届高考化学一轮复习醛 羧酸 酯学案.docx

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届高考化学一轮复习醛羧酸酯学案

第四单元　醛　羧酸　酯

1．掌握醛、羧酸、酯的结构与性质，以及它们之间的相互转化。

　2.了解烃的衍生物的重要应用以及合成方法。

　醛

[知识梳理]

1．醛的概念

醛是由烃基（或氢原子）与醛基相连而构成的有机化合物，可表示为R—CHO，官能团为—CHO。

饱和一元醛的通式为CnH2nO（n≥1）。

2．常见醛的物理性质

颜色

状态

气味

溶解性

甲醛

（HCHO）

无色

气体

刺激性气味

易溶于水

乙醛

（CH3CHO）

无色

液体

刺激性气味

与H2O、C2H5OH互溶

3.化学性质（以乙醛为例）

醛类物质既有氧化性又有还原性，其氧化还原关系为

醇

醛

羧酸。

4．醛在生产、生活中的作用和对环境、健康产生的影响

（1）醛是重要的化工原料，广泛应用于合成纤维、医药、染料等行业。

（2）35%～40%的甲醛水溶液俗称福尔马林，具有杀菌、消毒作用和防腐性能，常用作农药和消毒剂，用于种子消毒和浸制生物标本。

（3）劣质的装饰材料中挥发出的甲醛，对环境和人体健康影响很大，是室内主要污染物之一。

[自我检测]

判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

（1）乙醛分子中的所有原子都在同一平面内。

（　　）

（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。

（　　）

答案：

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）×

（1）HCHO相当于二元醛，1molHCHO与足量的银氨溶液反应，能生成4molAg。

（2）能发生银镜反应的除醛类外，还可能是甲酸、甲酸酯、甲酸盐、葡萄糖等。

　（2017·高考海南卷改编）香茅醛（

）可作为合成青蒿素的中间体，关于香茅醛的叙述正确的有（　　）

A．分子式为C10H17O

B．不能发生银镜反应

C．可使酸性KMnO4溶液褪色

D．分子中有7种不同化学环境的氢

[解析]　A．根据有机物成键特点，此有机物的分子式为C10H18O，故A错误；B.此有机物中含有醛基，因此能发生银镜反应，故B错误；C.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，故C正确；D.依据等效氢的判断方法，此有机物中有8种等效氢，故D错误。

[答案]　C

橙花醛是一种香料，其结构简式为

（CH3）2C===CHCH2CH2C（CH3）===CHCHO。

下列说法正确的是（　　）

A．橙花醛不可以与溴发生加成反应

B．橙花醛可以发生银镜反应

C．1mol橙花醛最多可以与2mol氢气发生加成反应

D．橙花醛是乙烯的同系物

解析：

选B。

有

，所以可以与溴发生加成反应；1mol橙花醛最多可以与3mol氢气发生加成反应（包含—CHO）；乙烯的同系物只能是单烯烃，而橙花醛是含有两个碳碳双键的醛；含—CHO可以发生银镜反应。

　醛的结构与性质

1．从香荚兰豆中提取的一种芳香化合物，其分子式为C8H8O3，遇FeCl3溶液会呈现特征颜色，能发生银镜反应。

该化合物可能的结构简式是（　　）

解析：

选A。

遇FeCl3溶液显特征颜色，说明该物质含有酚羟基，故B项错误；能发生银镜反应，则说明有—CHO或者是甲酸某酯，故A项正确，C项错误；而D项中，其分子式为C8H6O3，与题意不符，故D项错误。

