第三章第三节羧酸酯.docx

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第三章第三节羧酸酯

第三节　羧酸　酯

　1.熟悉羧酸的概念及分类。

　2.了解乙酸的酸性，明确乙酸酯化反应的断键特点。

3．了解酯的结构特点及性质，了解酯的酸性水解和碱性水解的差别。

　4.掌握乙酸乙酯的实验室制法。

　羧　酸[学生用书P46]

1．羧酸的结构和分类

（1）概念：

由烃基与羧基相连构成的化合物。

（2）通式：

R—COOH（R为烃基或氢原子），官能团：

—COOH。

饱和一元脂肪酸的分子通式：

CnH2n＋1COOH或CmH2mO2。

（3）分类

①按分子中烃基的结构分

羧酸

②按分子中羧基的数目分

羧酸

2．乙酸的性质

（1）物理性质

颜色

状态

气味

溶解性

熔点

无色

液体

有强烈刺激性气味

易溶于水和乙醇

16.6℃，温度低于熔点凝结成冰样晶体，又称冰醋酸

（2）化学性质

①酸性：

CH3COOHCH3COO－＋H＋，乙酸是一种弱酸，比碳酸酸性强，具有酸的通性。

例如：

2CH3COOH＋Na2CO3―→2CH3COONa＋CO2↑＋H2O。

②酯化反应

如乙酸与乙醇的反应：

3．羧酸的化学性质

羧酸的化学性质与乙酸相似，主要取决于官能团—COOH。

（1）弱酸性

由于—COOH能电离出H＋，使羧酸具有弱酸性。

羧酸具有酸的通性。

例如：

2RCOOH＋Na2CO3―→2RCOONa＋CO2↑＋H2O。

（2）酯化反应

反应原理：

羧酸与醇发生酯化反应时，一般情况下，羧酸脱去羟基，醇脱去氢原子。

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）乙酸分子中含有羧基，可与NaHCO3溶液反应生成CO2。

