高考化学一轮Word版导学案第十二章 学案59 醛羧酸酯.docx
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高考化学一轮Word版导学案第十二章学案59醛羧酸酯
学案59 醛、羧酸、酯
[考纲要求] 1.了解醛、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。
2.结合实际，了解某些有机化合物对环境和人类健康可能产生的影响，关注有机化合物的安全使用问题。
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
颜色
气味
状态
密度
水溶性
甲醛
乙醛
比水小
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
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
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？
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？
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：
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
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）。
同一反应时间
同一反应温度
反应温度/℃
转化率（%）
选择性（%）*
反应时间/h
转化率（%）
选择性（%）*
40
77.8
100
2
80.2
100
60
92.3
100
3
87.8
100
80
92.6
100
4
92.3
100
120
94.5
98.7
6
93.0
100
*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℃，4hB．80℃，2h
C．60℃，4hD．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
______________________________。
题组一 羧酸的酸性与酯化反应
1．（2010·江苏，9改编）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
2.（2010·课标全国卷，9）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．（2010·重庆理综，11）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．1mol阿司匹林最多可消耗2molNaOH
C．常温下贝诺酯在水中的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．（2010·四川理综，11）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．1molM最多能与2molBr2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．1molM与足量NaHCO3反应能生成2molCO2
题号
1
2
3
4
答案
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
B．凡是能发生银镜反应的有机物都是醛
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
2．某学生做乙醛还原性的实验，取1mol·L－1的CuSO4溶液2mL和0.4mol·L－1的NaOH溶液4mL，在一个试管内混合后加入0.5mL40%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B．CuSO4不够量
C．乙醛溶液太少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VaL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VbL气体，若Va＝Vb，则该有机物可能是（ ）
A．HOCH2COOHB．HO—CH2CH2—CHO
C．HOOC—COOHD．CH3COOH
5．（2017·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．①②⑤⑥B．①②③⑤⑥
C．②③④⑦⑧D．除④⑧外均可
题组三 酯
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B．2种C．3种D．4种
题号
1
2
4
5
6
答案
7.（2017·贵阳质检）已知化合物A中各元素的质量分数分别为C37.5%，H4.2%和O58.3%。
请填空：
（1）0.01molA在空气中充分燃烧需消耗氧气1.01L（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。
1molA与足量的碳酸氢钠溶液反应可放出3mol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．（2017·厦门质检）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
甲醇
苯甲酸
苯甲酸甲酯
沸点/℃
64.7
249
199.6
Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗产品
在圆底烧瓶中加入12.2g苯甲酸和20mL甲醇（密度约为0.79g·cm－3），再小心加入3mL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18O，写出能表示反应前后18O位置的化学方程式：
________________________________________________________________________。
（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。
（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__________。
学案59 醛、羧酸、酯
【课前准备区】
知识点一
1．烃基 醛基
2.
颜色
气味
状态
密度
水溶性
甲醛
无色
刺激性气味
气体
易溶于水
乙醛
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
③2CH3CHO＋O2
2CH3COOH
（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
CH3COOC2H5＋H2O
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
CH3COOH＋C2H5OH
（2）不可逆 CH3COOC2H5＋NaOH
CH3COONa＋C2H5OH
问题思考
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＋C2H
OH
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。
【课堂活动区】
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。
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
均氧化，达不到实验目的
（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
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、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
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