2018學(xué)年高二化學(xué)羧酸酯知識(shí)點(diǎn)總結(jié)以及典例導(dǎo)析

1、竣酸酯【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、掌握乙酸的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途；2、掌握竣酸的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用；3、了解酯的結(jié)構(gòu)及主要性質(zhì)；4、掌握重要的有機(jī)物之間的相互轉(zhuǎn)化，學(xué)會(huì)在有機(jī)合成與推斷中應(yīng)用?！疽c(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、竣酸的結(jié)構(gòu)、通式和性質(zhì)1 .竣酸的組成和結(jié)構(gòu)。0(1)竣酸是由燃基(或H)與竣基相連組成的有機(jī)化合物?？⒒?-C-DH)是竣酸的官能團(tuán)。(2)竣酸有不同的分類(lèi)方法：2 .竣酸的分子通式。一元竣酸的分子通式為R-COOH,飽和一元脂肪竣酸的分子通式為CnH2nO2或CnH2n+1COOH。分子式相同的竣酸、竣酸酯、羥基醛、羥基酮等互為同分異構(gòu)體。3 .竣酸的主要性質(zhì)。(1)竣酸的沸點(diǎn)比相應(yīng)的

2、醇的沸點(diǎn)高；碳原子數(shù)在4以下的竣酸能與水互溶，隨著分子中碳鏈的增長(zhǎng)，竣酸在水中的溶解度迅速減小，直至與相對(duì)分子質(zhì)量相近的烷燒的溶解度相近。(2)竣酸的化學(xué)性質(zhì)。弱酸性。由于一COOH能電離出H+,使竣酸具有弱酸性。而竣酸具有酸類(lèi)物質(zhì)的通性。如：2RCOOH+Na2CO3f2RCOONa+CO2T+H2ORCOOH+NH3-RCOONH4常見(jiàn)的一元竣酸的酸性強(qiáng)弱順序?yàn)椋乎セ磻?yīng)。注意：可以用同位素示蹤法證實(shí)酯化反應(yīng)過(guò)程是竣酸分子中竣基中的羥基與醇分子中羥基的氫原子結(jié)合成水，其余部分相互結(jié)合成酯。無(wú)機(jī)含氧酸與醇作用也能生成酯，如：C2H5OH+HONO2-C2H5ONO2+H2O(硝酸乙酯)-H被

3、取代的反應(yīng)。通過(guò)竣酸-H的取代反應(yīng)，可以合成鹵代竣酸，進(jìn)而制得氨基酸、羥基酸等。還原反應(yīng)。由于羥基的影響，竣基中的厥基比醛、酮分子中的厥基較難發(fā)生加成反應(yīng)，但在特殊試劑(如LiAlH4)的作用下，可將竣基還原為醇羥基。RCOOHLiAlH4RCH2OH有機(jī)化學(xué)上可用此反應(yīng)實(shí)現(xiàn)竣酸向醇的轉(zhuǎn)化。4 .竣酸的命名。(1)選含竣基的最長(zhǎng)的碳鏈作為主鏈，按主鏈碳原子數(shù)稱(chēng)某酸；(2)從竣基開(kāi)始給主鏈碳原子編號(hào)；(3)在“某酸”名稱(chēng)之前加入取代基的位次號(hào)和名稱(chēng)。CHi<HCHj-COOH3-甲基J酸I如：凡5 .重要的竣酸簡(jiǎn)介。0II(1)甲酸(HCOH)俗稱(chēng)蟻酸，是有刺激性氣味的無(wú)色液體，有腐蝕性，

