高中化学第2章羧酸氨基酸和蛋白质第2课时羧酸的衍生物学案解答不全鲁科版.docx

第2课时羧酸的衍生物案例探究 制肥皂的关键问题是各种原料的配料比和皂化反应进行程度。通常制皂所用油脂都是混合油脂，即用各种不同来源的油脂经过实验，确定一个恰当的比。皂化时碱的用量一般为混合油脂质量分数的15%以上。皂化进行得愈完全，游离的碱和油脂的含量愈少，肥皂的质量也愈高。 皂化作用完成后加盐盐析，肥皂即凝结在液面上。 制取肥皂时，还加入多种填料，主要有: 松香: 先把松香跟Na2CO3作用制得松香皂，然后混入制皂的混合油脂中，它有增加肥皂泡沫等的作用。 水玻璃: 能增加水对纺织品的润湿作用，对肥皂有防腐作用。 陶土或高岭土: 能增加洗涤时的摩擦力。 香料或消毒药物等。 思考: 1. 油脂属于酯类吗? 2. 酯类具有什么化学性质？自学导引 羧酸衍生物（ 1 ） 定义 羧酸分子中 _ 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。其中羧酸分子中的 _ 去掉 _ 后剩余的官能团称为酰基。常见的羧酸衍生物有酰卤、酸酐、酯、酰胺等。（ 2 ） 几种常见的羧酸衍生物_乙酰氯_乙酸酐_乙酸乙酯_乙酰胺（ 3 ） 酯 酯的相对密度一般比水 _ ， _ 于水，易溶于 _ 。 _ 是有香味的液体，许多食品都加以相应的酯。油脂是 _ ，很多香精、药物本身即是酯。 酯的水解 在 _ 催化的条件下，酯可以发生水解反应生成相应的 _ 和 _ 。酯的水解反应是酯化反应的 _ 。 _ + _ 酯在碱性条件下的水解程度 _ 在酸性条件下的水解程度，其主要原因是在碱性条件下，酯水解后的产物 _ 可以与 _ 发生反应，使 _ 浓度减小，即减小了 _ ，化学平衡向 _ 移动，所以酯的水解程度加大。 同样道理，以羧酸和醇制备酯时，要提高酯的产率，往往通过增加 _ 来实现，即使用 _ 的酸或过量的醇，这要根据哪一种反应物容易得到、成本较低又易于回收来选择。另一种方法是不断从反应体系中移去生成的酯或水以使平衡向 _ 移动。答案（ 1 ） 羧基羟基羧基羟基（ 3 ） 小难溶有机溶剂低级酯高级脂肪酸的甘油酯酸或碱酸醇逆反应RCOOHROH 大于羧酸碱羧酸生成物的浓度正反应方向 一种反应物的用量过量酯化反应方向疑难剖析 一、酯 酯的重要化学性质是水解反应，它是酯化反应的逆反应，是吸热反应。 此外，酯还能发生酯交换反应。 【例1】 羧酸酯RCOOR在催化剂存在时可和醇ROH发生如下反应 （ R、R是两种不同的烃基 ） 。 RCOOR+ ROH RCOOR+ ROH 此反应称为酯交换反应，常用于有机合成中。在合成维纶的过程中，有一步是把聚乙酸乙烯酯 转化成聚乙烯醇，这一步是用过量的CH3OH进行酯交换反应来实现的。（ 1 ） 反应中甲醇为什么要过量？ _ 。（ 2 ） 写出聚乙烯醇的结构简式: _ 。（ 3 ） 写出聚乙酸乙烯酯与甲醇进行酯交换反应的化学方程式: _ 。 思路分析: 此题考查酯交换反应，并从化学平衡角度分析反应物用量对化学平衡的影响。增大反应物的浓度，会使化学平衡向右移动。 答案:（ 1 ） 增大反应物的浓度，使化学平衡向右移动 思维启示: 酯交换反应为可逆反应，要注意从化学平衡的角度分析。 二、羧酸的衍生物 羧酸分子中羧基上的羟基被其他原子或原子团取代得到的产物叫做羧酸衍生物。羧酸分子中的羧基去掉羟基后剩余的基团称为酰基。 羧酸衍生物的分子由酰基与卤素原子、氨基等基团连接构成。 常见的羧酸衍生物有酰卤、酸酐、酯、酰胺等。 【例2】 化合物的“ ”中的“OH”被卤原子取代所得的化合物称为酰卤，下列化合物中可以看作酰卤的是 （ ） A. HCOFB. CCl4 C. COCl2D. CH2ClCOOH 思路分析: 按照题目给出的酰卤定义，分别将4个选项有机物分子中的卤原子用“OH”替代，并加以分析判断。