第12讲羧酸（教师版）-高二化学讲义（鲁科版2019选择性必修3）

第12讲羧酸目标导航目标导航课程标准课标解读1．认识羧酸、酯的组成和结构特点、性质、转化关系及其在生产、生活中的重要应用。2．了解乙酸乙酯的制备与性质。知道酰胺的结构特点和应用3．结合皂化反应认识油脂在生产、生活中的重要应用1．能从羧基成键方式的角度，了解羧酸的结构特点和分类，理解羧酸的化学性质及官能团与反应类型之间的关系。（宏观辨识与微观探析）2．能根据酯化反应的原理优化乙酸乙酯制备的方案，提高乙酸乙酯的产率。（科学探究与创新意识）知识精讲知识精讲知识点01羧酸1．羧酸的含义（1）概念：分子由烃基（或氢原子）和羧基相连而组成的有机化合物。（2）官能团：－－OH或－COOH（3）饱和一元脂肪酸的通式：CnH2nO2（n≥1）或CnH2n+1COOH（n≥0）2．羧酸的分类依据类别举例烃基种类脂肪酸乙酸：CH3COOH芳香酸苯甲酸：COOH羧基数目一元羧酸甲酸：HCOOH二元羧酸乙二酸：HOOC－COOH多元羧酸柠檬酸：烃基是否饱和饱和羧酸丙酸：CH3CH2COOH不饱和羧酸丙烯酸：CH2＝CHCOOH3．几种常见的羧酸甲酸苯甲酸乙二酸俗名蚁酸安息香酸草酸结构简式HCOOHCOOH色、态、味无色液体、刺激性气味白色针状晶体、易升华无色透明晶体溶解性易溶于水、有机溶剂微溶于水、易溶于有机溶剂能溶于水、乙醇用途工业还原剂、医疗消毒剂食品防腐剂化工原料4．物理性质（1）水溶性①分子中碳原子数在4以下的羧酸能与水互溶；②随着碳链的增长，羧酸在水中的溶解度迅速减小，直至与相对分子质量相近的烷烃的溶解度相近。（2）沸点：比相对分子质量相近的醇的沸点高。原因是羧酸分子之间更容易形成氢键。5．羧酸的命名（1）CH3CH2CH2COOH的名称是3－甲基戊酸（2）CH3COOH的名称是2，3－二甲基丁酸（3）名称为4－甲基－3－乙基戊酸。6．羧酸的化学性质（1）具有酸的通性（强于碳酸）①紫色石蕊试液：变红②与金属钠发生置换反应生成酸钠和氢气③与碱性氧化物、碱发生复分解反应生成盐和水④与氢氧化铜反应的现象是：蓝色沉淀变成蓝色溶液⑤与少量碳酸盐或碳酸氢盐反应放二氧化碳气体（2）取代反应①酯化反应：R－－OH+R'OHR－－O－R'+H2O②生成酰胺：R－－OH+NH3R－－NH2+H2O③α－H取代：RCH2COOH+Cl2R－－COOH+HCl（3）氧化反应①可燃性：CnH2nO2+QUOTE3n-12O2nCO2+nH2O②KMnO4（H+）：不褪色（4）还原反应：RCOOHRCH2OH【即学即练1】下列说法中，不正确的是（）。A．烃基与羧基直接相连的化合物叫做羧酸B．饱和链状一元羧酸的组成符合CnH2nO2C．羧酸在常温下都能发生酯化反应D．羧酸的官能团是－COOH【解析】选C。烃基与羧基相连的化合物叫羧酸，A正确；烷基为－CxH2x+1，故饱和链状一元羧酸通式为CxH2x+1－COOH，即Cx+1H2（x+1）O2符合CnH2nO2，B正确；羧酸在有浓H2SO4且加热时才能发生酯化反应，C错误；－COOH是羧酸的官能团，D正确。知识点02酯1．羧酸衍生物：（1）概念：羧酸分子中羧基上的羟基被其他原子或原子团取代后的产物。（2）酰基：羧酸分子中的羧基去掉羟基后剩余的基团，结构简式为R－－（3）常见的羧酸衍生物羧酸衍生物酰卤酸酐酯酰胺结构简式R－－ClR－－O－－R′R－－ClR－－NH22．酯（1）概念：酰基（R－－）和烃氧基（RO－）相连后的产物。（2）官能团的名称：酯基，结构简式：－－O－。（3）命名：依据水解生成的酸和醇的名称命名，称为“某酸某酯”。酯HCOOC2H5名称甲酸乙酯二乙酸乙二酯乙二酸二乙酯乙二酸乙二酯（4）物理性质①密度：酯类密度一般比水小②溶解性：难溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。③味态：低级酯是有香味的液体，易挥发。（5）化学性质－－水解反应①酸性条件：RCOOR'+H2ORCOOH+R'OH（部分进行）②碱性条件：RCOOR'+NaOHRCOONa+R'OH（完全进行）【即学即练2】关于酯的组成，下列叙述错误的是（）。A．酯的一般通式是R1COOR2，R1和R2可以相同，也可以不同B．R1COOR2中R1和R2可以是脂肪烃基，也可以是芳香烃基C．在R1COOR2中，当R1和R2均为－CH3时，这种酯叫甲酸甲酯D．碳原子数相同的饱和一元羧酸和饱和一元酯互为同分异构体【解析】选C。