高考一轮化学课件：112醛 羧酸(苏教版)

第二单元醛羧酸

………三年30考高考指数:★★★★★1.掌握醛、羧酸、酯的组成、结构特点和主要性质。2.认识不同类型化合物之间的转化关系。3.认识醛、羧酸、酯的安全和科学使用方法，以及对环境、健康产生的影响。一、醛1.醛:由_______________________而构成的化合物。结构通式可简写为_______。2.饱和一元醛分子的通式：____________。烃基或氢原子与醛基相连R－CHOCnH2nO(n≥1)3.甲醛、乙醛的分子组成和结构分子式结构简式官能团甲醛____________________乙醛________________CH2OHCHOC2H4OCH3CHO－CHO4.甲醛、乙醛的物理性质颜色状态气味溶解性甲醛无色气体刺激性气味易溶于水乙醛液体与水、乙醇等互溶5.醛的化学性质醛类物质既有氧化性又有还原性,其氧化、还原关系为:醇醛羧酸如乙醛的主要化学方程式氧化还原氧化还原反应（加成反应）___________________________氧化反应燃烧_____________________________银镜反应___________________________________________________________与新制Cu（OH）2反应________________________________________________________________催化氧化________________________________CH3CHO+H2CH3CH2OH催化剂△2CH3CHO+5O24CO2+4H2O点燃CH3CHO+2Ag（NH3）2OHCH3COONH4+3NH3+2Ag↓+H2O△CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O△2CH3CHO+O22CH3COOH催化剂△6.在生产、生活中的作用和影响（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%甲醛水溶液称为_________，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。福尔马林二、羧酸1.羧酸:由___________________相连构成的有机化合物。结构通式可简写为________。2.饱和一元羧酸分子的通式：_____________。烃基或氢原子与羧基R－COOHCnH2nO2(n≥1)3.甲酸和乙酸的分子组成和结构分子式结构简式官能团甲酸________________________________乙酸___________________________CH2O2

HCOOH－CHO、－COOHC2H4O2CH3COOH－COOH4.羧酸的物理性质(1)乙酸:气味:强烈刺激性气味；状态:液体；溶解性: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5.羧酸的化学性质羧酸的性质取决于羧基，反应时的主要断键位置如图：(1)酸的通性。乙酸是一种弱酸,其酸性比碳酸___,在水溶液里的电离方程式为:_______________________。(2)酯化反应。CH3COOH和CH3CH218OH发生酯化反应的化学方程式为:___________________________________________强CH3COOHH++CH3COO-CH3COOH+CH3CH218OHCH3CO18OCH2CH3+H2O6.羧酸在生产、生活中的作用（1）乙酸（俗称醋酸）是醋的成分之一；（2）许多羧酸是生物体代谢过程中的重要物质，许多动植物体内含有有机酸；（3）羧酸还是重要的有机化工原料。三、酯1.酯:羧酸分子羧基中的_____被______取代后的产物。可简写为：______,官能团为______________。