2022高三化學(xué)一輪（全國(guó)版）1乙酸羧酸和酯

第四節(jié)乙酸、羧酸和酯-1-1．乙酸的分子組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和化學(xué)性質(zhì)。2．酯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、形成、類別和水解規(guī)律。3．根據(jù)多官能團(tuán)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)推斷有機(jī)物可能具有的化學(xué)性質(zhì)。4．以酯的水解及羧酸和醇的酯化反應(yīng)為突破口，進(jìn)行有機(jī)結(jié)構(gòu)推斷與合成。5．乙酸乙酯的制備、分離及提純。-1-(1)分子結(jié)構(gòu)分子式：

，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

或

。官能團(tuán)為

，基本性質(zhì)表現(xiàn)為O—H鍵和C—O鍵的斷裂。-1-C2H4O2CH3COOH羧基(—COOH)(2)物理性質(zhì)乙酸是一種具有強(qiáng)烈

性氣味的無(wú)色液體，沸點(diǎn)是117.9℃，熔點(diǎn)是16.6℃，易溶于水和乙醇。(3)化學(xué)性質(zhì)①酸性：CH3COOH

乙酸是一種弱酸，具有

：CH3COOH＋NaOH―→

2CH3COOH＋Na2CO3―→

-1-刺激CH3COO－＋H＋酸的通性CH3COONa＋H2O2CH3COONa＋CO2↑＋H2O②酯化反應(yīng)：酸和醇作用生成

的反應(yīng)。-1-酯和水 (2008年寧夏理綜)下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A．乙醇和乙酸都是常用調(diào)味品的主要成分B．乙醇和乙酸的沸點(diǎn)和熔點(diǎn)都比C2H6、C2H4的沸點(diǎn)和熔點(diǎn)高C．乙醇和乙酸都能發(fā)生氧化反應(yīng)D．乙醇和乙酸之間能發(fā)生酯化反應(yīng)，酯化反應(yīng)和皂化反應(yīng)互為逆反應(yīng)-1-【解析】

A項(xiàng)，乙醇和乙酸是常用調(diào)味品——酒和醋的主要成分；B項(xiàng)，乙醇和乙酸常溫下為液態(tài)，而C2H6、C2H4常溫下為氣態(tài)；C項(xiàng)，乙醇和乙酸在空氣中都能燃燒而發(fā)生氧化反應(yīng)；D項(xiàng)，皂化反應(yīng)是指油脂的堿性水解，反應(yīng)能進(jìn)行到底?！敬鸢浮?/p>

D-1-由

與

相連構(gòu)成的有機(jī)物統(tǒng)稱為羧酸，羧酸共同的官能團(tuán)為

(—COOH)。飽和一元羧酸的通式為

。-1-烴基羧基羧基CnH2nO2(n≥1)(1)羧酸的分類-1-(2)羧酸的通性化學(xué)性質(zhì)與乙酸相似，如都有酸性，都能發(fā)生酯化反應(yīng)。(3)甲酸甲酸既有羧基又有醛基，所以能表現(xiàn)出羧酸和醛兩方面的性質(zhì)。①具有—COOH的性質(zhì)HCOOH＋CH3OH

(酯化反應(yīng))2HCOOH＋Na2CO3―→

(復(fù)分解反應(yīng))-1-HCOOCH3＋H2O2HCOONa＋CO2↑＋H2O②具有—CHO的性質(zhì)，如：甲酸能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，也和Cu(OH)2反應(yīng)：HCOOH＋2Cu(OH)2

-1-Cu2O＋3H2O＋CO2↑ (2009年安徽理綜)北京奧運(yùn)會(huì)期間對(duì)大量盆栽鮮花施用了S-誘抗素制劑，以保持鮮花盛開(kāi)。S-誘抗素的分子結(jié)構(gòu)如圖，下列關(guān)于該分子說(shuō)法正確的是(

)A．含有碳碳雙鍵、羥基、羰基、羧基B．含有苯環(huán)、羥基、羰基、羧基C．含有羥基、羰基、羧基、酯基D．含有碳碳雙鍵、苯環(huán)、羥基、羰基-1-【解析】

分子中含有碳碳雙鍵、羥基、羰基、羧基，不含有苯環(huán)和酯基，故B、C、D錯(cuò)誤?！敬鸢浮?/p>

A-1-(1)概念：酸(羧酸或無(wú)機(jī)含氧酸)跟醇起反應(yīng)生成的一類化合物叫做酯。(2)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

