有机化学基础选考部分羧酸酯类.docx

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有机化学基础选考部分羧酸酯类

有机化学基础（选考部分）

羧酸、酯类

【点击考纲】

了解羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点以及它们的相互联系。

【知识梳理】

一．羧酸类的同系物

1．通式

一般通式R—COOH，饱和一元羧酸的通式为CnH2nO2（n≥1）或CnH2n+1COOH（n≥O）。

2．饱和一元羧酸的命名

（1）选主链以含羧基的碳原子最多的作为主链。

注意：

羧基为1号碳原子。

（2）编号以离羧基最近的一端作为起始编号。

（3）找取代基

如：

3，4—二甲基戊酸

二．饱和一元羧酸的同分异构体

（1）碳链异构；

（2）官能团异构；

（3）类别异构（羧酸和酯互为同分异构体）

如：

C5H10O2有几种同分异构体？

把C5H10O2改为C4H9COOH可知酸类的同分异构体有4种，酯类有9种一共有13种。

三．羧酸的化学性质

1．乙酸的酸性

酸性的强弱：

HCl＞HCOOH＞CH3COOH＞H2CO3＞—OH＞HCO3—

2．酯化反应

（1）酯化反应的机理：

酸脱羟基醇脱氢原子。

（2）乙酸乙酯的制取：

浓H2SO4的作用：

催化剂和脱水剂；

盛反应液的试管要上倾45ºC，这样液体受热面积较大；

导管末端不能插入Na2CO3溶液中，目的是防止受热不均匀发生倒吸；

不能用NaOH溶液代替Na2CO3溶液，因为NaOH溶液碱性很强，会使乙酸乙酯水解，重新变成乙酸和乙醇。

实验中小火加热保持微沸，这样有利于产物的生成和蒸出。

饱和Na2CO3溶液的作用是：

冷凝酯蒸气，减小酯在水中的溶解度（利于分层），吸收蒸出的乙酸和乙醇。

四.酯类

1．一般通式R—COOR´，饱和一元酯的通式为CnH2nO2（n≥2）

2．命名　“某酸+某醇→某酸某酯”

3．酯的水解反应

在有酸或碱的存在的条件下，酯能发生水解反应，生成相应的酸和醇。

R—COOR´+H2O

R—COOH+R´OH

酯的水解是酯化反应的逆反应，若在碱性的条件下，生成的酸与碱反应，使平衡向酯水解的方向移动，水解程度很大。

4．有关酯说法的误区

“酸和醇反应的产物一定是酯”。

此说法错误。

因为无机酸与醇反应的产物不一定是酯，如HBr与醇反应生成卤代烃，而不是酯。

“酯只能由酯化反应制得”，酯化反应可以制得酯，但酯不一定非得用酯化反应制得，例如乙烯和浓H2SO4反应可生成硫酸氢乙酯。

“酚类不能形成酯”。

众所周知，苯甲酸苯酯水解生成苯甲酸和苯酚，且二者不能直接反应生成酯，但这只说明酚不容易与羧酸直接酯化反应，而实际上酚所形成的酯确实存在，只不过要在特殊条件下制得。

【答疑解惑】

注意有机反应中量的关系

⑴烃和氯气取代反应中被取代的H和被消耗的Cl2之间的数量关系；

⑵不饱和烃分子与H2、Br2、HCl等分子加成时，C＝C、C≡C与无机物分子个数的关系；

⑶含－OH有机物与Na反应时，－OH与H2个数的比关系；

⑷－CHO与Ag或Cu2O的物质的量关系；

⑸RCH2OH→RCHO→RCOOH

MM－2　　　M＋14

⑹RCH2OH　

→CH3COOCH2R

M　　　　　　　　　M＋42

（7）RCOOH　

→RCOOCH2CH3

M　　　　　　　M＋28

（酯基与生成水分子个数的关系）

（关系式中M代表第一种有机物的相对分子质量）

【考点示例】

例题1.有机物

（1）CH2OH（CHOH）4CHO

（2）CH3CH2CH2OH（3）CH2=CH—CH2OH（4）CH2=CH—COOCH3（5）CH2=CH—COOH中，既能发生加成、酯化反应，又能发生氧化反应的是（）