－OH－OR′RCOOR′2.酯的性质(1)低级酯的物理性质。气味状态密度溶解性芳香气味液体比水___水中难溶,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂中小(2)化学性质（水解反应）。①反应原理：②实例：如CH3COOC2H5在稀硫酸或NaOH催化作用下发生水解反应的化学方程式分别为：____________________________________，_____________________________________。3.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。CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OH△1.利用酸性高锰酸钾溶液和溴水均能鉴别乙醛和乙酸。（）【分析】乙醛中的醛基有很强的还原性，能被酸性高锰酸钾溶液和溴水所氧化，乙酸与酸性高锰酸钾溶液和溴水均不发生反应。2.已知：醇醛酸，所以含相同碳原子数的饱和一元衍生物的相对分子质量关系为：M(酸)>M(醛)>M(醇)。（）【分析】事实上醛比醇少两个H原子。√［O］［O］×3.甲酸钠能发生银镜反应，能与新制氢氧化铜反应生成红色沉淀。（）【分析】甲酸钠含有醛基，具有醛的性质，所以能发生银镜反应，能与新制氢氧化铜反应生成红色沉淀；若甲酸要发生上述反应需先用碱中和。4.醛基、羰基、羧基和酯基中的碳氧双键均能与氢气加成。（）【分析】氢气可以与醛基、酮羰基中的碳氧双键加成，不能与羧基和酯基中的碳氧双键加成。√×5.酯化反应和酯的水解反应都属于取代反应。（）【分析】酯化反应是羧酸中的羟基被烷氧基取代，或醇中的羟基氢原子被酰基取代，酯的水解是酯化反应的逆反应，故也属于取代反应。√醛基的检验1.银镜反应（1）反应原理：CH3CHO+2Ag（NH3）2OHCH3COONH4+3NH3+2Ag↓+H2O（2）实验现象：产生光亮的银镜。（3）量的关系：RCHO～2Ag、HCHO～4Ag。△（4）注意事项：①试管内壁须洁净；②银氨溶液要随用随配,不可久置；③用水浴加热,不可用酒精灯直接加热；④醛用量不宜太多,如乙醛一般滴3滴；⑤银镜可用稀硝酸浸泡洗涤除去。2.与新制氢氧化铜悬浊液反应（1）反应原理：CH3CHO+2Cu（OH）2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O（2）实验现象：产生红色沉淀。（3）量的关系：RCHO～2Cu(OH)2～Cu2OHCHO～4Cu(OH)2～2Cu2O△（4）注意事项：①新制Cu(OH)2悬浊液要随用随配,不可久置；②配制新制Cu(OH)2悬浊液时,所用NaOH必须过量；③反应液必须直接加热煮沸。【高考警示钟】（1）醛类物质发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应均需在碱性条件下进行。（2）能发生银镜反应（或与新制氢氧化铜反应生成红色沉淀）的物质一定含有醛基，但不一定是醛类，可能是醛，也可能是甲酸、甲酸形成的盐、甲酸形成的酯、葡萄糖、麦芽糖等。【典例1】柠檬醛是一种用于合成香料的工业原料。现已知柠檬醛的结构简式为：(CH3)2C＝CHCH2CH2C(CH3)＝CHCHO。请回答下列问题：(1)欲检验该分子中的醛基可用银镜反应或与新制氢氧化铜悬浊液反应，若检验其中的碳碳双键，则应选用的试剂为_____。A.银氨溶液B.稀溴水C.FeCl3溶液D.NaOH溶液(2)为了检验柠檬醛分子结构中的醛基，某同学设计了以下实验：A.在试管中先注入少量NaOH溶液，振荡，加热煮沸之后把NaOH溶液倒去，再用蒸馏水洗净试管。B.在洗净的试管里配制银氨溶液。C.向银氨溶液中滴入3～4滴柠檬醛稀溶液。D.加热。请回答下列问题：①步骤A中加NaOH溶液，振荡，加热煮沸的目的是_________________________________________________。