酯的一般通式是RCOOR′，R和R′可以相同，也可以不同，故A正确；RCOOR′中，R和R′可以是脂肪烃基，也可以是芳香烃基，故B正确；在RCOOR′中，当R和R′均为-CH3时，这种酯叫乙酸甲酯，故C错误；碳原子数相同的饱和一元羧酸和饱和一元酯，通式为CnH2nO2，互为同分异构体，故D正确。知识点03油脂1．油脂的组成、结构与分类2．常见的高级脂肪酸3．物理性质（1）密度：比水的小（2）溶解性：难溶于水，易溶于有机溶剂（3）熔、沸点：天然油脂都是混合物，没有固定的熔、沸点4．化学性质（1）水解反应①酸性水解：制备甘油和高级脂肪酸+3H2O3C17H35COOH+；②碱性水解（皂化反应）：制备甘油和肥皂+3NaOH+3C17H35COONa（2）加成反应－－不饱和油脂的特性①溴水：液态油能够使溴水褪色（鉴别植物油和动物油）。②氢化反应：液态油与氢气的加成反应，又叫油脂的硬化。这样制得的油脂叫人造脂肪，又叫硬化油。+3H2。5．油脂的应用【即学即练3】下列说法中正确的是（）。A．油脂的主要成分是高级脂肪酸甘油酯，属于酯类B．酯基“－－O－”不能发生加成反应，故油脂不能使溴水褪色C．的名称为软脂酸甘油酯D．酯在碱性条件下的水解叫皂化反应【解析】选A。油脂均含“－－O－”，故均属酯类，故A正确；油脂中的油含不饱和键可与Br2加成，故B错误；C应称为硬脂酸甘油酯，故C错误；只有油脂在碱性条件下的水解才叫皂化反应，故D错误。考法01酯化反应的特点及类型【典例1】（2022·衡阳高二检测）苹果酸是一种常见的有机酸，其结构简式为：HOOC－－CH2－COOH（1）苹果酸分子所含官能团的名称是__________、____________。（2）苹果酸不易发生的反应有____________（选填序号）。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____________________________________。（4）写出两分子苹果酸反应生成八元环酯的化学方程式____________________。（5）苹果酸发生缩聚反应所得的链节中含3个碳原子的聚酯的结构简式为_________。【解析】（1）从苹果酸的结构可看出分子中含有两个羧基和一个羟基；（2）苹果酸能发生的反应是酯化、氧化、消去和取代，不含碳碳双键和碳碳叁键，不能发生加成反应和加聚反应。（3）物质A水解可得到苹果酸，根据苹果酸的结构简式可写出A的结构简式：HOOC－－CH2－COOH。（4）两分子苹果酸发生分子间脱水，形成一分子八元环酯和两分子水；（5）给苹果酸HOOC－－CH2－COOH上的碳原子编号，从左到右依次为1、2、3、4，发生缩聚反应时，2号碳原子脱去羟基上的氢原子，2号碳原子上的羧基脱去羟基形成聚酯，反应的化学方程式为nHOOC－－CH2－COOHHOCH2－nOH+（2n－1）H2O。【答案】（1）羟基羧基（2）①③（3）HOOC－－CH2－COOH+H2OHOOC－－CH2－COOH+HBr（4）2HOOC－－CH2－COOH+2H2O（5）HOCH2－nOH【知识拓展】1．酯化反应的特点（1）所有的酯化反应，条件均为浓硫酸、加热。酯化反应为可逆反应，书写方程式时用“”。（2）利用自身酯化或相互酯化生成环酯的结构特点以确定有机物中羟基位置。（3）在形成环酯时，酯基（－－O－）中只有一个O参与成环。（4）酸与醇发生反应时，产物不一定生成酯。若是羧酸或者无机含氧酸与醇反应，产物是酯；若是无氧酸如氢卤酸与醇反应则生成卤代烃。2．酯化反应的类型（1）一元羧酸和一元醇的酯化反应RCOOH+R'CH2OHR－－OCH2R'+H2O（2）一元羧酸与二元醇的酯化反应（3）二元酸与二元醇的酯化反应①反应生成普通酯+HOOC－COOCH2－CH2OH+H2O②反应生成环酯++2H2O③反应生成聚酯n+nHO－－O－CH2－CH2－OnH+（2n－1）H2O（4）无机含氧酸的酯化反应+3HO－NO2+3H2O（5）高级脂肪酸与甘油的酯化反应+3C17H35COOH+3H2O考法02含羟基物质性质的比较【典例2】（2022·汉阳高二检测）（一）已知苯酚能跟碳酸钠溶液反应而溶解于碳酸钠溶液中．在下图所示的转化关系中，括号内编号①－④表示转化所需化学试剂：（1）用化学式填空：①是__________；④是__________；（2）A的结构简式是__________；（二）某种有机物A的结构简式为：。