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第5讲　羧酸　羧酸衍生物
复习目标
1．掌握羧酸、羧酸衍生物的典型代表物的结构、性质与相互转化。
2.掌握羧酸及其衍生物与其他有机物的相互转化。
3.了解有机分子中官能团之间的相互影响。
INCLUDEPICTURE"基础自主夯实.TIF"
一、羧酸
1．概念：由烃基(或氢原子)与羧基相连构成的有机化合物，官能团为—COOH，饱和一元羧酸的通式为CnH2nO2(n≥1)。
2．分类
羧,酸)
3．羧酸的化学性质
羧酸的化学性质主要取决于羧基，反应时的主要断键位置如图：
(1)酸的通性(以乙酸为例)：乙酸是一种弱酸，其酸性比碳酸强，在水溶液里的电离方程式为CH3COOH??CH3COO－＋H＋。可以与Na、NaOH、Na2CO3、NaHCO3等反应。
(2)酯化反应：酸脱羟基，醇脱氢。
如CH3COOH＋C2HOHCH3CO18OCH2CH3＋H2O。
4．几种重要的羧酸
(1)甲酸：俗名蚁酸，是最简单的饱和一元羧酸。
结构：既有羧基，又有醛基，具有羧酸与醛的性质。
银镜反应：HCOOH＋2[Ag(NH3)2]OH(NH4)2CO3＋2Ag↓＋2NH3＋H2O。
(2)乙酸：CH3COOH，有强烈刺激性气味的无色液体，低于16.6 ℃凝结成固体，又称冰醋酸，易溶于水和乙醇。
(3)乙二酸：，俗名草酸，属于还原性酸，可用来洗去钢笔水的墨迹。
(4)苯甲酸：，属于芳香酸，可作防腐剂。
二、羧酸衍生物
1．酯
(1)结构：羧酸酯的官能团为 (酯基)，可表示为，饱和一元羧酸与饱和一元醇所生成酯的通式为CnH2nO2(n≥2)。
(2)物理性质
(3)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。
2．油脂
(1)油脂的组成
油脂的主要成分是一分子甘油与三分子高级脂肪酸脱水形成的酯。常见的形成油脂的高级脂肪酸有：
①饱和脂肪酸eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(硬脂酸：\o(,\s\up1())C17H35COOH,软脂酸：C15H31COOH))
②不饱和脂肪酸eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(油酸：\o(,\s\up1())C17H33COOH,亚油酸：C17H31COOH))
(2)油脂的结构
，官能团：，有的还含有，若R、R′、R″相同，称为简单甘油酯；若R、R′、R″不同，称为混合甘油酯，天然油脂大多数是混合甘油酯。
(3)油脂的物理性质
①油脂一般难溶于水，密度比水小。
②天然油脂都是混合物，没有固定的熔、沸点。含不饱和脂肪酸成分较多的甘油酯，常温下一般呈液态，如植物油，含饱和脂肪酸成分较多的甘油酯，常温下一般呈固态，如脂肪。
(4)油脂的化学性质
①油脂的氢化(油脂的硬化)
例如：油酸甘油酯与H2反应的化学方程式为
，属于加成反应，经硬化制得的油脂叫人造脂肪，也称硬化油。
②水解反应
a．酸性条件下
油脂＋水高级脂肪酸＋甘油。
例如：硬脂酸甘油酯在酸性条件下水解的反应方程式为
。
b．碱性条件下——皂化反应
油脂＋NaOH高级脂肪酸钠＋甘油。
例如：硬脂酸甘油酯在碱性条件下水解的反应方程式为
。
其水解程度比酸性条件下水解程度大。
(5)油脂的用途
①提供人体所需要的能量。
②用于生产肥皂和甘油。
3．酰胺
(1)胺
①结构：烃基取代氨分子中的氢原子而形成的化合物叫做胺，一般可写作R—NH2。胺也可以看作是烃分子中的氢原子被氨基所替代得到的化合物。例如，甲烷分子中的一个氢原子被一个氨基取代后，生成的化合物叫甲胺(CH3—NH2)；苯分子中的一个氢原子被一个氨基取代后，生成的化合物叫苯胺(
)。
②性质：胺类化合物具有碱性，如苯胺能与盐酸反应，生成可溶于水的苯胺盐酸盐： 。
(2)酰胺
①结构：酰胺是羧酸分子中羟基被氨基所替代得到的化合物。其结构一般表示为，其中的叫做酰基，叫做酰胺基。常见的酰胺有乙酰胺()、苯甲酰胺()、N，N 二甲基甲酰胺[]等。
②性质：酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可以发生水解反应。如果水解时加入碱，生成的酸就会变成盐，同时有氨气逸出：
RCONH2＋H2O＋HClRCOOH＋NH4Cl；