②步骤D应选择的加热方法是________(填下列装置编号)，理由是_____________________________________________。③写出柠檬醛发生银镜反应的化学方程式：______________。(3)另一名同学设计了另外一个实验进行检验：取1mol·L-1CuSO4溶液和2mol·L-1NaOH溶液各1mL，在一支洁净的试管内混合后，向其中又加入0.5mL柠檬醛稀溶液，加热煮沸后无红色沉淀出现。该同学实验失败的原因可能是_______(选填序号)。①加入的柠檬醛过多②加入的柠檬醛太少③加入CuSO4溶液的量过多④加入NaOH溶液的量过多【解题指南】解答本题要注意以下三点：（1）碳碳双键和醛基都能被溴水和酸性KMnO4溶液氧化；（2）检验醛基时溶液要呈碱性；（3）进行银镜反应时注意不能加强热，不能抖动。【解析】（1）因为柠檬醛中含有醛基，故检验碳碳双键时不能只选用溴水。醛基也能被溴水氧化而使溴水褪色，所以直接加入溴水检验碳碳双键不能得出正确结论。而应先用银氨溶液将醛基氧化后再检验碳碳双键。（2）银镜反应成功的关键之一是试管必须洁净，试管中先加入少量的氢氧化钠溶液，振荡，加热煮沸，目的就是保证试管的洁净。加热时试管抖动或试管中液体沸腾都将影响银镜的生成，所以应当选用乙装置，水浴加热。（3）醛基与新制的Cu(OH)2悬浊液反应时必须在碱性条件下，实验中加入CuSO4溶液的量过多。答案：（1）A、B（2）①除去试管内的油污②乙加热时试管抖动或试管中的液体沸腾都会影响银镜的产生③（CH3）2C＝CHCH2CH2C（CH3）＝CHCHO+2Ag（NH3）2OH（CH3）2C＝CHCH2CH2C（CH3）＝CHCOONH4+2Ag↓+3NH3+H2O（3）③△【互动探究】(1)1mol柠檬醛最多可以与多少摩尔氢气加成？提示：一个柠檬醛分子中含有两个碳碳双键和一个醛基，1mol柠檬醛最多可以与3mol氢气加成。(2)若使柠檬醛转化为饱和一元醛，应通过哪些反应？提示：首先使柠檬醛与H2发生加成反应转化成饱和一元醇，然后再使醇发生氧化反应生成醛。酯化反应的类型1.有关酯的反应中物质的量的关系（1）酯化反应中，生成的酯基个数等于生成的水分子个数；（2）酯水解时，水解的酯基个数等于消耗的水分子个数。2.酯化反应汇总（1）一元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如：CH3COOH+HOC2H5CH3COOC2H5+H2O浓硫酸△（2）一元羧酸与多元醇之间的酯化反应，如：（3）多元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如：（4）多元羧酸与多元醇之间的酯化反应。此时反应有三种情形，可得普通酯、环酯和高聚酯。如：000000（5）羟基酸自身的酯化反应。此时反应有三种情形，可得到普通酯、环酯和高聚酯。如：【高考警示钟】（1）发生酯化反应时羧酸脱去的是羟基，醇脱去的是羟基氢原子，解题时要注意断键部位。（2）酯在碱性条件下的水解产物是醇和羧酸盐而不是羧酸。（3）羟基酸分子之间发生酯化反应时，可生成链状酯，也可生成环酯，解题时要看清题意。【典例2】下列是有机化合物A的转化过程：(1)若D在一定条件下可以氧化为B,则A的结构简式为______；A水解的化学方程式为：_______________。(2)若有X、Y两物质与A是同类物质的同分异构体,也能发生上述转化。①若B能发生银镜反应,C不能发生消去反应,则X的结构简式为：_______________________；②若B、D均不能发生银镜反应,则Y可能的结构简式有______。(3)若Z与A为不同类别的同分异构体,并且具有下列性质：①Z不能与NaHCO3溶液反应；②Z不能使溴水褪色；③1molZ与足量金属钠反应可以生成1molH2；④Z光照条件下与氯气取代所得一氯取代产物只有两种(不考虑立体异构现象)。