（1）A跟过量NaOH完全反应时，A和参加反应的NaOH的物质的量之比为__________；（2）A跟银氨溶液反应时，A和被还原的Ag（NH3）2OH的物质的量之比为__________；（3）A在浓H2SO4作用下，若发生分子内脱水，所生成的有机物的结构简式为____________________；【解析】（一）（1）和试剂①反应生成A，A和试剂②反应生成，和试剂③反应生成，则和试剂①反应时只能是羧基反应，而酚羟基和醇羟基不反应，结合题给信息知，试剂①是碳酸氢钠，A的结构简式为：，A和氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液反应生成，所以试剂②是氢氧化钠或碳酸钠，和钠反应生成，所以试剂③是钠，和试剂④反应生成，酚钠溶液和二氧化碳反应生成酚羟基，羧酸钠溶液和二氧化碳不反应，所以试剂④是二氧化碳。（二）（1）中羧基、酚羟基能和氢氧化钠溶液反应，所以A和参加反应的NaOH的物质的量之比为1∶2；（2）中含有一个醛基，醛基能和银氨溶液发生银镜反应，含有一个醛基的物质A与被还原的Ag（NH3）2OH的物质的量之比为1∶2；（3）中含有羧基和醇羟基，在浓硫酸作催化剂、加热条件下发生分子内酯化反应，生成物的结构简式为：。【答案】（1）①NaHCO3，④CO2；（2）；（二）（1）1∶2（2）1∶2（3）【知识拓展】比较项目含羟基的物质醇水酚羧酸羟基上氢原子活泼性在水溶液中电离程度极难电离难电离微弱电离部分电离酸、碱性中性中性很弱的酸性弱酸性与Na反应反应放出H2反应放出H2反应放出H2反应放出H2与NaOH反应不反应不反应反应反应与Na2CO3反应不反应不反应反应反应与NaHCO3反应不反应不反应不反应反应放出CO2能否由酯水解生成能不能能能结论羟基的活泼性：羧酸＞酚＞水＞醇【特别题型】羟基与酸性强弱的关系（1）醇、酚、羧酸的结构中均有－OH，可分别称之为“醇羟基”“酚羟基”和“羧羟基”。由于这些－OH相连的基团不同，－OH受相连基团的影响就不同。故羟基上的氢原子活性也就不同，表现在性质上也相差较大，一般来说，羟基上的氢原子活性“羧羟基”＞“酚羟基”＞“醇羟基”。（2）羧酸都是弱酸，不同的羧酸酸性不同，但低级羧酸都比碳酸的酸性强。几种简单的羧酸的酸性关系为甲酸＞苯甲酸＞乙酸＞丙酸。乙酸与H2SO3、H2CO3、HF等几种弱酸的酸性关系为H2SO3＞HF＞CH3COOH＞H2CO3。（3）低级羧酸才会使紫色石蕊试液变红，醇、酚、高级脂肪酸不会使紫色石蕊试液变红。考法03酯、油脂的性质、区别和联系【典例3】油脂是重要的营养物质，某天然油脂A可发生下列反应：已知：A的分子式为C57H106O6，1mol该天然油脂A经反应①可得到1molD、1mol不饱和脂肪酸B和2mol饱和直链脂肪酸C。经测定B的相对分子质量为280，原子个数比为C∶H∶O＝9∶16∶1。（1）写出B的分子式：______________。（2）写出反应①的反应类型：____________________；C的名称（或俗称）是________。（3）反应②为天然油脂的氢化过程。下列有关说法不正确的是______。A．氢化油又称人造奶油，通常又叫硬化油B．植物油经过氢化处理后会产生副产品反式脂肪酸甘油酯，摄入过多的氢化油，容易堵塞血管而导致心脑血管疾病C．氢化油的制备原理是在加热植物油时，加入金属催化剂，通入氢气，使液态油脂变为半固态或固态油脂D．油脂的氢化与油脂的皂化都属于加成反应（4）D和足量金属钠反应的化学方程式为__________。【解析】（1）假设B的分子式为C9nH16nOn，有12×9n+1×16n+16×n＝280，求得n＝2，所以B的分子式为C18H32O2。（2）油脂的水解是取代反应，A的水解可以表示成：C57H106O6+3H2OC3H8O3（甘油）+C18H32O2+2C，根据原子守恒可知C的分子式为C18H36O2，结合C是饱和直链脂肪酸，可知C的结构简式为CH3－（CH2）16－COOH，是硬脂酸或十八烷酸。（3）氢化油又称人造奶油，a正确；反式脂肪酸甘油酯摄入过多，容易堵塞血管而导致心脑血管疾病，b正确；氢化油的制备原理是油脂中的双键与氢气发生加成反应生成半固态或固态油脂，c正确；油脂的氢化属于加成反应，油脂的皂化属于取代反应，d错误。（4）油脂是高级脂肪酸甘油酯，水解生成高级脂肪酸和甘油，甘油含有羟基，羟基能与钠反应：2C3H5（OH）3+6Na2C3H5（ONa）3+3H2↑。