RCONH2＋NaOHRCOONa＋NH3↑。
INCLUDEPICTURE"误点查正.TIF"　请指出下列各说法的错因
(1)醛基、羧基和酯基中的碳氧双键均能与H2加成。
错因：羧基和酯基中的碳氧双键不能与H2加成。
(2)油脂是高级脂肪酸的甘油酯，为天然高分子。
错因：油脂不属于高分子。
(3)油脂在酸性或碱性条件下，均可发生水解反应，且产物相同。
错因：油脂在碱性条件下水解生成高级脂肪酸盐和甘油，而在酸性条件下生成高级脂肪酸和甘油。
(4)用银氨溶液可以区分甲酸甲酯与乙醛。
错因：HCOOCH3与CH3CHO分子结构中都含有—CHO，均可发生银镜反应。
(5)在酸性条件下，CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH。
错因：CH3CO18OC2H5水解应断裂中的碳氧单键，故应生成CH3COOH和C2HOH。
(6)可以用NaOH溶液除去乙酸乙酯中的乙酸。
错因：乙酸乙酯在NaOH溶液中会发生水解反应。
(7)苯胺()和酰胺()均能发生水解反应。
错因：苯胺不能发生水解反应。
INCLUDEPICTURE"课堂精讲答疑.TIF"
1．酯化反应的五大类型
(1)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应。如
CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O。
(2)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应。如
＋2H2O。
(3)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应。如
＋2H2O。
(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，可得到普通酯、环酯和高聚酯。如
(5)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
2．羟基氢原子的活泼性比较
名称 乙醇 苯酚 乙酸
结构简式 CH3CH2OH
在水中能否电离 不电离 能电离 能电离
羟基氢原子的活泼性
酸碱性 中性 极弱酸性 弱酸性
与Na 反应 反应 反应
与NaOH 不反应 反应 反应
与Na2CO3 不反应 反应 反应
与NaHCO3 不反应 不反应 反应
INCLUDEPICTURE"题组巩固提升.TIF"
角度一　羧酸、酯的性质
1．(2022·湖南邵阳一中高三模拟)一种有机物结构简式为
，下列有关该有机物的说法正确的是(　　)
A．该有机物分子式为C11H10O7
B．分子中最多有9个碳原子共平面
C．该有机物能发生酯化反应、消去反应、银镜反应
D．1 mol该有机物分别与足量NaHCO3溶液、NaOH溶液完全反应，消耗NaHCO3、NaOH的物质的量分别为1 mol、5 mol
答案　D
解析　该有机物的分子式为C11H8O7，A错误；该有机物分子中最多有11个碳原子共平面，B错误；该有机物不能发生消去反应，C错误。
2．(2022·浙江三市高三质量检测)关于酯类物质，下列说法不正确的是(　　)
A．三油酸甘油酯可表示为
B．酯类物质只能由含氧酸和醇类通过酯化反应获得
C．1 mol乙酸苯酚酯()与足量NaOH溶液反应，最多消耗2 mol NaOH
D．酯类物质在酸性或碱性条件下都可以发生水解反应
答案　B
解析　酯类物质也可以由含氧酸和酚类物质通过酯化反应获得，B错误。
INCLUDEPICTURE"方法技巧.TIF" 1 mol有机物消耗NaOH量的计算方法
角度二　酯化反应类型与实验探究
3．(2022·河南省名校联盟高三联考)实验室常用如图装置制备乙酸乙酯。下列有关说法错误的是(　　)
A．a中试剂加入的顺序是：先加冰醋酸，再加浓硫酸，最后加无水乙醇
B．b中导管不能插入液面下，否则会产生倒吸现象
C．实验中使用浓硫酸和过量的乙醇，都可以提高乙酸的转化率
D．b中的现象是液体分层，上层无色油状液体，下层溶液颜色变浅
答案　A
4．已知葡萄糖在乳酸菌作用下可转化为乳酸(C3H6O3)。
(1)取9 g乳酸与足量的金属Na反应，可生成2.24 L H2(标准状况)，另取等量乳酸与等物质的量的乙醇反应，生成0.1 mol乳酸乙酯和1.8 g 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：____________________________________。
