有2种结构,则丁酸有2种,故甲的可能结构有8×2=16种,A项正确。
3.48 (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、
、、。
【教学效果·勤检测】
1.B 低级酯具有香味,高级酯不具有香味,如油脂,有些酯具有刺激性气味,A项错误;油脂是高级脂肪酸的甘油酯,属于酯类,B项正确;低级酯的密度一般比水的小,C项错误;酯在碱性条件下彻底水解,因此酯化反应中用浓硫酸做催化剂,D项错误。
2.B 植物油的分子结构中含有碳碳不饱和键,与氢气发生加成反应的过程称为油脂的氢化,A项正确;油脂发生皂化反应后生成高级脂肪酸盐和甘油,该反应属于水解反应,不属于加成反应,B项错误,D项正确;天然油脂都是混合物,无恒定的熔、沸点,C项正确。
3.A 丙烯酰胺分子中不含羧基,不属于羧酸,A项错误;丙烯酰胺分子中含有碳碳双键,可以使酸性KMnO4溶液褪色,能发生加聚反应生成高分子化合物,B、C项正确;和H2N—CHCHCHO的分子式均为C3H5NO,而结构不同,因此二者互为同分异构体,D项正确。
4.(1)酯基、酰胺基 (2)4
解析:(1)由该解热镇痛药的结构简式可知其中含酯基和酰胺基2种官能团。(2)该有机化合物分子在酸性条件下2个酯基和1个酰胺基都水解,完全水解得到的生成物有4种。
5.(1)做溶剂,溶解油脂 (2)C (3)增大
(4)乙醇或NaOH量不足,反应过程中没有充分搅拌,加热时间不足 加热并充分搅拌
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第2课时 羧酸衍生物
课
程 标
准 1.认识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。
2.知道胺和酰胺的结构特点及其应用。
3.能基于官能团、化学键的特点与反应规律分析和推断含酯
基、酰胺基的有机化合物的化学性质。
4.结合皂化反应认识油脂在生产、生活中的重要应用
目 录
1、基础知识·准落实
4、学科素养·稳提升
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破(一) 羧酸衍生物
1. 羧酸衍生物
(1)概念:羧酸分子中羧基上的 被其他原子或原子团取
代得到的产物称为羧酸衍生物。
(2)酰基:羧酸分子中的羧基去掉 后剩余的基团称为
酰基。
(3)常见的羧酸衍生物:酰卤(RCOX)、酸酐(RCOOOCR')、酯、酰胺等。
羟基
羟基
2. 酯
(1)概念:分子由 和 相连构成的一种羧酸衍
生物。
(2)官能团的名称: ,结构简式: 。
(3)通式:饱和一元羧酸和饱和一元醇形成的酯的组成通式是
CnH2nO2(n≥2)。
(4)命名:依据水解后生成的酸和醇的名称命名,称为“某酸某
酯”,如HCOOC2H5命名为甲酸乙酯。
酰基
烃氧基
酯基
(5)酯的化学性质(水解反应)
①酸性条件
在酸性条件下,酯的水解是可逆反应。酯RCOOR'在稀硫酸
存在下水解的化学方程式为
。
RCOOR'+H2O RCOOH+
R'OH
②碱性条件
在碱性条件下,酯发生水解反应生成羧酸盐和醇,水解反应
是不可逆反应。酯RCOOR'在NaOH存在下水解的化学方程式
为 。
RCOOR'+NaOH RCOONa+R'OH
3. 油脂
(1)组成和结构
油脂的主要成分是 ,其结构简式可表
示为 。
高级脂肪酸甘油酯
(2)分类
(3)化学性质
①水解反应(以硬脂酸甘油酯 为例)
a.酸性条件下水解的化学方程式:
。
+3H2O 3C17H35COOH+
b.碱性条件下水解的化学方程式:
;油脂在碱性条件下的水
解反应又称为 反应。
+
3NaOH 3C17H35COONa+
皂化
②与H2发生加成反应的化学方程式(以油酸甘油
酯 为例): ;油