2．某天然拒食素具有防御非洲大群蚯蚓的作用，其结构简式如图（未表示出原子或原子团的空间排列）。

该拒食素与下列某试剂充分反应，所得有机物分子的官能团数目增加，则该试剂是（　　）

A．Br2的CCl4溶液B．Ag（NH3）2OH溶液

C．HBrD．H2

解析：

选A。

根据该拒食素的结构简式确定其性质，进而确定其与不同试剂反应后产物的结构和官能团。

有机物中的碳碳双键与Br2发生加成反应，使官能团数目由3个增加为4个，选项A正确。

有机物中的醛基被银氨溶液氧化为—COOH，官能团数目不变，选项B不正确。

有机物中的碳碳双键与HBr发生加成反应，但官能团数目不变，选项C不正确。

有机物中的碳碳双键、醛基与H2发生加成反应，官能团数目减少，选项D不正确。

3．科学家研制出多种新型杀虫剂代替DDT，化合物A是其中的一种，其结构如图所示。

下列关于化合物A的说法正确的是（　　）

A．化合物A的分子式为C15H22O3

B．与FeCl3溶液发生反应后溶液显紫色

C．1mol化合物A最多可以与2mol新制Cu（OH）2悬浊液反应

D．1mol化合物A最多与1molH2加成

解析：

选A。

B项，该化合物不含酚羟基，所以不能使FeCl3溶液显紫色；C项，1mol化合物A最多可以与4molCu（OH）2反应；D项，1mol化合物A最多与3molH2加成。

　醛基的检验方法

4．下列实验能获得成功的是（　　）

A．将乙醛滴入银氨溶液中，加热煮沸制银镜

B．苯与浓溴水反应制取溴苯

C．向浓溴水中加几滴苯酚观察沉淀

D．1mol·L－1CuSO4溶液2mL和0.5mol·L－1NaOH溶液4mL混合后加入40%的乙醛溶液0.5mL，加热煮沸观察沉淀的颜色

解析：

选C。

A项必须水浴加热，B项中苯与液溴在FeBr3催化下才能制得溴苯，D项中NaOH应过量。

5.

有机物A是合成二氢荆芥内酯的重要原料，其结构简式如图所示，下列检验有机物A中官能团的试剂和顺序正确的是（　　）

A．先加酸性高锰酸钾溶液，后加银氨溶液，微热

B．先加溴水，后加酸性高锰酸钾溶液

C．先加银氨溶液，微热，再加入溴水

D．先加入新制氢氧化铜悬浊液，微热，酸化后再加溴水

解析：

选D。

选项A中先加酸性高锰酸钾溶液，醛基和碳碳双键均被氧化；选项B中先加溴水，醛基被氧化、碳碳双键发生加成反应；对于选项C若先加银氨溶液，可检验醛基，但考虑到银氨溶液显碱性，若不酸化直接加溴水，则无法确定A中是否含有碳碳双键。

　醛基转化在有机合成中的应用

6．（2018·莆田高三模拟）3对甲苯丙烯酸甲酯（E）是一种用于合成抗血栓药的中间体，其合成路线如下：

已知：

HCHO＋CH3CHO

CH2===CHCHO＋H2O

（1）遇FeCl3溶液显紫色且苯环上有两个取代基的A的同分异构体有________种。

B中含氧官能团的名称为________。

（2）试剂C可选用下列中的________。

a．溴水　　　　　　　　　b．银氨溶液

c．酸性KMnO4溶液d．新制Cu（OH）2悬浊液

（3）

3是E的一种同分异构体，该物质与足量NaOH溶液共热的化学方程式为_______________________________________。

（4）E在一定条件下可以生成高聚物F，F的结构简式为________________。

解析：

已知信息中发生的反应是甲醛断开碳氧双键，乙醛断开αC—H键，发生了加成反应，后再发生消去反应。

由此可知B的结构简式为

，所含官能团为醛基和碳碳双键；B→D是—CHO生成了—COOH，D→E是发生了酯化反应。

（1）“遇FeCl3溶液显紫色”说明含有酚羟基；A中的醛基是不饱和的，故结构中应还含有—CH===CH2，在苯环上有邻、间、对3种同分异构体。

（2）将—CHO氧化成—COOH的试剂可以是银氨溶液或新制Cu（OH）2悬浊液，但不能用酸性KMnO4溶液，它能将碳碳双键也氧化；也不能用溴水，它能与碳碳双键加成。

