高中化学选修五第三章羧酸和酯知识点

羧酸和酯上信中学陈道锋一、羧酸1、羧酸的定义：羧基和烷基直接相连形成的化合物称为羧酸2、分类1）按羧基数目：分为一元羧酸、二元羧酸、多元羧酸2）按烃基饱和度：分为饱和羧酸、不饱和羧酸3）按分子中是否含有苯环：分为脂肪酸、芳香酸3、通式：一元羧酸：R—COOH，饱和一元羧酸：CnH2n+1—COOH或CnH2nO24、代表物质：乙酸（俗称醋酸）1）乙酸的基本结构结构式：结构简式：CH3COOH2）乙酸的物理性质具有刺激性气味的液体，熔点为16.6℃，易凝结成像冰一样的晶体，无水乙酸又称冰醋酸。乙酸易溶于水和乙醇3）乙酸的化学性质①酸性CH3COOH⇌CH3COO-+H+②取代反应（酯化反应）实验步骤：在一试管中加入3mL乙醇，然后边摇动试管边慢慢加入2mL浓硫酸和2mL冰醋酸。按如图所示连接好装置。用酒精灯小心均匀地加热试管3～5min，产生的蒸气经导管通到饱和碳酸钠溶液的液面上。CH3COOH+HOCH2CH3⇌CH3COOCH2CH3+H2O实验现象：碳酸钠饱和溶液的液面上有透明的油状液体产生，并可闻到香味。实验结论：在有浓硫酸存在和加热的条件下，乙酸与乙醇发生反应，生成无色、透明，不溶于水，有香味的油状液体。注意：I、浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂。II、收集试管中加入的是饱和Na2CO3溶液，主要作用有两个：其一使混入乙酸乙酯中的乙酸跟Na2CO3反应而除去，同时还能使混入的乙醇溶解；其二使乙酸乙酯的溶解度减小，易分层析出。III、装置中的斜长导管起到了对反应物的冷凝回流作用，同时导管末端切莫插入液体内，以防止液体倒吸。IV、乙酸乙酯的分离：由于乙酸乙酯难溶于Na2CO3溶液，且比水的密度小，故用分液漏斗分液，取上层液体。5、羧酸的化学性质羧酸的化学性质与乙酸相似，主要取决于羧基官能团。在羧基的结构中，下面两个部位的键容易断裂：1）当O—H键断裂时，具有酸性2）当C—O键断裂时，—OH被其他基团取代，能发生酯化反应6、甲酸（俗称蚁酸）1）甲酸的结构2）甲酸的结构特性：具有一个氢原子、具有一个羟基、具有一个羧基、有一个醛基3）酸的化学性质具有羧酸的性质（酸性、酯化）具有醛的性质（氧化）4）甲酸酯的特性甲酸酯具有醛基，因此具备醛的部分性质（氧化）【习题一】乙二酸，又称草酸，通常在空气中易被氧化而变质．其两分子结晶水（H2C2O4•2H2O）却能在空气中稳定存在．在分析化学中常用H2C2O4•2H2O做KMnO4的滴定剂，下列关于H2C2O4的说法正确的是（）A．草酸是二元弱酸，其电离方程式为H2C2O4═2H++C2O42-B．草酸滴定KMnO4属于中和滴定，可用石蕊做指示剂C乙二酸可通过乙经过加成、水解、氧化再氧化制得D．将浓H2SO4滴加到乙二酸上使之脱水分解，分解产物是CO2和H2O【分析】A．多元弱酸的电离是分步进行的；B．高锰酸钾溶液本身就是紫红色；C．乙烯和氯气加成生成1，2二氯乙烷，上述产物水解成乙二醇，乙二醇催化氧化为乙二醛，乙二醛发生银镜反应生成乙二酸；D．乙二酸在酸和受热的条件下易分解出甲酸和二氧化碳．【解答】解：A．多元弱酸的离是分步进行，电离方程式为H2C2O4⇌H++HC2O4-，故A错误；

B．高锰酸钾本身就是紫红色，不需要指示剂因为中和完的时候它自己就褪色，故B错误；

C．乙烯和氯气加成生成1，2二氯乙烷，上述产物水解成乙二醇，乙二醇催化氧化为乙二醛，乙二醛发生银镜反应生成乙二酸，故C正确；

D．乙二酸在酸和受热的条件下易分解出甲酸和二氧化碳，故D错误。

故选：C。【习题二】甲酸具备的性有（）化反应B．银镜反应C．中和反应D．水解反应【分析】甲酸含有醛基和羧基，根据结构决定性质解题．【解答】解：A．甲酸含有羧基，能发生酯化反应，故A错误；

B．甲酸含有醛基，能发生银镜反应，故B错误；

C．甲酸含有羧基，能发生中和反应，故C错误；

D．甲酸不能发生水解反应，故D正确。

故选：D。【习题三】已知三种常见高级脂肪酸的结构简式和熔点数据下：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不会影响羧酸的熔点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【分析】A、碳原子数之和与烃基是否饱和与分子间作用力直接相关，影响羧酸的熔点；

