第十一章 有机化学基础李仕才考点二 醛、羧酸、酯1．醛(1)概念：醛是由烃基与醛基相连而构成的化合物，官能团为—CHO，可表示为R—CHO。(2)饱和一元醛分子的通式：CnH2nO(n≥1)。(3)甲醛、乙醛的分子组成、结构和物理性质：(4)化学性质。醛类物质既有氧化性又有还原性，其氧化还原关系为醇醛羧酸。17\n官能团变化：—CH2OH—CHO—COOH以乙醛为例在横线上写出有关化学方程式。①氧化反应：乙醛可被O2、银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液、酸性KMnO4溶液等氧化生成羧酸。a．银镜反应：CH3CHO＋2Ag(NH3)2OHCH3COONH4＋3NH3＋2Ag↓＋H2O。b．与新制Cu(OH)2悬浊液反应：CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O。c．催化氧化反应：2CH3CHO＋O22CH3COOH。d．乙醛可被酸性KMnO4溶液氧化生成乙酸，醛类可使酸性KMnO4溶液褪色。②还原反应：与氢气的加成反应CH3CHO＋H2CH3CH2OH。2．羧酸(1)概念：由烃基与羧基相连构成的有机化合物，官能团为—COOH，可表示为R—COOH。(2)饱和一元羧酸的分子通式为CnH2nO2(n≥1)。(3)甲酸和乙酸的分子组成和结构：(4)化学性质。羧酸的化学性质取决于羧基，主要性质有：①酸的通性：以乙酸为例，乙酸是一种弱酸，其酸性比碳酸强，其电离方程式为CH3COOHCH3COO－＋H＋。请写出乙酸表现酸性的主要的现象及化学反应方程式：17\n②酯化反应：CH3COOH和CH3CHOH发生酯化反应的化学方程式为CH3COOH＋C2HOHCH3CO18OCH2CH3＋H2O。反应特点：装置(液液加热反应)及操作：a．用烧瓶或试管，试管倾斜成45°角，试管内加入少量碎瓷片，长导管起冷凝回流和导气作用。b．试剂的加入顺序为：乙醇、浓硫酸和乙酸，不能先加浓硫酸。c．用酒精灯小心加热，以防止液体剧烈沸腾及乙酸和乙醇大量挥发。饱和Na2CO3溶液的作用及现象：17\na．作用：降低乙酸乙酯的溶解度、消耗乙酸、溶解乙醇。b．现象：在饱和Na2CO3溶液上方产生有香味的油状液体。3．酯类(1)概念：羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的产物。可简写为RCOOR′。(2)官能团：。(3)物理性质：低级酯的物理性质。(4)化学性质。酯的水解反应原理无机酸只起催化作用，碱除起催化作用外，还能中和水解生成的酸，使水解程度增大。判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．醛基的结构简式可以写成—CHO，也可以写成—COH。( × )2．欲检验CH2===CH—CHO分子中的官能团，应先检验“—CHO”后检验“”。( √ )17\n3．乙醛分子中的所有原子都在同一平面上。( × )4．凡是能发生银镜反应的有机物都是醛。( × )5．1molHCHO与足量银氨溶液在加热的条件下充分反应，可生成2molAg。( × )6．醛基、羧基和酯基中的碳氧双键均能与H2加成。( × )7．在水溶液里CH3COOH中的—CH3可以电离出H＋，故CH3COOH是四元酸。( × )8．羧酸和酯可构成同分异构体。( √ )9．甲酸能发生银镜反应，能与新制Cu(OH)2的碱性悬浊液反应生成红色沉淀。( √ )10．丙烯酸CH2===CHCOOH和油酸C17H33COOH是同系物。( √ )11．在酸性条件下，CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH。( × )12．乙酸乙酯中的少量乙酸可用饱和NaOH溶液除去。( × )13．用新制的银氨溶液可以区分甲酸甲酯与乙醛。( × )1．醛基与新制Cu(OH)2悬浊液、银氨溶液的反应必须在碱性条件下进行。2．通常状况下，甲醛是烃的含氧衍生物中唯一的气体物质。3．相当于二元醛，1mol与足量银氨溶液充分反应，可生成4molAg。4．醛基能被溴水、酸性KMnO4溶液氧化，因此含有醛基的化合物能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色。17\n5．醛、酮、羧酸和酯分子中都含有碳氧双键，醛、酮分子中的碳氧双键可与氢气加成，但羧酸、酯分子中的碳氧双键不能与H2加成。6．由于酚可与NaOH反应，因此1mol酚酯(酚和羧酸形成的酯)基水解可消耗2molNaOH，反应生成1molH2O。一、醛的结构与性质1．下列操作不合适的是( )A．银镜反应采用水浴加热B．用通过盛溴水的洗气瓶的方法除去甲烷气体中含有的乙烯杂质C．在乙醛还原新制Cu(OH)2悬浊液的实验中，制Cu(OH)2悬浊液时应保持NaOH过量，可直接加热D．