脂与H2的加成反应,也称为油脂的 或硬化,由此可
获得人造脂肪,也称为硬化油。
氢化
4. 酰胺
(1)酰胺的结构
酰胺是分子由酰基(结构简式为 )和氨基(结构
简式为 )相连构成的羧酸衍生物。酰胺的官能团
是酰胺基(结构简式为 )。
—NH2
(2)酰胺的性质
酰胺在通常情况下较难水解,在强酸或强碱存在下长时间加
热可水解成羧酸(或羧酸盐)和铵盐(或氨)。乙酰胺在酸
性和碱性条件下水解的化学方程式分别为
,
+H2O+HCl CH3—COOH+NH4Cl
+NaOH CH3—COONa+NH3↑
①概念与通式:氨分子中的氢原子被烃基取代后的有机化合
物称为胺,通式R—NH2,官能团—NH2。
②化学性质:胺类具有碱性,能与酸反应生成铵盐。
③苯胺与盐酸反应的化学方程式为
,产物名称为 。
+
HCl
(3)胺
盐酸苯胺
5. 甲酸酯的特性
(1)甲酸酯的结构为 ,是甲酸与醇发生酯化反应的产
物。甲酸酯分子中含有酯基和醛基,所以这类酯具有醛和酯
的双重性质。
(2)甲酸酯除了能发生水解反应外,还能发生醛基的特征反应,
如银镜反应、与新制Cu(OH)2悬浊液反应。由此可知,能
发生银镜反应的有醛、甲酸、甲酸酯等含醛基的物质。
1. 下列关于油脂的叙述不正确的是( )
A. 油脂在碱性条件下的水解属于皂化反应
B. 油脂在酸性和碱性条件下水解的共同产物是甘油
C. 油脂的主要成分是高级脂肪酸甘油酯
D. 油脂都不能使溴水褪色
解析: 有的油脂含有不饱和键,能使溴水褪色。
2. 下列有关羧酸及其衍生物的叙述正确的是( )
A. 羧酸和酯的通式均可以用CnH2nO2表示
B. 可以通过加成反应以植物油为原料制得制作冰激凌的硬化油
C. 所有的胺和酰胺都能与酸、碱反应
D. 油脂和酯是两类完全不同的有机物
解析: 饱和一元羧酸和饱和一元酯的组成通式可以用CnH2nO2
表示,其中饱和一元羧酸的n≥1,饱和一元酯的n≥2,A错误;
植物油发生加成反应(氢化反应)制得硬化油,B正确;酰胺能在
酸性、碱性条件下水解,而胺具有碱性只能与酸反应,C错误;油
脂属于酯,D错误。
3. 分子式为C4H8O2的有机化合物和稀硫酸共热可得到有机化合物A、
B,将A氧化最终可得C,且B和C为同系物,若C能发生银镜反
应,则原有机化合物的结构简式为( )
A. HCOOCH2CH2CH3 B. CH3COOCH2CH3
C. CH3CH2COOCH3 D. HCOOCH(CH3)2
解析: 由题意知,C4H8O2为酯类,水解生成A、B,A能发生氧
化,A为醇类,B为羧酸,A的氧化产物C为羧酸,与B互为同系
物,则B、C中碳原子数目不相等,C能发生银镜反应,为甲酸,A
为甲醇,B为含3个碳原子的羧酸,符合条件的为
CH3CH2COOCH3。
分点突破(二) 乙酸乙酯的水解
一、实验探究乙酸乙酯的水解
1. 水解原理
水解原理的化学方程式:CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+
C2H5OH。
2. 实验步骤及现象
实
验 步
骤 (1)向三支试管中分别加入等体积(约2 mL)的稀硫酸、
NaOH溶液、蒸馏水
(2)向上述三支试管中分别缓慢加入等体积(约1 mL)的乙酸
乙酯
(3)将三支试管放在70 ℃水浴中加热几分钟,观察实验现象
实
验 现
象 (1)加入稀硫酸的试管中,酯层厚度变薄,略有乙酸乙酯的气
味
(2)加入NaOH溶液的试管中,酯层消失,无乙酸乙酯的气味
(3)加入蒸馏水的试管中,酯层厚度几乎未改变,乙酸乙酯的
气味很浓
实
验 结
论 (1)加入稀硫酸的试管中,乙酸乙酯部分水解
(2)加入NaOH溶液的试管中,乙酸乙酯全部水解
(3)加入蒸馏水的试管中,乙酸乙酯未水解
【交流讨论】
1. 乙酸乙酯在热水中也几乎不水解,是否说明温度对酯的水解平衡没
有影响?
