资源简介

第59讲　羧酸及其衍生物
1.能从羧基成键方式的角度,了解羧酸的结构特点和分类,掌握羧酸的化学性质。2.了解酯、油脂、胺、酰胺的组成、结构特点和化学性质。3.结合乙酸乙酯、酰胺的水解反应原理,能推理出水解反应的产物。
考点一　乙酸　羧酸
1.羧酸的组成和结构
(1)组成:由烃基(或氢原子)与羧基()相连而构成的有机化合物。
(2)通式
一元羧酸的通式为R—COOH,饱和链状一元羧酸的分子通式:CnH2nO2(n≥1,n为整数)或CnH2n+1COOH(n≥0,n为整数)。
分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机物有4种(不包括立体异构)。
2.几种重要的羧酸
物质 结构 性质或用途
甲酸(蚁酸) 酸性,还原性(醛基)
乙酸 CH3COOH 无色、有强烈刺激性气味的液体,能与水互溶,具有酸性
乙二酸 (草酸) 酸性,还原性(+3价碳)
苯甲酸 (安息香酸) 用于合成香料、药物等,它的钠盐常用作食品防腐剂
3.羧酸的化学性质
(1)弱酸性
如乙酸是一种弱酸,其酸性比碳酸强。
(2)取代反应
①酯化反应:如CH3COOH和CH3C 33OHCH3CO18OCH2CH3+H2O。
　酯化反应的机理是“酸脱羟基醇脱氢”。
②与NH3反应生成酰胺
如CH3COOH+NH3+H2O。
③α-H取代
如CH3CH2COOH+Cl2CH3CHClCOOH+HCl。
乳酸的结构简式为,自身酯化可生成环酯、高聚酯,请分别写出反应的化学方程式。
1.下列有关常见羧酸的说法正确的是(　D　)
A.常温下,甲酸是一种无色、有刺激性气味的气体,能与水互溶
B.乙酸的沸点低于丙醇,高于乙醇
C.苯甲酸与互为同系物
D.乙二酸具有还原性,可以使酸性KMnO4溶液褪色
解析:常温下,甲酸是无色、有刺激性气味的液体,能与水互溶,A不正确;乙酸的沸点高于丙醇的沸点,B不正确;苯甲酸与官能团个数不同,不互为同系物,C不正确;乙二酸具有还原性,酸性KMnO4溶液具有氧化性,二者能发生氧化还原反应,可以使酸性KMnO4溶液褪色,D正确。
2.有机物A的结构简式是,下列有关A的性质的叙述错误的是(　B　)
A.A与金属钠完全反应时,两者物质的量之比是1︰3
B.A与氢氧化钠完全反应时,两者物质的量之比是1︰3
C.A能与碳酸钠溶液反应
D.A既能与羧酸反应,又能与醇反应
解析:有机物A中有醇羟基、酚羟基、羧基,三者均能与钠反应,故1 mol A能与3 mol钠反应,A项正确;A中的酚羟基、羧基能与氢氧化钠反应,故1 mol A能与2 mol氢氧化钠反应,B项错误;A中的酚羟基、羧基能与碳酸钠溶液反应,C项正确;A中含羟基,能与羧酸发生酯化反应,含羧基,能与醇发生酯化反应,D项正确。
3.已知某有机化合物的结构简式为。请回答下列问题:
(1)当与NaHCO3(填化学式,下同)反应时,可转化为。
(2)当与NaOH(或Na2CO3)反应时,可转化为。
(3)当与Na反应时,可转化为。
羟基氢的活泼性比较
物质 CH3CH2OH CH3COOH
羟基氢原 子的活泼性
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
考点二　酯和油脂
1.酯
(1)定义: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
(4)化学性质——水解反应(取代反应)
酯在酸性或碱性环境下,均可以发生水解反应。如乙酸乙酯的水解。
①酸性条件下水解:CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+C2H5OH(可逆)。