（　　）

（2）向苯酚和醋酸中滴加少量紫色石蕊试液，溶液都变为红色。

（　　）

（3）1molC2H5OH和1molCH3COOH在浓硫酸作用下加热可以完全反应生成1molCH3COOC2H5。

（　　）

（4）乙酸分子中含有碳氧双键，一定条件下乙酸能与氢气发生加成反应。

（　　）

（5）在酸性条件下，CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH。

（　　）

答案：

（1）√　

（2）×　（3）×　（4）×　（5）×

2．下列关于乙酸的说法不正确的是（　　）

A．乙酸是一种重要的有机酸，是具有强烈刺激性气味的液体

B．乙酸分子中含有四个氢原子，所以乙酸是四元酸

C．无水乙酸又称冰醋酸，它是纯净物

D．乙酸易溶于水和乙醇

解析：

选B。

CH3COOH分子中虽然有4个氢原子，但是只有羧基上的氢原子可以电离出H＋，所以乙酸是一元酸。

3．下列说法正确的是（　　）

A．只有链烃基与羧基直接相连的化合物才叫羧酸

B．饱和一元脂肪酸的组成符合通式CnH2nO2

C．羧酸在常温下都呈液态

D．羧酸的官能团是COOH

答案：

B

1．酯化反应的规律

羧酸与醇发生酯化反应时，一般是羧酸分子中的羟基与醇分子中羟基上的氢原子结合生成水，其余部分结合生成酯，即“酸脱羟基醇脱氢”。

2．酯化反应的类型

（1）一元羧酸与一元醇之间的酯化反应

CH3COOH＋C2H5OH

CH3COOC2H5＋H2O

（2）二元羧酸与一元醇之间的酯化反应

（3）二元醇与一元羧酸之间的酯化反应

（4）二元羧酸与二元醇之间可得普通酯、环酯和高聚酯的酯化反应

（该反应将在第五章中学到）

　已知

在水溶液中存在平衡：

，当CCH318OOH与

发生酯化反应时，不可能生成的是（　　）

[解析]　因存在

平衡，因此可发生的反应有两种可能，如下所示：

[答案]　A

　羧酸的结构与性质

1．现有甲基、羟基、羧基、苯基四种基团，两两组合形成化合物，其水溶液呈酸性的有（　　）

A．3种B．4种

C．5种D．6种

解析：

选B。

此题是联系结构和性质的一种题型，首先，四种基团两两组合可得6种物质，即CH3OH、CH3COOH、

、H2CO3、

和

。

注意不要漏掉H2CO3（结构简式为

）。

2．苹果酸的结构简式为

，下列说法正确的是（　　）

A．苹果酸中能发生酯化反应的官能团有2种

B．1mol苹果酸可与3molNaOH发生中和反应

C．1mol苹果酸与足量金属Na反应生成1molH2

D．

与苹果酸互为同分异构体

解析：

选A。

A.由苹果酸的结构简式可知，含有羟基和羧基两种官能团，两者都能发生酯化反应，该选项正确。

B．苹果酸中只有羧基能和NaOH反应，故1mol苹果酸只能与2molNaOH发生中和反应，该选项错误。

C．羧基和羟基都能与Na反应放出H2，故1mol苹果酸能与3molNa反应生成1.5molH2，该选项错误。

D．此结构简式与题干中的结构简式表示的是同一种物质，该选项错误。

　酯化反应

3．当乙酸分子中的O都是18O，乙醇分子中的O都是16O，两者在一定条件下反应所生成的水的相对分子质量为（　　）

A．16B．18

C．20D．22

解析：

选C。

抓住酯化反应的机理，即“酸脱羟基，醇脱氢”：

，由以上可知生成的水中有18O，H

O的相对分子质量为20，故选C。

4．（2016·高考上海卷）乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业，中学化学实验常用a装置来制备。

完成下列填空：

（1）实验时，通常加入过量的乙醇，原因是______________________________________。

加入数滴浓硫酸即能起催化作用，但实际用量多于此量，原因是____________________________________；浓硫酸用量又不能过多，原因是________________________________________________________________________。

（2）饱和Na2CO3溶液的作用是________、________、________________。

（3）反应结束后，将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中，________、________，然后分液。

（4）若用b装置制备乙酸乙酯，其缺点有________________________________________________________________________、

________________。

由b装置制得的乙酸乙酯粗产品经饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后，还可能含有的有机杂质是________，分离乙酸乙酯与该杂质的方法是______________。

答案：

（1）增大反应物浓度，使平衡向生成酯的方向移动，提高酯的产率（合理即可）　浓H2SO4能吸收生成的水，使平衡向生成酯的方向移动，提高酯的产率　浓H2SO4具有强氧化性和脱水性，会使有机物碳化，降低酯的产率

（2）中和乙酸　溶解乙醇　减少乙酸乙酯在水中的溶解

（3）振荡　静置

（4）原料损失较大　易发生副反应　乙醚　蒸馏

　酯[学生用书P48]