A．（3）（5）B．

（1）（3）（5）

C．

（2）（4）D．

（1）（3）

【例题解析】根据有机物的结构决定性质，要能发生加成，结构中必须含有不饱和的官能团（如碳碳双键、三键、醛基等）；又要能发生酯化反应，结构中必须具有羟基或羧基。

仔细辨认所给五种有机物所具有的官能团，有

（1）、（3）、（5）满足条件。

【答案】B

例题2.A是一种含碳、氢、氧三种元素的有机物。

已知A中碳的质量分数为44.1%，氢的质量分数为8.82%，A只含一种官能团，且每个碳原子上最多只连接一个官能团；A能与乙酸发生酯化反应，但不能在两个相邻碳原子上发生消去反应。

请填空：

（1）A的分子式是_______，其结构简式是___________。

（2）写出A与乙酸反应的方程式：

_______________________________________________。

（3）写出所有满足下列3个条件的A的同分异构体的结构式。

①属直链化合物②与A具有相同的官能团③每个碳原子上最多只连一个官能团

这些同分异构体的结构简式是

_______________________________________________。

【例题解析】首先根据各元素的质量分数求最简式，C：

H：

O=44.1%/12：

8.82%/1：

47.08%/16：

1=5：

12：

4，由于氢原子已经到达饱和，所以最简式就是分子式。

根据A的性质判断，A是醇，并且不能发生加成反应，则有一个碳原子上没有氢原子，所以A为

【答案】

（1）C5H12O4

（2）

C（CH2OH）4+4CH3COOH

C（CH2OOCCH3）4+4H2O

（3）

例题3.烯烃通过臭氧氧化并经锌和水处理得到醛或酮。

例如：

上述反应可用来推断烯烃的结构。

一种链状单烯烃A通过臭氧氧化并经锌和水处理得到B和C。

化合物B含碳69.8%，含氢11.6%，B无银镜反应，催化加氢生成D。

D在浓硫酸存在下加热，可得到能使溴水褪色且只有一种结构的物质E。

反应图示如下：

回答下列问题：

（1）B的相对分子质量是________；C

F的反应类型为____________；D中含有官能团的名称是___________。

（2）D+F

G的化学方程式是_________________。

（3）A的结构简式为_______________。

（4）化合物A的某种同分异构体通过臭氧化并经锌和水处理只得到一种产物，符合该条件的异构体的结构简式有_________种。

【例题解析】由题上信息可知，B分子中含有一个氧原子。

由w（O）=1－69.8%－11.6%=18.6%，求出其相对分子质量为86，分子式为C5H10O。

由B

D

E的相关信息，可推出：

B为

，

D为

，

E为CH3CH==CHCH2CH3。

又由C

F，D+F

G，G为C8H16O2的化合物，可推知C

F的反应类型为氧化反应，F为羧酸类，即CH3CH2COOH。

至此可知，C为CH3CH2CHO，从而逆推A为

。

又由于（4）中化合物A的某种同分异构体经臭氧氧化并经锌和水处理得一种产物，可推出A应为以下三种结构简式：

CH3CH2CH2CH==CHCH2CH2CH3，

【答案】

（1）86氧化反应羟基

（2）CH3CH2COOH+（C2H5）2CHOH

CH3CH2COOCH（C2H5）2+H2O

（3）（CH3CH2）2C==CHCH2CH3

（4）3

【夯实双基】

1.下列各组物质中，属于同系物的是（）

A．蚁酸、硬脂酸B．醋酸、油酸

C．氯仿、氯乙烯D．丙烯酸、油酸

【解题分析】蚊酸（HCOOH）,硬脂酸（C17H35COOH）,A正确；醋酸（CH3COOH），油酸（C17H33COOH），B错误；氯仿（CHCl3），氯乙烯（CH2=CHCl），C错误；丙烯酸（CH2=CHCOOH）,油酸（C17H33COOH），D正确。