答案　(1)羧基、羟基　
(2)
(3)
(4)
INCLUDEPICTURE"归纳总结.TIF" 实验室制备乙酸乙酯
角度三　油脂的性质
5．某航空公司成功地进行了由地沟油生产的生物航空燃油的验证飞行。能区别地沟油(加工过的餐饮废弃油)与矿物油(汽油、煤油、柴油等)的方法是(　　)
A．点燃，能燃烧的是矿物油
B．加入足量氢氧化钠溶液共热，不分层的是地沟油
C．加入水中，浮在水面上的是地沟油
D．测定沸点，有固定沸点的是矿物油
答案　B
6．油脂是重要的营养物质。某天然油脂A可发生下列反应：
已知：A的分子式为C57H106O6。1 mol该天然油脂A经反应①可得到1 mol D、1 mol不饱和脂肪酸B和2 mol饱和直链脂肪酸C。经测定B的相对分子质量为280，原子个数比为N(C)∶N(H)∶N(O)＝9∶16∶1。
(1)写出B的分子式：________。
(2)写出反应①的反应类型：________；C的名称(或俗称)是________。
(3)反应②为天然油脂的氢化过程。下列有关说法不正确的是________。
a．氢化油又称人造奶油，通常又叫硬化油
b．植物油经过氢化处理后会产生副产品反式脂肪酸甘油酯，摄入过多的氢化油，容易堵塞血管而导致心脑血管疾病
c．氢化油的制备原理是在加热植物油时，加入金属催化剂，通入氢气，使液态油脂变为半固态或固态油脂
d．油脂的氢化与油脂的皂化都属于加成反应
(4)D和足量金属钠反应的化学方程式为________________________。
答案　(1)C18H32O2
(2)取代反应(或水解反应)　硬脂酸
(3)d
(4)
INCLUDEPICTURE"思维建模.TIF" 油脂和矿物油的比较
物质 油脂 矿物油
脂肪 油
组成 多种高级脂肪酸的甘油酯 多种烃(石油及其分馏产品)
含不饱和烃基较少 含不饱和烃基较多
性质 固态或半固态 液态 具有烃的性质，不能水解
具有酯的性质，能水解，有的油脂兼有烯烃的性质
角度四　酰胺类物质的性质
7．N 苯基苯甲酰胺()广泛应用于药物，可由苯甲酸()与苯胺()反应制得，由于原料活性低，可采用硅胶催化、微波加热的方式，微波直接作用于分子，促进活性部位断裂，可降低反应温度。取得粗产品后经过洗涤、重结晶等，最终得到精制的成品。已知：
下列说法不正确的是(　　)
A．反应时断键位置为C—O键和N—H键
B．微波催化能减少该反应的热效应
C．产物可选用乙醇作为溶剂进行重结晶提纯
D．N 苯基苯甲酰胺碱性条件下水解可得到苯甲酸盐
答案　B
8.(2022·青岛模拟)药物H的结构简式如图所示，下列有关药物H的说法错误的(　　)
A．分子式为C16H13N2O2Cl
B．分子中含有碳氯键和酰胺基两种官能团
C．碱性条件下水解产物酸化后都能与Na2CO3溶液反应
D．该物质苯环上的一溴代物有5种
答案　D
解析　D项，该物质苯环上的一溴代物有6种，错误。
核心素养　宏观辨识与微观探析——由官能团或基团推测有机物的性质或反应类型
[素养要求]　推测陌生或典型有机化合物的结构与性质是高考必考内容，通过类比推理的方法对陌生或典型有机物的结构、性质以及反应类型作出判断，力求在考查中体现“结构决定性质，性质反映结构”这一重要化学思想。
INCLUDEPICTURE"素养提升.TIF"
官能团或基团 主要化学性质
烷基 取代(如氯气/光照)
加成、氧化(使酸性KMnO4溶液褪色)、加聚
苯环 取代(液溴/FeBr3、硝化)、加成
碳卤键 水解(NaOH/H2O)、消去(NaOH/醇)
—OH 醇：取代(酯化等)、催化氧化、消去、置换
酚：弱酸性、取代(浓溴水)、遇三氯化铁显色、氧化(露置于空气中变粉红色)
—CHO 加成(还原等)、氧化(银镜反应、与新制氢氧化铜反应等)
—COOH 弱酸性、取代(酯化等)
—COO—R、酰胺基 水解
INCLUDEPICTURE"素养专练.TIF"
1．有一种有机化合物，其结构简式如图。下列有关它的性质的叙述正确的是(　　)
A．1 mol该有机物与溴水反应，最多能消耗4 mol Br2
B．在一定条件下，1 mol该物质最多能与7 mol NaOH完全反应
C．在Ni催化下，1 mol该物质可以和8 mol H2发生加成反应
D．它在酸性条件下能发生水解反应，水解后能生成两种产物
答案　A