【答案】（1）C18H32O2（2）取代反应或水解反应；硬脂酸或十八烷酸（3）d（4）2C3H5（OH）3+6Na2C3H5（ONa）3+3H2↑【知识拓展】1．酯与油脂结构（1）油脂属于酯，油脂和酯都具有官能团－－酯基，但油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯。（2）结构简式：（R1、R2、R3可以相同，也可以不同）。2．油脂的官能团与化学性质官能团一定含有－－O－R可能含有化学性质发生水解反应。酸性条件下水解产物是高级脂肪酸和甘油，碱性条件下水解产物是高级脂肪酸盐和甘油能与氢气发生加成反应，能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色3．酯和油脂的水解（1）反应原理CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+CH3CH2OH+3H2OR1COOH+R2COOH+R3COOH+（2）反应机理：水解反应中断裂酯基（－－O－）中的碳氧单键。（3）水解程度①酯和油脂在酸性条件下的水解反应是可逆反应，不能完全水解。②酯和油脂在碱性条件下水解生成羧酸盐和醇，是不可逆的。（4）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+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O催化剂浓硫酸稀硫酸或NaOH溶液断键机理酸中醇中酯中催化剂的其他作用吸水，提高乙酸和乙醇的转化率氢氧化钠中和酯水解产生的乙酸，提高酯的水解率最佳加热方式加热热水浴加热反应类型酯化反应，取代反应水解反应，取代反应（5）油脂和矿物油的比较物质油脂矿物油油脂肪组成不饱和高级脂肪酸的甘油酯饱和高级脂肪酸的甘油酯多种烷烃、环烷烃、芳香烃状态液态固态液态化学性质能水解，兼有烯烃的性质能水解具有烃的性质，不能水解存在花生、大豆、芝麻等油料作物中动物脂肪石油联系油和脂肪统称油脂，均属于酯类烃类分层提分分层提分题组A基础过关练1．山西老陈醋素有“天下第一醋”的盛誉。食醋中含有乙酸，下列关于乙酸的说法中正确的是（）。A．乙酸是有刺激性气味的液体B．乙酸分子中含有4个氢原子，它不是一元羧酸C．乙酸在常温下就能发生酯化反应D．乙酸酸性较弱，不能使石蕊试液变红【解析】选A。乙酸是具有强烈刺激性气味的无色液体，故A正确；尽管其分子中含有4个氢原子，但在水中只有羧基上的氢原子能发生部分电离，因此乙酸是一元酸，故B错误；乙酸在浓H2SO4存在下加热，可与醇类发生酯化反应，在常温下乙酸不能发生酯化反应，故C错误；乙酸的酸性较弱，但比碳酸的酸性强，它可使石蕊试液变红，故D错误。2．（2022·临沂高二检测）下列说法不正确的是（）。A．油脂是高级脂肪酸的甘油酯B．液态油脂与氢气发生加成反应，可以得到固态油脂C．油脂在酸性或碱性条件下，可以发生皂化反应D．天然油脂没有固定的熔、沸点【解析】选C。油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯，故A正确；液态油脂是不饱和酸，油酸与甘油形成的酯通常呈液态，能和氢气加成，使油脂由液态变为固态，故加氢后得到的油脂称为氢化油，又称硬化油，故B正确；油脂在酸性、碱性条件下都能发生水解反应，但只有在碱性条件下才发生皂化反应生成高级脂肪酸盐和甘油，故C错误；天然油脂属于混合物，没有固定的熔、沸点，故D正确。3．（2022·金昌高二检测）向酯化反应CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O的平衡体系中加入H218O，过一段时间，18O原子（）。A．只存在于乙醇分子中B．存在于乙酸和水分子中C．只存在于乙酸乙酯分子中D．存在于乙醇和乙酸乙酯分子中【解析】选B。乙酸与乙醇的酯化反应是可逆的，其反应机理是乙酸脱去羟基，乙醇脱去羟基上的氢原子而生成酯和水：+H2O。当生成的酯水解时，原来生成酯的成键处即是酯水解时的断键处，且CH3－－将结合水提供的羟基，而－OC2H5结合水提供的氢原子：。所以18O存在于乙酸和水分子中。4．（双选）（2022·湛江高二检测）下列关于油脂和乙酸乙酯的比较中，正确的是（）。A．油脂和乙酸乙酯都是纯净物，在室温下都是液体B．油脂和乙酸乙酯都能水解生成羧酸和醇C．油脂和乙酸乙酯都不能使溴水褪色D．