第6講

羧酸

羧酸衍生物(基礎落實課)逐點清(一)羧酸的分類、結構與性質(一)羧酸及其分類1．概念：由烴基(或氫原子)與羧基相連構成的有機化合物。官能團為 —COOH，飽和一元羧酸的通式為_______________。CnH2nO2(n≥1)按烴基種類脂肪酸乙酸、硬脂酸芳香酸苯甲酸按羧基個數一元羧酸甲酸、乙酸、硬脂酸二元羧酸乙二酸多元羧酸—2．分類HCOOH—COOH—CHO3．常見的羧酸乙二酸最簡單的二元羧酸，結構簡式為_______________，無色晶體，可溶于水和乙醇。化學分析中常用作還原劑乳酸又稱2－羥基丙酸，結構簡式為____________________

續表HOOCCOOH(二)羧酸的性質1．羧酸物理性質的變化規律水溶性分子中碳原子數________的羧酸能與水互溶，隨著分子中碳鏈的增長，一元羧酸在水中的溶解度迅速______，甚至不溶于水沸點①比相應的醇的沸點高，原因是羧酸比相對分子質量相近的醇形成______的幾率大。②隨著分子中碳原子數的增加，一元羧酸的沸點逐漸______較少減小氫鍵升高3．多元羧酸與一元醇之間的酯化反應4．多元羧酸與多元醇之間的酯化反應此時反應有三種情形，可得普通酯、環酯和聚酯。如5．羥基酸自身的酯化反應此時反應有三種情形，可得到普通酯、環酯和聚酯。如微點小練1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)HO—COOH中含有羧基，屬于羧酸

()(2)羧酸中含有—COOH，故羧酸均易溶于水

()(3)蟻酸可以被新制Cu(OH)2氧化

()(4)乙二酸與乙二醇可以發生酯化反應生成多種酯

()××√√2．已知轉化關系如下：寫出下列轉化的化學方程式：②________________________；③________________________；④________________________；⑤________________________。解析：該物質中的醇羥基與NaHCO3不反應，D項錯誤。答案：D2.檸檬酸(又稱枸櫞酸)廣泛用于食品飲料、醫藥化工、清洗與化妝品等領域，是一種重要的有機酸，結構簡式如圖，下列說法錯誤的是

()A．檸檬酸的核磁共振氫譜中有4組峰B．一個檸檬酸分子中含有一個手性碳原子C．分子中的碳原子和氧原子均有2種雜化方式D．與Na、NaOH反應時，最多消耗Na、NaOH的物質的量之比為4∶3解析：檸檬酸分子中有4種氫，核磁共振氫譜有4組峰，A正確；檸檬酸分子中不存在手性碳原子，B錯誤。答案：B題點(二)酯化反應實驗探究與酯化反應應用3．乙酸乙酯廣泛用于藥物、染料、香料等工業，中學化學實驗常用a裝置來制備。已知：乙醇在濃硫酸作用下在140℃時分子間脫水生成乙醚，在170℃時分子內脫水生成乙烯。(1)加入數滴濃硫酸即能起催化作用，但實際用量多于此量，原因是_________________________；濃硫酸用量又不能過多，原因是________________________。(2)反應結束后，將試管中收集到的產品倒入分液漏斗中，____、____，然后分液。(3)若用b裝置制備乙酸乙酯，其缺點有_______________、_________。由b裝置制得的乙酸乙酯粗產品經飽和Na2CO3溶液和飽和NaCl溶液洗滌后，還可能含有的有機雜質是____，分離乙酸乙酯與該雜質的方法是_______。答案：(1)濃硫酸能吸收生成的水，使平衡向生成酯的方向移動，提高酯的產率