【答案】AD

2.乙酸分子中的氧都是18O，乙醇分子中的氧都是16O，二者在一定条件下达到平衡时，在平衡混合物中生成的水的相对分子质量为（）

A．16B．18C．20D．22

【解题分析】酯化反应原理：

酸脱羟基，醇脱氢原子，再重新结合成酯。

可知得到的水的相对分子质量为20。

【答案】C

3.下列各组物质中，全部属于纯净物的是（）

A．福尔马林、白酒、醋B．丙三醇、氯仿、乙醇钠

C．苯、汽油、无水酒精D．甘油、冰醋酸、煤

【解题分析】福尔马林（35%~40%的甲醛水溶液）、白酒、醋、汽油（C5~C11的烃）、煤都是混合物，只有B符合。

【答案】B

4.某有机物燃烧时，生成等物质的量的CO2和H2O，该有机物还能与新制氢氧化铜悬浊液反应。

则该有机物可能是（）

A．CH3CHOB．CH2=CHCOOH

C．CH3COOHD．CH3CH=CHCHO

【解题分析】某有机物燃烧时，生成等物质的量的CO2和H2O，可得该有机物中的n（C）：

n（H）=1：

2，再根据能与新制氢氧化铜悬浊液反应，可知应含有醛基，只有A符合。

【答案】A

5.下列各组有机物中，羧酸与酯均以等物质的量相混合，取1mol混合物充分燃烧，耗用2molO2，这种混合物不可能的组成是（）

A．甲酸、乙酸甲酯B．甲酸、甲酸甲酯

C．乙酸、甲酸甲酯D．乙酸、乙酸乙酯

【解题分析】根据题意，1mol的甲酸、乙酸甲酯、甲酸甲酯、乙酸、乙酸乙酯分别消耗的氧气的物质的量为0.5mol、3.5mol、2mol、2mol、5mol，由于羧酸和酯以等物质的量混合，1mol的混合物消耗2molO2，所以B、D不可能。

【答案】BD

6.下列物质中含有少许杂质，可用饱和碳酸钠溶液除去杂质的是（）

A．乙酸乙酯中含有少量乙酸

B．乙醇中含有少量乙酸

C．乙酸中含有少量乙醛

D．苯中含有少量甲苯

【解题分析】乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度较小，而乙酸可以跟碳酸钠反应生成可溶液于水的乙酸钠，A正确；B中的乙醇也可溶于水，不能分离；C中的乙醛也可溶液水中，不可分离；苯和甲苯都不与饱和碳酸钠反应，不可除杂。

【答案】A

7.某酯的分子式是Cn+3H2n+4O2，它是分子式为CnH2n-2O2的A与有机物B反应生成物，B的分子式是（）

A．C3H6OB．C3H6O2C．C3H8OD．C2H6O

【解题分析】根据酯的分子式可知，该酯是由一分子A和一分子B失去一分子H2O而得到的，则由酯的分子式加上一分子水，减去A的分子式，可得B的分子式为C3H8O。

【答案】C

8.将乙醛和乙酸分离的正确方法是（）

A．加热蒸馏

B．先加入烧碱溶液，之后蒸出乙醛；再加入浓硫酸，蒸出乙酸

C．加入碳酸钠后，通过萃取的方法分离

D．利用银镜反应进行分离

【解题分析】加入烧碱溶液，把乙酸转化为乙酸钠，沸点比乙醛高得多，蒸馏有利于得到较纯的乙醛；再加入浓硫酸，把乙酸钠转化为乙酸和硫酸钠，蒸馏可得到较纯的乙酸，以达到分离的目的，所以选B。