，組成符合通式CnH2nO2(n≥2)，與碳原子數(shù)相同的

互為同分異構(gòu)體，重要代表物為乙酸乙酯(CH3COOC2H5)。-1-飽和一元羧酸在無(wú)機(jī)酸作用下，酯水解生成酸和醇CH3—COOC2H5＋H2O

。在堿液作用下，生成鹽和醇(水解徹底)CH3COOC2H5＋NaOH

。-1-CH3CH2OH＋CH3COONaCH3COOH＋CH3CH2OH

實(shí)驗(yàn)室制乙酸乙酯1mL后，沿器壁加入紫色石蕊試液0.5mL，這時(shí)石蕊試液將存在于飽和碳酸鈉溶液層與乙酸乙酯層之間(整個(gè)過(guò)程不振蕩)。對(duì)可能出現(xiàn)的現(xiàn)象，下列敘述中正確的是 (

)A．石蕊層仍為紫色，有機(jī)層無(wú)色B．石蕊層為三層環(huán)，由上而下是紅、紫、藍(lán)C．石蕊層有兩層，上層為紫色，下層為藍(lán)色D．石蕊層為三層環(huán)，由上而下是藍(lán)、紫、紅【答案】

B-1-(1)實(shí)驗(yàn)原理CH3COOH＋CH3CH2OH CH3COOCH2CH3＋H2O。-1-(2)實(shí)驗(yàn)裝置-1-(3)反應(yīng)特點(diǎn)①通常反應(yīng)速率較小。②反應(yīng)是可逆的、乙酸乙酯的產(chǎn)率較低。(4)反應(yīng)的條件及其意義①加熱。加熱的主要目的是提高反應(yīng)速率，其次是使生成的乙酸乙酯揮發(fā)而收集，使平衡向正方向移動(dòng)，提高乙醇、乙酸的轉(zhuǎn)化率。②以濃硫酸作催化劑，提高反應(yīng)速率。③以濃硫酸作吸水劑，提高乙醇、乙酸的轉(zhuǎn)化率。制取實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意：-1-①濃硫酸的作用：催化劑和脫水劑(也有認(rèn)為是吸水劑)。②盛反應(yīng)液的試管要上傾45°，這樣液體受熱面積大。③導(dǎo)管末端不能插入Na2CO3溶液中，目的是防止受熱不勻發(fā)生倒吸。④不能用NaOH代替Na2CO3，因?yàn)镹aOH溶液堿性很強(qiáng)，會(huì)使乙酸乙酯水解，重新變成乙酸和乙醇。⑤實(shí)驗(yàn)中小火加熱保持微沸，這樣有利于產(chǎn)物的生成和蒸出。-1-⑥飽和Na2CO3溶液的作用是：冷凝酯蒸氣、減小酯在水中的溶解度(利于分層)、吸收蒸出的乙酸及乙醇。-1-(1)實(shí)驗(yàn)室制乙烯，溫度計(jì)水銀球插在乙醇與濃H2SO4的混合液液面以下，用以測(cè)定反應(yīng)溫度。(2)實(shí)驗(yàn)室蒸餾石油，溫度計(jì)水銀球插在蒸餾燒瓶支管口略下部位，用以測(cè)定蒸氣餾分的溫度。(3)乙酸乙酯水解實(shí)驗(yàn)，溫度計(jì)水銀球插在水浴缸中的水中，用以測(cè)定水浴溫度。(4)KNO3溶解度測(cè)定實(shí)驗(yàn)，水銀球插入KNO3溶液中，用以測(cè)定溶液的溫度。-1-

已知乙醇可以和氯化鈣反應(yīng)生成微溶于水的CaCl2·6C2H5OH。有關(guān)的有機(jī)試劑的沸點(diǎn)如下：CH3COOC2H5

77.1℃；C2H5OH

78.3℃；C2H5OC2H5(乙醚)

