5.醛、羧酸、酯

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醛、羧酸、酯

知识点一 醛 1．定义

________与________相连而构成的化合物。可表示为RCHO，甲醛是最简单的醛。 2．甲醛、乙醛

甲醛 乙醛 3.化学性质 (1)氧化反应

①乙醛能被弱氧化剂Ag(NH3)2OH氧化，反应的化学方程式为：

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②乙醛也能被新制的Cu(OH)2悬浊液所氧化，反应的化学方程式为：

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③乙醛被空气中的氧气氧化，化学方程式为：

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)加成反应

乙醛在镍作催化剂的条件下，与H2发生加成反应：

________________________________________________________________________。 问题思考

1．分析甲醛和乙醛的结构式，推测在核磁共振氢谱中，分别有多少吸收峰？

2．中学化学中哪些类有机物可能发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应？

知识点二 羧酸

颜色 气味 状态 密度 比水小 水溶性 2 北洋教育 www.beyond1994.cn

1．定义

________与________相连构成的有机化合物称为羧酸。 2．分类

(1)根据分子中是否含有苯环，可以分为___________和__________。

(2)根据分子中羧基的数目，可以分为_________、____________和__________等。 3．物理性质

(1)乙酸是一种具有____________气味、________于水和乙醇的液体。 (2)低级饱和一元羧酸的溶解性随碳原子数的增加而降低。 4．化学性质 (1)酸性

乙酸的电离方程式：

________________________________________________________________________。 ①可使紫色石蕊试液________。 ②与活泼金属反应放出H2

________________________________________________________________________ (比Zn跟盐酸反应缓慢)

③与碱[如Cu(OH)2]发生中和反应

________________________________________________________________________。 (2)酯化反应

酯化反应：______________的反应，如生成乙酸乙酯的反应为：

________________________________________________________________________。 问题思考

3．根据乙酸的结构推断乙酸的核磁共振氢谱有多少吸收峰？

4．羧酸与醇发生酯化反应时羧酸和醇分别脱去什么基团？怎样证明？

知识点三 酯 1．定义

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羧酸分子羧基中的________被—OR′取代后的产物叫做酯。简写为____________。 2．物理性质

密度一般________水，并____溶于水，________有机溶剂。 3．水解反应

酯的重要化学性质之一是可以发生水解反应，生成相应的________。 (1)酸性条件下，乙酸乙酯的水解是________，化学方程式为

________________________________________________________________________。 (2)碱性条件下，乙酸乙酯的水解是______的，化学方程式为

________________________________________________________________________。 问题思考

5．浓硫酸在苯的硝化反应、实验室制乙烯、实验室制乙酸乙酯中的作用分别是什么？

实验与习题

一、醛

1．利用银镜反应检验醛基时要注意什么？与新制的Cu(OH)2悬浊液反应时又要注意什么？

2．醛在有机反应中是一个非常重要的中间物质，根据，推测A、B、C、D分别是

什么类型的物质？若D能发生银镜反应，A、B、C、D又具体是什么物质？

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3．根据，推测A、B、C、D分别是什么类型的物质？若A完全燃烧后体积保持不

变(H2O为气态)，A、B、C、D具体为什么物质？

典例导悟1 已知—CHO具有较强还原性，橙花醛的结构简式是：

。欲验证分子中有碳碳双键和醛基，甲、乙两学

生设计了如下方案：

甲：①取少量橙花醛滴加溴水；②在①反应后的溶液中滴加银氨溶液，水浴加热。

乙：①取少量橙花醛滴加银氨溶液，水浴加热；②在①反应后的溶液中先加稀硫酸酸化再滴加溴水。回答：

(1)能达到实验目的的是__________(填“甲”、“乙”或“甲、乙均可”)。

(2)对不可行方案说明原因(认为均可的此题不答)_________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)对可行方案： ①依据现象是

________________________________________________________________________； 反应方程式是

________________________________________________________________________ ②依据现象是

________________________________________________________________________； 反应方程式是

________________________________________________________________________。 二、酯化反应

1．如图所示装置制备乙酸乙酯，在制备中应注意哪些事项？

2．酯化反应有很多类型，可生成普通链酯、环酯、聚酯、内酯(分子内的酯

化反应)等。请填写下列空白：

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典例导悟2 酯是重要的有机合成中间体，广泛应用于溶剂、增塑剂、香料、黏合剂及印刷、纺织等工业。乙酸乙酯的实验室和工业制法常采用如下反应：