提示:酯的水解需要一定的催化剂,在纯水中,酯水解反应的速率
很小,几乎不反应,不能说明温度对酯的水解平衡移动没有影响。
2. 请简单描述酯在中性、酸性、碱性条件下的水解反应的不同?
提示:酸性条件下酯的水解属于可逆反应;中性条件下几乎不反
应;碱性条件下酯的水解是不可逆反应。
二、酯的水解反应条件和规律
1. 生成酯的过程中形成什么键,酯水解就断裂什么键。
2. 无机酸、碱都是乙酸乙酯水解的催化剂,在无机酸催化下,乙酸乙
酯的水解反应为可逆反应。
CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+C2H5OH
3. 当用碱做乙酸乙酯水解的催化剂时,碱与水解生成的乙酸发生中和
反应,可使水解趋于完全。
CH3COOC2H5+NaOH CH3COONa+C2H5OH
1. CH3COOC2H5在含有 O、H2SO4的稀溶液中加热,反应后的混
合物中含有18O的分子和不含18O的分子分别是( )
A. 2种和5种 B. 2种和4种
C. 3种和4种 D. 都有4种
解析: 含有 O、H2SO4的稀溶液中存在H2O和 O两种
分子,CH3COOC2H5水解的生成物是C2H5OH、CH3COOH和
CH3CO18OH,发生可逆反应又有部分转化生成CH3COOC2H5、H2O
和 O。
2. 某兴趣小组欲使乙酸乙酯尽可能多地转化生成乙酸和乙醇,设计下
列方案,最合理的是( )
A. 置于水中加热较长时间
B. 滴入稀硫酸加热足够长时间
C. 滴入NaOH溶液中充分加热
D. 滴入适量NaOH溶液充分加热后先分离出乙醇,再加入稀硫酸转化分离出乙酸
解析: 乙酸乙酯在纯水中几乎不水解,在稀硫酸中水解有一定
限度,在碱性溶液中水解完全,属于不可逆反应。
关键能力·细培养
2
互动探究 深化认知
羧酸或酯的同分异构体的数目判断及书写方法(分析与推测)
1. 有机物 的多种同分异构体中,符合属于酯类、能
与氯化铁溶液发生显色反应、苯环含有两个侧链的同分异构体的数
目是 种。
提示:能与FeCl3溶液发生显色反应,说明有机物结构中有(酚)
羟基,占据苯环一个侧链;另一个侧链则是由2个C原子2个氧原子
为主构成的各种酯基结构,结合苯环,可能出现的酯基结构如下:
、 、
,
(酚)羟基(—OH)侧链与每个酯基结构都存在着邻、间、对三种相对位置关系,所以满足题目条件的同分异构体一共是3×3=9种。
2. 分子式为C5H10O2的羧酸A可由醇B氧化得到,A和B反应可生成酯C
(相对分子质量为172),符合此条件的酯C有 种。
提示:酯C是由羧酸及相应的醇通过酯化反应得到的。而羧酸是由
对应的醇通过氧化反应得到的,由此可知,醇B和羧酸A中的碳原
子数相同,且二者的碳骨架结构相似。分子式为C5H10O2的羧酸除
去官能团—COOH中的碳原子,还剩4个碳原子,4个碳原子构成的
碳骨架有两种:①C—C—C—C、② ,—COOH在两种碳
骨架中均有两种连接方式,故羧酸A有4种,分别为
CH3CH2CH2CH2COOH、 、 、
,则对应的醇B的结构简式分别是CH3CH2CH2CH2CH2OH、
、 、
故由羧酸A和醇B反应生成的酯C也有4种。
,
3. 有机物A的分子式为C10H12O3,符合下列条件的同分异构体有
种,写出其中有5种不同化学环境氢原子的同分异构体的结构简
式: 。
①苯环上有两个取代基;
②能与FeCl3溶液发生显色反应;
③能发生水解反应和银镜反应。
提示:A的分子式为C10H12O3,由“能与FeCl3溶液发生显色反应”
可知苯环上含有(酚)羟基,由“能发生水解反应和银镜反应”可
知含有甲酸酯基( ),结合“苯环上有两个取代基”可
知,将 、
、 、
、 分别连接在 中的①②③
位置上,可得到15种符合条件的同分异构体,其中有5种不同化学
环境氢原子的结构简式为 。
【规律方法】
羧酸或酯的同分异构体的数目判断及书写方法
(1)饱和一元羧酸和饱和一元酯的同分异构现象
碳原子数相同的饱和一元羧酸与饱和一元酯的组成通式均为CnH2nO2
(n≥2),它们互为同分异构体。
以C5H10O2为例,含有—COO—结构的同分异构体的数目判断方法
如下:
组成通式 R1 R2 种类 物质类别
—H —C4H9 (4种) 1×4=4 酯
—CH3 —C3H7 (2种) 1×2=2 —C2H5 —C2H5 1×1=1 —C3H7 (2种) —CH3 2×1=2 —C4H9 (4种) —H 4×1=4 羧酸
其中R1、R2采取增碳和减碳法。