濃硫酸具有強氧化性和脫水性，會使有機物炭化，降低酯的產率

(2)振蕩

靜置

(3)原料損失較大

易發生副反應

乙醚

蒸餾4．有機物A、B的分子式均為C11H12O5，均能發生如下轉化：已知：①A、B、C、D均能與NaHCO3反應；②只有A、D能與FeCl3溶液發生顯色反應，A中苯環上的一溴代物只有兩種；③F能使溴水褪色且不含有甲基；④H能發生銀鏡反應。根據題意回答下列問題：(1)反應③的反應類型是____；反應⑥的條件是_________。(2)寫出F的結構簡式：________________________；D中含氧官能團的名稱是________________________。(3)E是C的縮聚產物，寫出反應②的化學方程式：________________________。(4)D在一定條件下反應形成高聚物的化學方程式：________________________。(5)C→G的化學方程式：__________________________________________。答案：(1)消去反應Cu、加熱(2)CH2==CHCH2COOH酚羥基和羧基逐點清(二)羧酸衍生物(一)酯的結構與性質1．概念：羧酸分子羧基中的________被—OR′取代后的產物。簡寫為

___________，官能團為

。—OHRCOOR′2．物理性質RCOOH＋R′OHRCOONa＋R′OH[注意]

①酯的水解反應是酯化反應的逆反應；②酸性條件下酯的水解反應是可逆反應，但堿性條件下酯的水解反應趨于完全，是不可逆反應。(二)油脂的組成、結構與性質1．組成和結構油脂是高級脂肪酸與甘油反應生成的酯，由C、H、O三種元素組成。油脂結構中R、R′和R″代表高級脂肪酸的烴基。組成油脂的高級脂肪酸的種類較多，如飽和的硬脂酸(C17H35COOH)、不飽和的油酸(C17H33COOH)等。通常將常溫下呈液態的油脂稱為油，如花生油、芝麻油、大豆油等植物油；呈固態的油脂稱為脂肪，如牛油、羊油等動物油脂。2．油脂的化學性質水解反應在酸、堿等催化劑的作用下，油脂可以發生水解反應。如硬脂酸甘油酯在堿性條件下水解的化學方程式為油脂在堿性條件下的水解，生成甘油和高級脂肪酸鹽。高級脂肪酸鹽常用于生產肥皂，所以油脂在堿性條件下的水解反應又叫__________皂化反應油脂的氫化液態油通過催化加氫可提高飽和度，轉變成半固態的脂肪，這個過程稱為油脂的氫化，也稱油脂的硬化。如油酸甘油酯氫化的化學方程式為續表(三)酰胺1．胺胺的結構烴基取代氨分子中的_______而形成的化合物叫做胺，一般寫作R—NH2。胺也可以看作是烴分子中的氫原子被_____所替代得到的化合物。如甲烷分子中的一個氫原子被一個氨基取代后，生成的化合物叫______，甲胺的結構簡式為CH3—NH2，苯分子中的一個氫原子被一個氨基取代后，生成的化合物叫苯胺，苯胺的結構簡式為

______________胺的性質胺類化合物具有堿性，如苯胺能與鹽酸反應，生成可以溶于水的苯胺鹽酸鹽，反應的化學方程式為

_____________________________________氫原子氨基甲胺2．酰胺羧酸酰基酰胺基續表RCOOH＋NH4ClRCOONa＋NH3↑花生油是含有較多不飽和鍵的高級脂肪酸甘油酯，含有碳碳雙鍵可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色，B正確；植物油是含有較多不飽和鍵的高級脂肪酸甘油酯，可以和氫氣發生加成反應生成氫化植物油，C正確；油脂是一種重要的工業原料，可在堿性條件下水解發生皂化反應制造肥皂，D正確。答案：A2.乙酸橙花酯是一種食用香料，主要用于配制桃子、樹莓、柑橘類等水果型香精，其結構簡式如圖所示。下列關于該有機物的敘述正確的是