34.5℃；CH3COOH

118℃。實(shí)驗(yàn)室合成乙酸乙酯粗產(chǎn)品的步驟如下：在儀器A內(nèi)將過(guò)量的乙醇與少量濃硫酸混合，然后經(jīng)分液漏斗邊滴加醋酸、邊加熱蒸餾。得到含有乙醇、乙醚、醋酸和水的乙酸乙酯粗產(chǎn)品。-1-①儀器A的名稱是________。②反應(yīng)中加入的乙醇是過(guò)量的，其目的是____________________________________。③邊滴加醋酸、邊加熱蒸餾的目的是__________________________________________。將粗產(chǎn)品再經(jīng)下列步驟精制：④為除去其中的醋酸，可向產(chǎn)品中加入(填字母)________。A．無(wú)水乙醇B．碳酸鈉粉末C．無(wú)水醋酸鈉-1-⑤再向其中加入飽和氯化鈣溶液，振蕩、分離。其目的是______________________________。⑥然后再向其中加入無(wú)水硫酸鈉，振蕩。其目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。最后，將經(jīng)過(guò)上述處理后的液體放入另一干燥的儀器A內(nèi)，再蒸餾。棄去低沸點(diǎn)餾分，收集沸程76～78℃之間的餾分即得。-1-【解析】在濃硫酸催化下，羧酸的酯化是個(gè)可逆反應(yīng)，加過(guò)量醇和同時(shí)蒸出產(chǎn)物羧酸酯，是為了促進(jìn)平衡向右移動(dòng)。CH3COOH＋C2H5OH(過(guò)量)CH3COOC2H5(蒸出)＋H2O，除去醋酸當(dāng)然應(yīng)該用堿，而且希望不要再帶進(jìn)更多的水，以碳酸鈉粉末為好。氯化鈣可以除去乙醇是題目中給予的信息，當(dāng)然它也可以除去一部分水。聯(lián)想無(wú)水硫酸銅、無(wú)水氯化鈣吸水可以生成帶結(jié)晶水的晶體，而表現(xiàn)出很強(qiáng)的吸水性，自然界存在的芒硝是十水硫酸鈉，無(wú)水硫酸鈉也應(yīng)該可以用做吸水劑。-1-【答案】①蒸餾燒瓶②增加一種反應(yīng)物有利于酯化反應(yīng)向正方向進(jìn)行③蒸出生成物，有利于酯化反應(yīng)向正方向進(jìn)行④B⑤除去粗產(chǎn)品中的乙醇⑥除去粗產(chǎn)品中的水-1- 1．可用下圖所示裝置制取少量乙酸乙酯(酒精燈等在圖中均已略去)。請(qǐng)?zhí)羁眨?1-(1)試管a中需要加入濃硫酸、冰醋酸和乙醇各2mL，正確的加入順序及操作是______________________。(2)為防止a中的液體在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)生暴沸，在加熱前應(yīng)采取的措施是______________________。(3)實(shí)驗(yàn)中加熱試管a的目的是：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。-1-(4)試管b中加有飽和Na2CO3溶液，其作用是________________________________________________________________________。(5)反應(yīng)結(jié)束后，振蕩試管，b靜置。觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。-1-【解析】

(1)液體混合一般應(yīng)將密度大的液體加入到密度小的液體中。(2)加沸石或碎瓷片防止液體暴沸。(3)該酯化反應(yīng)為可逆反應(yīng)，升溫可加快反應(yīng)速率。及時(shí)將乙酸乙酯蒸出減小生成物濃度，使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，有利于乙酸乙酯的生成。(4)揮發(fā)出的乙酸與碳酸鈉溶液反應(yīng)，乙醇溶于水。用碳酸鈉溶液吸收乙酸和乙醇。且乙酸乙酯在飽和碳酸鈉溶液中溶解度更小，利于乙酸乙酯的收集。(5)乙酸乙酯為透明狀液體不溶于水且比水輕。-1-【答案】

(1)先加入乙醇，然后邊搖動(dòng)試管邊慢慢加入濃硫酸，再加入冰醋酸(2)在試管a中加入幾粒沸石(或碎瓷片)(3)①加快反應(yīng)速率②及時(shí)將產(chǎn)物乙酸乙酯蒸出，以利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移動(dòng)(4)吸收隨乙酸乙酯蒸出的少量酸性物質(zhì)和乙醇(5)b中的液體分層，上層是透明的油狀液體-1-(1)生成鏈狀酯①一元羧酸與一元醇的反應(yīng)②一元羧酸與二元醇或二元羧酸與一元醇的反應(yīng)-1-例如：-1--1-(2)生成環(huán)狀酯①多元醇與多元羧酸進(jìn)行分子間脫水形成環(huán)酯-1-②羥基酸分子間形成環(huán)酯-1-③羥基酸分子內(nèi)脫水形成環(huán)酯-1-④生成高分子酯(也為縮聚反應(yīng))二元羧酸與二元醇縮聚形成聚酯-1-酯化反應(yīng)和酯的水解反應(yīng)是烴的衍生物之間轉(zhuǎn)化關(guān)系的重要組成部分，不論是哪一種酯化方式，要緊緊圍繞酯化反應(yīng)和酯的水解反應(yīng)的實(shí)質(zhì)來(lái)展開(kāi)。-1- (2009年安徽理綜) 是一種醫(yī)藥中間體，常用來(lái)制備抗凝血藥，可通過(guò)下列路線合成：(1)A與銀氨溶液反應(yīng)有銀鏡生成，則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是____________。(2)B→C的反應(yīng)類型是____________。(3)E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是____________。(4)寫(xiě)出F和過(guò)量NaOH溶液共熱時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。-1-(5)下列關(guān)于G的說(shuō)法正確的是________。a．能與溴單質(zhì)反應(yīng)b．能與金屬鈉反應(yīng)c．1molG最多能和3mol氫氣反應(yīng)d．分子式是C9H6O3-1-【解析】