1．组成和结构

（1）酯是羧酸分子中羧基上的—OH被—OR'取代后的产物，简写成RCOOR'，R和R'可以相同，也可以不同。

其中R是烃基，也可以是H，但R'只能是烃基。

（2）羧酸酯的官能团是

。

（3）饱和一元羧酸CnH2n＋1COOH和饱和一元醇CmH2m＋1OH生成酯的结构简式为

，故饱和一元酯的通式为CnH2nO2（n≥2）。

（4）命名：

根据生成酯的酸和醇命名为某酸某酯，如CH3COOCH2CH3：

乙酸乙酯；HCOOCH2CH3：

甲酸乙酯。

2．性质（化学性质以CH3COOC2H5为例）

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）乙酸和乙酸乙酯都能发生取代反应。

（　　）

（2）酯化反应中浓硫酸起催化作用和脱水作用。

（　　）

（3）用NaOH溶液除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸。

（　　）

（4）一定条件下，

能发生水解反应和银镜反应。

（　　）

答案：

（1）√　

（2）×　（3）×　（4）√

2．下列说法正确的是（　　）

A．酸和醇发生的反应一定是酯化反应

B．酯化反应中羧酸脱去羧基中的羟基，醇脱去羟基上的氢原子

C．浓硫酸在酯化反应中只起催化剂的作用

D．欲使酯化反应生成的酯分离并提纯，可以将弯导管伸入饱和Na2CO3溶液的液面以下，再用分液漏斗分离

答案：

B

3．有机物

在一定条件下发生水解反应生成两种有机物，它在水解时，断裂的键是________（填序号）。

答案：

③⑤

1．酯化反应与酯的水解反应的比较

酯化反应

水解反应

反应关系

CH3COOH＋C2H518OHCH3CO18OC2H5＋H2O

催化剂

浓硫酸

稀硫酸或NaOH

催化剂的其他作用

吸收水使平衡右移，提高反应物的转化率

NaOH中和酯水解生成的CH3COOH，增大酯的水解程度

反应类型

取代反应

2.酯水解时的定量关系

（1）1mol

水解一般需要1molH2O（或1molNaOH）生成1mol—COOH（或—COONa）和1mol—OH，

酯化反应中，1mol—COOH和1mol—OH酯化生成1mol

和1molH2O。

（2）羧酸的酚酯水解时，由于生成酚钠，增加了NaOH的消耗量，

3．酯的同分异构体的书写方法

（1）书写酯的同分异构体时，主要通过变换

两侧的碳原子来完成，减去

左侧的C原子加在

的右侧，如分子式为C4H8O2的酯有如下几种：

（2）书写时，还要注意酯结构中来自羧酸和醇部分的碳链异构引起的同分异构体。

　邻甲基苯甲酸（

）有多种同分异构体，其中属于酯，但分子结构中含有甲基和苯环的同分异构体有（　　）

A．2种　　　B．3种

C．4种D．5种

[解析]　符合条件的同分异构体中必须含有苯环，若苯环上有两个取代基，则其中一个是甲基，另一个是酯基，它们分别为

、

、

；若苯环上只有一个取代基，则为

、

。

[答案]　D

若上述例题中属于酯的条件改为“分子结构中含有苯环”，即不再限制必含甲基，则其同分异构体有________种。

解析：

有6种，增加了

。

答案：

6

　酯的结构与性质

1．乙酸甲酯在KOH溶液催化下水解得到的产物是（　　）

A．乙酸和甲醇B．乙酸钾和乙醇

C．甲酸和甲醇D．乙酸钾和甲醇

解析：

选D。

在碱性条件下，生成的乙酸会继续与碱反应生成乙酸盐。

2．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1mol七叶树内酯分别与浓溴水和NaOH溶液完全反应，则消耗Br2和NaOH的物质的量分别为（　　）

A．3mol、2molB．3mol、3mol

C．2mol、2molD．3mol、4mol

解析：

选D。

从七叶树内酯的结构简式可以看出，其分子中右侧的环不是苯环，1mol七叶树内酯分子中含有2mol酚羟基，可以和2molNaOH发生中和反应，1mol酯基水解后产生1mol酚羟基和1mol羧基，消耗2molNaOH；含酚羟基的苯环上可发生溴的取代反应，消耗2molBr2，而右侧环上的碳碳双键可以和溴发生加成反应，消耗1molBr2。

因此1mol七叶树内酯分别与浓溴水和NaOH溶液反应消耗3molBr2、4molNaOH。

3．乙酸橙花酯是一种食用香料，其结构如图所示。

下列有关该物质的说法中正确的是（　　）

A．该有机物的分子式为C11H18O2

B．1mol该有机物最多可与3molH2反应

C．能发生加成、取代、氧化、加聚反应

D．在碱性条件下水解，1mol该有机物最多消耗2molNaOH

解析：

选C。

该有机物中有12个碳原子，A项错误；该有机物中只有碳碳双键能与H2发生加成反应，B项错误；该有机物中能消耗NaOH的只有酯基，D项错误。

4．化合物A，学名邻羟基苯甲酸，俗名水杨酸，其结构简式如图所示。

（1）将A跟足量的下列物质的溶液反应可得到一种钠盐，其化学式为C7H5O3Na的是________。

A．NaOHB．Na2CO3

C．NaHCO3D．NaCl

（2）水杨酸的同分异构体中，既属于酚类又属于酯类的化合物有________种，其结构简式分别为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）水杨酸的同分异构体中，属于酚类但不属于酯类，也不属于羧酸类的化合物必定含有________基（填写除了羟基以外的官能团名称）。

答案：

（1）C　

（2）3　

、

、

　（3）醛

重难易错提炼

1.了解一个顺序：

羟基氢的活泼性顺序为羧基>酚羟基>水中羟基>醇羟基。

2.掌握酯化反应

（1）实质：

酸脱羟基，醇脱氢；

（2）重要反应：

CH3COOH＋CH3CH2OH

CH3COOC2H5＋H2O；

（3）条件：

浓硫酸且需要加热。

3.掌握酯水解的重要条件及规律

（1）稀硫酸加热，此时酯水解生成羧酸和醇；

（2）氢氧化钠溶液加热，此时酯水解生成羧酸钠和醇。

课后达标检测[学生用书P105（单独成册）]

[基础巩固]