【答案】B

9.通过粮食发酵可获得某含氧有机化合物X，其相对分子质量为46，其中碳的质量分数为52.2%，氢的质量分数为13.0%。

（1）X的分子式是_____________；

（2）X与金属钠反应放出氢气，反应的化学方程式是______________________________（有机物用结构简式表达）；

（3）X与空气中的氧气在铜或银催化下反应生成Y，Y的结构简式是_____________；

（4）X与高锰酸钾酸性溶液反应可生成Z。

在加热和浓硫酸作用下，X与Z反应可生成一种有香味的物质W，若184gX和120gZ反应能生成106gW，计算该反应的产率。

（要求写出计算过程）

【解题分析】生成的有香味的W就为酯，即：

Z为CH3COOH，W为CH3COOC2H5，所以有下列反应。

用十字交叉法可确定CH3CH2OH过量。

设该反应的产率为，所以有：

CH3CH2OH＋CH3COOH

CH3COOC2H5＋H2O

解得

=60.2%

【答案】

（1）C2H6O

（2）2CH3CH2OH＋2Na

2CH3CH2ONa＋H2↑

（3）CH3CHO

（4）60.2%

10.A是一种苯的邻位二取代物，相对分子质量为180，有酸性。

A水解生成B和C两种酸性化合物，B的相对分子质量为60，C能溶解于NaHCO3溶液，并能使FeCl3溶液显紫色（已知酸性大小：

羧酸>碳酸>酚>水）。

试推断A、B、C的结构简式。

A：

B：

C：

【解题分析】由于A能发生水解反应生成两种酸性化合物，则A是酯，M（B）=60，B是乙酸，C为含酚羟基的化合物，又由于A的相对分子质量为180，则M（A）+M（H2O）=M（B）+M（C），M（C）=180+18－60=138，由题意C中含有酚羟基且能溶解于NaHCO3溶液，说明酸性强于碳酸，即C中还含有羧基（—COOH），已知酚羟基（

）相对质量为93，羧基相对质量为45，则C为含有酚羟基的芳香酸。

又A为邻位二取代物，则C为邻羟基苯甲酸。

【答案】A：

、B：

CH3COOH、C：

11.羧酸A是饱和一元羧酸，酯B是饱和一元羧酸跟饱和一元醇形成的。

现有A和B的混合物共1.5mol，质量为90g，其中A与足量的钠反应能产生11.2L（标准状况）的H2。

试推断A、B可能是什么物质，写出它们的结构简式。

【解题分析】根据题意A的物质的量为1mol，则B为0.5mol。

设A的化学式为CnH2nO2，B的为CmH2mO2，则（14n＋32）×1+（14m+32）×0.5=90，14n＋7m=42，讨论：

当n=1时，m=4；当n=2时，m=2；当n=3时，m=0（不合理）。

所以A是HCOOH，B是C4H8O2；或者A是C2H4O2，B是C2H4O2。

【答案】A为甲酸HCOOH；B为甲酸丙酯HCOOCH2CH2CH3，甲酸异丙酯HCOOCH（CH3）2（或乙酸乙酯CH3COOCH2CH3）或者A为乙酸（CH3COOH）；B为甲酸甲酯（HCOOCH3）。

12．酯是重要的有机合成中间体，广泛应用于溶剂、增塑剂、香料、粘合剂及印刷、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：

请根据要求回答下列问题：

⑴欲提高乙酸的转化率，可采取的措施有：

         、

           等。

⑵若用上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。

⑶此反应以浓硫酸为催化剂，可能会造成       、

       等问题。

【解题分析】⑴酯化反应是一个可逆反应，为了提高乙酸的转化率，可以通过增大乙醇的浓度和及时移去生成物使化学平衡向正反应方向移动来达到。

⑵按图示进行实验往往因为原料来不及反应就被蒸出，或者温度过高，发生了副反应，或者冷凝效果不好，部分产物挥发了，而导致产率偏低。

⑶用浓硫酸作催化剂可能会造成的问题有：

产生大量的酸性废液（或造成环境污染），部分原料炭化，催化剂重复使用困难，催化效果不理想等。

【答案】：

⑴增大乙醇的浓度   移去生成物

⑵原料来不及反应就被蒸出     温度过高，发生了副反应     

冷凝效果不好，部分产物挥发了（任填两种）

⑶产生大量的酸性废液（或造成环境污染）    部分原料炭化 催化剂重复使用困难           催化效果不理想（任填两种）

【能力提升】

1.乙酸乙酯和丙酸的混和物中氧元素质量分数为30%，则氢元素的质量分数为（）

A.40%B.30%C.10%D.20%

【解题分析】乙酸乙酯（C4H8O2）和丙酸（C3H6O2）二者中，碳、氢的质量之比相同，都是m（C）：

m（H）=6：

1，又由于氧元素的质量分数为30%，所以w（H）=70%×1/7=10%,所以选C。

【答案】C

2.2007年12月4日浙江省卫生厅公布的最常见的四种疾病中，高血压排在第一位，胆结石排在第二位，可见在全民社会中普及如何预防胆结石显得尤为重要。

从化学上讲，非结合胆红素（VCB）分子有羟基，被氧化后（生成羧基）与钙离子结合形成胆红素钙的反应，就是一个生成沉淀的离子反应，从动态平衡的角度分析能预防胆结石的方法是（）

