高考化学大一轮复习讲义 第十一章 第4讲 醛 羧酸 酯.docx

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高考化学大一轮复习讲义第十一章第4讲醛羧酸酯

第4讲　醛羧酸酯

[考纲解读]　1.了解醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点。

2.了解醛、羧酸、酯的主要化学性质。

3.了解醛、羧酸、醇和酯等烃的衍生物之间的相互转化关系。

4.结合生产和生活实际，了解常见的醛、羧酸、酯的重要应用，了解某些有机化合物对环境和健康可能产生的影响，关注有机物的安全使用问题。

考点一　醛

1．定义

________与________相连而构成的化合物。

可表示为RCHO，甲醛是最简单的醛。

饱和一元醛的通式为CnH2nO。

2．甲醛、乙醛

颜色

气味

状态

密度

水溶性

甲醛

乙醛

比水小

3.植物中的醛

（1）桂皮中的肉桂醛

（2）杏仁中的苯甲醛（CHO）等。

4．化学性质

特别提醒　

（1）醛基只能写成—CHO或，不能写成—COH。

（2）醛与新制的Cu（OH）2悬浊液反应时碱必须过量且应加热煮沸。

（3）银镜反应必须使用水浴加热，银氨溶液必须现用现配，不能久置，乙醛用量不能过多。

（4）银氨溶液配制时氨水不要加入过多，否则会生成易爆炸的物质。

（5）银镜反应口诀：

银镜反应很简单，生成羧酸铵，还有一水二银三个氨。

1．分析甲醛和乙醛的结构式，推测在核磁共振氢谱中，分别有多少吸收峰？

2．下列物质不属于醛类的物质是（　　）

3.判断下列说法是否正确：

（1）乙醛分子中的所有原子都在同一平面上。

（　　）

（2）凡是能发生银镜反应的有机物都是醛。

（　　）

（3）醛类既能被氧化为羧酸，又能被还原为醇。

（　　）

（4）完全燃烧等物质的量的乙醛和乙醇，消耗氧气的质量相等。

（　　）

4.已知。

有机物A和

B分子中都有2个碳原子，室温时A为气体，B为液体，A在催化剂作用下与水反应生成一种含氧化合物C，加氢还原C则生成B，则三种物质是（　　）

5．实验室做乙醛和银氨溶液反应生成银镜的实验时：

（1）为产生光亮的银镜，试管应先用__________溶液煮沸，倒掉煮沸液后再用清水将试管洗干净。

（2）配制银氨溶液时向盛有__________溶液的试管中逐滴滴加________溶液，边滴加边振荡直到______________为止。

（3）加热时应用__________加热，产生银镜的化学方程式是

________________________________________________________________________。

考点二　羧酸

1．概念

由________（或H原子）与________相连构成的有机化合物。

通式：

R—COOH，饱和一元羧酸通式为CnH2nO2（n≥1）。

2．分类

（1）按烃基不同分

（2）按羧基数目分

3．性质

（1）低级饱和一元羧酸一般____溶于水且溶解度随碳原子数的增加而________。

（2）羧酸分子结构中都有羧基官能团，因此都有酸性，都能发生酯化反应。

4．羧酸的代表物——乙酸

（1）俗名是醋酸，分子式为__________，结构简式为CH3COOH，官能团：

________________。

（2）物理性质

气味：

________________，状态：

________，溶解性：

__________________。

（3）化学性质

①酸的通性

乙酸是一种弱酸，其酸性比碳酸强，在水溶液里的电离方程式为

________________________________________________________________________。

②酯化反应

CH3COOH和CH3CH