（3）1mol

水解时消耗1molH2O，生成的酚和羧酸消耗2molNaOH的同时生成2molH2O，故反应方程式为

（4）E中含有碳碳双键，能够发生加聚反应生成

答案：

（1）3　醛基　

（2）bd

7．已知

水杨酸酯E为紫外线吸收剂，可用于配制防晒霜。

E的一种合成路线如下：

请回答下列问题：

（1）一元醇A中氧的质量分数约为21.6%，则A的分子式为________________；结构分析显示A只有一个甲基，A的名称为________________。

（2）B能与新制Cu（OH）2悬浊液发生反应，该反应的化学方程式为__________________________________________。

（3）C有________种结构；若一次取样，检验C中所含官能团，按使用的先后顺序写出所用试剂：

________________________________。

（4）第③步的反应类型为________；D中所含官能团的名称为________。

（5）第④步的反应条件为________________；写出E的结构简式：

________________。

解析：

（1）A为一元醇，其中氧的质量分数约为21.6%，所以相对分子质量Mr＝16÷21.6%≈74。

设分子式为CxHyO，则12x＋y＋16＝74，12x＋y＝58。

当x＝4时，y＝10，分子式为C4H10O。

当x＝3和x＝5时均不成立，所以A的分子式为C4H10O。

A中只有一个甲基，所以A为CH3CH2CH2CH2OH，命名为1丁醇（或正丁醇）。

（2）由第①步的反应条件可知B为CH3CH2CH2CHO。

B与新制Cu（OH）2悬浊液的反应为CH3CH2CH2CHO＋2Cu（OH）2＋NaOH

CH3CH2CH2COONa＋Cu2O↓＋3H2O。

（3）由题干提供的信息可知第②步的反应过程为2CH3CH2CH2CHO

所以C有2种结构。

—CHO和

共同存在时要先检验—CHO，然后检验

，所用试剂为银氨溶液、稀盐酸和溴水。

（4）C的相对分子质量为126，D的相对分子质量为130，所以C→D是与H2发生加成反应，也称为还原反应。

由于相分子质量相差4，所以

和—CHO都与H2加成，所以D中官能团名称为羟基。

（5）第④步为酯化反应，所以条件是浓H2SO4、加热，E的结构简式为

答案：

（1）C4H10O　1丁醇（或正丁醇）

（2）CH3CH2CH2CHO＋2Cu（OH）2＋NaOH

CH3CH2CH2COONa＋Cu2O↓＋3H2O

（3）2　银氨溶液、稀盐酸、溴水（或其他合理答案）

（4）还原反应（或加成反应）　羟基

（5）浓H2SO4、加热

醛反应的规律

（1）凡是含有醛基的化合物均具有氧化性和还原性，1mol醛基（—CHO）可与1molH2发生加成反应，与2molCu（OH）2（新制悬浊液）或2molAg（NH3）

发生氧化反应。

（2）醇、醛和羧酸的分子组成与相对分子质量的关系

　羧酸　酯

[知识梳理]