配制银氨溶液时，将AgNO3溶液滴入氨水中解析：银镜反应采用水浴加热，A正确；乙烯和溴水发生加成反应，因此用通过盛溴水的洗气瓶的方法除去甲烷气体中含有的乙烯杂质，B正确；在乙醛还原新制Cu(OH)2悬浊液的实验中，应保持NaOH过量，可直接加热，C正确；配制银氨溶液时，将氨水滴入AgNO3溶液中，D错误。答案：D2．某有机物A，它的氧化产物甲和还原产物乙都能和金属钠反应放出H2。甲和乙反应可生成丙，甲和丙均能发生银镜反应。有机物A是( )A．甲醇B．甲醛C．甲酸D．甲酸甲酯解析：某有机物A，它的氧化产物甲和还原产物乙都能和金属钠反应放出H2，这说明A是醛，甲是醇，乙是羧酸，甲和乙反应可生成丙，丙是酯类。甲和丙均能发生银镜反应，所以有机物A是甲醛，答案选B。答案：B3．有机物X是合成二氢荆芥内酯的重要原料，其结构简式为，下列检验X中官能团的试剂和顺序正确的是( )A．先加酸性高锰酸钾溶液，后加银氨溶液，微热B．先加溴水，后加酸性高锰酸钾溶液17\nC．先加银氨溶液，微热，再加入溴水D．先加入新制的氢氧化铜浊液，微热，酸化后再加溴水解析：A项，先加酸性高锰酸钾溶液，醛基和碳碳双键均被氧化；B项，先加溴水，醛基被氧化、碳碳双键发生加成反应；C项，若先加银氨溶液，可检验醛基，但考虑到银氨溶液显碱性，若不酸化直接加溴水，碱与溴水会反应，则无法确定X中是否含有碳碳双键。答案：D4．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：下列相关叙述正确的是( )①B的相对分子质量比A大28；②A、B可用酸性高锰酸钾溶液鉴别；③B中含有的含氧官能团是醛基、碳碳双键；④A、B都能发生加成反应、还原反应；⑤A能发生银镜反应；⑥B的同类同分异构体(含苯环、包括B)共有5种；⑦A中所有原子一定处于同一平面A．①②⑤ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②⑤⑥⑦解析：由A、B的结构简式可知，B分子比A分子多2个“CH”，即B的相对分子质量比A大26，①错误；—CHO具有还原性，能被酸性KMnO4溶液氧化，②错误；碳碳双键不属于含氧官能团，③错误；B的同类同分异构体，除B外还有(邻、间、对共3种)、17\n，⑥正确；由于碳碳单键能旋转，故A分子中所有原子可能共平面，但醛基中的O、H原子与苯环也可能不在同一平面上，⑦错误。答案：C5．茉莉醛具有浓郁的茉莉花香，其结构简式如图所示：下列关于茉莉醛的叙述错误的是( )A．在加热和催化剂的作用下，能被氢气还原B．能被酸性高锰酸钾溶液氧化C．在一定条件下能与溴发生取代反应D．不能与氢溴酸发生加成反应解析：茉莉醛中—CHO能被H2还原成—CH2OH，、—CHO能被酸性KMnO4溶液氧化，能在一定条件下和Br2发生取代反应，A、B、C正确；能与HBr发生加成反应，D错误。答案：D17\n二、羧酸和酯的结构和性质6．研究表明，咖啡中含有的咖啡酸是某种抗氧化剂成分之一，对人体中的氧自由基有清除作用，使人的心脑血管更年轻。咖啡酸的球棍模型如图，下列有关咖啡酸的叙述中不正确的是( )A．咖啡酸的分子式为C9H8O4B．咖啡酸中的含氧官能团只有羧基、羟基C．咖啡酸可以发生氧化反应、消去反应、酯化反应、加聚反应D．是咖啡酸的一种同分异构体，1mol该物质与NaOH溶液反应时最多消耗NaOH物质的量为3mol解析：根据题中所给物质的球棍模型，将其转化为结构简式，可知咖啡酸的分子式为C9H8O4，分子中含有、羟基、羧基，可发生氧化反应、酯化反应、加聚反应，但不能发生消去反应，故A、B正确，C错误；是咖啡酸的一种同分异构体，2mol酯基分别消耗1molNaOH，生成的酚羟基又消耗1molNaOH，故消耗3molNaOH，D正确。答案：C7．有多种同分异构体，其中属于酯类且含有苯环的同分异构体有( )A．3种B．4种17\nC．5种D．6种解析：同分异构体的分子式是C8H8O2，含有苯环且属于酯类。若苯环上只有一个取代基，则剩余的基团是—C2H3O2，可能是苯酚与乙酸形成的酯，也可能是苯甲酸与甲醇形成的酯，还可能是甲酸与苯甲醇形成的酯。若苯环上有两个取代基，则剩余的基团是—C2H4O2，一定是一个为—CH3，另一个为，两个取代基在苯环上的位置有邻、间、对三种位置。综合上述两点，同分异构体有6种，分别是。答案：D8．某一有机物A可发生下列反应：已知C为羧酸，且C、E均不发生银镜反应，则A的可能结构有( )A．1种B．2种C．3种D．4种解析：由A的组成和反应关系可知，A为一元酯；C为羧酸，C、E不发生银镜反应，则C不是甲酸，分子中至少有2个C原子，E是酮，D、E分子中至少有3个C原子，且D中—OH不能连碳链两端，所以A的结构只能是17\n和。答案：B9．有机羧酸酯A的分子式为C22H34O5，nmolA完全水解可得到nmol羧酸和2nmol乙醇，该羧酸的分子式为( )A．