CH3COOH＋C2H5OH

浓H2 SO4 △

CH3COOC2H5＋H2O

请根据要求回答下列问题：

(1)欲提高乙酸的转化率，可采取的措施有______________________________、______________________等。

(2)若用下图所示的装置来制备少量的乙酸乙酯，产率往往偏低，其原因可能为________、 ________________________等。

(3)此反应以浓硫酸为催化剂，可能会造成

________________________________________________________________________ ____________

________________________________________________________________________等问题。

(4)目前对该反应的催化剂进行了新的探索，初步表明质子酸离子液体可用作此反应的催化剂，且能重复使用。实验数据如下表所示(乙酸和乙醇以等物质的量混合)。

、

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同一反应时间 同一反应温度 选择性(%) 40 60 80 120 77.8 92.3 92.6 94.5 100 100 100 98.7 *反应温度/℃ 转化率(%) 反应时间/h 2 3 4 6 转化率(%) 选择性(%)* 100 100 100 100 80.2 87.8 92.3 93.0 *选择性100%表示反应生成的产物是乙酸乙酯和水 ①根据表中数据，下列________(填字母)为该反应的最佳条件。 A．120 ℃，4h C．60 ℃，4h

B．80 ℃，2h D．40 ℃，3h

②当反应温度达到120 ℃时，反应选择性降低的原因可能为 ______________________________。

高考题集

题组一 羧酸的酸性与酯化反应

1．阿魏酸在食品、医药等方面有着广泛用途。一种合成阿魏酸的反应可表示为：

|

下列说法正确的是( )

A．可用酸性KMnO4溶液检测上述反应是否有阿魏酸生成 B．香兰素、阿魏酸均可与Na2CO3、NaOH溶液反应

C．通常条件下，香兰素、阿魏酸都能发生取代、加成、消去反应

D．与香兰素互为同分异构体，分子中有4种不同化学环境的氢，且能发生银镜反应的酚类化合物共有3种

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2.下列各组中的反应，属于同一反应类型的是( ) A．由溴丙烷水解制丙醇；由丙烯与水反应制丙醇 B．由甲苯硝化制对硝基甲苯；由甲苯氧化制苯甲酸 C．由氯代环己烷消去制环己烯；由丙烯加溴制1,2-二溴丙烷 D．由乙酸和乙醇制乙酸乙酯；由苯甲酸乙酯水解制苯甲酸和乙醇 题组二 酯类的水解

3．贝诺酯是由阿司匹林、扑热息痛经化学法拼合制备的解热镇痛抗炎药，其合成反应式(反应条件略去)如下：

下列叙述错误的是( )

A．FeCl3溶液可区别阿司匹林和扑热息痛

B．1 mol阿司匹林最多可消耗2 mol NaOH

C．常温下贝诺酯在水中溶解度小于扑热息痛 D．C6H7NO是扑热息痛发生类似酯水解反应的产物 4．中药狼把草的成分之一M具有消炎杀菌作用，M的结构如下所示： 下列叙述正确的是( ) A．M的相对分子质量是180

B．1 mol M最多能与2 mol Br2发生反应

C．M与足量的NaOH溶液发生反应时，所得有机产物的化学式为C9H4O5Na4 D．1 mol M与足量NaHCO3反应能生成2 mol CO2 课堂训练 题组一 醛

1．下列说法中，正确的是( )

A．乙醛分子中的所有原子都在同一平面上 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

B．凡是能发生银镜反应的有机物都是醛

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2．某学生做乙醛还原性的实验，取1 mol·L－1的CuSO4溶液2 mL和0.4 mol·L－1的NaOH溶液4 mL，在一个试管内混合后加入0.5 mL 40%的乙醛溶液加热至沸腾，无砖红色沉淀，实验失败的原因是( )

A．NaOH不够量 C．乙醛溶液太少

B．CuSO4不够量 D．加热时间不够

3．肉桂醛是一种食用香精，它广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果以及调味品中。工业上可通过下列反应制备：

(1)请推测B侧链上可能发生反应的类型：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。(任填两种) (2)请写出两分子乙醛在上述条件下反应的化学方程式： ______________________________________________。

(3)请写出同时满足括号内条件的B的所有同分异构体的结构简式：

________________________________________________________________________。 (①分子中不含羰基和羟基；②是苯的对二取代物；③除苯环外，不含其他环状结构。) 题组二 羧酸

4．一定质量的某有机物和足量钠反应，可得Va L气体，等质量的该有机物如果与足量小苏打反应，同温同压得到Vb L气体，若Va＝Vb，则该有机物可能是( )