4、能與水、乙醇、乙醍、甘油等草酸鈣(CaC2O4)互溶。甲酸分子中既含有竣基又含有醛基(見(jiàn)右圖)，因而能表現(xiàn)出竣酸和醛兩類(lèi)物質(zhì)的性質(zhì)。如顯酸性、能酯化(表現(xiàn)出一COOH的性質(zhì))、能發(fā)生銀鏡反應(yīng)和被新制的Cu(OH)2氧化(表現(xiàn)出一CHO的性質(zhì))。甲酸在工業(yè)上可用作還原劑，在醫(yī)療上可用作消毒劑。(2)苯甲酸俗稱(chēng)安息香酸，是白色針狀晶體，易升華，微溶于水，易溶于乙醇、乙醛。苯甲酸及其鈉鹽或鉀鹽常用作食品防窩劑。COOH(3)乙二酸(COOH)俗稱(chēng)草酸，是無(wú)色透明晶體，能溶于水或乙醇。通常以結(jié)晶水合物形式存在。難溶于水，是人體膀胱結(jié)石和腎結(jié)石的主要成分。(4)高級(jí)脂肪酸指的是分子中含碳原子數(shù)較多的脂肪

5、酸，它們的酸性很弱，在水中的溶解度不大甚至難溶于水。硬脂酸(Ci7H35COOH)、軟脂酸(Ci5H31COOH)、油酸(Ci7H33COOH)、亞油酸(Ci7H3iCOOH)都是常見(jiàn)的高級(jí)脂肪酸。要點(diǎn)二、酯的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1 .酯的組成和結(jié)構(gòu)。酯是竣酸分子中竣基上的羥基(一OH)被燃氧基(一OR，)取代后的產(chǎn)物。酯是一種竣酸衍生物，其分子由?；鵍(R-C-)和燃氧基(一or/)相連構(gòu)成。2 .酯的分子通式。0II酯的分子通式為RC0R',飽和一元脂肪竣酸酯的分子通式為CnH2n。2。分子式相同的竣酸、竣酸酯、羥基醛、羥基酮互為同分異構(gòu)體。3 .酯的物理性質(zhì)。酯類(lèi)都難溶于水，易溶于乙

6、醇和乙醍等有機(jī)溶劑，密度一般比水小。低級(jí)酯是具有芳香氣味的液體。4 .酯的化學(xué)性質(zhì)。酯的水解。在有酸或堿存在的條件下，酯能發(fā)生水解反應(yīng)，生成相應(yīng)的酸和醇。在酸存在下酯的水解是可逆的；在堿存在下酯的水解趨于完全，是不可逆反應(yīng)。(2)酯的醇解。在酸或醇的催化下，酯還可以發(fā)生醇解反應(yīng)。酯的醇解又稱(chēng)酯交換反應(yīng)，在有機(jī)合成中有重要用途。5 .酯的制取。下面簡(jiǎn)單介紹乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn)室制法。(I)反應(yīng)原料：乙醇、乙酸、濃硫酸、飽和Na2CO3溶液。(2)反應(yīng)原理：CH3COOH+C2H50H脩嶗勖ICH3COOC2H5+H2O(3)反應(yīng)裝置：試管、酒精燈。(4)實(shí)驗(yàn)方法：在一支試管里先加入3mL乙醇，然后一邊

7、搖動(dòng)，一邊慢慢地加入2mL濃硫酸和2mL冰醋酸，按右下圖連接好裝置。用酒精燈小心均勻地加熱試管35min,產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)導(dǎo)管通到飽和Na2CO3溶液的液面上，此時(shí)可以觀察到有透明的油狀液體浮在液面上。取下盛有飽和Na2CO3溶液的試管，并停止加熱，振蕩盛有飽和Na2CO3溶液的試管后靜置，待溶液分層后，可觀察到上層的透明油狀液體乙酸乙酯，并可聞到果香氣味。(5)注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)中濃硫酸起催化劑和脫水劑作用。盛反應(yīng)混合液的試管要向上傾斜約45。，主要目的是增大反應(yīng)混合液的受熱面積。導(dǎo)管應(yīng)較長(zhǎng)，除導(dǎo)氣外還兼起冷凝作用。導(dǎo)管末端只能接近飽和Na2CO3溶液的液面而不能伸入液面以下，目的是防止受熱不均發(fā)生