C18H18O5B．C18H24O4C．C18H26O5D．C18H28O5解析：某羧酸酯的分子式为C22H34O5，nmolA完全水解可得到nmol羧酸和2nmol乙醇，这说明分子中含有2个酯基，因此有2分子水参加反应，即C22H34O5＋2H2O―→羧酸＋2C2H6O，则根据原子守恒可知该羧酸的分子式中碳原子个数是22－2×2＝18，氢原子个数是34＋4－2×6＝26，氧原子个数是5＋2－2×1＝5，即分子式为C18H26O5，答案选C。答案：C10．某有机物的结构简式是，下列关于它的性质叙述正确的是( )①能发生加成反应 ②能溶解于NaOH溶液 ③能水解生成两种酸 ④不能因发生反应而使溴水褪色 ⑤能发生酯化反应 ⑥有酸性A．①②③ B．②③⑤ C．⑥ D．全部正确解析：根据有机物的结构简式可知，该有机物中有酯基、羧基和苯环，酯基能发生水解生成两种酸，羧基能与NaOH溶液反应，能发生酯化反应，具有酸性，苯环能发生加成反应，没有碳碳双键和三键，不能因发生反应而使溴水褪色，全部正确。答案：D11．判断下列指定分子式和条件的各种同分异构体的数目17\n答案：(1)2 4 4 (2)4 9 6 (3)12 40 18(4)5 12 17酯化反应的类型1与酯有关的反应中物质的量的关系(1)酯化反应中，生成的酯基个数等于生成的水分子个数；(2)酯水解时，水解的酯基个数等于消耗的水分子个数。2酯化反应汇总(1)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如：CH3COOH＋HOC2H5CH3COOC2H5＋H2O(2)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应，如：17\n(4)多元羧酸与多元醇之间的酯化反应此时反应有三种情形，可得普通酯、环酯和高聚酯。如：(5)羟基酸自身的酯化反应此时反应有三种情形，可得到普通酯、环酯和高聚酯。如：17\n1．下列说法正确的是( )17\n解析：酯化反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，A项错误；对苯二甲酸与乙二醇的反应属于缩聚反应，B项错误；有—CH2OH结构的醇能氧化生成醛，戊醇相当于丁基与—CH2OH相连，丁基有四种，所以分子式为C5H12O的醇，能在铜催化下被O2氧化为醛的同分异构体有4种，C项正确；该分子中有一个饱和碳原子，属于四面体结构，所以不可能所有原子共平面，D项错误。答案：C2．由乙烯和其他无机原料合成环状化合物E，其合成过程如下(水及其他无机产物均已省略)：试通过分析回答下列问题：(1)写出C的结构简式____________。(2)物质X与A互为同分异构体，则X可能的结构简式为____________。(3)指出上图变化过程中①的反应类型：________。(4)D物质中官能团的名称为________。(5)写出B和D生成E的化学方程式(注明反应条件)：________________________________________________________。解析：由框图关系结合所给信息可推出：A是BrCH2CH2Br，B是HOCH2CH2OH，C是OHCCHO，D是HOOCCOOH。答案：(1)OHCCHO (2)CH3CHBr2(3)加成反应 (4)羧基(5)HOCH2CH2OH＋HOOCCOOH17\n3．已知葡萄糖在乳酸菌作用下可转化为乳酸(C3H6O3)。(1)取9g乳酸与足量的金属Na反应，可生成2.24LH2(标准状况)，另取等量乳酸与等物质的量的乙醇反应，生成0.1mol乳酸乙酯和1.8g水，由此可推断乳酸分子中含有的官能团名称为_________________________________________________________。(2)乳酸在Cu作催化剂时可被氧化成丙酮酸，由以上事实推知乳酸的结构简式为____________________。(3)两个乳酸分子在一定条件下脱水生成环酯(C6H8O4)，则此环酯的结构简式是________________________。(4)乳酸在浓H2SO4作用下，三分子相互反应，生成链状结构的物质，写出其生成物的结构简式：_____________。(5)在一定条件下，乳酸发生缩聚反应生成聚酯，该高聚物可表示为_____________________________。解析：根据乳酸的分子式，可求出其相对分子质量为90,9g乳酸为0.1mol,1.8gH2O为0.1mol。0.1mol乳酸与0.1mol乙醇反应生成0.1mol乳酸乙酯，推知1mol乳酸中含有1mol羧基；又因为0.1mol乳酸与足量金属钠反应生成0.1molH2，所以1mol乳酸分子中还含有1mol醇羟基。根据乳酸在Cu催化条件下氧化成推导出乳酸的结构简式：。答案：(1)羧基、醇羟基17\n17
