【精品】2019版高中化学第二章官能团与有机化学反应烃第4节羧酸氨基酸和蛋白质第2课时学案鲁科版选修5.pdf
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1、1第 2 课时羧酸衍生物酯 学习目标定位 1.熟知酯的组成和结构特点。2.知道酯的主要化学性质。一、酯类概述1酯的概念乙酸乙酯的结构简式为;甲酸乙酯的结构简式为,乙酸甲酯的结构简式为。从这三种酯的结构看,酯是羧酸分子羧基中的OH被OR 取代后的产物,简写为,R 和 R可以相同,也可以不同,其官能团结构简式为,官能团名称为酯基。2酯的物理性质酯的密度小于水,难溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,低级酯是具有香味的液体。酯可以做溶剂,也可做香料。3酯的类别异构(1)饱和一元羧酸与饱和一元醇形成的酯组成通式为CnH2nO2(n2),与含相同碳原子数的饱和一元羧酸互为同分异构体。2(2)写出分子式为C
2、2H4O2的同分异构体的结构简式(已知与 OH相连不稳定)CH3COOH、HCOOCH3、HOCH2CHO。(1)油脂的组成与结构油脂是高级脂肪酸与甘油反应所生成的酯,其结构可表示为3(2)酯的同分异构体酯的同分异构体包括:具有相同官能团的(同类别的)同分异构;不同类别的同分异构,包括羧酸、羟基醛、醚醛等。例 1(2017河南部分学校高二联考)有机物有多种同分异构体,其中属于酯且苯环上有2 个取代基的同分异构体共有()A3 种B4 种C5 种D6 种答案A 解析由题给信息可知该有机物的同分异构体的苯环上有CH3和 HCOO 两个取代基,应有邻、间、对三种同分异构体,故选A。【考点】酯的组成、结
3、构及分类【题点】酯的同分异构现象规律总结芳香酯的同分异构体有酯、羧酸、羟基醛、醚醛、酚醛等,如与等互为同分异构体。例 2化学式为 C5H10O2的羧酸 A可由醇 B氧化得到,A和 B可生成酯 C(相对分子质量为172),符合此条件的酯有()A1 种 B 2 种 C 3 种 D 4 种答案D 解析羧酸 A可由醇 B氧化得到,则醇 B结构简式为R CH2OH。因 C的相对分子质量为172,故化学式为C10H20O2,即醇为 C4H9CH2OH,而 C4H9有 4 种同分异构体,故酯C可能有 4种结构。【考点】酯的组成、结构及分类【题点】酯的同分异构现象4二、酯的化学性质1酯的水解反应(1)酯性条件
4、在酸性条件下,酯的水解是可逆反应。乙酸乙酯在稀H2SO4存在下水解的化学方程式为CH3COOC2H5H2O稀 H2SO4CH3COOHC2H5OH。(2)碱性条件在碱性条件下,酯水解生成羧酸盐和醇,水解反应是不可逆反应。乙酸乙酯在NaOH 存在下水解的化学方程式为CH3COOC2H5NaOH H2OCH3COONa C2H5OH。(3)皂化反应油脂在碱性条件下的水解反应称为皂化反应。如:3NaOH H2O3RCOONa。2酯的醇解反应在酸或醇钠催化下,一种酯与一种醇反应生成另一种酯和另一种醇,这种反应称为醇解反应。如:(1)酯的水解反应原理酯化反应形成的键,即是酯水解反应断裂的键。(2)酯的水
5、解程度酯在碱性条件下的水解程度大于在酸性条件下的水解程度,其主要原因是碱与酯水解产生的羧酸反应,使羧酸浓度减小,平衡向正反应方向移动。(3)酯化反应、酯水解反应和酯醇解反应都属于取代反应。例 3(2017湖南石门一中高三月考)分子式为C9H18O2的酯在酸性条件下水解,所得酸和醇的相对分子质量相同。符合此条件的酯的同分异构体数目为()A2 B8 C10 D16 答案D 解析酯水解生成羧酸和醇,由于生成的羧酸和醇的相对分子质量相同,则根据酯的化学式可知,生成的羧酸和醇的化学式分别是C4H8O2和 C5H12O。由于丙基有2 种,则羧酸C4H8O2有 2种结构。戊烷有正戊烷、异戊烷和新戊烷,其中等