①含有—COO—结构的有机物共有4+2+1+2+4=13(种),其中
属于酯的有9种,属于羧酸的有4种。
②若将属于酯的有机物在酸性条件下水解为羧酸和醇,将这些醇和羧
酸重新组合可形成的酯共有(1+1+1+2)×(4+2+1+1)=40
(种)。
(2)饱和一元羧酸和饱和一元酯的其他类别的同分异构体分子式符
合Cn O2的有机物常见的有羧酸和酯,有时涉及羟基醛或羟
基酮等物质。因此分子式相同的羧酸、酯、羟基醛及羟基酮等
物质互为同分异构体。例如分子式为C4H8O2的有机物的可能结
构中,属于羟基醛的有5种:
、 、
、 ;属于羟基酮的有3种:
、 、 。
HOCH2CH2CH2CHO、
【迁移应用】
1. 有机物 有多种同分异构体,其中含有苯环且属于酯类
的有( )
A. 6种 B. 5种 C. 4种 D. 3种
解析: 苯环上只有1个侧链时,侧链有—COOCH3、
HCOOCH2—、CH3COO—,共3种结构;苯环上有2个侧链时,侧
链为—OOCH和—CH3,有邻、间、对3种结构;故符合条件的同
分异构体共6种,A项正确。
2. 有机物甲的分子式为C9H18O2,在酸性条件下甲水解为乙和丙两种
有机物,在相同的温度和压强下,同质量的乙和丙的蒸气所占体积
相同,则甲的可能结构有( )
A. 16种 B. 14种 C. 8种 D. 18种
解析: 在相同的温度和压强下,同质量的乙和丙的蒸气所占体
积相同,则乙、丙两种物质的相对分子质量相等,由甲的分子式为
C9H18O2及甲能发生水解反应可知,甲为饱和一元酯,其在酸性条
件下的水解产物为饱和一元羧酸和饱和一元醇,根据饱和一元醇的
相对分子质量与比它少1个碳原子的饱和一元羧酸的相对分子质量
相等,则饱和一元醇为戊醇(C5H12O),饱和一元羧酸为丁酸
(C4H8O2)。戊醇的碳骨架分别为C—C—C—C—C、 、
,羟基在碳骨架上的位置分别有3种、4种、1种,故戊醇共有8种;丁酸的烃基为—C3H7,有2种结构,则丁酸有2种,故甲的可能结构有8×2=16种,A项正确。
3. 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
48
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)。
(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、—
CH2CH CHCOOH;2个—OH、—CH CHCH2COOH;2
个—OH、—C(COOH) CHCH3;2个—OH、—CH
(COOH)CH CH2;2个—OH、—CH C(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 、
、 、 。
教学效果·勤检测
3
强化技能 查缺补漏
1. 关于酯的下列说法正确的是( )
A. 酯有刺激性气味
B. 油脂属于酯类
C. 酯难溶于水且密度大于水
D. 酯化反应中用NaOH溶液做催化剂
解析: 低级酯具有香味,高级酯不具有香味,如油脂,有些酯
具有刺激性气味,A项错误;油脂是高级脂肪酸的甘油酯,属于酯
类,B项正确;低级酯的密度一般比水的小,C项错误;酯在碱性
条件下彻底水解,因此酯化反应中用浓硫酸做催化剂,D项错误。
2. 下列说法错误的是( )
A. 植物油氢化过程中发生了加成反应
B. 油脂的皂化反应属于加成反应
C. 天然油脂无恒定的熔、沸点
D. 油脂的皂化反应得到高级脂肪酸盐与甘油
解析: 植物油的分子结构中含有碳碳不饱和键,与氢气发生加
成反应的过程称为油脂的氢化,A项正确;油脂发生皂化反应后生
成高级脂肪酸盐和甘油,该反应属于水解反应,不属于加成反应,
B项错误,D项正确;天然油脂都是混合物,无恒定的熔、沸点,
C项正确。
3. 高温油炸食品中常含有害物质丙烯酰胺( )。下
列关于丙烯酰胺的叙述错误的是( )
A. 属于羧酸
B. 能使酸性KMnO4溶液褪色
C. 能发生加聚反应生成高分子化合物
解析: 丙烯酰胺分子中不含羧基,不属于羧酸,A项错误;丙
烯酰胺分子中含有碳碳双键,可以使酸性KMnO4溶液褪色,能发
生加聚反应生成高分子化合物,B、C项正确; 和
H2N—CH CHCHO的分子式均为C3H5NO,而结构不同,因此
二者互为同分异构体,D项正确。
4. 某种解热镇痛药的结构简式为 。回
答下列相关问题:
(1)该解热镇痛药分子中含有的官能团名称是
。
解析: 由该解热镇痛药的结构简式可知其中含酯基和酰