解析　1 mol该物质最多能与8 mol NaOH(其中酚羟基5 mol、羧基1 mol、酚酯基2 mol)发生反应，B错误；羧基、酯基中的与H2不反应，故1 mol该物质最多能与6 mol H2发生加成反应，C错误；该物质在酸性条件下的水解产物只有一种：，D错误。
2．Calanolide A是一种抗HIV药物，其结构简式如图所示。下列关于Calanolide A的说法错误的是(　　)
A．分子中有3个手性碳原子
B．分子中有3种含氧官能团
C．该物质既可发生消去反应又可发生加成反应
D．1 mol该物质与足量NaOH溶液反应时消耗1 mol NaOH
答案　D
解析　1 mol该物质最多可与2 mol NaOH反应，D错误。
3．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．迷迭香酸与溴单质只能发生取代反应
B．1 mol迷迭香酸最多能与9 mol氢气发生加成反应
C．迷迭香酸可以发生水解反应和酯化反应
D．1 mol迷迭香酸最多能与5 mol NaOH发生反应
答案　C
解析　迷迭香酸分子中含碳碳双键，可与溴单质发生加成反应，A错误；苯环、碳碳双键均能与氢气发生加成反应，则1 mol迷迭香酸最多能与7 mol氢气发生加成反应，B错误；酚羟基、酯基、羧基均与NaOH反应，则1 mol迷迭香酸最多能与6 mol NaOH发生反应，D错误。
4．齐墩果酸临床用于治疗传染性急性黄疸型肝炎，其结构简式如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．齐墩果酸能使酸性KMnO4溶液褪色
B．齐墩果酸能和NaHCO3溶液反应产生气体
C．齐墩果酸分子间能形成酯
D．齐墩果酸能发生加成反应、水解反应
答案　D
解析　该酸分子中不含能发生水解反应的官能团，D不正确。
微专题　限定条件的同分异构体的书写
INCLUDEPICTURE"重点讲解.TIF"
1．不饱和度(Ω)与结构的关系
不饱和度 思考方向
Ω＝1 1个双键或1个环或一个碳氧双键
Ω＝2 1个三键或2个双键
Ω＝3 3个双键或1个双键和1个三键(或考虑环结构)
Ω≥4 考虑可能含有苯环
2.限定条件与结构的关系
常见限定条件 对应的官能团或结构
能与NaHCO3或Na2CO3反应放出气体 —COOH
能与钠反应产生H2 —OH或—COOH
能与Na2CO3反应 —OH(酚)或—COOH
能与NaOH溶液反应 —OH(酚)或—COOH或—COOR或—X
能发生银镜反应[或与新制Cu(OH)2反应] —CHO(包括HCOOR)
能与FeCl3溶液发生显色反应 —OH(酚)
能发生水解反应 —COOR或—X或—CONH—
既能发生水解反应又能发生银镜反应(或水解产物能发生银镜反应) HCOOR
核磁共振氢谱峰的组数、峰面积之比 ①峰的组数代表氢原子的种类；②峰的面积比代表各类氢原子的个数比；③从峰的面积比可以分析分子结构上的对称性
3.书写步骤与方法
(1)步骤
(2)方法
①“碎片”推测：依据分子式(不饱和度)信息、特殊结构信息、类别信息、化合物性质等推知官能团或所含结构。
②碳架构建：除“碎片”以外的碳原子，按碳架异构搭建。
③“碎片”组装：先在苯环上进行基团定位→再考虑取代基的碳架异构→再考虑取代基在苯环上的位置异构→最后考虑官能团类别异构。
④方法选择：“端基碎片”的位置异构一般选择“等效氢”“定一移一”等方法；“非端基碎片”的位置异构一般选择“插入法”。
INCLUDEPICTURE"方法技巧.TIF"
(1)端基官能团是指在有机物的结构简式中只能位于末端的官能团，主要包括卤素原子(—X)、硝基(—NO2)、氨基(—NH2)、羟基(—OH)、羧基(—COOH)、醛基(—CHO)等。书写含有这些官能团的同分异构体时，可将其分子式变形为烃基和官能团两部分，如R—CHO、R—X等。它们的同分异构体数目则取决于烃基部分的异构体数目。如甲基1种，乙基1种，丙基2种，丁基4种，戊基8种。
(2)非端基官能团包括—O—、、、等，通常采用插入法。在分析酯的同分异构体时，可以插在C—C之间得到酯，如；也可以插在H—C之间得到酯，如，即甲酸某酯。INCLUDEPICTURE"专题精练.TIF"
1．(2022·全国乙卷节选)在E(eq \a\vs4\al())的同分异构体中，同时满足下列条件的总数为________种。
a)含有一个苯环和三个甲基；