B、高级脂肪酸都属于羧酸，都能发生酯化反应；

C、油酸催化加氢生成硬脂酸；

D、油酸与丙烯酸（CH2═CH-COOH）是同系物，丙烯酸是最简单的烯酸．【解答】解：A、碳原子数之和与烃基是否饱和与分子间作用力直接相关，影响羧酸的熔点，一般烃基饱和的熔点高，烃基不饱和的熔点低，故A错误；

B、高级脂肪酸都属于羧酸，都能发生酯化反应，故B正确；

C、油酸催化加氢生成硬脂酸，故C错误；

D、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；

故选：AC。【习题四】甲酸具有下列性质：①挥发性②酸性③比碳酸的酸性强④还原性⑤能发生酯化反应下列各实验中，分别填出表现甲酸相应性质的编号：（1）在碳酸钠溶液中加入甲酸有气体放出，说明甲酸具有________；（2）在甲酸钠晶体中加入浓磷酸，加热后放出能使湿润蓝色石蕊试纸变红的气体，说明甲酸具有_______；（3）与乙醇、浓硫酸混和后共热，能闻到一种香味，说明甲酸具有_______；（4）在甲酸溶液中加入氢氧化铜，能看到溶液变蓝色，说明甲酸具有；（5）在新制氢氧化铜中加入甲酸溶液，加热看到有红色沉淀生成，说明甲酸具有__________．【分析】（1）甲酸有酸性，酸性强于碳酸；（2）甲酸能使湿润蓝色石蕊试纸变红；（3）甲酸与乙醇在浓硫酸的作用下加热会生成有香味的酯；（4）甲酸溶液和氢氧化铜之间发生中和反应，生成铜盐和水；（5）甲酸中含有醛基，能和氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀．【习题五】乙酸分子的结构式为，下列反应及断键部位正确的是（）

（1）乙酸的电离，是①键断裂；

（2）乙酸与乙醇发生酯化反应，是②键断裂；

（3）在红磷存在时，Br2与CH3COOH的反应：CH3COOH+Br2红磷CH2Br-COOH+HBr，是③键断裂；

（4）乙酸变成乙酸酐的反应：2CH3COOH→+H2O，是①②键断裂．A．（1）（2）（3）B．（1）（2）（3）（4）C．（2）（3）（4）D．（1）（3）（4）【分析】（1）乙酸的电离，氢氧键断裂；

（2）乙醇与酸发生酯化反应，醇脱氢、羧酸脱羟基；

（3）Br2与CH3COOH的反应：CH3COOH+Br2CH2Br-COOH+HBr，甲基上碳氢键断裂；

（4）乙酸变成乙酸酐的反应：2CH3COOH→+H2O，一个乙酸碳氧键断裂，另1个乙酸氢氧键断裂；【解答】解：（1）乙酸的电离，氢氧键断裂，即①键断裂，故正确；

（2）乙酸与乙醇发生酯化反应，碳氧单键断裂，即②键断裂，故正确；

（3）Br2与CH3COOH的反应：CH3COOH+Br2CH2Br-COOH+HBr，甲基上碳氢键断裂，即③键断裂，故正确；

（4）乙酸变成乙酸酐的反应：2CH3COOH→+H2O，一个乙酸碳氧键断裂，另1个乙酸氢氧键断裂，即①②键断，故正确；

故选：B。【解答】解：（1）在碳酸钠溶液中加入甲酸有二氧化碳气体放出，证明甲酸有酸性，酸性强于碳酸，故答案为：③；（2）在甲酸钠晶体中加入浓磷酸，加热后放出能使湿润蓝色石蕊试纸变红的气体甲酸，说明甲酸具有挥发性、酸性，故答案为：①②；（3）甲酸与乙醇在浓硫酸的作用下加热会生成有香味的酯，故答案为：⑤；（4）甲酸溶液和氢氧化铜之间发生中和反应，生成铜盐和水，说明甲酸具有酸性，故答案为：②；（5）甲酸中含有醛基，具有还原性，能和氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀，故答案为：④．二、酯1、酯的定义：醇跟含氧酸发生反应生成的有机化合物叫做酯根据生成酯的酸的不同，酯可分为有机酸酯和无机酸酯，通常所说的酯是指有机酸(羧酸)酯2、羧酸酯的通式RCOOR′或，其官能团为酯基在酯的通式中，“R”是任意的烃基或氢原子，“R′”是碳原子数大于或等于1的任意烃基，如(甲酸甲酯)。饱和一元羧酸与饱和一元醇所形成的酯的通式为CnH2nO2。3、同分异构体分子式相同的羧酸、酯、羟基醛、羟基酮互为同分异构体，如C3H6O2的同分异构体有CH3CH2COOH、CH3COOCH3、HCOOCH2CH34、酯的化学性质酯的重要化学性质是发生水解反应,生成相应的酸和醇。乙酸乙酯在不同条件下的水解速率实验步骤：在3支试管中各加入6滴乙酸乙酯，向第一支试管中加蒸馏水5.5mL；向第二支试管中加稀硫酸(1∶5)0.5mL、蒸馏水5mL；向第三支试管中加入30%的NaOH溶液0.5mL、蒸馏水5mL。振荡均匀后，把三支试管都放入70～80℃的水里水浴加热。实验现象：几分钟后，第三支试管中乙酸乙酯的气味消失了；第二支试管中还有一点乙酸乙酯的气味；第一支试管中乙酸乙酯的气味没有多大变化。实验结论：第一支试管中乙酸乙酯未水解，第二支试管中大多数乙酸乙酯已水解,第三支试管中乙酸乙酯全部水解。实验原理：CH3COOC2H5＋H2O⇌CH3COOH＋CH3CH2OH(酸性)CH3COOC2H5＋NaOH⇌CH3COONa＋CH3CH2OH(酸性)【习题六】某酯A，其分子式C6H12O2，已知