胺基2种官能团。
(2)该解热镇痛药在酸性条件下完全水解得到的产物有 种。
解析: 该有机化合物分子在酸性条件下2个酯基和1个酰
胺基都水解,完全水解得到的生成物有4种。
酯基、酰胺
基
4
5. 某兴趣小组参加实践活动按以下方法步骤制作肥皂。
①向烧杯中加入20 g油脂、10 mL无水乙醇和22 mL 30% NaOH溶
液,加热搅拌。当液面出现泡沫后,加强搅拌;当泡沫覆盖整个液
面时,停止加热。
②向皂化产物中缓缓加入适量的饱和食盐水(或食盐细粒)并搅
拌,冷却后分离出上层的高级脂肪酸钠。
③向分离出的高级脂肪酸钠中加入4 mL饱和Na2SiO3溶液(或4 g松
香),倒入模具中,冷凝固化。
请回答下列问题:
(1)在制作过程步骤1中,加入乙醇的作用是
。
(2)步骤②中饱和食盐水的作用是 (填字母)。
A. 催化作用
B. 与甘油反应
C. 盐析使肥皂析出
做溶剂,溶解油
脂
C
(3)步骤③中加入饱和Na2SiO3溶液或松香都是作为填料,使肥皂
容易成型, (填“增大”或“减小”)肥皂的起泡
量程度和耐磨性。
(4)制得的肥皂中仍含有少量油脂,原因是
,可采
取 的措施避免。
增大
乙醇或NaOH量不
足,反应过程中没有充分搅拌,加热时间不足
加热并充分搅拌
学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
1. 下列说法正确的是( )
A. 酯类均无还原性,不会与新制Cu(OH)2悬浊液发生氧化反应
B. 油脂为高级脂肪酸的甘油酯,属于酯类
C. 从溴水中提取Br2可用植物油做萃取剂
D. 乙酸乙酯和乙酸互为同分异构体
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析: A项中,甲酸酯如HCOOR含有—CHO,可与新制Cu
(OH)2悬浊液反应;C项中,植物油中含不饱和键,可与Br2
发生加成反应,故不可用植物油萃取Br2;D项中,乙酸乙酯的
分子式为C4H8O2,而乙酸的分子式为C2H4O2,故二者不互为同
分异构体。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
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2. 油脂的下列性质和用途中,与其含有不饱和碳碳双键有关的是
( )
A. 油脂是产生能量最高的营养物质
B. 植物油通过氢化可以变为脂肪
C. 脂肪是有机体组织里储存能量的重要物质
D. 利用油脂在碱性条件下的水解,可以制甘油和肥皂
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解析: 油脂是产生能量最高的营养物质,与含有的不饱和键无
关,A错误;植物油中含有不饱和键,通过催化加氢可使液态油变
成固态脂肪,与碳碳双键有关,B正确;脂肪是有机体组织里储存
能量的重要物质,与碳碳双键无关,C错误;利用油脂在碱性条件
下的水解,可以制甘油和肥皂,利用的是油脂的水解反应,与碳碳
双键无关,D错误。
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3. 下列关于胺、酰胺的性质和用途正确的是( )
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. 酰胺在酸性条件下水解可生成NH3
D. 胺和酰胺都是重要的化工原料
解析: 胺不能发生水解反应,酰胺可以发生水解,A错误;胺
具有碱性可以与酸反应生成盐,没有水生成,B错误;酰胺在碱性
条件下水解可生成NH3,C错误;胺和酰胺都是重要的化工原料,
D正确。
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4. 某物质的结构为 ,关于该物质的叙述中正确的是
( )
A. 一定条件下与氢气反应可以生成硬脂酸甘油酯
B. 一定条件下与氢气反应可以生成软脂酸甘油酯
C. 与氢氧化钠溶液混合加热能得到肥皂的主要成分
D. 与其互为同分异构体且完全水解后产物相同的油脂有三种
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解析: 该物质在一定条件下与氢气反应可以生成 ,产物既不是硬脂酸甘油酯,又不是软脂酸甘油酯,A、B项错误;该物质在碱性条件下水解得到的高级脂肪酸盐为肥皂的主要成分,C项正确;与其互为同分异构体且完全水解后产物相同的油脂有两种,分别为 和 ,D项错误。