b)与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳；
c)能发生银镜反应，不能发生水解反应。
上述同分异构体经银镜反应后酸化，所得产物中，核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为6∶3∶2∶1)的结构简式为____________________________。
答案　 10　、
2．(2022·江苏高考节选)D(eq \a\vs4\al())的一种同分异构体同时满足下列条件，写出该同分异构体的结构简式：________。
①分子中含有4种不同化学环境的氢原子；②碱性条件水解，酸化后得2种产物，其中一种含苯环且有2种含氧官能团，2种产物均能被银氨溶液氧化。
答案　
3．(2022·山东高考节选)H()的同分异构体中，仅含有—OCH2CH3、—NH2和苯环结构的有________种。
答案　6
解析　由H的同分异构体仅含有—OCH2CH3、苯环和—NH2可知，其结构可以视作、、分子中苯环上的氢原子被—NH2取代，所得结构分别有1、3、2种，共有6种。
4．(2022·广东高考节选)化合物Ⅵ(eq \a\vs4\al())有多种同分异构体，其中含CO结构的有________种，核磁共振氢谱图上只有一组峰的结构简式为________。
答案　 2　
5．(2021·全国甲卷节选)化合物B()的同分异构体中能同时满足下列条件的有________(填标号)。
a．含苯环的醛、酮
b．不含过氧键(—O—O—)
c．核磁共振氢谱显示四组峰，且峰面积比为3∶2∶2∶1
A．2个 B．3个
C．4个 D．5个
答案　C
解析　化合物B为，同分异构体中能同时满足题述条件，说明为醛或酮，而且含有甲基，根据要求可以写出：
，，，，故有4种。
6．(2021·河北高考节选)D()有多种同分异构体，其中能同时满足下列条件的芳香族化合物的结构简式为________________________________。
①可发生银镜反应，也能与FeCl3溶液发生显色反应；
②核磁共振氢谱有四组峰，峰面积比为1∶2∶2∶3。
答案　、
高考真题演练
1．(2022·全国乙卷)一种实现二氧化碳固定及再利用的反应如下：
下列叙述正确的是(　　)
A．化合物1分子中的所有原子共平面
B．化合物1与乙醇互为同系物
C．化合物2分子中含有羟基和酯基
D．化合物2可以发生开环聚合反应
答案　D
解析　化合物1分子中有饱和碳原子，所有原子不可能共平面，A错误；化合物1属于醚类，乙醇属于醇类，二者不是同系物，B错误；根据化合物2的分子结构可知，分子中不含羟基，C错误。
2．(2022·海南高考改编)化合物“E7974”具有抗肿瘤活性，结构简式如下。下列有关该化合物说法正确的是(　　)
A．不能使Br2的CCl4溶液褪色
B．分子中含有4种官能团
C．分子中含有4个手性碳原子
D．1 mol该化合物最多与2 mol NaOH反应
答案　B
3．(2021·全国乙卷)一种活性物质的结构简式为
，下列有关该物质的叙述正确的是(　　)
A．能发生取代反应，不能发生加成反应
B．既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物
C．与互为同分异构体
D．1 mol该物质与碳酸钠反应得44 g CO2
答案　C
解析　该物质含有羟基、羧基、碳碳双键，能发生取代反应和加成反应，故A错误；同系物是结构相似，分子组成相差1个或n个CH2原子团的有机物，该物质的分子式为C10H18O3，而且与乙醇、乙酸结构不相似，故B错误；1 mol该物质与碳酸钠反应，最多生成0.5 mol二氧化碳，质量为22 g，故D错误。
4．(2021·浙江高考)关于油脂，下列说法不正确的是(　　)
A．硬脂酸甘油酯可表示为
B．花生油能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．植物油通过催化加氢可转变为氢化油
D．油脂是一种重要的工业原料，可用于制造肥皂、油漆等
答案　A
解析　硬脂酸为饱和高级脂肪酸，其结构简式为C17H35COOH，硬脂酸甘油酯可表示为，A错误。
5．(2021·河北高考改编)番木鳖酸具有一定的抗炎、抗菌活性，结构简式如图。下列说法错误的是(　　)
A．1 mol该物质与足量饱和NaHCO3溶液反应，可放出22.4 L(标准状况)CO2