6、效氢原子的种类分别是3、4 和 1 种,则5戊醇有 8 种结构,所以该酯的同分异构体有28 16 种,故 D正确。【考点】酯的组成、结构及分类【题点】酯的同分异构现象规律总结(1)若,则相应的酸和醇碳原子数目相等,烃基的碳架结构相同,且醇中必有CH2 OH原子团。(2)若 酸性水解。若酸与醇的相对分子质量相等,则醇比酸多一个碳原子。例 4某羧酸酯的分子式为C18H26O5,1 mol 该酯完全水解可得到1 mol 羧酸和 2 mol 乙醇,该羧酸的分子式为()AC14H18O5BC14H16O4CC16H22O5DC16H20O5答案A 解析1 mol 分子式为C18H26O5的羧酸酯完全水解
7、可得到1 mol 羧酸和 2 mol 乙醇,说明该羧酸酯分子中含有2 个酯基,则C18H26O52H2O 羧酸 2C2H6O,由质量守恒可知该羧酸的分子式为 C14H18O5,A项正确。【考点】酯的水解反应【题点】酯水解反应产物的推断方法规律(1)酯水解反应的定量关系1 mol 1 mol H2OH1 mol OH羟基1 mol COOH羧基。(2)利用原子守恒法计算相关物质的分子式。例 5(2017吉林省实验中学高三模拟)某有机物的结构简式为,1 mol该有机物与足量的NaOH 溶液在一定条件下充分反应,消耗的NaOH 的物质的量为()A5 mol B4 mol C3 mol D2 mol
8、答案A 解析酚羟基、羧基、酯基均能与氢氧化钠反应。由于该有机物水解后又产生2 个酚羟基,6则 1 mol 该有机物与足量氢氧化钠溶液反应消耗氢氧化钠的物质的量是5 mol,故 A正确。【考点】酯的水解反应【题点】酯水解反应消耗NaOH 的量的计算易错警示羧酸醇酯:1 mol 完全水解需1 mol NaOH。羧酸酚酯:1 mol 完全水解需2 mol NaOH,且生成1 mol H2O。例 6(2017黑龙江肇东一中高二期末)某物质中可能有甲酸、乙酸、甲醇和甲酸乙酯中的 1 种或几种,在鉴别时有下列现象:(1)有银镜反应;(2)加入新制Cu(OH)2悬浊液沉淀不溶解;(3)与含酚酞的NaOH 溶
9、液共热,发现溶液中红色逐渐消失以至无色,下列叙述正确的有()A几种物质都有B有甲酸乙酯,可能有甲酸C有甲酸乙酯和甲醇D有甲酸乙酯,可能有甲醇答案D 解析有银镜反应,说明分子结构中含有醛基,含甲酸或甲酸乙酯或二者都有;加入新制 Cu(OH)2悬浊液,沉淀不溶解,则说明不含羧酸,则没有甲酸和乙酸;与含酚酞的NaOH溶液共热,溶液中红色逐渐消失,说明能和NaOH 反应,而醇、醛不与NaOH反应,则一定含有甲酸乙酯,一定不存在甲酸和乙酸,可能有甲醇,故D正确。【考点】酯的水解反应【题点】甲酸酯性质的特殊性规律总结(1)甲酸酯的特殊性质甲酸酯中含醛基,既有醛的性质又有酯的性质,甲酸酯能被酸性KMnO4溶
10、液、溴水、新制Cu(OH)2悬浊液(在加热条件下)、银氨溶液(加热条件下)氧化。(2)酯的一般检验方法是加含酚酞的NaOH 溶液共热,根据溶液中红色逐渐消失判断含有酯基。1分子式为C6H12O2的酯经水解后,生成醇A和羧酸 B,若 A经氧化后生成B,则这种酯的结构可能有()A1 种B2 种7C3 种D4 种答案A 解析依题意,醇和羧酸含碳原子数相等,都是 3 个碳原子,羧酸只有一种结构CH3CH2COOH,C3H7OH的醇有两种结构:CH3CH2CH2OH,CH3CH(OH)CH3,只有 CH3CH2CH2OH符合题意。【考点】酯的水解反应【题点】酯水解反应产物的推断2(2017福建师大附中高
11、二期末)已知分子式为C4H8O2的有机物既能发生银镜反应,又能发生水解反应,此有机物的结构可能有()A5 种B4 种C3 种D2 种答案D 解析C4H8O2分子既能发生银镜反应,又能发生水解反应,则该有机物含有甲酸酯基HCOO,另外还有一个C3H7,丙基有正丙基和异丙基2 种,故此有机物共有2 种,D项正确。【考点】酯的组成、结构和分类【题点】酯的同分异构现象3有机物A的结构简式如图所示,某同学对其可能具有的化学性质进行了如下预测,其中正确的有()可以使酸性高锰酸钾溶液退色可以和NaOH 溶液反应在一定条件下可以和乙酸发生反应在一定条件下可以发生消去反应在一定条件下可以和新制Cu(OH)2悬浊