(1)A催化氧化得乙酸，且A能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，所以A是乙醛，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：CH3CHO。(2)羧基中的—OH在PCl3存在條件下被Cl原子取代。-1--1-(5)G結(jié)構(gòu)中含苯環(huán)、酯基、醇羥基以及碳碳雙鍵，能與Br2發(fā)生加成反應(yīng)或取代反應(yīng)，與金屬鈉發(fā)生反應(yīng)生成氫氣，1molG中含有1mol碳碳雙鍵和1mol苯環(huán)，可與4molH2加成；分子式C9H6O3。正確選項(xiàng)有a、b、d。-1--1- 2．(2009年浙江理綜)芐佐卡因是一種醫(yī)用麻醉藥品，學(xué)名對(duì)氨基苯甲酸乙酯，它以對(duì)硝基甲苯為主要起始原料經(jīng)下列反應(yīng)制得：-1--1-請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)寫(xiě)出A、B、C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A________、B________、C________。(2)用1H核磁共振譜可以證明化合物C中有________種氫處于不同的化學(xué)環(huán)境。(3)寫(xiě)出同時(shí)符合下列要求的化合物C的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式(E、F、G除外)______________________。-1-①化合物是1,4-二取代苯，其中苯環(huán)上的一個(gè)取代基是硝基②分子中含有 結(jié)構(gòu)的基團(tuán)注：E、F、G結(jié)構(gòu)如下：-1-(4)E、F、G中有一化合物經(jīng)酸性水解，其中的一種產(chǎn)物能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，寫(xiě)出該水解反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________。-1-(5)芐佐卡因(D)的水解反應(yīng)如下：廣泛用于通訊、導(dǎo)彈、宇航等領(lǐng)域。請(qǐng)寫(xiě)出該聚合反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________。-1-【解析】

(1) 在KMnO4(H＋)作用下—CH3被氧化成—COOH，由C轉(zhuǎn)化為D時(shí)為還原，可知是—NO2轉(zhuǎn)化為—NH2，說(shuō)明A轉(zhuǎn)化為C是發(fā)生酯化反應(yīng)形成COOCH2CH3結(jié)構(gòu)，-1--1--1-結(jié)構(gòu)中對(duì)位有---NO2且含有

結(jié)構(gòu)，說(shuō)明是酯或羧酸，先考慮酯，先拿出

結(jié)構(gòu)，再按脂肪酸酯、芳香酸酯有序思維，最后考慮羧酸；(4)觀察E、F、G可知水解后能產(chǎn)生酚羥基的只有F；(5)芐佐卡因堿性水解得

，酸化后生成

，發(fā)生縮聚反應(yīng)形成高分子纖維。-1--1--1--1--1-某化學(xué)小組采用類似制乙酸乙酯的裝置(如下圖)，以環(huán)己醇制備環(huán)己烯：-1--1-密度(g·cm－3)熔點(diǎn)(℃)沸點(diǎn)(℃)溶解性環(huán)己醇0.9625161能溶于水環(huán)己烯0.81－10383難溶于水(1)制備粗品：將12.5mL環(huán)己醇加入試管A中，再加入1mL濃硫酸，搖勻后放入碎瓷片，緩慢加熱至反應(yīng)完全，在試管C內(nèi)得到環(huán)己烯粗品。①A中碎瓷片的作用是______________，導(dǎo)管B除了導(dǎo)氣外還具有的作用是__________________。②試管C置于冰水浴中的目的是________________________________________________________________________。-1-(2)制備精品：①環(huán)己烯粗品中含有環(huán)己醇和少量酸性雜質(zhì)等。加入飽和食鹽水，振蕩、靜置、分層，環(huán)己烯在______層(填“上”或“下”)，分液后用________(填入編號(hào))洗滌。a．KMnO4溶液b．稀H2SO4