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5. 兴趣小组探究用预处理后的废弃油脂进行皂化反应,制备高级脂肪
酸钠并回收甘油,简单流程如图所示。下列说法错误的是( )
A. 皂化反应完成的标志是液体不分层
B. 盐析属于物理变化
C. 操作③可用装置M完成(夹持装置略)
D. 操作④中包含蒸馏操作
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解析: 油脂难溶于水,皂化反应的产物高级脂肪酸钠、甘油都
易溶于水,皂化反应完成的标志是液体不分层,A正确;盐析的原
理是加入氯化钠固体降低高级脂肪酸钠的溶解度,所以属于物理变
化,B正确;向混合溶液中加入NaCl固体,搅拌、静置,高级脂肪
酸钠就会从混合物中以固体形式析出,浮在液面上,固液分离不能
用分液的方法,C错误;甘油是易溶于水的液体,用蒸馏法从含甘
油的混合液中分离出甘油,D正确。
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6. 西达本胺属于抗癌药物,其结构简式
为 。下列关于西
达本胺的说法不正确的是( )
A. 西达本胺的分子式为C22H19FN4O2
B. 西达本胺可以与氢气发生加成反应
C. 西达本胺具有碱性,可与盐酸发生反应
D. 1个西达本胺分子碱性条件下水解可得到3种芳香族化合物
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解析: 西达本胺中含有苯环,可以与氢气发生加成反应,同时
含有氨基,具有碱性,能与酸反应,西达本胺含有两个苯环,1个
西达本胺分子碱性条件下水解可得到2种芳香族化合物。
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7. 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
解析: D可以发生加聚反应生成高聚物
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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。
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8. 已知有机化合物A、B、C、D、E、F、G有如下转化关系,其中C
的产量可用来衡量一个国家的石油化工发展水平,G的分子式为
C9H10O2,试回答下列有关问题:
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(1)G的名称为 。
解析:根据题意可知A是 ;B是 ;C
是CH2 CH2;D是CH3CH2OH;E是CH3CHO;F是
CH3COOH;乙酸与苯甲醇发生取代反应(也叫酯化反
应),生成乙酸苯甲酯( )和水。(1)G
的名称为乙酸苯甲酯。
乙酸苯甲酯
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(2)指出下列反应的反应类型:A转化为B是
;C转化为D是 。
解析:A转化为B的反应类型是取代反应;C转化为D的反应类型是加成反应。
取代反应(或水解
反应)
加成反应
(3)写出G与足量NaOH溶液反应的化学方程式:
。
NaOH
+ CH3COONa+
解析:G与足量NaOH溶液反应的化学方程式是NaOH+
CH3COONa+ 。
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①苯环上有3个取代基,且有两个取代基相同;
②能够与新制的银氨溶液反应产生光亮的银镜。
(4)符合下列条件的G的同分异构体数目为 种。
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解析:符合条件①苯环上有3个取代基,且有两个取代基相同;②能够与新制的银氨溶液反应产生光亮的银镜的G的同分异构体数目为6种,它们分别是 、 、
、 、 、
。
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9. 一种解热镇痛药主要化学成分的结构简式
为 ,下列有关说法正确的是