一、羧酸

1．概念：

由烃基（或氢原子）与羧基相连构成的有机化合物，可表示为R—COOH，官能团为—COOH，饱和一元羧酸的分子式为CnH2nO2（n≥1）。

2．分类

（1）按烃基种类

①脂肪酸，如乙酸、硬脂酸（C17H35COOH）、油酸（C17H33COOH）；　

②芳香酸，如苯甲酸。

（2）按羧基数目

①一元羧酸，如甲酸（HCOOH）、乙酸、硬脂酸；

②二元羧酸，如乙二酸（HOOC—COOH）；

③多元羧酸。

3．物理性质

（1）乙酸：

有强烈刺激性气味的液体，易溶于水和乙醇。

（2）低级饱和一元羧酸一般易溶于水且溶解度随碳原子数的增加而降低。

4．化学性质（以乙酸为例）

（1）酸的通性

乙酸是一种弱酸，其酸性比碳酸强，在水溶液中的电离方程式为CH3COOHH＋＋CH3COO－。

（2）酯化反应

酯化反应的规律：

酸脱羟基、醇脱氢。

CH3COOH和CH3CH182OH发生酯化反应的化学方程式为CH3COOH＋CH3CH

OH

CH3CO18OCH2CH3＋H2O。

二、酯

1．概念

羧酸分子羧基中的—OH被—OR取代后的产物。

可简写为RCOOR′，官能团为

，饱和一元酯的分子式为CnH2nO2（n≥2）。

2．物理性质

3．化学性质

（1）醛、酮中的

能与H2加成，酸、酯中的

不能与H2加成。

（2）1mol酚酯与NaOH溶液反应，能消耗2molNaOH。

　（2016·高考海南卷）乙二酸二乙酯（D）可由石油气裂解得到的烯烃合成。

回答下列问题：

（1）B和A为同系物，B的结构简式为__________________________________。

（2）反应①的化学方程式为___________________________，其反应类型为________。

（3）反应③的反应类型为________。

（4）C的结构简式为________________。

（5）反应②的化学方程式为_________________________。

[解析]　根据流程图可知，A与水反应生成C2H6O，氢原子数已经达到饱和，属于饱和一元醇，则A为乙烯，乙醇与C反应生成乙二酸二乙酯，则C为乙二酸，B和A为同系物，B含3个碳原子，则B为丙烯，丙烯与氯气在光照的条件下发生αH的取代反应生成CH2===CHCH2Cl。

（1）根据上述分析，B为丙烯，结构简式为CH2===CHCH3。

（2）反应①为乙烯与水发生加成反应生成乙醇，反应的化学方程式为CH2===CH2＋H2O

CH3CH2OH，反应类型为加成反应。

（3）反应③是卤代烃在NaOH水溶液中发生取代反应生成醇，则反应类型为取代反应。

（4）根据上述分析，C为乙二酸，则C的结构简式为HOOC—COOH。

（5）反应②是乙醇与乙二酸发生酯化反应生成酯和水，反应的化学方程为2CH3CH2OH＋HOOCCOOH

CH3CH2OOCCOOCH2CH3＋2H2O。

[答案]　

（1）CH2===CHCH3　

（2）CH2===CH2＋H2O

CH3CH2OH　加成反应

（3）取代反应　（4）HOOC—COOH

（5）2CH3CH2OH＋HOOCCOOH

CH3CH2OOCCOOCH2CH3＋2H2O

　羧酸和酯的性质

1．（2016·高考江苏卷）

化合物X是一种医药中间体，其结构简式如图所示。

下列有关化合物X的说法正确的是（　　）

A．分子中两个苯环一定处于同一平面

B．不能与饱和Na2CO3溶液反应

C．在酸性条件下水解，水解产物只有一种

D．1mol化合物X最多能与2molNaOH反应

解析：

选C。

A项，两个苯环中间有一个碳原子，该碳原子形成四个单键，单键可以自由旋转，所以该碳原子和两个苯环不一定处于同一平面，错误；B项，X分子中含有羧基，可以和Na2CO3溶液反应，错误；C项，在酸性条件下，分子内酯基断开，产物只有一种，正确；D项，1molX分子中有1mol酚酯基，其水解需要2molNaOH，羧基也会与NaOH反应，则1molX最多可以与3molNaOH反应，错误。

2．（2018·安康高三模拟）苯甲酸叶醇酯存在于麝香、百合和水仙花中，可用作高档香水的香料配方，留香时间超过两周，其结构简式如图所示。

下列关于苯甲酸叶醇酯的说法中错误的是（　　）

A．能发生氧化反应

B．能使溴的四氯化碳溶液褪色

C．1mol该物质最多能与4molH2发生加成反应

D．1mol该物质与NaOH溶液反应时，能消耗2molNaOH

解析：

选D。

A项，碳碳双键能被酸性高锰酸钾溶液氧化，燃烧也是氧化反应，正确；B项，碳碳双键能与溴发生加成反应而使溴的四氯化碳溶液褪色，正确；C项，1mol该有机物最多能与4molH2发生加成反应，正确；D项，1mol该有机物最多与1molNaOH反应，错误。

　羧酸、酯的同分异构体的判断

3．（2018·丹东高三质检）有机物A的分子式为C6H12O3，一定条件下，A与碳酸氢钠、钠均能发生反应产生气体，且生成的气体体积比（同温同压）为1∶1，则A的结构最多有（　　）