OH发生酯化反应的化学方程式为

________________________________________________________________________。

特别提醒　

（1）酯化反应为可逆反应，产率不高，要想得到较多的酯需及时把酯分离出来。

（2）酯化反应为取代反应。

（3）浓硫酸在酯化反应中的作用为催化剂和吸水剂。

（4）酯化反应遵循酸脱—OH，醇脱—H的规律，可用18O作示踪原子证明：

CH3COOH＋C2H

OH

CH3CO18OC2H5＋H2O。

5．其他常见羧酸的结构和性质

（1）甲酸（俗名蚁酸）

甲酸既具有酸的一般性质，又具有醛的性质。

与CaCO3反应的化学方程式为________________________________________________，

甲酸被氧化成H2CO3。

在碱性条件下，甲酸可发生银镜反应，可跟新制Cu（OH）2悬浊液作用析出Cu2O砖红色沉淀，可使酸性KMnO4溶液和溴水褪色（氧化反应）。

（2）常见高级脂肪酸

（3）苯甲酸（又名安息香酸）

或C6H5COOH

（4）乙二酸（又名草酸）：

HOOC—COOH，由于直接相连的两个羧基的相互影响，使其酸性强于甲酸和其他二元酸，且具有较强还原性，可使酸性KMnO4溶液褪色；常用作漂白剂、除锈剂，除墨水痕迹等。

6．由下列5种基团中的2个不同基团两两组合，形成的有机物能与NaOH反应的有（　　）

①—OH　②—CH3　③—COOH　④　⑤—CHO

A．2种B．3种C．4种D．5种

7．

（1）在反应：

CO＋H2O

CO2＋H2达到平衡后，加入少量H

O重新达到平衡后，含18O的物质有（　　）

A．1种B．2种C．3种D．4种

（2）在反应：

CH3COOH＋CH3CH2OH

CH3COOCH2CH3＋H2O达到平衡后，加入少量H

O重新达到平衡后，含18O的物质有（　　）

A．1种B．2种C．3种D．4种

8．一定质量的某有机物和足量钠反应，可得VaL气体，等质量的该有机物如果与足量小苏打反应，同温同压得到VbL气体，若Va＝Vb≠0，则该有机物可能是（　　）

A．HOCH2COOHB．HO—CH2CH2—CHO

C．HOOC—COOHD．CH3COOH

考点三　酯

1．定义

羧酸分子羧基中的________被—OR′取代后的产物叫做酯。

简写为________。

饱和一元羧酸与饱和一元醇生成酯的通式为______________________。

2．酯的物理性质

低

级

酯

3．酯的化学性质

＋H2O

_________________________________________________。

＋NaOH

_________________________________________________。

特别提醒　酯的水解反应为取代反应。

在酸性条件下为可逆反应；在碱性条件下，能中和产生的羧酸，反应能完全进行。

4．酯在生产、生活中的作用

（1）日常生活中的饮料、糖果和糕点等常使用酯类香料。

（2）酯还是重要的化工原料。

5．乙酸乙酯的制备

（1）反应原料：

乙醇、乙酸、浓H2SO4、饱和Na2CO3溶液。

（2）反应原理：

CH3COOH＋C2H5OH

CH3COOC2H5＋H2O

（3）反应装置：

试管、酒精灯、铁架台（带试管夹）、导管。

（4）实验步骤：

在一支试管里先加入3mL乙醇，然后一边摇动，一边慢慢地加入2mL浓H2SO4和2mL冰醋酸，按上图所示连接好装置。

用酒精灯小心均匀地加热试管3～5min，产生的蒸气经导管通入到饱和Na2CO3溶液的液面上，此时可以观察到有透明的油状液体浮在液面上。

取下盛有饱和Na2CO3溶液的试管，并停止加热，振荡盛有饱和Na2CO3溶液的试管后静置，待溶液分层后，可观察到上层的透明油状液体——乙酸乙酯，并可闻到果香气味。