B．一定量的该物质分别与足量Na、NaOH反应，消耗二者物质的量之比为5∶1
C．1 mol该物质最多可与1 mol H2发生加成反应
D．该物质可被酸性KMnO4溶液氧化
答案　B
解析　1 mol该分子中含5 mol羟基和1 mol羧基，其中羟基和羧基均能与Na发生置换反应产生氢气，而只有羧基可与氢氧化钠发生中和反应，所以一定量的该物质分别与足量Na和NaOH反应，消耗二者物质的量之比为6∶1，B错误。
6．(2021·湖南高考)己二酸是一种重要的化工原料，科学家在现有工业路线基础上，提出了一条“绿色”合成路线：
下列说法正确的是(　　)
A．苯与溴水混合，充分振荡后静置，下层溶液呈橙红色
B．环己醇与乙醇互为同系物
C．己二酸与NaHCO3溶液反应有CO2生成
D．环己烷分子中所有碳原子共平面
答案　C
解析　苯的密度比水小，苯与溴水混合，充分振荡后静置，溴被萃取到有机层，有机层在上层，应是上层溶液呈橙红色，故A错误；环己醇含有六元碳环，和乙醇结构不相似，分子组成也不相差若干CH2原子团，不互为同系物，故B错误；环己烷分子中的碳原子均为饱和碳原子，与每个碳原子直接相连的4个原子形成四面体结构，因此所有碳原子不可能共平面，故D错误。
7．(2022·浙江6月选考)某研究小组按下列路线合成药物氯氮平。
已知：①CH2===CH2；
②
请回答：
(1)下列说法不正确的是________。
A．硝化反应的试剂可用浓硝酸和浓硫酸
B．化合物A中的含氧官能团是硝基和羧基
C．化合物B具有两性
D．从C→E的反应推测，化合物D中硝基间位氯原子比邻位的活泼
(2)化合物C的结构简式是____________；氯氮平的分子式是____________；化合物H成环得氯氮平的过程中涉及两步反应，其反应类型依次为____________________。
(3)写出E→G的化学方程式__________________________________。
(4)设计以CH2===CH2和CH3NH2为原料合成的路线(用流程图表示，无机试剂任选)_______________________________________。
(5)写出同时符合下列条件的化合物F的同分异构体的结构简式__________________________________________________________。
①1H NMR谱和IR谱检测表明：分子中共有3种不同化学环境的氢原子，有N—H键。
②分子中含一个环，其成环原子数≥4。
答案　(1)D
(2) 　C18H19ClN4　加成反应、消去反应
(3)INCLUDEPICTURE"2022HX92上.TIF"INCLUDEPICTURE"2022HX92下.TIF"＋CH3OH
(4)CH2===CH2；CH2===CH2CH3CH2Cl，NH3eq \o(――→,\s\up7())
(5)、、、
解析　甲苯硝化得到硝基甲苯，结合H的结构简式，可知A为，再还原得到B()，B和甲醇发生酯化反应生成C()，结合信息②、D的结构简式及E的分子式(C14H11ClN2O4)，可知E为，再结合F的结构简式及信息②可知G为。
(1)从C→E的反应推测，化合物D中硝基邻位氯原子比间位的活泼，D错误。
(2)对比H和氯氮平的结构简式，再结合已知信息②可知，H―→氯氮平是先发生加成反应，后发生消去反应。
8．(2022·广东高考节选)基于生物质资源开发常见的化工原料，是绿色化学的重要研究方向。以化合物Ⅰ为原料，可合成丙烯酸Ⅴ、丙醇Ⅶ等化工产品，进而可制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料。
(1)已知化合物Ⅱ也能以Ⅱ′的形式存在。根据Ⅱ′的结构特征，分析预测其可能的化学性质，参考①的示例，完成下表。
序号 结构特征 可反应的试剂 反应形成的新结构 反应类型
① —CH===CH— H2 —CH2—CH2— 加成反应
② ________ ____ ____ 氧化反应
③ ________ ____ ____ ____
(2)化合物Ⅳ能溶于水，其原因是______________________________。
(3)化合物Ⅳ到化合物Ⅴ的反应是原子利用率100%的反应，且1 mol Ⅳ与1 mol化合物a反应得到2 mol Ⅴ，则化合物a为________。
(4)选用含二个羧基的化合物作为唯一的含氧有机原料，参考上述信息，制备高分子化合物Ⅷ的单体。
?