油脂和乙酸乙酯都不溶于水，而易溶于有机溶剂【解析】选B、D。大多数油脂属于混合物，且室温下有的油脂为固体，A项错误；油脂可以分为油和脂肪，油是不饱和的高级脂肪酸甘油酯，因此油可以使溴水褪色，C项错误。5．（双选）（2021·济南高二检测）下列有关常见羧酸的说法中正确的是（）。A．甲酸是一种无色有刺激性气味的气体，易溶于水B．乙酸的沸点低于丙醇，高于乙醇C．苯甲酸的酸性比碳酸强，可以和碳酸氢钠反应制取CO2D．乙二酸具有还原性，可以使酸性KMnO4溶液褪色【解析】选C、D。常温下甲酸是液体，A不正确；乙酸的沸点高于丙醇的沸点，B不正确；苯甲酸的酸性比碳酸强，根据强酸制弱酸，苯甲酸可以和碳酸氢钠反应制取CO2，C正确；乙二酸具有还原性，高锰酸钾具有氧化性，两者能发生氧化还原反应，可以使酸性KMnO4溶液褪色，D正确。6．能发生银镜反应，但滴入石蕊试液后不变色，若加入少量NaOH溶液并滴入酚酞试液共煮，则红色消失。这种有机物是（）。A．甲酸B．乙酸C．甲酸甲酯D．乙醛【解析】选C。甲酸具有酸性，能使石蕊试液变红，故A错误；乙酸具有酸性，能使石蕊试液变红，故B错误；甲酸甲酯，不含羧基不能是湿润变色，含有醛基和酯基，能发生银镜反应，能与氢氧化钠溶液反应，故C正确；乙醛含有醛基能发生银镜反应，但是不能与强氧化钠溶液反应，故D错误。7．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____________。【解析】将混合物用饱和Na2CO3溶液进行萃取分液可把混合物分成两部分，其中一份是乙酸乙酯（A）。另一份是乙酸钠和乙醇的水溶液（B）。蒸馏B可得到乙醇（E），留下的残液为乙酸钠溶液（C）。再在C中加稀硫酸得乙酸溶液（D），经蒸馏可得乙酸。【答案】（1）饱和碳酸钠溶液（2）分液；分液漏斗（3）稀硫酸（4）蒸馏8．茉莉花香气的成分有多种，乙酸苯甲酯（）是其中的一种，它可以从茉莉花中提取，也可以用甲苯和乙醇为原料进行人工合成。一种合成路线如下：（1）写出反应①的化学方程式：__。（2）反应③的反应类型为____________。（3）C的结构简式为____________。（4）C通常有三种不同类别的芳香族同分异构体，试写出另两种不同类别的同分异构体的结构简式（各写一种）__________________、____________。（5）反应________（填序号）原子利用率理论上为100%，符合绿色化学的要求。【解析】乙醇催化氧化为A（乙醛）：2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O；乙醛进一步催化氧化得B（乙酸）：2CH3CHO+O22CH3COOH，原子利用率为100%；CH2Cl在NaOH水溶液加热的条件下发生水解反应：CH2Cl+NaOHCH2OH+NaCl，即C的结构简式为CH2OH；显然B（CH3COOH）与C（CH2OH）在一定条件下发生酯化反应。【答案】（1）2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O（2）取代（酯化）反应（3）CH2OH（4）OCH3（或其他合理答案）（5）②题组B能力提升练1．（2022·无锡高二检测）《礼记·内则》中记载“冠带垢，和灰（草木灰）请漱；衣裳垢，和灰请浣。”下列说法不正确的是（）。A．文中叙述涉及水解反应B．“冠带垢，和灰请漱”有甘油生成C．文中“灰”主要为NaOHD．文中“垢”成分还有油脂【解析】选C。古人洗涤衣裳冠带，所用的是草木灰浸泡的溶液，因为草木灰中含有碳酸钾，所以能去污。草木灰中含有碳酸钾，碳酸钾水解呈碱性，促进了油脂的水解，故A正确；油脂属于酯类物质，在酸性或碱性条件下都能水解，水解时生成甘油，故B正确；灰指的是草木灰，其主要成分是碳酸钾，故C错误；草木灰中含有碳酸钾，能去油污，文中“垢”的成分中含有油脂，故D正确。2．（2022·徐州高二检测）已知三种常见高级脂肪酸的结构简式和熔点数据如下：名称结构简式熔点/℃软脂酸CH3（CH2）14COOH63硬脂酸CH3（CH2）16COOH70油酸CH3（CH2）7CH＝CH（CH2）7COOH13下列说法不正确的是（）。A．碳原子数之和与烃基的饱和性都会影响羧酸的熔点B．硬脂酸、软脂酸、油酸都能发生酯化反应C．油酸在一定条件下可以与氢气加成生成软脂酸D．油酸的最简单的同系物是丙烯酸【解析】选C。