则Z的结构简式为__________________。【解题指南】解答本题时要注意以下四点：（1）D可氧化生成B，说明B、D碳原子数相同；（2）若B能发生银镜反应，则 B一定是甲酸；（3）若B、D均不发生银镜反应，则D为酮；（4）由A的分子式和Z的条件知Z分子中含有一个环。【解析】(1)“D在一定条件下可以氧化为B”，结合C转化为D的反应条件及整个转化流程可知：A、B、C、D分别为酯、羧酸、醇、醛，A中只有两个氧原子，说明A中只有一个酯基，“D在一定条件下可以氧化为B”说明B、D所含碳原子数相同，且所含碳原子数之和等于A中碳原子数（即6），所以B、D分子中所含碳原子数均为3，则C为CH3CH2CH2OH，D为CH3CH2CHO，B为CH3CH2COOH，A为CH3CH2COOCH2CH2CH3；（2）①B为酸，B能发生银镜反应,说明B为甲酸，C应为不能发生消去反应的含5个碳原子的醇(CH3)3CCH2OH；②若B、D均不能发生银镜反应,则B为不是甲酸的饱和一元羧酸，C为能催化氧化为酮的醇，且B、C分子中所含碳原子数之和为6，根据以上分析即可得出Y可能的结构简式；（3）“Z不能与NaHCO3溶液反应”说明Z中没有羧基，“Z不能使溴水褪色，1molZ与足量金属钠反应可以生成1molH2”说明Z中没有碳碳双键，且有两个羟基，结合A的分子式，Z中应有一个环，又因Z的一氯取代产物只有两种，所以Z的结构应为：答案：（1）CH3CH2COOCH2CH2CH3（2）①HCOOCH2C（CH3）3②CH3COOCH（CH3）C2H5或CH3CH2COOCH（CH3）2【技巧点拨】羧酸、醇和对应酯的组成的分析（1）饱和一元脂肪醇与饱和一元脂肪酸形成的酯：①酸分子和醇分子中的碳原子数之和等于酯分子中碳原子数；②酸分子和醇分子中的氢原子数之和比酯分子中氢原子数多2；③酸分子和醇分子中的氧原子数之和比酯分子中氧原子数多1。（2）饱和一元脂肪醇比饱和一元脂肪酸多一个碳原子时，它们的相对分子质量相等。【变式备选1】由中国科研人员从中药材中提取的金丝桃素对于感染的H5N1亚型禽流感家禽活体具有100%的治愈率。根据下面金丝桃素的结构简式回答下列问题：（1）金丝桃素能在NaOH水溶液中加热反应得A和B，B为芳香族化合物，则B的结构简式为_______________，该反应属于__________反应。（2）室温下，B用稀盐酸酸化得C，下列物质中不能和C发生反应的是_________（填序号）。①浓硫酸和HNO3的混合液②H2（催化剂加热）③CH3CH2CH2CH3④Na⑤O2（催化剂）⑥Na2CO3溶液（3）写出两分子C与浓硫酸共热，生成八元环状物的化学方程式：_____________________________________________。【解析】（1）金丝桃素分子结构中含有酯基，在NaOH水溶液中加热，酯基发生水解得到酸和醇，碱性条件下酸变成钠盐，又B为芳香族化合物，所以B的结构简式为（2）B用稀盐酸酸化得C，故C为含有羧基和羟基，只有③CH3CH2CH2CH3不能与C反应。答案：

【变式备选2】由乙烯和其他无机原料合成环状化合物。其合成过程如下（水及其他无机产物均已省略）请分析后回答下列问题：（1）写出下列反应的反应类型：①_____________、②_____________；（2）D物质中的官能团名称为____________；（3）物质X与A互为同分异构体，则X的结构简式为_______；（4）A→B的反应条件为__________________；（5）写出下列转化的化学方程式：C→D______________________________________________；B+D→E____________________________________________。【解析】依据转化流程可推知B、C、D分别为醇、醛、羧酸，结合乙烯和E的结构可推知A为CH2BrCH2Br，B为CH2OHCH2OH，C为OHCCHO，D为HOOCCOOH。答案：（1）①加成反应②取代反应（或酯化反应）（2）羧基（3）CH3CHBr2