( )
A. 分子式为C18H16NO5
B. 含有3种不同的官能团
C. 在碱性条件下水解并酸化后得到2种有机产物
D. 有2种水解产物能遇FeCl3溶液显紫色
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解析: 药物主要成分的化学式为C18H17NO5,A错误;分子中只
有酯基、酰胺基2种官能团,B错误;碱性条件下水解并酸化后得
到4种有机产物,其中2种含有(酚)羟基的有机物遇FeCl3溶液显
紫色,C错误,D正确。
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10. 现有乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、甲酸、甲酸甲酯、苯、四氯
化碳八种失去标签的试剂,只用一种试剂进行鉴别(可以加
热),这种试剂是( )
A. 溴水
B. 新制Cu(OH)2悬浊液
C. 酸性高锰酸钾溶液
D. FeCl3溶液
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解析: 乙醛、甲酸和甲酸甲酯都能与溴水反应而使溴水褪
色,不能区分;乙酸乙酯和苯与溴水都不反应,且密度都比水
小,不能区分,A错误;新制Cu(OH)2 悬浊液与乙醇不反应但
乙醇与水互溶,因此不分层;与乙醛在常温下不反应且不分层,
加热发生反应生成砖红色沉淀;与乙酸发生中和反应而使沉淀溶
解,溶液呈蓝色;与乙酸乙酯不反应且分层,乙酸乙酯在上层;
与甲酸在常温下发生中和反应而使沉淀溶解,溶液呈蓝色,加热
时生成砖红色沉淀;与甲酸甲酯在常温下不反应且分层,加热时
反应生成砖红色沉淀;与苯不反应且分层,苯在上层;
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与四氯化碳不反应且分层,四氯化碳在下层,综上分析,根据新制Cu
(OH)2悬浊液与上述8种试剂作用的现象,可以鉴别除乙酸乙酯和苯
以外的物质,乙酸乙酯有香味可通过闻气味,与苯区分,B正确;乙
醇、乙醛、甲酸和甲酸甲酯都能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色,
不能区分,C错误;FeCl3溶液与上述8种物质都不反应,不能鉴别,D
错误。
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11. 分子式为C9H18O2的有机化合物甲,在硫酸存在下与水反应生成
乙、丙两种物质,丙经一系列氧化最终可转化为乙的同类物质,
又知等质量的乙、丙的蒸气在同温同压下所占体积相同,则甲的
酯类同分异构体共有( )
A. 8种 B. 12种
C. 16种 D. 18种
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解析: C9H18O2在硫酸存在下水解生成羧酸乙和醇丙,二者相
对分子质量相同,故丙分子比乙多1个碳原子,即乙为C4H8O2,
丙为C5H12O,由于醇丙可连续氧化生成羧酸,故分子结构中含
有—CH2OH,醇丙则为C4H9—CH2OH,C4H9—有4种结构,羧酸
乙可写为C3H7COOH,C3H7有2种结构,故甲的酯类同分异构体有
2×4=8种。
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12. 2,5-二羟基苯甲酸甲酯俗称龙胆酸甲酯,可由龙胆酸与甲醇酯化
得到,是合成制药中的常见中间体。其结构简式如图所示。
龙胆酸甲酯
回答以下问题:
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(1)龙胆酸甲酯所含官能团的名称为 。
解析: 由龙胆酸甲酯的结构简式可知,其含有的官能
团为(酚)羟基、酯基。
(2)龙胆酸甲酯的分子式为 。
解析: 由龙胆酸甲酯的结构简式可知,其分子式为
C8H8O4。
(酚)羟基、酯基
C8H8O4
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解析: (酚)羟基、—COOR均能与NaOH反应。
+3NaOH CH3OH+2H2O
+
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(4)写出满足下列条件的龙胆酸的两种同分异构体的结构简