A．HOCH2COOH

B．HO—CH2CH2—CHO D．CH3COOH

C．HOOC—COOH

5．(2011·洛阳模拟)结构简式如下图所示的有机物，下列反应类型中能够发生的是( )

①取代 ②加成 ③消去 ④水解 ⑤酯化 ⑥中和 ⑦氧化 ⑧加聚 A．①②⑤⑥

B．①②③⑤⑥

D．除④⑧外均可

C．②③④⑦⑧ 题组三 酯

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6．某中性有机物C8H16O2在稀硫酸作用下加热得到M和N两种物质，N经氧化最终可得M，则该中性有机物的结构可能有( )

A．1种

题号 答案 B．2种

1

C．3种 2 4

D．4种

5 6 7.已知化合物A中各元素的质量分数分别为C 37.5%，H 4.2%和O 58.3%。请填空： (1)0.01 mol A在空气中充分燃烧需消耗氧气1.01 L(标准状况)，则A的分子式是_______； (2)实验表明：A不能发生银镜反应。1 mol A与足量的碳酸氢钠溶液反应可放出3 mol二氧化碳。在浓硫酸催化下，A与乙酸可发生酯化反应。核磁共振氢谱表明A分子中有4个氢处于完全相同的化学环境。则A的结构简式是____________________；

(3)在浓硫酸催化和适宜的反应条件下，A与足量的乙醇反应生成B(C12H20O7)，B只有两种官能团，其数目比为3∶1。由A生成B的反应类型是________，该反应的化学方程式是________________________________________________________________________

题组四 实验探究

8．某化学小组以苯甲酸为原料，制取苯甲酸甲酯，已知有关物质的沸点如下表：

物质 沸点/℃

Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗产品

在圆底烧瓶中加入12.2 g苯甲酸和20 mL甲醇(密度约为0.79 g·cm－3)，再小心加入3 mL浓硫酸，混匀后，投入几块碎瓷片，小心加热使反应完全，得苯甲酸甲酯粗产品。

(1)浓硫酸的作用是______________；若反应产物水分子中有同位素表

示

反

应

前

后

18

18

甲醇 64.7 苯甲酸 苯甲酸甲酯 249 199.6 O，写出能式

：

O位置的化学方程

__________________________________________。

(2)甲和乙两位同学分别设计了如图所示的两套实验室合成苯甲酸甲酯的装置(夹持仪器和加热仪器均已略去)。

根据有机物的沸点，最好采用__________装置(填“甲”或“乙”)，理由是___________________。 (3)反应物CH3OH应过量，理由是_________________________________________。 Ⅱ.粗产品的精制

(4)苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、苯甲酸和水等，现拟用下列流程图进行精制，请在流程图中方括号内填入操作方法的名称。

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(5)以上流程图中加入Na2CO3溶液后，放入分液漏斗中振荡，静置，要得到有机层，其具体操作是___________________________________________________________________。

(6)通过计算，苯甲酸甲酯的产率为__________。

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醛、羧酸、酯

知识点一 1．烃基 醛基 2.

甲醛 乙醛 颜色 气味 状态 密度 水溶性 易溶于水 无色 刺激性气味 气体 无色 刺激性气味 液体 比水小 与水互溶 △3.(1)①CH3CHO＋2Ag(NH3)2OH――→CH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O △②CH3CHO＋2Cu(OH)2――→CH3COOH＋Cu2O↓＋2H2O 催化剂③2CH3CHO＋O2――→2CH3COOH △催化剂(2)CH3CHO＋H2――→CH3CH2OH △知识点二 1．烃基 羧基 2．(1)脂肪酸 芳香酸

(2)一元羧酸 二元羧酸 多元羧酸 3．(1)强烈刺激性 易溶 4．(1)CH3COOH

CH3COO－＋H＋

①变红 ②Zn＋2CH3COOH―→(CH3COO)2Zn＋H2↑ ③Cu(OH)2＋2CH3COOH―→(CH3COO)2Cu＋2H2O (2)酸和醇作用生成酯和水 CH3COOH＋CH3CH2OH知识点三