写出Ⅷ的单体的合成路线_________________________________
________________________________________________________________________(不用注明反应条件)。
答案　(1)②—CHO　O2　—COOH
③—COOH　CH3OH　—COOCH3　酯化反应(取代反应)
(2)Ⅳ中羧基能与水分子形成分子间氢键
(3)乙烯　
(4)
解析　(4)根据化合物Ⅷ的结构简式可知，其单体为，其原料中的含氧有机物只有一种含二个羧基的化合物，原料可以是，发生题干Ⅳ→Ⅴ的反应得到，还原为，再加成得到，和发生酯化反应得到目标产物。
课时作业
[建议用时：40分钟]
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1．下列关于油脂的叙述中，正确的是(　　)
A．各种油脂水解后的产物中都有甘油
B．不含其他杂质的天然油脂属于纯净物
C．油脂都不能使溴水褪色
D．油脂的烃基部分饱和程度越大，熔点越低
答案　A
2．(2022·郑州市高三第一次质量检测)有机物M是合成药物ZJM—289的中间体，其结构简式如图所示。下列有关M的叙述错误的是(　　)
A．分子中含有四种官能团
B．苯环上的一氯代物有2种
C．可以发生加成反应，也可以发生加聚反应
D．既能和Na反应生成H2，又能和NaHCO3反应生成CO2
答案　B
3．某有机物的结构如图所示，下列各项性质中，它不可能具有的是(　　)
①可以燃烧　②能使酸性高锰酸钾溶液褪色　③能与NaOH溶液反应　④能发生酯化反应 ⑤能发生聚合反应　⑥能发生水解反应　⑦能发生取代反应
A．①④ B．⑥
C．⑤ D．④⑤
答案　B
4．分子式为C4H10O的醇与分子式为C4H6O2的链状结构羧酸形成的酯(不考虑立体异构)共有(　　)
A．8种 B．10种
C．12种 D．14种
答案　C
解析　分子式为C4H10O的醇的结构有CH3CH2CH2CH2OH、CH3CH2CHOHCH3、(CH3)2CHCH2OH、(CH3)3COH，共4种同分异构体；分子式为C4H6O2的链状结构的羧酸有CH2===CHCH2COOH、CH3CH===CHCOOH、CH2===C(CH3)COOH，共3种同分异构体，形成的酯(不考虑立体异构)共有3×4＝12种。
5．(2022·广州市高三阶段训练)含碳、氢、氧、氮四种元素的某药物中间体的球棍模型如图甲所示。下列有关该物质的说法正确的是(　　)
A．可以与强碱反应，也能与强酸反应
B．能发生取代反应，但不能发生加成反应
C．属于芳香族化合物，且与苯丙氨酸互为同系物
D．其结构简式可表示为图乙，所有原子可能共面
答案　A
解析　根据原子的成键规则知，图甲物质的结构简式如图乙，其结构中含有—COOH，能与强碱反应，含有—NH2，能与强酸反应，A正确；该有机物含有碳碳双键，能发生加成反应，B错误；该有机物不含苯环，不属于芳香族化合物，不与苯丙氨酸互为同系物，C错误；该物质含有饱和碳原子，所有原子不可能都在同一平面，D错误。
6．(2022·哈师大附中高三期末考试)内酯Y可由X通过电解合成，并在一定条件下转化为Z，转化路线如下：
下列说法不正确的是(　　)
A．X苯环上的一氯代物有7种
B．Y→Z的反应类型是取代反应
C．X、Y、Z中只有X能与碳酸钠溶液反应
D．在催化剂作用下Z可与甲醛发生反应
答案　C
解析　X、Y、Z中只有Y不能与碳酸钠溶液反应，C错误。
7.(2022·河北省普通高中高三模拟)某有机物是合成药物的中间体，其结构如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．分子式为C12H14NO4
B．该有机物可以发生加成反应、氧化反应及取代反应
C．分子可以在NaOH醇溶液、加热条件下发生消去反应
D．1 mol该分子与足量NaOH溶液反应，最多消耗1 mol NaOH
答案　B
解析　该有机物的分子式为C12H15NO4，A错误；醇羟基发生消去反应的条件为浓硫酸、加热，C错误；1 mol该分子最多可消耗2 mol NaOH，D错误。