()A．分子式為C12H18O2B．能發生加成反應，但不能發生取代反應C．1mol該有機物在一定條件下和H2反應，最多消耗3molH2D．1mol該有機物與足量NaOH溶液反應最多消耗1molNaOH解析：由結構簡式可知該有機物的分子式為C12H20O2，A錯誤；含有碳碳雙鍵，能發生加成反應，有酯基可以發生水解反應，水解反應也是取代反應，B錯誤；一個分子中有兩個碳碳雙鍵，酯基中碳氧雙鍵不能與H2加成，所以1mol該有機物在一定條件下和H2反應，最多消耗2molH2，C錯誤；1mol該有機物最多與1molNaOH反應，D正確。答案：D3．油脂是重要的營養物質。某天然油脂A可發生下列反應：已知：A的分子式為C57H106O6。1mol該天然油脂A經反應①可得到1molD、1mol不飽和脂肪酸B和2mol直鏈飽和脂肪酸C。經測定B的相對分子質量為280，原子個數比為N(C)∶N(H)∶N(O)＝9∶16∶1。(1)寫出B的分子式：____。(2)寫出反應①的反應類型：________；C的名稱(或俗稱)是________。(3)反應②為天然油脂的氫化過程。下列有關說法不正確的是_______。a．氫化油又稱人造奶油，通常又叫硬化油b．植物油經過氫化處理后會產生副產品反式脂肪酸甘油酯，攝入過多的氫化油，容易堵塞血管而導致心腦血管疾病c．氫化油的制備原理是在加熱植物油時，加入金屬催化劑，通入氫氣，使液態油脂變為半固態或固態油脂d．油脂的氫化與油脂的皂化都屬于加成反應(4)D和足量金屬鈉反應的化學方程式為______________________________。解析：(1)利用題給B分子中C、H、O原子個數比可得出B的最簡式為C9H16O，最簡式的式量為140，然后利用B的相對分子質量為280，可求出B的分子式為C18H32O2。(2)由轉化關系可知反應①為油脂的水解反應(或取代反應)，油脂為高級脂肪酸與甘油形成的酯，故可知D為甘油(C3H8O3)，利用原子守恒，結合B的分子式與A的分子式可知，C的分子式為C17H35COOH，名稱為硬脂酸。(3)氫化油又稱人造奶油，通常又叫硬化油，a正確；植物油經過氫化處理后會產生副產品反式脂肪酸甘油酯，攝入過多的氫化油，容易堵塞血管而導致心腦血管疾病，b正確；氫化油的制備原理是在加熱植物油時，加入金屬催化劑，通入氫氣，使液態油脂變為半固態或固態油脂，c正確；油脂的氫化屬于加成反應，油脂的皂化屬于取代反應，故d項說法不正確。(4)類比乙醇與Na的反應(金屬鈉可以置換出羥基中的H生成氫氣)，可知甘油D與足量金屬鈉反應的方程式為2C3H5(OH)3＋6Na―→2C3H5(ONa)3＋3H2↑。答案：(1)C18H32O2

(2)取代反應(或水解反應)硬脂酸

(3)d(4)2C3H5(OH)3＋6Na―→2C3H5(ONa)3＋3H2↑解析：西達苯胺的分子式為C22H19FN4O2，A正確；因為西達苯胺中含有碳碳雙鍵，所以可以與氫氣發生加成反應，同時含有氨基，所以具有堿性，能與酸反應，B、C正確。答案：D5．(2023·青島模擬)藥物H的結構簡式如圖所示，下列有關藥物H的說法錯誤的是

()A．分子式為C16H13N2O2ClB．分子中含有碳氯鍵和酰胺基兩種官能團C．堿性條件下水解產物酸化后都能與Na2CO3溶液反應D．該物質苯環上的一溴代物有5種解析：A項，根據結構簡式可知藥物H的分子式為C16H13N2O2Cl，正確；B項，該分子中含有碳氯鍵和酰胺基兩種官能團，正確；C項，堿性條件下水解產物酸化后可產生含酚羥基的有機物和丙二酸，都能與Na2CO3溶液反應，正確；D項，該物質苯環上的一溴代物有6種，錯誤。答案：D[歸納拓展]

氨、胺、酰胺和銨鹽的比較化學性質具有還原性和堿性具有堿性，可以和鹽酸、硝酸等酸性物質反應，也可以發生取