1．下列物质中，不属于羧酸类有机物的是（　　）

A．乙二酸　　　B．苯甲酸

C．硬脂酸D．石炭酸

解析：

选D。

要确定有机物是否为羧酸，关键看有机物中是否含有羧基。

石炭酸即苯酚，属于酚类。

2．下列有关乙酸结构的表示或说法中错误的是（　　）

A．乙酸的比例模型为

B．乙酸分子中所有原子均位于同一平面上

C．乙酸的结构简式为CH3COOH，官能团名称为羧基

D．乙酸分子中既存在极性键又存在非极性键

解析：

选B。

乙酸分子中含有甲基，因此所有原子不可能共平面。

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

C．不能使KMnO4酸性溶液褪色

D．能与单质镁反应

解析：

选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．下列说法中正确的是（　　）

A．RCOOH与R′OH发生酯化反应时生成ROOCR′

B．能与NaOH溶液反应，分子式为C2H4O2的有机物一定是羧酸

C．甲酸乙酯、乙酸甲酯、丙酸互为同分异构体

D．甲醛与乙酸乙酯的最简式相同

解析：

选C。

发生酯化反应时，R′OH脱去羟基上的H原子，RCOOH脱去羟基，反应生成RCOOR′，故A错误；分子式为C2H4O2的有机物可能为乙酸或甲酸甲酯，两者都能与氢氧化钠溶液反应，所以分子式为C2H4O2的有机物不一定是羧酸，可能为酯类，故B错误；甲酸乙酯、乙酸甲酯、丙酸的分子式都是C3H6O2，三者的结构不同，所以它们互为同分异构体，故C正确；甲醛的最简式和分子式都是CH2O，乙酸乙酯的分子式为C4H8O2，最简式为C2H4O，所以甲醛与乙酸乙酯的最简式不同，故D错误。

5．某羧酸酯的分子式为C10H18O3，1mol该酯完全水解可得到1mol羧酸和1mol乙醇，该羧酸的分子式为（　　）

A．C8H16O2B．C8H16O3

C．C8H14O2D．C8H14O3

解析：

选D。

某羧酸酯的分子式为C10H18O3，1mol该酯完全水解可得到1mol羧酸和1mol乙醇，说明酯中含有1个酯基，设羧酸为M，则反应的化学方程式为C10H18O3＋H2O

M＋C2H6O，由质量守恒可知M的分子式为C8H14O3，选项D符合题意。

6.1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℃，反应装置如图所示。

下列对该实验的描述错误的是（　　）

A．不能用水浴加热

B．长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

解析：

选C。

A项，该反应温度为115～125℃，超过了100℃，故不能用水浴加热；B项，长导管可以进行冷凝回流；C项，提纯乙酸丁酯不能用NaOH溶液洗涤，酯在强碱性条件下会发生较彻底的水解反应；D项，增大乙酸的量可提高醇的转化率。

7．某有机物A的结构简式为

，取一定量Na、NaOH、NaHCO3分别与等物质的量的该物质充分反应（反应时可加热煮沸），则Na、NaOH、NaHCO3三种物质的物质的量之比为（　　）

A．2∶2∶1B．1∶1∶1

C．3∶2∶1D．3∶3∶2

解析：

选C。

有机物A的分子中含有醇羟基、酚羟基、醛基、羧基，因此它同时具有醇、酚、醛、酸四类物质的化学特性。

与钠反应时，酚羟基、羧基、醇羟基均能参加反应，1molA消耗3molNa；与NaOH反应的官能团是酚羟基、羧基，1molA消耗2molNaOH；与NaHCO3反应的官能团只有羧基，1molA能与1molNaHCO3反应。

故Na、NaOH、NaHCO3三种物质的物质的量之比为3∶2∶1。

8．某有机物的结构简式是

，关于它的性质描述正确的是（　　）

①能发生加成反应；②能溶于NaOH溶液中，且1mol该有机物消耗3molNaOH；③能水解生成两种酸；④不能使溴水褪色；⑤能发生酯化反应；⑥有酸性。

A．①②③B．②③⑤

C．仅⑥D．①②③④⑤⑥

解析：

选D。

所给结构中含有苯环，可发生加成反应；含有—COOH，有酸性，可与NaOH溶液反应；含有酯基，可发生水解反应，生成CH3COOH和

两种酸，1mol该有机物可消耗3molNaOH；不含

及—C≡C—等，不与溴水反应。

9．分子式为C5H10O2的羧酸A可由醇B氧化得到，A和B可生成酯C（相对分子质量为172），符合此条件的酯有（　　）

A．1种B．2种

C．3种D．4种

解析：

选D。

羧酸A可由醇B氧化得到，则醇B结构简式为R—CH2OH。

因酯C的相对分子质量为172，故分子式为C10H20O2，即醇为C4H9—CH2OH，而—C4H9有4种结构，故酯C有4种同分异构体。

10．苹果酸是一种常见的有机酸，其结构简式为

。

（1）苹果酸分子所含官能团的名称是____________、____________。

（2）苹果酸不可能发生的反应是________（填序号）。

①加成反应　②酯化反应　③加聚反应　④氧化反应

⑤消去反应　⑥取代反应

（3）物质A（C4H5O4Br）在一定条件下可发生水解反应，得到苹果酸和溴化氢。

由A制取苹果酸的化学方程式是________________________________________________________________________。