8．(2022·安徽十八校高三下学期开学联考)柠檬酸是一种天然的防腐剂、食品添加剂，其结构简式如图所示。下列有关柠檬酸的说法错误的是(　　)
A．易溶于水，相当于三元酸
B．1 mol柠檬酸与足量钠反应可得到2 mol H2
C．与柠檬酸官能团完全相同的同分异构体还有3种
D．一定条件下可发生分子内酯化反应
答案　C
解析　符合要求的同分异构体如下：
(序号代表—OH)，共有11种，C错误。
二、非选择题
9．化合物X是一种香料，可采用乙烯与甲苯为主要原料，按下列路线合成：
已知：RCHO＋CH3COOR′
RCH===CHCOOR′。
请回答：
(1)E中官能团的名称是____________。
(2)B＋D→F的化学方程式：_________________________________。
(3)X的结构简式____________________________________________。
(4)对于化合物X，下列说法正确的是________。
A．能发生水解反应
B．不与浓硝酸发生取代反应
C．能使Br2/CCl4溶液褪色
D．能发生银镜反应
(5)下列化合物中属于F的同分异构体的是________。
A．
B.
C．CH2===CHCH===CHCH===CHCH===CHCOOH
D．
答案　(1)醛基
(2)
(3)
(4)AC　(5)BC
10．沙利度胺具有镇静止痛消炎作用，可用于辅助治疗新型冠状病毒。沙利度胺(F)的合成路线如图所示。
回答下列问题：
(1)B的分子式为________，C的结构简式为________。
(2)下列有关A的说法正确的是________。
a．所有碳原子可能共平面
b．能与NaHCO3溶液反应
c．能与盐酸反应
d．不能发生缩聚反应
e．能与2 mol H2发生反应
(3)常用的不对称有机催化剂之一脯氨酸的结构简式为，则脯氨酸分子中有________个手性碳原子。
(4)写出B＋E→F的化学反应方程式__________________________，该反应类型为________。
(5)写出符合下列条件的D的同分异构体____________________(写出一种即可，不考虑立体异构)。
①能与FeCl3溶液发生显色反应
②1 mol该化合物能与4 mol [Ag(NH3)2]OH反应
③其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢
答案　(1)C5H10N2O3　
(2)abc　(3)1
(4)
取代反应
(5) 或或
INCLUDEPICTURE"素养提升题.TIF"
乙酰乙酸乙酯(A)是有机合成的原料，以下是以A为原料合成有机物F的合成路线：
回答下列问题：
(1)A中的官能团有____________；E→F的反应类型是____________。
(2)制备A的化学方程式：2CH3COOC2H5A＋X，则X的结构简式是__________。
(3)C的一氯代物有________种，写出B→C第一步反应的化学方程式___________________。
(4)在C→D的反应中，检验是否有D生成的方法是__________________。
(5)B的同分异构体G满足以下条件：①含六元环；②含5种不同化学环境的H原子；③有酸性且在一定条件下能发生银镜反应。写出G的结构简式________________。
(6)参照题(2)所给信息和A→F的流程，以环己酮、乙醇为原料合成B的同分异构体，请将下列合成路线补充完整。
答案　(1)酮羰基、酯基　还原反应
(2)CH3CH2OH
(3)4　＋NaOH＋CH3CH2OH
(4)取少量反应液，加入少量Br2/CCl4，若溶液褪色则生成了D
(5)
(6)
解析　(6)由题干信息A到B转化信息可知，可由和CH3CH2Br取代而得到，由题(2)信息可知，可由合成得到，而CH3CH2OH和HBr加热即可制得CH3CH2Br，即可确定合成路线。
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