A．大量食用纯碱可使钙离子沉淀完全，预防胆结石产生

B．不食用含钙的食品

C．适量服用维生素E、维生素C等抗氧化自由基可预防胆结石

D．手术切除胆囊

【解题分析】A使钙离子沉淀完全，B不食用含钙的食品，这样易引起人体缺钙。

D切除胆囊不可取，C服用维生素可预防羟基氧化生成羧基。

【答案】C

3.硅橡胶是一种耐高温的橡胶，它是由二甲基二氯硅烷经过两种类型的反应而形成的高分子化合物：

其中反应a得到的产物可看作不稳定的原硅酸（H4SiO4）的二甲基取代物，原硅酸可失水形成较稳定的硅酸。

下列说法中不正确的是（）

A．由上可知原碳酸的化学式为H4CO4

B．HC（OC2H5）3可命名为原甲酸三乙酯

C．反应a和b的类型均属于取代反应

D．反应a和b的类型均不属于取代反应

【解题分析】原硅酸分子内失水（失去二个羟基，形成一个羰基）形成硅酸，由碳酸的化学式可推知原碳酸的化学式为H4CO4，选项A正确。

甲酸的结构简式为HCOOH，很显然甲酸分子中的羰基是由原甲酸分子中二个羟基失水形成的，因此原甲酸的结构简式为HC（OH）3，酸分子中含有三个羟基，和乙醇发生酯化反应时可生成HC（OC2H5）3，根据酯的命名规则可知该酯应命名为原甲酸三乙酯，选项B正确。

对于选项C和D，根据反应可知，反应a属于卤代烃的水解反应，也可称作为取代反应，反应b可看作是羟基形成醚链的过程，在反应中有小分子水生成，是缩聚反应也属于取代反应。

应选D。

【答案】D

4.X是一种性能优异的高分子材料，其结构简式为

，已被广泛应用于声、热、光的传感等方面。

它是由HC≡CH、（CN）2、CH3COOH三种单体通过适宜的反应形成的。

由X的结构简式分析合成过程中发生反应的类型有（）

①加成反应②取代反应③缩聚反应④加聚反应⑤酯化反应

A．①④⑤B．①④C．①②④D．①②③

【解题分析】由X的结构简式可判断出它是加聚反应的产物，两种单体分别为NCCH=CHCN和CH2=CHOCOCH3，很显然前者是HC≡CH和（CN）2的加成产物，后者是HC≡CH和CH3COOH的加成产物，因此选项B正确。

【答案】B

5.中草药秦皮中含有的七叶树内酯（每个折点表示一个碳原子，氢原子未画出），具有抗菌作用。

若1mol七叶树内酯分别与浓溴水和NaOH溶液完全反应，则消耗的Br2和NaOH的物质的量分别为（）

A．2molBr22molNaOHB．3molBr23molNaOH

C．3molBr24molNaOHD．2molBr24molNaOH

【解题分析】七叶树内酯左边是个苯环，根据酚羟基取代原理可以消耗2mol的Br2，右边的六元环上有一个碳碳双键消耗1mol的Br2，所以需要3mol的Br2；七叶树内酯含有两个酚羟基，需消耗2molNaOH，含一个酯键，且水解后又生成一个酚羟基，又需消耗2molNaOH，一共消耗4molNaOH。

【答案】C

6.鉴别盛放在不同试管中的苯乙烯、甲苯、苯酚溶液、丙烯酸溶液，可选用的试剂是（）

A．氯化铁溶液溴水B．高锰酸钾溶液氯化铁溶液

C．溴水碳酸钠溶液D．高锰酸钾溶液溴水

【解题分析】甲苯遇溴水发生萃取，上层棕红色，下层无色；苯酚溶液遇溴水生成三溴苯酚白色沉淀；苯乙稀和丙烯酸溶液遇溴水都可以使其褪色，再分别取少量能与碳酸钠溶液反应生成气体的是丙烯酸溶液，所以选C。