c．Na2CO3溶液②再將環(huán)己烯按上圖裝置蒸餾，冷卻水從________口進(jìn)入。蒸餾時(shí)加入生石灰，目的是________________________________________________________________________。-1-③收集產(chǎn)品時(shí)，控制的溫度應(yīng)在________左右，實(shí)驗(yàn)制得的環(huán)己烯精品質(zhì)量低于理論產(chǎn)量，可能的原因是________________________________________________________________________。a．蒸餾時(shí)從70℃開(kāi)始收集產(chǎn)品b．環(huán)己醇的實(shí)際用量多了c．制備粗品時(shí)環(huán)己醇隨產(chǎn)品一起蒸出(3)以下是區(qū)分環(huán)己烯精品和粗品的方法，合理的是______。a．用酸性高錳酸鉀溶液b．用金屬鈉c．測(cè)定沸點(diǎn)-1-【解析】

(1)由于環(huán)己烯沸點(diǎn)較低，容易揮發(fā)，為防止逸出，因此采用冰水冷卻。(2)①環(huán)己醇和環(huán)己烯密度均小于水；為了洗滌其中的環(huán)己醇和酸性雜質(zhì)，選用能除去酸的Na2CO3溶液；KMnO4溶液可以把環(huán)己烯氧化。②冷卻水與氣體逆流冷凝效果好；發(fā)生CaO＋H2O===Ca(OH)2反應(yīng)，防止水隨環(huán)己烯一起逸出而被收集。-1-③理論產(chǎn)量低是由于損失了環(huán)己醇，與開(kāi)始的用量無(wú)關(guān)。a項(xiàng)得到的質(zhì)量會(huì)高于環(huán)己烯的實(shí)際產(chǎn)量。(3)根據(jù)官能團(tuán)特性，在

主要考慮醇羥基的性質(zhì)，選b；由于其中環(huán)己醇含量很少，用測(cè)沸點(diǎn)的方法不可行。-1-【答案】

(1)①防止暴沸冷凝回流②使生成的環(huán)己烯變?yōu)橐后w，防止揮發(fā)(2)①上c②g吸收生成的水，防止水蒸氣隨環(huán)己烯一起蒸出③83℃

c

(3)b-1-1．蘋(píng)果酸是一種常見(jiàn)的有機(jī)酸，其結(jié)構(gòu)為HOOCCHOHCH2COOH。(1)蘋(píng)果酸分子所含官能團(tuán)的名稱是________、________。(2)蘋(píng)果酸不可能發(fā)生的反應(yīng)是________(選填序號(hào))。①加成反應(yīng)②酯化反應(yīng)③加聚反應(yīng)④氧化反應(yīng)⑤消去反應(yīng)⑥取代反應(yīng)-1-(3)物質(zhì)A(C4H5O4Br)在一定條件下可發(fā)生水解反應(yīng)，得到蘋(píng)果酸和溴化氫。由A制取蘋(píng)果酸的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________?！窘馕觥繌奶O(píng)果酸的結(jié)構(gòu)可看出分子含兩個(gè)羧基和一個(gè)羥基，羥基和羧基能發(fā)生的反應(yīng)是酯化、氧化、消去、取代，不能發(fā)生加成和加聚反應(yīng)。-1-【答案】

(1)羧基羥基(2)①③-1-2．(2009年山東理綜)下圖中X是一種具有水果香味的合成香料，A是直鏈有機(jī)物，E與FeCl3溶液作用顯紫色。-1-請(qǐng)根據(jù)上述信息回答：(1)H中含氧官能團(tuán)的名稱是________，B→I的反應(yīng)類型為_(kāi)_______。(2)只用一種試劑鑒別D、E、H，該試劑是_______。(3)H與J互為同分異構(gòu)體，J在酸性條件下水解有乙酸生成，J的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)________________________。(4)D和F反應(yīng)生成X的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。-1-

【解析】

E的分子式為C6H6O且與FeCl3溶液作用顯紫色，由此推出E為 ，F(xiàn)為 ，由X和F的分子式得到D的分子式是C4H8O2且為酸，由題意知A是直鏈有機(jī)物，故B為CH3CH2CH2CH2OH，C為CH3CH2CH2CHO，D為CH3CH2CH2COOH；A既能與銀氨溶液反應(yīng)又