碳原子数之和与烃基是否饱和都会影响羧酸的熔点，含碳原子数多的羧酸熔点高，一般烃基饱和的熔点高，烃基不饱和的熔点低，故A正确；高级脂肪酸都属于羧酸，都能发生酯化反应，故B正确；油酸催化加氢生成硬脂酸，故C错误；油酸与丙烯酸（CH2＝CH－COOH）结构相似，分子组成相差15个CH2原子团，互为同系物，丙烯酸是最简单的烯酸，故D正确。3．（2022·合肥高二检测）下列说法正确的是（）。A．酯类均无还原性，不会与新制Cu（OH）2悬浊液发生氧化还原反应B．油脂为高级脂肪酸的甘油酯，属于酯类C．从溴水中提取Br2可用植物油作萃取剂D．乙酸乙酯和乙酸互为同分异构体【解析】选B。A项中，H－－O－R（甲酸酯）含－CHO，可与新制Cu（OH）2悬浊液反应；C项中，植物油中含不饱和键，可与Br2发生加成反应，故不可萃取Br2；D项中，乙酸乙酯分子式为C4H8O2，而乙酸为C2H4O2，故不互为同分异构体。4．（2022·河北省选择考）茯苓新酸DM是从中药茯苓中提取的一种化学物质，具有一定生理活性，其结构简式如图。关于该化合物，下列说法错误的是（）。A．可使酸性KMnO4溶液褪色B．可发生取代反应和加成反应C．可与金属钠反应放出H2D．分子中含有3种官能团【解析】选D。由有机物的结构简式可知，分子中含有碳碳双键、羧基、羟基和酯基等四种官能团，D错误。碳碳双键、羟基都可使酸性高锰酸钾溶液褪色，A正确；碳碳双键可发生加成反应，羧基和羟基能发生酯化反应，酯化反应属于取代反应，B正确；羧基和羟基能与金属钠反应放出H2，C正确。5．（2021·全国乙卷）一种活性物质的结构简式为，下列有关该物质的叙述正确的是（）。A．能发生取代反应，不能发生加成反应B．既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物C．与互为同分异构体D．1mol该物质与碳酸钠反应得44gCO2【解析】选C。该物质中含有羟基和羧基，能够发生取代反应，含碳碳双键，能够发生加成反应，A选项错误；同系物的结构相似，官能团种类和数目相同，所以它既不是乙醇的同系物，也不是乙酸的同系物，B选项错误；该物质的分子式为C10H18O3，的分子式为C10H18O3，所以二者的分子式相同，结构式不同，互为同分异构体，C选项正确。1mol该物质中含1mol碳酸钠，生成0.5molCO2，即22gCO2，D选项错误。6．（双选）（2022·保定高二检测）在下列叙述的方法中，能将有机化合物转变为的有（）。A．跟足量的NaOH溶液共热后，再通入二氧化碳直至过量B．把溶液充分加热后，通入足量的二氧化硫C．与稀H2SO4共热后，加入足量NaOH溶液D．与稀H2SO4共热后，加入足量NaHCO3溶液【解析】选AD。跟足量NaOH溶液共热后生成，通入二氧化碳直至过量，反应生成，故A正确；亚硫酸酸性比羧酸强，通入足量二氧化硫后只能生成，得不到，故B错误；与稀硫酸共热后生成邻羟基苯甲酸，加入足量NaOH溶液，羧基和酚羟基都与NaOH反应，得到，故C错误；与稀硫酸共热后生成邻羟基苯甲酸，加入足量NaHCO3溶液，羧基和碳酸氢钠反应而酚羟基不反应，反应生成，故D正确。7．（2022·大连高二检测）现有5种基团：－CH3、－OH、－CHO、－COOH、－C6H5，对由其中2个基团构成且显酸性的有关物质叙述正确的是（）。A．共有4种，其中一种物质不属于羧酸B．共有5种，其中一种为二元酸C．共有6种，其中只有一种不是有机物D．共有6种，它们在一定条件下均能与乙醇发生酯化反应【解析】选C。5种基团中两两基团构成显酸性的物质有CH3COOH、HO－CHO（即HCOOH）、HO－COOH（即H2CO3）、C6H5－OH、C6H5－COOH、OHC－COOH，共6种，其中H2CO3是无机物，C6H5－OH不能与乙醇发生酯化反应，故C正确。8．（2022·淮北高二检测）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．C14H18O5B．C14H16O4C．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+2molH2O1mol羧酸+2molC2H5OH”，再结合质量守恒定律推知，该羧酸的分子式为C14H18O5。9．莽草酸是合成治疗禽流感的药物－－达菲的原料之一。莽草酸是A的一种同分异构体。A的结构简式如图：（1）A的分子式是__________________。