A．33种　　　　　　　　B．31种

C．28种D．19种

解析：

选B。

由题意知，分子中含有—COOH和—OH，另外还含有5个碳原子。

若5个碳原子成直链，将—COOH和—OH看作二取代物，固定一个移动另一个，共

、

、

13种。

若5个碳原子带支链，则还有

、

、

、

、

18种，共31种。

4．化合物A的结构简式为

。

（1）该化合物不具有的性质是________。

①能与钠反应　②遇FeCl3溶液显紫色　③与碳酸盐反应产生二氧化碳气体　④既能与羧酸反应又能与醇反应

⑤能发生消去反应

（2）芳香酯B与A互为同分异构体，能使FeCl3溶液显紫色，且苯环上两个取代基在对位上，试写出B的所有同分异构体的结构简式：

_________________________________。

解析：

（1）该化合物中不含酚羟基，不能使FeCl3溶液显紫色，②错误；该化合物中与羟基相连碳的相邻碳原子上没有氢原子，不能发生消去反应，⑤错误。

（2）芳香酯B与A互为同分异构体，能使FeCl3溶液显紫色，说明其中含有酚羟基，据苯环上两个取代基在对位上，首先写出去掉酯基余下的各种可能的碳链结构，根据题意只可能为

，然后将正向“—COO—”、反向“—OOC—”分别插入C—C键中，再将酯基以反向“—OOC—”插入C—H键中，得到3种符合条件的酯的同分异构体。

答案：

（1）②⑤

　多官能团有机物性质的判断

5．（2017·高考江苏卷）萜类化合物广泛存在于动植物体内，关于下列萜类化合物的说法正确的是（　　）

A．a和b都属于芳香族化合物

B．a和c分子中所有碳原子均处于同一平面上

C．a、b和c均能使酸性KMnO4溶液褪色

D．b和c均能与新制的Cu（OH）2反应生成红色沉淀

解析：

选C。

a中没有苯环，不属于芳香族化合物，A项错误；a、c中所有碳原子不可能共平面，B项错误；a中的碳碳双键、b中的与苯环相连的甲基、c中的醛基均可以被酸性KMnO4溶液氧化，C项正确；与新制Cu（OH）2反应的官能团为醛基，只有c可以与新制Cu（OH）2反应，而b不能，D项错误。

6．（2018·杭州高三模拟）

有机物M是合成某药品的中间体，结构简式如图所示。

下列说法错误的是（　　）

A．用钠可检验M分子中存在羟基

B．M能发生酯化、加成、氧化反应

C．M的分子式为C8H8O4

D．M的苯环上一硝基取代物有2种

解析：

选A。

分子中含有酚羟基、醇羟基、羧基，都能与钠反应放出氢气，不能用钠检验M分子中存在羟基，A错误；分子中含有酚羟基、醇羟基，能发生氧化反应，含有羟基、羧基，能发生酯化反应，含有苯环能发生加成反应，B正确；M的分子式为C8H8O4，C正确；M的苯环上一硝基取代物有2种，D正确。

7．迷迭香酸是从蜂花属植物中提取到的酸性物质，其结构如图所示。

下列叙述正确的是（　　）

A．迷迭香酸属于芳香烃

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5molNaOH发生反应

解析：

选C。

组成元素为C、H、O的迷迭香酸不是烃，故A错；酯基和羧基不能与H2发生加成反应，1mol迷迭香酸最多能与7molH2发生加成反应，故B错；1mol迷迭香酸含4mol酚羟基、1mol羧基、1mol酯基，最多能与6molNaOH反应，故D错。

官能团与反应类型的关系

[课后达标检测]