1．—OH RCOOR′ 2．小于 难 易溶于 3．酸和醇

(1)可逆反应 CH3COOC2H5＋H2O

浓硫酸△

浓硫酸△

CH3COOC2H5＋H2O

CH3COOH＋C2H5OH

△(2)不可逆 CH3COOC2H5＋NaOH――→CH3COONa＋C2H5OH 问题思考

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1．甲醛只有1个，乙醛有2个。

2．含—CHO的有机物如醛类、甲酸、甲酸盐、甲酸某酯、葡萄糖、麦芽糖都可与上述二者发生反应。

3．有2个吸收峰。

4．羧酸脱去—OH，醇脱去—H，可用18O原子作示踪原子，证明其脱水方式： CH3COOH＋C2H185OH

浓硫酸△

CH3CO18OC2H5＋H2O。

5．在制乙烯的实验中作催化剂和脱水剂。在苯的硝化反应和制乙酸乙酯的实验中作催化剂和吸水剂。

一、1.(1)银镜反应时要注意：

①试管内壁必须洁净；

②必须水浴加热，不可用酒精灯直接加热； ③加热时不可振荡和摇动试管； ④须用新配制的银氨溶液；

⑤配制银氨溶液时，向AgNO3溶液中滴加稀氨水要边滴边振荡，使最初的沉淀恰好溶解为止。 (2)与新制的Cu(OH)2悬浊液反应时要注意： ①硫酸铜与碱反应时，碱过量制取氢氧化铜； ②将混合液加热到沸腾才有明显砖红色沉淀。

2．A为醇，B为醛，C为羧酸，D为酯。若D能发生银镜反应，则A为CH3OH，B为HCHO，C为HCOOH，D为HCOOCH3。

3．A为醛，B为羧酸，C为醇，D为酯。当A燃烧前后体积不变时，A为HCHO，B为HCOOH，C为CH3OH，D为HCOOCH3。

二、1.(1)加入试剂的顺序为C2H5OH―→浓H2SO4―→CH3COOH。

(2)用盛Na2CO3饱和溶液的试管收集生成的乙酸乙酯，一方面中和蒸发出来的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Na2CO3溶液中，以防止发生倒吸。

(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。

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典例导悟 1．(1)乙

(2)—CHO有较强的还原性，若先加溴水(Br2)，则Br2会将—CHO和实验目的

(3)①产生银镜

△

(CH3)2C===CHCH2CH2C(CH3)===CH—CHO＋2Ag(NH3)2OH――→ (CH3)2C===CHCH2CH2C(CH3)===CHCOONH4＋3NH3＋2Ag↓＋H2O ②溴水褪色

(CH3)2C===CHCH2CH2C(CH3)===CHCOONH4

2Br2―→(CH3)2CBrCHBrCH2CH2C(CH3)BrCHBrCOONH4

均氧化，达不到

＋

解析 解答本题的关键是确定醛基和碳碳双键检验的先后顺序。由于溴水(Br2)也能氧化醛基(—CHO)，所以必须先用银氨溶液检验醛基(—CHO)；又因为银氨溶液氧化醛基后溶液为碱性，所以应先酸化后再加溴水检验碳碳双键。

2．(1)增大乙醇的浓度 移去生成的乙酸乙酯

(2)原料来不及反应就被蒸出 温度过高，发生了副反应

(3)产生大量的酸性废液(或造成环境污染) 部分原料碳化 催化剂重复使用困难 催化效果不理想(任填两种)

(4)①C ②乙醇脱水生成了乙醚

解析 (1)酯化反应是一个可逆反应，欲提高乙酸的转化率，可以增大乙醇的浓度或及时移去生成物等。

(2)因乙醇、乙酸都易挥发，而图中装置竖直导管太短，冷凝效果不好，原料来不及反应就被蒸出，温度过高发生副反应，这些因素都会导致产率偏低。

(3)浓H2SO4除具有催化作用外，还具有强氧化性和脱水性，因此可能造成产生大量的酸性废液、

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造成环境污染、部分原料碳化、催化效果不理想等。

(4)①从表中可以看出，同一反应时间60 ℃时的转化率远大于40 ℃而接近80 ℃，所以60 ℃时最合适，而以同一反应温度下的不同反应时间来看，4小时转化率已较高，接近6小时的转化率，故选C。