（4）氢氧化钠水溶液，加热【拓展延伸】乙酸乙酯的制备1.实验原理CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O2.反应特点浓硫酸△3.实验装置4.反应的条件及其意义(1)加热,主要目的是提高反应速率；其次是使生成的乙酸乙酯挥发而收集,使平衡向正反应方向移动,提高乙醇、乙酸的转化率。(2)以浓硫酸作催化剂,提高反应速率。(3)以浓硫酸作吸水剂,提高乙醇、乙酸的转化率。5.实验需注意的问题(1)加入试剂的顺序为C2H5OH→浓硫酸→CH3COOH。(2)用盛饱和Na2CO3溶液的试管收集生成的乙酸乙酯,一方面除去蒸发出来的CH3COOH、溶解蒸发出来的乙醇；另一方面降低乙酸乙酯的溶解度,有利于酯的分离。(3)导管不能插入到饱和Na2CO3溶液中,以防止倒吸。(4)加热时要用小火均匀加热,防止乙醇和乙酸大量挥发,液体剧烈沸腾。(5)装置中的长导管起导气和冷凝作用。(6)充分振荡试管,然后静置,待液体分层后,分液得到的上层液体即为乙酸乙酯。(7)加入碎瓷片,防止暴沸。6.提高产率采取的措施(该反应为可逆反应)(1)用浓硫酸吸水,使平衡向正反应方向移动。(2)加热将酯蒸出。(3)可适当增加乙醇的量,并有冷凝回流装置。1.下列说法错误的是（）A.乙醇和乙酸都是常用调味品的主要成分B.乙醇和乙酸的沸点和熔点都比乙烷和乙烯的沸点和熔点高C.乙醇和乙酸都能发生氧化反应D.乙醇和乙酸之间能发生酯化反应，酯化反应和皂化反应互为逆反应【解析】选D。A项，料酒中含有乙醇，醋中含有乙酸，A项正确；B项，通常情况下，乙醇和乙酸为液态，乙烷和乙烯为气态，所以乙醇和乙酸的沸点和熔点都比乙烷和乙烯的沸点和熔点高，B项正确；C项，乙醇能氧化为乙醛、乙酸，乙酸可进一步氧化为二氧化碳，C项正确；D项，酯化反应和酯的水解反应是可逆过程，酯化反应不是皂化反应的逆反应，D项错误。2.下列关于烃的衍生物的说法中正确的是（）A.乙醛分子中的所有原子都在同一平面上B.凡是能发生银镜反应的有机物都是醛C.醛类既能被氧化为羧酸,又能被还原为醇D.完全燃烧等物质的量的乙醛和乙醇,消耗氧气的质量相等【解析】选C。A项，乙醛的结构简式为：CH3CHO，其中甲基的四个原子不可能在同一平面上，A项错误；B项，分子中含有醛基的有机物都能发生银镜反应,但含有醛基的物质不一定都是醛,如甲酸及其盐、甲酸形成的酯、葡萄糖、麦芽糖等,这些物质不是醛类，B项错误；C项，－CHO在一定条件下既可被氧化为－COOH,也可被还原为－CH2OH，C项正确；D项，由于乙醛与乙醇含有相同的C、O原子数,但乙醇分子中氢原子多,因而完全燃烧等物质的量的乙醇和乙醛,乙醇消耗氧气的质量比乙醛的多，D项错误。3.下列有关银镜反应实验的说法正确的是（）A.试管先用热烧碱溶液洗涤，然后用蒸馏水洗涤B.向2%的稀氨水中滴入2%的硝酸银溶液，配得银氨溶液C.可采用水浴加热，也能直接加热D.可用浓盐酸洗去银镜【解析】选A。银镜反应实验成功与否与试管是否洁净有很大关系，先用碱液洗涤试管，主要是除去油污，A项说法正确；配制银氨溶液，是将2%的氨水逐滴加到2%的硝酸银溶液中且边滴边振荡，直到最初产生的沉淀恰好溶解为止，B项说法错误；银镜反应实验一定是水浴加热，C项说法错误；盐酸不能洗去银镜，应用稀硝酸洗涤，D项说法错误。4.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.酯化反应中一般是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溶液的液面下,再用分液漏斗分离【解析】选B。A项，酸和醇发生的反应不一定是酯化反应，如乙醇与氢溴酸在加热条件下发生取代反应生成溴