（2）A与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式是______________________。（3）A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式是_____________________________。（4）17.4gA与足量碳酸氢钠溶液反应，生成二氧化碳的体积（标准状况）是______________。（5）A在浓硫酸作用下加热可得到B（B的结构简式为HO－COOH），其反应类型是__________。【解析】本题主要考查官能团的性质及同分异构体的书写，同时也考查碳原子的四个价键。（1）在有机物结构简式中，碳原子均形成四个价键，不足的由氢原子补齐。由题中A的结构简式知其分子式为C7H10O5。（2）A中与溴的四氯化碳溶液反应的官能团为碳碳双键，发生加成反应。（3）A中与NaOH溶液反应的官能团为－COOH。与NaOH反应时，分子中的羧基生成羧酸钠。（4）+NaHCO3+CO2↑+H2OV（CO2）＝QUOTE17.4g×（5）由HO－COOH+2H2O知：A中与－COOH处于间位上的两个－OH发生了消去反应。【答案】（1）C7H10O5（2）+Br2（3）+NaOH+H2O（4）2.24L（5）消去反应10．（河南省豫南九校2023届高三上学期第二次联考）山梨酸酯是一类广谱、高效、低毒的防腐保鲜剂，在食品加工、果蔬保鲜等方面有重要的实用价值，其中山梨酸正丁酯抑菌能力最强，实验室用如图所示装置（夹持、加热装置省略），依据下面的原理制备山梨酸正丁酯。反应方程式如下：可能用到的有关数据如下表所示：物质相对分子质量密度/（g·m－3）沸点/℃水溶性山梨酸112228易溶正丁醇74117微溶山梨酸正丁酯168195难溶乙醚74难溶实验步骤：在三口烧瓶中加入11.2g山梨酸、14.8g正丁醇、少量催化剂和几粒沸石，以75℃左右的温度加热三口烧瓶，使反应体系保持微沸，回流4小时后停止加热和搅拌，反应液冷却至室温，滤去催化剂和沸石，将滤液倒入200mL水中，加入50mL乙醚，倒入分液漏斗中，分液。有机层先用5%的碳酸氢钠溶液洗涤至中性，再用水洗涤分液，收集有机层。在有机层中加入少量无水Na2SO4，静置片刻，过滤。将滤液进行蒸馏，蒸去乙醚，得到纯净的山梨酸正丁酯12.0g。回答下列问题：（1）仪器A相比于普通分液漏斗的优点是__________________。仪器B中的冷凝水从______（填“m”或“n”）口进。（2）实验时最适宜的加热方式是__________________。（3）山梨酸与正丁醇反应生成山梨酸正丁酯的有机反应类型是____________。（4）洗涤、分液过程中，加入5%的碳酸氢钠溶液的目的是__________________，之后再用水洗涤的主要目的是________________________。（5）本实验中山梨酸正丁酯的产率是______（精确至0.1%）。【解析】（1）仪器A为恒压滴液漏斗，其相比于普通分液漏斗的优点是平衡内外气压，利于液体顺利滴下。冷凝管的冷凝水要下进上出。（2）根据题中信息“以75℃n（山梨酸）＝＝0.1moln（正丁醇）＝＝0.2mol，由反应方程式可知两者是按物质的量之比1∶1反应，则山梨酸完全反应生成0.1mol山梨酸正丁酯，理论上质量为m（山梨酸正丁酯）＝0.1mol×168g/mol，实验得到纯净的山梨酸正丁酯12.0g，则产率为×100%＝71.4%。【答案】（1）平衡内外气压，利于液体顺利滴下；n（2）水浴加热（3）取代反应（或酯化反应）（4）除去剩余的山梨酸；除去多余的正丁醇（5）71.4%题组C培优拔尖练1．（2021·湖南省选择考）已二酸是一种重要的化工原料，科学家在现有工业路线基础上，提出了一条“绿色”合成路线：下列说法正确的是（）。A．苯与溴水混合，充分振荡后静置，下层溶液呈橙红色B．环己醇与乙醇互为同系物C．已二酸与NaHCO3溶液反应有CO2生成D．环己烷分子中所有碳原子共平面【解析】选C。苯的密度比水的小，苯与溴水混合发生萃取，液体分层，上层为呈橙红色的苯层，下层为近乎无色的水层，A选项错误；环状醇和链状醇的结构不同，所以环己醇与乙醇不可能互为同系物，B选项错误；己二酸分子中含有羧基，能与NaHCO3溶液反应生成CO2，C选项正确。环己烷分子中碳原子为饱和碳，所有碳原子不可能都共平面，D选项错误。2．