8、倒吸。實(shí)驗(yàn)中小心均勻加熱使液體保持微沸，這樣有利于產(chǎn)物的生成和蒸出，以提高乙酸乙酯的產(chǎn)率。飽和Na2CO3溶液的作用是吸收乙酸，溶解乙醇，冷凝酯蒸氣且減小酯在水中的溶解度，以利于分層。不能用。NaOH溶液代替飽和Na2CO3溶液，因乙酸乙酯在NaOH存在時(shí)易水解，而幾乎得不到乙酸乙酯。6 .酯的用途。酯常用作有機(jī)溶劑，也可用作制備飲料和糖果的香料。要點(diǎn)三、重要的有機(jī)物之間的相互轉(zhuǎn)化【典型例題】類(lèi)型一：竣酸的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)例1(1)具有支鏈的化合物A的分子式為C4H6O2,A可以使Br2的四氯化碳溶液褪色。1molA和1molNaHCO3能完全反應(yīng)，則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是。寫(xiě)出與A具有相同官能團(tuán)的A的所有

9、同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。(2)化合物B含有C、H、O三種元素，相對(duì)分子質(zhì)量為60,其中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%,氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.3%。B在催化劑Cu的作用下被氧氣氧化成C,C能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，則B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是。(3)D在NaOH水溶液中加熱反應(yīng)，可生成A的鈉鹽和B,相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式是?！舅悸伏c(diǎn)撥】解答此類(lèi)題目時(shí)，注意根據(jù)反應(yīng)物或者條件的不同所對(duì)應(yīng)的官能團(tuán)差別；在書(shū)寫(xiě)有機(jī)化學(xué)方程式時(shí)需要特別注意反應(yīng)條件以及小分子無(wú)機(jī)物不能遺漏?！敬鸢浮?1)。出=0«)01(CH2=CHCH2COOH、CH3-CH=CH-COOH(2)CH3CH2CH2OH0IICH2-=CC0Cli2CH2C!L+

10、NaOHI-3HjOCHjCHjCH2=C-COONa+CHCH?CH?OH【解析】(1)由A可使Br2的CC14溶液褪色，則A分子中含有碳碳雙鍵或三鍵，由1molA可與1mol的NaHCO3完全反應(yīng)，則A分子中含有1個(gè)一COOH,結(jié)合A的分子式為C4H6。2,可知A分子中含碳碳雙鍵不含三鍵，又CHM-COOH知A分子中具有支鏈，所以A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH,。與A具有相同官能團(tuán)的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，可在一COOH不變的情況下，改變C=C鍵和另一個(gè)碳原子的相位置得到，即有CH3CH=CHCOOH或CH2=CHCH2-COOH兩種結(jié)構(gòu)。(2)B分子中C、H、O的原子個(gè)數(shù)比為:N(C)：N(H):N(O)6

11、0%13.3%(160%13.3%):=3：8：121161。最簡(jiǎn)式為C3H8O,其相對(duì)分子質(zhì)量為60,故B的分子式為C3H8O。由于B+O2CuC,C可發(fā)生銀鏡反應(yīng),C中應(yīng)含一CHO,則B分子中含有一CH2OH結(jié)構(gòu)，從而B(niǎo)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH2CH2OH。遍*|C%=COUCH%CH3D+NaOHCH,-CCOONa+CH3cH3cHiOHI(3)由于為O從而推出D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為1c.【總結(jié)升華】能與NaHCO3反應(yīng)的物質(zhì)只有竣酸，能與NaOH反應(yīng)的物質(zhì)有鹵代峪酚、竣酸、酯，能與Na2CO3反應(yīng)的物質(zhì)有酚、竣酸，能與鈉反應(yīng)的有機(jī)物：醇、酚、竣酸。舉一反三：OHI【變式1】蘋(píng)果酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為H