一、选择题

1．（2016·高考全国卷Ⅲ）下列说法错误的是（　　）

A．乙烷室温下能与浓盐酸发生取代反应

B．乙烯可以用作生产食品包装材料的原料

C．乙醇室温下在水中的溶解度大于溴乙烷

D．乙酸与甲酸甲酯互为同分异构体

解析：

选A。

CH3CH3室温下不能与浓盐酸发生取代反应，A项错误。

CH2===CH2在一定条件下发生加聚反应生成食品包装材料的原料聚乙烯，B项正确。

CH3CH2OH分子能与H2O分子之间形成氢键，所以CH3CH2OH能与H2O以任意比例互溶，而CH3CH2Br难溶于H2O，C项正确。

乙酸和甲酸甲酯的分子式均为C2H4O2，但二者结构不同，互为同分异构体，D项正确。

2．（2018·阳泉高三期末）下列有关有机物的叙述正确的是（　　）

A．分子式为C10H14的单取代芳烃有5种结构

B．乙烯、聚氯乙烯和苯分子中均含有碳碳双键

C．用碳酸钠溶液可鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯

D．乳酸薄荷醇酯的结构简式如图，它仅能发生水解、氧化和消去反应

解析：

选C。

A项，C10H14除苯环外还有—C4H9，丁基有4种结构，错误；B项，聚氯乙烯和苯环中无碳碳双键，错误；C项，三者现象分别是互溶、有气体生成、分层，正确；D项，还可以发生取代反应，错误。

3．（2015·高考全国卷Ⅱ）某羧酸酯的分子式为C18H26O5，1mol该酯完全水解可得到1mol羧酸和2mol乙醇，该羧酸的分子式为（　　）

A．C14H18O5　　　　　　B．C14H16O4

C．C16H22O5D．C16H20O5

解析：

选A。

由1mol酯（C18H26O5）完全水解可得到1mol羧酸和2mol乙醇可知，该酯为二元酯，分子中含有2个酯基（—COO—），结合酯的水解反应原理可得“1molC18H26O5＋2molH2O

1mol羧酸＋2molC2H5OH”，再结合质量守恒定律推知，该羧酸的分子式为C14H18O5。

4．（2018·开封高三模拟）下列关于分子式为C4H8O2的有机物的同分异构体的说法中，不正确的是（　　）

A．属于酯类的有4种

B．属于羧酸类的有2种

C．存在分子中含有六元环的同分异构体

D．既含有羟基又含有醛基的有3种

解析：

选D。

A项，若是酯类，则有甲酸丙酯、甲酸异丙酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯4种，正确；B项，若是酸，则可写作C3H7COOH，丙基有2种，正确；C项，不饱和度为1，可形成醚环，正确；D项，若有—CHO，则另3个碳原子组成丙基和异丙基，—OH取代上面的氢分别有3种、2种，所以共5种结构，错误。

5．绿原酸是咖啡的热水提取液成分之一，结构简式如图，关于绿原酸判断正确的是（　　）

A．分子中所有的碳原子可能在同一平面内

B．1mol绿原酸与足量溴水反应，最多消耗2.5molBr2

C．1mol绿原酸与足量NaOH溶液反应，最多消耗4molNaOH

D．绿原酸水解产物均可以与FeCl3溶液发生显色反应

生显色反应，错误。

6．（2018·襄阳调研）分子式为C9H18O2的有机物Q，在稀硫酸中经加热转化为一种与乙酸乙酯互为同分异构体的酸性物质A，同时生成另一种物质B，若不考虑立体异构，则Q的结构最多有（　　）

A．16种B．8种

C．4种D．2种

解析：

选A。

由题给信息可知A为丁酸，B为戊醇，丁酸有2种，戊醇有8种（戊基有8种），组合共16种结构。

7．已知某有机物X的结构简式为

，下列有关叙述不正确的是（　　）

A．1molX分别与足量的Na、NaOH溶液、NaHCO3溶液反应，消耗这三种物质的物质的量分别为3mol、4mol、1mol

B．X在一定条件下能与FeCl3溶液发生显色反应

C．X在一定条件下能发生消去反应和酯化反应

D．X的化学式为C10H10O6

解析：

选C。

苯环上的氢原子不能消去，故不能发生消去反应。

与Na反应的有—OH和—COOH，与NaHCO3反应的只有—COOH，与NaOH反应的有酚羟基、羧基和酯基。

8．对羟基扁桃酸是农药、香料合成的重要中间体，它可由苯酚和乙醛酸在一定条件下反应制