（5）注意事项

（1）实验中浓硫酸作催化剂和吸水剂。

（2）盛反应混合液的试管要往上倾斜约45°，主要目的是增大反应混合液的受热面积。

（3）导管应较长，除导气外还兼起冷凝回流作用。

导管末端只能接近饱和Na2CO3溶液的液面而不能伸入液面以下，目的是防止液体受热不均匀发生倒吸。

（4）实验中小心均匀加热使液体保持微沸，这样有利于产物的生成和蒸出，以提高乙酸乙酯的产率。

（5）饱和Na2CO3溶液的作用是吸收乙酸，溶解乙醇，冷凝乙酸乙酯蒸气且减小乙酸乙酯在水中的溶解度，以利于分层析出。

（6）不能用NaOH溶液代替饱和Na2CO3溶液，因为乙酸乙酯在NaOH溶液存在时易水解，几乎得不到乙酸乙酯。

9．某中性有机物C8H16O2在稀硫酸作用下加热得到M和N两种物质，N经氧化最终可得到M，则该中性有机物的结构可能有（　　）

A．1种B．2种C．3种D．4种

10．已知化合物A中各元素的质量分数分别为C37.5%，H4.2%和O58.3%。

请填空：

（1）0.01molA在空气中充分燃烧需消耗氧气1.01L（标准状况），则A的分子式是____________________；

（2）实验表明：

A不能发生银镜反应。

1molA与足量的碳酸氢钠溶液反应可放出3mol二氧化碳。

在浓硫酸催化下，A与乙酸可发生酯化反应。

核磁共振氢谱表明A分子中有4个氢处于完全相同的化学环境。

则A的结构简式是____________________；

（3）在浓硫酸催化和适宜的反应条件下，A与足量的乙醇反应生成B（C12H20O7），B只有两种官能团，其数目比为3∶1。

由A生成B的反应类型是__________，该反应的化学方程式是__________________________________________________________________。

11．已知甲酸（HCOOH）是羧酸中组成最简单的酸，它具有羧酸的性质，在实验室里常用甲酸在浓硫酸的作用下制取少量一氧化碳，现用甲酸与甲醇反应制取甲酸甲酯来验证甲酸具有能发生酯化反应的性质，装置如图所示。

回答下列问题：

（1）生成甲酸甲酯反应的化学方程式为_________________________________________。

烧瓶中最可能发生的副反应的产物为CO和H2O，反应的化学方程式为

________________________________________________________________________。

（2）实验过程中选用的试剂及用品有浓硫酸、甲醇、甲酸，还有________________、________两种物质。

（3）导管a不能伸入液面以下的理由是__________________________________________。

长导管b的作用是________________。

在实验过程中导管b______（填“能”或“不能”）直接与大气相通，理由为______________________________。

（4）大试管中溶液的作用有溶解甲醇、吸收甲酸，还有______________________________。

（5）若大试管中溶液是NaOH溶液，则收集到的产物比预期的少，其原因是________________________________________________________________________。