（双选）（2022·丹东高二检测）在一定条件下，1mol下列各物质与足量的NaOH溶液完全反应，消耗4molNaOH的是（）。A．HO－OOCCH2CHBr2B．HOOC－OOCCH2CHBr2C．D．CH2（OH）CBr3【解析】选B、C。1molHO－OOCCH2CHBr2与足量的NaOH溶液完全反应，需要消耗5molNaOH，其中卤素原子水解需要2mol、酚羟基需要1mol、酯基的水解需要1mol，酯基水解后生成的酚羟基也需要1mol，故A错误；1molHOOC－OOCCH2CHBr2与足量的NaOH溶液完全反应，需要消耗4molNaOH，其中卤素原子水解需要2mol、羧酸中和需要1mol、酯的水解需要1mol，故B正确；1mol与足量的NaOH溶液完全反应，需要消耗4molNaOH，其中中和酚羟基需要2mol、该酯基的水解需要2mol，故C正确；1molCH2（OH）CBr3与足量的NaOH溶液完全反应，需要消耗3molNaOH，均为卤素原子的水解消耗NaOH，故D错误。3．（2022·福州高二检测）下列说法正确的是（）。A．CH3－－CH2－COOH的名称是2－甲基－3－羟基戊酸B．CH3COOH与CH3CCH218OH发生酯化反应可生成酯CH3COOCH2CH3C．乙酸、苯酚均能与NaOH溶液反应，二者分子中官能团相同D．可用新制的Cu（OH）2来区分甲醇、甲酸、乙醛、乙酸【解析】选D。CH3－－CH2－COOH的正确命名应是4－甲基－3－羟基戊酸，A错误；酯化反应的脱水过程是“酸脱羟基醇脱氢”，故CH3COOH与CH3CH218OH发生酯化反应生成的酯是CH3CO18OCH2CH3，B错误；乙酸的官能团是羧基，苯酚的官能团是酚羟基，二者分子中的官能团不同，C错误；用新制的Cu（OH）2鉴别这4种物质的方法：向这四种溶液中分别滴入适量新制的Cu（OH）2悬浊液，室温下能使新制的Cu（OH）2悬浊液溶解的是甲酸、乙酸，不能使其溶解的是甲醇、乙醛，再将两组溶液分别加热，能产生红色沉淀的是甲酸、乙醛，不能产生红色沉淀的是甲醇、乙酸，D正确。4．分子式为C5H10O2的有机物R在酸性条件下可水解为酸和醇，下列说法不正确的是（）。A．这些醇和酸重新组合可形成的酯共有40种B．符合该分子式的羧酸类同分异构体有4种C．R水解得到的酸至少有5对共用电子对D．R水解得到的醇发生消去反应，可得到4种烯烃【解析】选D。分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，属于饱和一元酯，若为甲酸和丁醇酯化，丁醇有4种；若为乙酸和丙醇酯化，丙醇有2种；若为丙酸和乙醇酯化，丙酸有1种；若为丁酸和甲醇酯化，丁酸有2种；故羧酸共有5种，醇共有8种，酸和醇重新组合可形成的酯共有5×8＝40（种），故A正确；分子式为C5H10O2的羧酸有4种：CH3CH2CH2CH2COOH、CH3CH2CH（CH3）COOH、CH3CH（CH3）CH2COOH、（CH3）3CCOOH，故B正确；分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解得到最简单的酸为甲酸，甲酸有5对共用电子对，当酸分子中C原子数增多时，C－C、H－C数目也增多，含有共用电子对数目增多，则R水解得到的酸至少有5对共用电子对，故C正确；分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇，水解可能生成的醇有8种，分别是CH3OH、CH3CH2OH、CH3CH2CH2OH、CH3CHOHCH3、CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CHOHCH3、（CH3）2CHCH2OH、（CH3）3COH，CH3OH不能发生消去反应；CH3CH2OH发生消去反应生成CH2＝CH2；CH3CH2CH2OH、CH3CHOHCH3发生消去反应生成CH3CH＝CH2；CH3CH2CH2CH2OH发生消去生成CH3CH2CH＝CH2、CH3CH2CHOHCH3发生消去反应生成CH3CH2CH＝CH2、或者是CH3CH＝CHCH3；（CH3）2CHCH2OH、（CH3）3COH发生消去反应生成CH2＝C（CH3）2，所以R水解得到的醇发生消去反应，可得到烯烃有CH2＝CH2；CH3CH＝CH2；CH3CH2CH＝CH2；CH3CH＝CHCH3；CH2＝C（CH3）2；共5种，故D错误。5．（2022·延安高二检测）