又知B、C、D、E均为有机物，D不与Na2CO3溶液反应，E不能发生银镜反应，则A结构可能有（）A．3种B．4种C．5种D．6种【分析】A能在碱性条件下反应生成B和D，B与酸反应，应为盐，D能在Cu催化作用下发生氧化，应为醇，则A应为酯，E不能发生银镜反应，说明E不含醛基，E至少含有3个碳，C含有碳原子数与E的和为6，以此解答该题．【解答】解：A的分子式为C6H12O2，A能在碱性条件下反应生成B和D，B与酸反应，应为盐，D能在Cu催化作用下发生氧化，应为醇，则A应为酯，E不能发生银镜反应，说明E不含醛基，E至少含有3个碳，则C可能为甲酸、乙酸、丙酸，

如C为甲酸酸，则D为CH3CHOHCH2CH2CH3、CH3CH2CHOHCH2CH3、CH3CHOHCH（CH3）CH3；

如C为乙酸，则D为CH3CHOHCH2CH3，

如C为丙酸，则D为CH3CHOHCH3，

所以A结构可能有5种，

故选：C。【习题七】已知乙酸中的氧都是18O，则乙酸和乙醇在一定条件下反应，经过足够长的时间后，体系中含有18O的物质是（）A．只有乙酸B．只有乙酸乙酯C．乙酸、乙酸乙酯、水D．乙酸乙酯、乙醇、水【分析】酯化反应的原理为“酸脱羟基醇脱氢”，酯的水解与酯化反应过程相反，根据乙酸中的氧都是180结合酯化反应原理可以推断出反应后的溶液中：乙酸、乙酸乙酯、水都含有8O。【解答】解：乙酸分子中的氧都是18O，乙醇分子中的氧都是16O，二者在浓H2SO4作用下发生酯化反应的化学方程式为：CH3C18O18OH+H16OCH2CH3CH3C18O16OCH2CH3+H218O；根据反应分析，酯化反应是可逆反应，所以含有18O的物质有CH3C18O18OH、CH3C18O16OCH2CH3、H218O三种物质，

故选：C。【习题八】如图，在左试管中先加入2mL

95%的乙醇，并在摇动下缓缓加入3mL浓硫酸，再加入2mL乙酸，充分摇匀．按图连接好装置，用酒精灯对左试管小火加热3～5min后，改用大火加热，当观察到右试管中有明显现象时停止实验．试回答：（1）加热前，在a试管中常加入几片碎瓷片，其目的是_________．

（2）实验中导管不能插入b试管溶液中，原因是_______．

（3）在b试管中通常加入______溶液，实验生成的乙酸乙酯，其密度比水______，是有特殊香味的液体．分离右试管中所得乙酸乙酯的操作为（只填名称）______．

（4）反应中加入浓硫酸的作用是______．

（5）写出a试管中发生反应的化学方程式__________．【分析】（1）加热要加碎瓷片，防止暴沸；

（2）实验中导管不能插入b试管溶液中，原因是防止倒吸；

（3）根据吸收乙酸乙酯用饱和碳酸钠溶液，乙酸乙酯不溶于水溶液分析，

（4）浓硫酸做酯化反应的催化剂和吸水剂；

（5）装置中发生的反应是醋酸和乙醇在浓硫酸催化作用下发生酯化反应，生成乙酸乙酯和水，据此书写化学反应方程式．【解答】解：（1）加热要加碎瓷片，防止液体暴沸，

故答案为：防止液体暴沸；

（2）实验中导管不能插入b试管溶液中，原因是防止倒吸，

故答案为：防止倒吸；

（3）吸收乙酸乙酯用饱和碳酸钠溶液，原因有降低乙酸乙酯在水中的溶解度，饱和碳酸钠可以吸收挥发出来的乙醇和乙酸，所以右试管中通常加入饱和碳酸钠溶液；实验制取的乙酸乙酯会浮在上层，说明乙酸乙酯的密度小于水的密度；乙酸乙酯不溶于水溶液，所以分离的方法为分液，

故答案为：饱和碳酸钠；小；分液；

（4）浓硫酸有吸水性，促进该反应向正反应方向移动，浓硫酸能加快反应速率，所以浓硫酸作催化剂；

故答案为：吸水剂和催化剂；

（5）酯化反应的本质为酸脱羟基，醇脱氢，乙酸与乙醇在浓硫酸作用下加热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水，该反