破解有机反应基本类型

1．应用反应类型与物质类别判断

反应类型

概念

实例

取代反应

有机物中的某些原子（或原子团）被其他原子或原子团所替代的反应

①烷烃的卤代②苯及其同系物的卤代、硝化、磺化③醇分子间脱水④苯酚与浓溴水反应

____反应（取代反应）

羧酸与醇作用生成酯和水的反应

①酸（含无机含氧酸）与醇②葡萄糖与乙酸

水解反应（取代反应）

有机物在有水参加时，分解成两种或多种物质的反应

①酯的水解②卤代烃的水解③二糖、多糖的水解④蛋白质的水解

加成反应

有机物中不饱和碳原子跟其他原子（或原子团）直接结合生成新物质的反应

①烯烃、炔烃与H2、X2、H2O、HX的加成　②苯及苯的同系物与H2的加成③醛或酮与H2的加成　④油脂的氢化

消去反应

有机物分子中脱去一个小分子（如H2O、HX）生成不饱和化合物的反应

①醇分子内脱水生成烯烃②卤代烃的消去反应

加聚反应

不饱和烃及其衍生物的单体通过加成反应生成高分子化合物

乙烯、氯乙烯、苯乙烯等的加聚

____反应

单体化合物间相互反应生成高分子化合物，同时还生成小分子物质（H2O、HX等）的反应

①多元醇与多元羧酸反应生成聚酯②氨基酸反应生成多肽

氧化反应

有机物分子中加氧或去氢的反应

①与O2反应②使酸性KMnO4溶液褪色的反应③R—CHO发生银镜反应或与新制Cu（OH）2悬浊液的反应

____反应

有机物分子中加氢或去氧的反应

①烯烃、炔烃及其衍生物与氢气加成②醛催化加氢生成醇③油脂的硬化

2.依据官能团判断反应类型

官能团

有机反应类型

碳碳双键或三键

加成反应、氧化反应

醛基

加成反应（还原反应）、氧化反应

羟基、羧基

酯化反应、缩聚反应

卤素原子、羟基

消去反应

羰基（酮）

加成反应（还原反应）

硝基

还原反应

酯基

水解反应

【例1】　迷迭香酸是从蜂花属植物中提取得到的酸性物质，其结构简式如图所示。

下列叙述正确的是（　　）

A．迷迭香酸与溴单质只能发生取代反应

B．1mol迷迭香酸最多能和9mol氢气发生加成反应

C．迷迭香酸可以发生水解反应、取代反应和酯化反应

D．1mol迷迭香酸最多能和含5molNaOH发生反应

3．根据反应物和产物的结构判断

根据有机化学反应中反应物、产物的结构特点，确定断键方式，如取代反应：

R－X＋A－B―→R－A＋X－B，加成反应一定是断裂双键或三键，两端的碳原子直接与其他原子或原子团结合，形成新的化合物。

例如

，比较反应物与产物的结构简式知，反应①，萘环上的C—H键转化成C—NO2键，发生取代反应；反应②，去氧加氢，发生还原反应；反应③，不饱和键变成饱和键，发生加成反应。

【例2】　多巴胺的结构简式为

，多巴胺可由香兰素与硝基甲烷反应后的产物经锌汞齐还原水解制得，合成过程可表示如下：

将指定的反应类型填入表中：

反应序号

①

②

③

④

⑤

反应类型

供选择的反应类型有：

加成、氧化、取代、还原、加聚、消去、酯化、水解。

乙醛的氧化反应与醛基的检验

银镜反应

乙醛与新制Cu（OH）2悬浊液反应

实验步骤

在试管中加入10%的NaOH溶液2mL，再滴入2%的CuSO4溶液4～6滴，得新制的Cu（OH）2悬浊液。

振荡后加入0.5mL乙醛溶液，加热。

观察并记录实验现象（如图）

实验现象

滴加氨水，先出现白色沉淀后溶解；滴加乙醛，水浴加热一段时间后，试管内壁出现一层光亮的银镜

试管内有砖红色沉淀产生

实验结论

乙醛具有还原性，能被弱氧化剂银氨溶液氧化

在加热的条件下，乙醛被新制的Cu（OH）2悬浊液氧化

实验原理

Ag＋＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH

AgOH＋2NH3·H2O===Ag（NH3）2OH＋2H2O

CH3CHO＋2Ag（NH3）2OH

CH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O

Cu2＋＋2OH－===Cu（OH）2（悬浊液）

CH3CHO＋2Cu（OH）2

CH3COOH＋Cu2O↓＋2H2O

注意事项

①试管内壁必须洁净

②必须水浴加热（60～70℃），不能用酒精灯直接加热③水浴加热时不可振荡、搅拌或摇动试管

④银氨溶液必须现用现配，不能久置，以免发生危险

⑤乙醛用量不宜太多

⑥实验后的银镜可用稀HNO3浸泡，再用水洗而除去

①制备Cu（OH）2悬浊液时必须确保碱过量

②必须使用新制的Cu（OH）2悬浊液

③该反应必须加热煮沸

应用

可用于醛基的检验；工业上用来制镜或保温瓶胆

检验醛基

【例3】　某醛的结构简式为（CH3）2C===CHCH2CH2CHO。

（1）检验分子中醛基的方法是_________________________________________________，

化学方程式为_____________________________________________________________。

（2）检验分子中碳碳双键的方法是___________________________________________，

化学方程式为____________________________________________________________。

（3）实验操作中，哪一个官能团应先检验？

____________________________________。

醇羟基、酚羟基、羧羟基及水羟基

性质的比较

醇、酚、羧酸、水的结构中均有—OH，可分别称之为“醇羟基”、“酚羟基”、“羧羟基”和水羟基，由于与这些—OH相连的基团不同，—OH受相连基团的影响也就不同，故羟基上的氢原子活动性也就不同，表现在性质上也相差较大，比较如下：