12、OOC-CH-H±-COOH|,下歹U說(shuō)法正確的是()A.蘋(píng)果酸中能發(fā)生酯化反應(yīng)的官能團(tuán)有2種B. 1mol蘋(píng)果酸可與3molNaOH發(fā)生中和反應(yīng)C.1mol蘋(píng)果酸與足量金屬Na反應(yīng)生成1molH2OHID.HQOC-C也一CH-COOH與蘋(píng)果酸互為同分異構(gòu)體【答案】A【解析】蘋(píng)果酸中有羥基和竣基，都能發(fā)生酯化反應(yīng)，A項(xiàng)正確；分子中含有兩個(gè)一COOH,1mol蘋(píng)果酸能與2molNaOH發(fā)生中和反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；分子中一OH與一COOH都能與Na反應(yīng)，故1mol蘋(píng)果酸與足量金屬Na反應(yīng)能生成1.5molH2,C項(xiàng)錯(cuò)誤；D中該物質(zhì)與蘋(píng)果酸結(jié)構(gòu)相同，兩者是同種物質(zhì)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。【變式2】咖啡酸

13、(下式中的A)是某種抗氧化劑的成分之一，A與FeCl3溶液反應(yīng)顯紫色。pDqBr2/CCl4溶液|"Ai足量NaHCO3溶液(1)咖啡酸中含氧官能團(tuán)的名稱(chēng)為。(2)咖啡酸可以發(fā)生的反應(yīng)是(填寫(xiě)序號(hào))。氧化反應(yīng)加成反應(yīng)酯化反應(yīng)加聚反應(yīng)1molB與2molNaOH溶液恰好完全反應(yīng)消去反應(yīng)C(C9H5O4Na3)(3)咖啡酸可看做式為O1,3,4-三取代苯，其中兩個(gè)相同的官能團(tuán)位于鄰位，取代基中不含支鏈。則咖啡酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)(4)3.6g咖啡酸與足量碳酸氫鈉反應(yīng)生成氣體(標(biāo)準(zhǔn)犬況)為mL。醇為芳香醇，且分子結(jié)構(gòu)中無(wú)甲基,【答案】(1)竣基、酚羥基HO.CHKHCOUHHo"HO(5)

14、蜂膠的主要活性成分為CPAE,分子式為C17H16O4,該物質(zhì)在一定條件下可水解生成咖啡酸和一種醇，該則咖啡酸跟該芳香醇在一定條件下反應(yīng)生成CPAE的化學(xué)方程式為。(2)(4)448例2咖啡糅酸具有廣泛的抗菌作用，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下所示：關(guān)于咖啡糅酸的下列敘述不正確的是()A.分子式為C16H18。9B.與苯環(huán)直接相連的原子都在同一平面上C. 1mol咖啡糅酸水解時(shí)可消耗8molNaOHD.與濃澳水既能發(fā)生取代反應(yīng)又能發(fā)生加成反應(yīng)【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)，分子式的書(shū)寫(xiě)需要注意環(huán)烷和苯的區(qū)別；分析其與NaOH反應(yīng)時(shí)，注意醇酯和酚酯消耗NaOH的區(qū)別；該物質(zhì)既含有碳碳雙鍵又含有酚羥基，所以需要考慮兩類(lèi)反

15、應(yīng)?！敬鸢浮緾【解析】本題主要考查有機(jī)物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。由題目所給的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式易知其分子式為C16H18。9,選項(xiàng)A正確；由苯分子中所有原子都處于同一平面的結(jié)構(gòu)可知，與苯環(huán)直接相連的所有原子共面，選項(xiàng)B正確；1mol咖啡糅酸水解產(chǎn)生1molOH除一COOH可消耗NaOH外，酚羥基也可消耗NaOH,故1mol咖啡糅酸水解，可消耗4molNaOH,選項(xiàng)C不正確；所給物質(zhì)的分子中含酚的結(jié)構(gòu)及一CH=CH一結(jié)構(gòu)，故選項(xiàng)D正確。【總結(jié)升華】能與氫氧化鈉反應(yīng)的有機(jī)物：鹵代燒、酚、竣酸、酯，其中醇酯與NaOH1：1反應(yīng)、酚酯與NaOH按1：2反應(yīng)（因?yàn)榉吁ニ馍傻目⑺岷头佣伎膳cNaOH反應(yīng)）類(lèi)型二：酯的