②当反应温度达120 ℃时反应选择性降低，则说明发生了副反应，因此只能推断其可能原因为乙醇脱水生成了乙醚。

【课后练习区】 高考集训 1．B

2．D [A项，溴丙烷水解制丙醇为水解反应或取代反应，丙烯水化制丙醇为加成反应；B项，甲苯硝化制对硝基甲苯为取代反应或硝化反应，甲苯制苯甲酸为氧化反应；C项，氯代环己烷制环己烯为消去反应，丙烯加溴制1,2-二溴丙烷为加成反应；D项，乙酸和乙醇制乙酸乙酯为取代反应或酯化反应，苯甲酸乙酯制苯甲酸和乙醇为取代反应或水解反应，故D项符合题意。]

3．B [A选项中，扑热息痛中含有酚羟基，阿司匹林中不含，故可用FeCl3溶液区别；1 mol阿司匹林最多消耗3 mol NaOH，故B项错误；C项中的贝诺酯比扑热息痛分子大，而且没有亲水基团，

溶解度要小；D选项中，扑热息痛中存在

4．C 考点集训 1．C

，可发生类似酯水解反应生成C6H7NO。]

2．A [由于CH3CHO和新制Cu(OH)2悬浊液的反应必须在碱性条件下进行[即用CuSO4和NaOH制备Cu(OH)2时需NaOH过量]，所以本实验失败的原因是NaOH不足。]

3. (1)加成反应 氧化反应 还原反应(任填两种) NaOH溶液(2)2CH3CHO――→ △CH3CHCHCHO＋H2O

解析 (1)根据B分子侧链上含有碳碳双键和醛基官能团，推测它可以发生加成反应、氧化反应、还原反应等。

(2)根据题给反应类比推出两分子乙醛反应的化学方程式为：

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NaOH溶液

2CH3CHO――→CH3CH===CHCHO＋H2O。 △(3)根据要求，其同分异构体的结构简式为：

4．A 5.D

6．B [中性有机物C8H16O2在稀硫酸作用下可生成两种物质，可见该中性有机物为酯类。由“N经氧化最终可得M”，说明N与M中碳原子数相等，碳架结构相同，且N应为羟基在碳链端位的醇，M则为羧酸，从而推知中性有机物的结构只有

和

7．(1)C6H8O7

两种。]

(3)酯化反应

8．(1)催化剂、吸水剂

(2)甲 甲中有冷凝回流装置

(3)反应物CH3OH过量，使平衡向右移动，有利于提高苯甲酸的转化率 (4)分液 蒸馏

(5)打开分液漏斗上口的玻璃塞，再旋开分液漏斗的活塞，用锥形瓶接收下层液体，待下层液体

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刚好流尽时关闭活塞，将有机层(上层)从分液漏斗的上口倒入指定容器中

(6)65%

解析 (1)酯化反应中，浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂。酯化反应的实质是酸脱羟基醇脱氢，即生成物H2O中的氧来源于羧酸。

(2)比较甲、乙两套装置，甲多了一个冷凝回流装置，本题中CH3OH易挥发且沸点低，故应采用有冷凝回流的装置最好。

(3)该反应可逆，增加CH3OH的用量，可以提高苯甲酸的转化率。

(4)粗产品经过H2O、Na2CO3时，可使CH3OH和苯甲酸溶解在水层，然后用分液的方法分离出苯甲酸甲酯，为除去产品中溶解的甲醇，则可利用二者沸点相差较大采用蒸馏法除去。

(6)因为n(苯甲酸)＝

12.2 g

＝0.1 mol，

122 g·mol－1所以理论上m(酯)＝0.1 mol×136 g·mol－1＝13.6 g， 8.84 g

所以产率＝13.6 g×100%＝65%。

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刚好流尽时关闭活塞，将有机层(上层)从分液漏斗的上口倒入指定容器中

(6)65%

解析 (1)酯化反应中，浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂。酯化反应的实质是酸脱羟基醇脱氢，即生成物H2O中的氧来源于羧酸。

(2)比较甲、乙两套装置，甲多了一个冷凝回流装置，本题中CH3OH易挥发且沸点低，故应采用有冷凝回流的装置最好。

(3)该反应可逆，增加CH3OH的用量，可以提高苯甲酸的转化率。

(4)粗产品经过H2O、Na2CO3时，可使CH3OH和苯甲酸溶解在水层，然后用分液的方法分离出苯甲酸甲酯，为除去产品中溶解的甲醇，则可利用二者沸点相差较大采用蒸馏法除去。

(6)因为n(苯甲酸)＝

12.2 g

＝0.1 mol，

122 g·mol－1所以理论上m(酯)＝0.1 mol×136 g·mol－1＝13.6 g， 8.84 g

所以产率＝13.6 g×100%＝65%。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/jf33.html