比较项目

羟基类型

氢原子

活动性

电离

酸碱性

与Na反应

与NaOH反应

与NaHCO3反应

醇羟基

逐

渐

增

强

极难电离

中性

反应放出H2

不反应

不反应

水羟基

微弱电离

中性

反应放出H2

不反应

不反应

酚羟基

微弱电离

很弱的酸性

反应放出H2

反应

不反应

羧羟基

部分电离

弱酸性

反应放出H2

反应

反应放出CO2

结论　羟基的活性：

羧酸＞酚＞水＞醇。

注意　①低级羧酸的酸性都比碳酸的酸性强。

②低级羧酸能使紫色石蕊试液变红；醇、酚、高级脂肪酸不能使紫色石蕊试液变红。

③酚类物质含有—OH，可以生成酯类化合物，但一般不与酸反应，而是与酸酐反应，生成酯的同时，还生成另一种羧酸。

【例4】　1mol分别与NaHCO3、Na、NaOH反应消耗掉的三者的物质的

量之比为（　　）

A．1∶1∶1B．1∶3∶2

C．2∶3∶1D．1∶2∶3

酯化反应的类型

1．一元羧酸和一元醇的酯化反应

R—COOH＋R′—CH2OH

＋H2O

2．一元羧酸与二元醇或二元羧酸与一元醇间的酯化反应

2CH3COOH＋

＋2H2O

3．无机含氧酸与醇形成无机酸酯

4．高级脂肪酸与甘油形成油脂

5．多元醇与多元羧酸发生酯化反应形成环酯

6．羟基酸的酯化反应

（1）分子间的酯化反应

（2）分子内的酯化反应

【例5】　（2008·天津理综，27）某天然有机化合物A仅含C、H、O元素，与A相关的反应框图如下：

（1）写出下列反应的反应类型：

S→A第①步反应__________；B→D__________；

D→E第①步反应__________；A→P__________。

（2）B所含官能团的名称是_____________________________________________________。

（3）写出A、P、E、S的结构简式：

A：

________________________________________________________________________；

P：

________________________________________________________________________；

E：

________________________________________________________________________；

S：

________________________________________________________________________。

（4）写出在浓H2SO4存在并加热的条件下，F与足量乙醇反应的化学方程式：

________________________________________________________________________。

（5）写出与D具有相同官能团的D的所有同分异构体的结构简式：

________________________________________________________________________。

高考题组一　醛的性质及应用

1．判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”

（1）用新制的银氨溶液可区分甲酸甲酯和乙醛（　　）

（2011·大纲全国卷，7D）

（2）用KMnO4酸性溶液鉴别CH3CH===CHCH2OH和CH3CH2CH2CHO（　　）

（2010·天津理综，3D）

（3）甲酸、乙醛、乙酸只用一种试剂无法鉴别（　　）

2．（2011·上海综合，12）甲醛是一种常用的化学品。

在生活中为防止甲醛危害人类健康，应该禁止（　　）

①用甲醛保鲜海产品　②用稀甲醛溶液消毒种子　③用福尔马林浸制生物标本　④用含甲醛的漂白剂漂白粉丝

A．②③B．①④C．①②D．③④

3．（2011·北京理综，28）常用作风信子等香精的定香剂D以及用作安全玻璃夹层的高分子化合物PVB的合成路线如下：

已知：

Ⅰ.RCHO＋R′CH2CHO

＋H2O（R、R′表示烃基或氢）

Ⅱ.醛与二元醇（如：

乙二醇）可生成环状缩醛：

（1）A的核磁共振氢谱有两种峰。

A的名称是__________。

（2）A与CHO合成B的化学方程式是___________________________________________。

（3）C为反式结构，由B还原得到。

C的结构简式是______________________________。

（4）E能使Br2的CCl4溶液褪色。

N由A经反应①～③合成。

a．①的反应试剂和条件是______________。

b．②的反应类型是____________。

c．③的化学方程式是________________________________________________________。

（5）PVAc由一种单体经加聚反应得到，该单体的结构简式是______________________。

（6）碱性条件下，PVAc完全水解的化学方程式是________________________________。

高考题组二　羧酸的酸性与酯化反应

4．判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”

（1）乙酸分子中含有羧基，可与NaHCO3反应生成CO2（　　）

（2011·山东理综，11A）

（2）CH3COOH＋CH3CH2OH

CH3COOCH2CH3＋H2O属于取代反应（　　）

（2011·新课标全国卷，9③）

（3）大理石溶于醋酸的离子方程式为

CaCO3＋2CH3COOH===Ca2＋＋2CH3COO－＋CO2↑＋H2O（　　）

（