【答案】C

7.某有机物结构简式为：

，则用Na、NaOH、NaHCO3与等物质的量的该有机物恰好反应时，消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为（）

A．3∶3∶2B．3∶2∶1

C．1∶1∶1D．3∶2∶2

【解题分析】由题意和所学知识得出Na能与羧基、醇羟基和酚羟基反应，NaOH能与羧基和酚羟基反应，而NaHCO3只能与羧基反应。

所以本题正确答案为B。

【答案】B

8.有机物甲的分子式为C9H18O2，在酸性条件下甲水解为乙和丙两种有机物，在相同的温度和压强下，同质量的乙和丙的蒸气所占体积相同，则甲的可能结构有（）

A．8种B．14种C．16种D．18种

【解题分析】本题主要考查酯的水解、不同有机物相对分子质量大小规律及同分异构体的相关内容。

由于在相同温度和压强下，同质量的水解产物乙和丙的蒸气占相同的体积，故二者的相对分子质量相同。

由甲的分子式C9H18O2知乙、丙可能为C3H7COOH，C5H11—OH，又由于C3H7—有2种结构，C5H11—有8种结构，故甲的可能结构应为16种。

则正确选项是C。

【答案】C

9.

（1）具有支链的化合物A的分子式为C4H6O2，A可以使Br2的四氯化碳溶液褪色。

1molA和1molNaHCO3能完全反应，则A的结构简式是________。

写出与A具有相同官能团的A的所有同分异构体的结构简式____________。

（2）化合物B含有C、H、O三种元素，相对分子质量为60，其中碳的质量分数为60%，氢的质量分数为13.3%。

B在催化剂Cu的作用下被氧化成C，C能发生银镜反应，则B的结构简式是________。

（3）D在NaOH水溶液中加热反应，可生成A的钠盐和B，相应的化学反应方程式是____________。

【解题分析】

（1）是由分子式结合性质推结构的题。

能使Br2的四氯化碳溶液褪色，分子中有

官能团，1molA能与1molNaHCO3完全反应，说明A中含有一个—COOH官能团，A还有支链，由此可推出A的结构简式。

再由题意，写出A的同分异构体。

（2）问中，由题中信息可知B是可以发生催化氧化生成醛的醇，结合B的相对分子质量和分子中各元素的质量分数，求出分子式，推出结构简式。

（3）中的性质告诉我们，D是酯类，结合水解产物可推出D的结构简式，从而写出酯在碱性条件下水解的化学方程式。

【答案】

（1）

CH2=CH—CH2—COOH

CH3—CH=CH—COOH

（2）CH3CH2CH2OH

（3）

+CH3CH2CH2OH

10.有机物A是人体生理活动代谢的中间产物，在一定条件下可发生如图所示的化学反应，其中F作为可降解塑料受到关注，E是六原子环的化合物。

回答有关问题：

（1）上述物质中含官能团（—COOH）的有____________。

（2）E的结构简式是_______________。

（3）由A生成B的化学反应方程式是____________。

（4）写出反应类型：

C

D______________；A

F_______________。

（5）写出A的同类别的同分异构体：

_______________。

【解题分析】解答本题的关键是先确定A（C3H6O3）的结构简式。

由A与浓H2SO4共热可生成六原子环状化合物E（C6H8O4），比较A与E的分子组成，不难得出，E是由两分子A失去两分子H2O而生成的。

因此A分子中应含有—OH和—COOH。

这样就能确定A的结构简式为

，E为

。

F是由A发生缩聚反应而生成的，F的结构简式为

。

由D可生成（C5H8O2）n可知D为C5H8O2，D分子结构中应含碳碳双键。

D中碳碳双键是由A分子中的醇羟基发生消去反应而生成的，再结合反应条件推知：

B为CH2==CH—COOH，C为

，D为CH2==CH—COOCH2C