12、液反应A BC D答案C 解析A中含有 OH,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,正确;A中含有酯基,在 NaOH 存在的条件下能水解,正确;A中醇羟基能与乙酸发生酯化反应,正确;A中醇羟基无-H,不能发生消去反应,错误;A中 CHO 能与新制氢氧化铜悬浊液反应生成Cu2O沉淀,正确。【考点】含氧衍生物的综合8【题点】含氧衍生物性质的综合(多官能团有机物性质推断)4(2017南昌八一中学等五校高二期末)已知:,其中甲、乙、丁均能发生银镜反应,则乙为()A甲醇B甲醛C乙醛D甲酸答案D 解析甲、乙、丁均能发生银镜反应,结合它们之间的转化关系,可得甲为甲醛、乙为甲酸、丙为甲醇、丁为甲酸甲酯,故D正确。【考点】
13、含氧衍生物的综合【题点】含氧衍生物之间的相互转化5(2017湖北襄阳四中高二月考)A、B、C、D都是含碳、氢、氧的单官能团化合物,A水解得 B和 C,B氧化可以得到C或 D,D氧化也得到C。若M(X)表示 X的摩尔质量,则下式中正确的是()AM(A)M(B)M(C)B2M(D)M(B)M(C)CM(B)M(D)M(C)DM(D)M(B)M(C)答案D 解析由于 A、B、C、D都是含 C、H、O的单官能团化合物,有如下的转化关系:A H2OBC,B 氧化C或 D,D氧化C,由此可见A为酯、B为醇、D为醛、C为羧酸,且B、C、D均含相同数目的碳原子,A分子所含碳原子数为B、C、D的 2 倍。由 A
14、H2O B C,故M(A)18M(B)M(C),A项错误;由醇到醛失去2 个氢原子,由醛到羧酸,增加1 个氧原子,故有 2M(D)M(B)2M(C)16,即 2M(D)M(B)M(C)18,B项错误;由醇到醛失去2个氢原子,由醛到羧酸,增加1个氧原子,有M(D)M(B)M(C),C项错误,D项正确。【考点】酯的水解反应【题点】酯水解反应的原理96迷迭香酸是从蜂花属植物中提取得到的酸性物质,其结构简式如图所示。下列叙述正确的是()A迷迭香酸与溴单质能发生取代反应,不能发生加成反应B1 mol 迷迭香酸最多能和9 mol 氢气发生加成反应C迷迭香酸可以发生水解反应、取代反应和酯化反应D1 mol
15、迷迭香酸最多能和5 mol NaOH 发生反应答案C 解析该有机物结构中含有酚羟基和碳碳双键,能与溴发生取代反应和加成反应,A项错误;1 分子迷迭香酸中含有2 个苯环、1 个碳碳双键,则1 mol 迷迭香酸最多能和7 mol 氢气发生加成反应,B项错误;该有机物结构中含有酯基、酚羟基和羧基,能发生水解反应、取代反应和酯化反应,C项正确;1 分子迷迭香酸中含有4 个酚羟基、1 个羧基、1 个酯基,则 1 mol迷迭香酸最多能和6 mol NaOH 发生反应,D项错误。【考点】含氧衍生物的综合【题点】含氧衍生物性质的综合(多官能团有机物性质的推断)7有机化合物A易溶于水,且1 mol A能跟 Na
16、反应生成0.5 mol H2,但不与NaOH 反应,已知 A通过如下转化关系制得化学式为C4H8O2的酯 E,且当 DE 时,相对分子质量增加28;B是一种烃。ABO2CO2D AE(1)写出与 E种类不同的一种同分异构体的结构简式:_。(2)写出、的化学方程式,并在括号中注明反应类型:_();_();_()。答案(1)CH3(CH2)2COOH(其他合理答案均可)(2)C2H5OH 浓硫酸170 CH2=CH2 H2O 消去反应2CH3CHO O2催化剂2CH3COOH 氧化反应CH3COOH C2H5OH浓硫酸CH3COOC2H5H2O 酯化反应(或取代反应)1011解析1 mol A与
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