16、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)例3某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)為A.1mol該物質(zhì)與足量濃濱水反應(yīng)，最多消耗2molBr2B.1mol該物質(zhì)最多能與2molNaOH反應(yīng)C.1mol該物質(zhì)最多能與3molH2加成D.該物質(zhì)的核磁共振氫譜共有6個(gè)吸收峰【思路點(diǎn)撥】仔細(xì)觀察該有機(jī)物含有哪些官能團(tuán)，根據(jù)官能團(tuán)的性質(zhì)對(duì)各個(gè)選項(xiàng)中的描述進(jìn)行判斷?！敬鸢浮緿【解析】酚羥基的鄰對(duì)位與澳水發(fā)生取代，雙鍵與濱水發(fā)生加成，則1mol該物質(zhì)與足量濃濱水反應(yīng)，最多消耗3molBr2,故A錯(cuò)誤；酚羥基、一COOC均與NaOH反應(yīng)，且酯水解生成的酚羥基也與NaOH反應(yīng)，則1 mol該物質(zhì)最多能與3molNaOH反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；苯環(huán)與雙鍵均與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)

17、，則1mol該物質(zhì)最多能與4molH2加成，故C錯(cuò)誤；由結(jié)構(gòu)可知，分子中含6種H,則該物質(zhì)的核磁共振氫譜共有6個(gè)吸收峰，故D正確。【總結(jié)升華】有機(jī)物的官能團(tuán)及其性質(zhì)：官能團(tuán)結(jié)構(gòu)性質(zhì)碳碳雙鍵加成（H2、X2、HX、H2O）氧化（。2、KMnO4）加聚碳碳叁鍵C三C加成（H2、X2、HX、H2O）氧化（。2、KMnO4）、加聚苯取代（X2、HNO3、H2SO4）加成（H2）、氧化（O2）鹵素原子一X水解（NaOH水溶液）消去（NaOH醇溶液）醇羥基R-OH取代（活潑金屬、HX、分子間脫水、酯化反應(yīng)）氧化（銅的催化氧化、燃燒）消去酚羥基取代（濃濱水）、弱酸性、加成（H2）顯色反應(yīng)（Fe3+）醛基CH

18、O加成或還原(H2)氧化(O2、銀氨溶液、新制Cu(OH)2)厥基加成或還原(H2)較基-COOH酸性、酯化酯基OII-C-OR水解(稀H2SO4、NaOH溶液)【變式1】菠蘿酯是一種具有菠蘿香氣的食用香料，是化合物甲與苯氧乙酸HjCOOH發(fā)生酯化反應(yīng)的產(chǎn)物。(1)甲一定含有的官能團(tuán)的名稱(chēng)是。(2)5.8g甲完全燃燒可產(chǎn)生0.3molCO2和0.3molH2O,甲蒸氣對(duì)氫氣的梧對(duì)密度是29,甲分子中不含甲基,且為鏈狀結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是。(3)聚氧乙酸有多種酯類(lèi)的同分異構(gòu)體。其中能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，且有2種一硝基取代物的同分異構(gòu)體是(寫(xiě)出任意兩種的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式)。(4)已知：菠蘿酯的合成路線(xiàn)如下：試劑X不可選用的是(填字母)。a.CH3COONa溶液b.NaOH溶液c.NaHCO3溶液d.Na丙的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是，反應(yīng)n的反應(yīng)類(lèi)型是。反應(yīng)W的化學(xué)方程式是?！敬鸢浮苛u基(2)CH2=CHCH2OH0HOHOHOOCC%COOCH.CHJ)OCH(答對(duì)其中任意兩種即可)(4)a、cClCH2COOH取代反應(yīng)【變式2】右圖是實(shí)驗(yàn)室制取乙酸乙酯的裝置。(1)在大試管中配制一定比例的乙醇、乙酸和濃硫酸的混合液的方法是：將然后輕輕振蕩試管