式: 、 。
①能发生银镜反应;
②能使FeCl3溶液显色;
③酯类;
④苯环上的一氯代物只有2种。
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解析: 龙胆酸的结构简式为 ,其同分
异构体满足:①能发生银镜反应,则含—CHO;②能使
FeCl3溶液显色,则含(酚)羟基;③酯类,则含—COOR;
④苯环上的一氯代物只有2种,说明苯环上有2种不同化学环
境的氢原子,则符合条件的同分异构体的结构简式
为 、 。
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(5)已知X及其他几种有机化合物存在如图转化关系,且测得
C4H8含有1个支链,A的核磁共振氢谱中有2组吸收峰。
写出下列反应的化学方程式:
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② ;
n(CH3)2C CH2
+2H2O
(CH3)2CHCHO+2[Ag(NH3)2]OH (CH3)
2CHCOONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
写出X的结构简式: 。
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解析: 由X水解生成龙胆酸和A,A在浓硫酸加热条件
下发生消去反应生成含有1个支链的烯烃C4H8,可知A为醇,
A的核磁共振氢谱有2组峰,可知其有2种不同化学环境的氢
原子,所以A为(CH3)3C(OH),烯烃C4H8的结构简式为
(CH3)2C CH2,X的结构简式是 。B
能经过两步氧化生成D,则B为(CH3)2CHCH2OH,根据B
生成C的反应条件可知,C为(CH3)2CHCHO,D为
(CH3)2CHCOONH4。
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13. 酚酯的合成方法之一是由酚与酰卤( )反应制
得。 是一种医药中间体,常用来制备抗凝血药,可通
过下列路线合成:
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(1)A与银氨溶液反应有银镜生成,则A的结构简式
是 。
解析: A与银氨溶液反应有银镜生成,则A中存在醛
基,由流程可知,A与氧气反应可以生成乙酸,则A为
CH3CHO。
(2)B C的反应类型是 。
解析: 由B和C的结构简式可以看出,乙酸分子中的羟
基被氯原子取代,发生了取代反应。
CH3CHO
取代反应
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(3)E的结构简式是 。
解析: D与甲醇在浓硫酸并加热的条件下发生酯化反
应生成E,E的结构简式为 。
(4)写出F和过量NaOH溶液共热时反应的化学方程
式:
。
+3NaOH +
CH3COONa+CH3OH+H2O
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解析: 由F的结构简式可知,F分子中含一个酚酯基和
一个醇酯基,在碱性溶液中发生水解反应时,1 mol醇酯基
消耗1 mol NaOH,1 mol酚酯基消耗2 mol NaOH,故1 mol F
最多可消耗3 mol NaOH,F与过量NaOH溶液共热时反应的
化学方程式为 +3NaOH +
CH3COONa+CH3OH+H2O。
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(5)下列关于G的说法正确的是 (填字母)。
a.能与溴单质反应
b.能与金属钠反应
c.1 mol G最多能和3 mol氢气反应
d.分子式是C9H6O3
abd
解析: G分子结构中存在苯环、酯基、羟基、碳碳双
键,所以能够与溴单质发生加成反应或者取代反应,能够与
金属钠反应产生氢气,a和b选项正确;1 mol G中含1 mol碳
碳双键和1 mol苯环,所以最多能与4 mol氢气反应,c选项
错误;G的分子式为C9H6O3,d选项正确。
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感谢欣赏
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