从选项A可得到结构式HCOOH，这是甲酸，显然选项A称为甲酸氟，它是一种酰卤。从选项C可以得到 ，这是碳酸以两个氯原子取代了其分子中的两个羟基而得 ，选项C是酰卤，称为碳酰氯，俗名光气，有剧毒，是重要的有机合成中间体。 答案: AC 三、酯的水解的条件 在3支试管里各加入6滴乙酸乙酯，向第一支试管里加蒸馏水5.5 mL；向第二支试管里加稀硫酸（ 15 ） 0.5 mL、蒸馏水5 mL;向第三支试管里加入30%的NaOH溶液 0.5 mL、蒸馏水5 mL。振荡均匀后，把三支试管都放入 7080 的水浴里加热。 实验现象: 几分钟后，第三支试管里乙酸乙酯的气味消失了；第二支试管里还有一点儿乙酸乙酯的气味；第一支试管里乙酸乙酯的气味没有多大变化。 实验结论: 第一支试管里乙酸乙酯未水解，第二支试管里大多数乙酸乙酯已水解，第三支试管里乙酸乙酯全部水解。 实验原理: CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH + CH3CH2OH 反应机理: 在水解反应中，乙酸乙酯分子里断裂的化学键是 中的 键，即形成的是哪个键，断开的就是哪个键。 注意: 由乙酸与乙醇的酯化反应，可知乙酸乙酯的水解反应是可逆反应，反应在一定条件下达到化学平衡状态。 催化剂是无机酸、碱。当用碱作催化剂时，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 + CH3CH2OH。 乙酸乙酯的水解反应又属于取代反应，其他酯也能发生这样的化学反应。 酯化反应与水解反应的比较: 酯化反应水解反应反应关系CH3COOH + CH3CH2OHCH3COOC2H5 + H2O催化剂浓硫酸稀硫酸或NaOH溶液 【例3】 （ 1 ） 具有支链的化合物A的分子式为C4H6O2，A可以使Br2的四氯化碳溶液褪色。1 mol A和1 mol NaHCO3能完全反应，则A的结构简式是 _ 。写出与A具有相同官能团的A的所有同分异构体的结构简式 _ 。（ 2 ） 化合物B含有C、H、O三种元素，相对分子质量为60，其中碳的质量分数为60%，氢的质量分数为13. 33%。B在催化剂Cu的作用下被氧化成C，C能发生银镜反应，则B的结构简式是 _ 。（ 3 ） D在NaOH水溶液中加热反应，可生成A的钠盐和B，相应的化学反应方程式是 _ 。 思路分析: （ 1 ） 根据“1 mol A和1 mol NaHCO3 能完全反应”，故A中含有一个COOH；又根据“具有支链的化合物A的分子式为C4H6O2，A可以使Br2的四氯化碳溶液褪色”，故A中应该含有一个 ，所以，A的结构简式为 。（ 2 ） 由已知信息可得: 一个B分子中含C、H、O原子个数分别为: N （ C ） = =3 N （ H ） = =8 N （ O ） = =1 所以，B的分子式为C3H8O。 又根据“B在催化剂Cu的作用下被氧化成C，C能发生银镜反应”，故B的结构简式为CH3CH2CH2OH，C的结构简式为CH3CH2CHO。（ 3 ） 根据“D在NaOH水溶液中加热反应，可生成A （ ） 的钠盐和B（ CH3CH2CH2OH ） ”，由此可推得D的结构简式为 ,故反应的化学方程式为 CH2CHCH2COOH、CH3CHCHCOOH（ 2 ） CH3CH2CH2OH 思维启示: 本题涉及分子式的确定、分子结构的推测、同分异构体的分析等基本概念和基本计算，还涉及加成、氧化、酯的水解、中和等反应，知识覆盖面很广。解题过程既需要正向思维，又需要逆向思维。所以是一道知识和能力并重的题。拓展迁移 拓展点1: 油脂的组成和结构、性质（ 1 ） 油脂是由多种高级脂肪酸跟甘油生成的甘油酯。其结构式如下: 若R1、R2、R3相同，为单甘油酯；若不同则为混甘油酯。 评注: （ 1 ） 天然油脂大都是混甘油酯。（ 2 ） 油脂的相对分子质量较大，但不是高分子化合物。（ 3 ） 油脂是混合物，无