解析：

（1）根据苹果酸的结构简式可知，苹果酸即α羟基丁二酸，分子中含有羟基和羧基；

（2）羧基能发生酯化反应，醇羟基能发生氧化反应、消去反应和取代反应；（3）由苹果酸的结构可反推出C4H5O4Br的结构为

，即可写出其水解反应的化学方程式。

答案：

（1）羟基　羧基　

（2）①③

11．醋柳酯是一种镇咳祛痰药，用于上呼吸道感染、感冒咳嗽、急慢性支气管炎症等的治疗，其结构简式为

。

请回答下列问题：

（1）醋柳酯的分子式为____________________。

（2）关于醋柳酯的说法正确的是________。

A．是高分子化合物

B．可与氢气发生加成反应

C．能发生银镜反应

D．能发生水解反应且只生成2种有机物

（3）1mol醋柳酯最多能与________molNaOH反应，试写出反应的化学方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

（2）醋柳酯中含有酯基、苯环、醚键等，其中苯环能与H2在一定条件下发生加成反应，酯基能发生水解反应（

），将酯基断开可得到CH3COOH、

和

，共3种有机物。

（3）一般的酯类物质水解后得到羧酸和醇，其中羧基能与NaOH反应，但羧酸酚酯水解时会得到羧酸和酚类，二者皆能与NaOH反应，本题物质要考虑该种情况。

答案：

（1）C16H14O5　

（2）B　（3）4

[能力提升]

12．已知酸性：

>HCO

，现要将

转变为

，可行的方法是（　　）

①与足量的NaOH溶液共热，再通入足量的CO2气体

②与稀H2SO4共热后，再加入足量的NaOH溶液

③加热该物质的溶液，再通入足量的SO2气体

④与稀H2SO4共热后，再加入足量的NaHCO3溶液

A．①②　　　B．②③

C．③④D．①④

解析：

选D。

本题主要考查羧酸、酚的酸性差异。

13．分子组成为C3H5O2Cl的含氯有机物A，与NaOH水溶液反应并将其酸化，得到分子组成为C3H6O3的有机物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（　　）

解析：

选B。

C3H5O2Cl在碱性条件下水解并酸化后产物为C3H6O3，结合题干信息，故A的可能结构为CH2ClCH2COOH或CH3CHClCOOH，则B的可能结构为HOCH2CH2COOH或CH3CH（OH）COOH，故C的结构不可能为B选项。

14．某混合物中可能含有甲醇、甲酸、乙醇、甲酸乙酯中的一种或几种，鉴定时有下列现象：

①能发生银镜反应；②加入新制Cu（OH）2，沉淀不溶解；③与含有酚酞的NaOH溶液共热，溶液红色逐渐变浅。

下列叙述中正确的是（　　）

A．一定含有甲酸乙酯和甲酸

B．一定含有甲酸乙酯和乙醇

C．一定含有甲酸乙酯，可能含有甲醇和乙醇

D．几种物质都含有

解析：

选C。

能发生银镜反应说明混合物中可能含有甲酸、甲酸乙酯；现象②说明混合物中无甲酸；现象③说明混合物中含有酯，即甲酸乙酯，故该混合物中一定含有甲酸乙酯，一定不含甲酸，可能含有甲醇和乙醇。

15．已知下列数据：

物质

熔点/℃

沸点/℃

密度/g·cm－3

乙醇

－144

78.0

0.789

乙酸

16.6

118

1.05

乙酸乙酯

－83.6

77.5

0.900

浓硫酸（98%）

—

338

1.84

如图为实验室制取乙酸乙酯的装置图。

（1）当饱和碳酸钠溶液上方收集到较多液体时，停止加热，取下小试管B，充分振荡，静置。

振荡后的实验现象为________（填选项字母）。

A．上层液体变薄

B．下层液体红色变浅或变为无色

C．有气体产生

D．有果香味

（2）为分离乙酸乙酯、乙醇、乙酸的混合物，可按下列步骤进行分离：

①试剂1最好选用________________；

②操作1是________，所用的主要仪器名称是________________；

③试剂2最好选用________________；

④操作2是________________；

⑤操作3中温度计水银球的位置应为图中________（填“a”“b”“c”或“d”）所示，在该操作中，除蒸馏烧