②碱性条件下水解:CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OH(进行彻底)。
1 mol 在足量NaOH溶液中水解,最多消耗NaOH的物质的量是3 mol。
2.乙酸乙酯的制备
(1)制备原理
(2)实验装置
实验现象:在饱和Na2CO3溶液上层有无色透明的、具有香味的油状液体生成。
(3)导管末端在液面上方,目的是防倒吸。
(4)加入试剂的顺序为乙醇、浓硫酸和乙酸,不能先加浓硫酸。
(5)浓硫酸的作用:催化剂和吸水剂。
(6)饱和Na2CO3溶液的作用:反应乙酸;溶解乙醇;降低乙酸乙酯的溶解度,便于析出。不能用NaOH溶液。
3.油脂
(1)组成和结构
油脂是高级脂肪酸与甘油反应所生成的酯,由C、H、O三种元素组成,其结构可表示为
(2)分类
　①油脂的密度比水小。②天然油脂都是混合物,没有固定的熔、沸点。
(3)化学性质
①油脂的氢化(油脂的硬化)
经硬化制得的油脂叫人造脂肪,也称硬化油。如油酸甘油酯与H2发生加成反应的化学方程式为。
②水解反应
a.酸性条件下,硬脂酸甘油酯发生水解反应的化学方程式为。
b.碱性条件下,硬脂酸甘油酯在NaOH溶液中发生水解反应(即皂化反应)的化学方程式为
3C17H35COONa,其水解程度比在酸性条件下水解程度大。
如何区别油脂(酯)与矿物油(烃)
各取少量,加入含酚酞的NaOH溶液,加热,红色变浅,最后不分层的为油脂(酯),否则为矿物油(烃)。
一、酯的结构和性质
1.低级酯类化合物是具有芳香气味的液体,下列有关叙述利用的是酯的某种化学性质的是(　C　)
A.用酒精可以提取某些花中的酯类香精,制成香水
B.炒菜时加一些料酒和食醋,使菜更香
C.用热水洗涤碗筷去除油污
D.不同水果具有不同的香味是因为其中含有不同的酯
解析:A项,用酒精可以提取某些花中的酯类香精,是因为酯类香精在酒精中的溶解度大于在水中的溶解度,利用的原理是萃取,属于酯的物理性质;B项,料酒与醋发生酯化反应生成酯类物质,酯类物质有芳香气味,因此可以使菜更香,涉及酯的物理性质;C项,酯类水解反应为吸热反应,升高温度,有利于酯的水解,提高去除油污的效率,属于酯的化学性质;D项,不同水果具有不同的香味是因为其中含有的酯不同,属于酯的物理性质。
2.某物质的结构为,下列关于该物质的叙述正确的是(　C　)
A.一定条件下与氢气反应可以生成硬脂酸甘油酯
B.1 mol该物质一定条件下可与3 mol H2发生加成反应
C.与氢氧化钠溶液混合加热能得到肥皂的主要成分
D.与其互为同分异构体且完全水解后产物相同的油脂有三种(不考虑立体异构)
解析:该物质是由不同高级脂肪酸与甘油形成的酯,和H2加成时得不到硬脂酸甘油酯,A错误;1 mol该油脂在一定条件下最多能与1 mol H2发生加成反应,B错误;该物质在氢氧化钠溶液中水解,得到肥皂的主要成分——高级脂肪酸钠,C正确;与该物质互为同分异构体,完全水解后产物相同的油脂均为高级脂肪酸在甘油上的取代位置不同而形成的同分异构体,有两种:、,D错误。
二、酯的制备和水解
3.如图为实验室制取少量乙酸乙酯的装置图。下列关于该实验的叙述不正确的是(　A　)
A.向a试管中先加入浓硫酸,然后边摇动试管边慢慢加入乙醇,再加入冰醋酸
B.试管b中导气管下端管口不能浸入液面的目的是防止实验过程中产生倒吸现象
C.实验时加热试管a的目的之一是及时将乙酸乙酯蒸出,使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动
D.试管b中饱和Na2CO3溶液的作用是吸收随乙酸乙酯蒸出的少量乙酸和乙醇
解析:浓硫酸的密度大,与乙醇和乙酸混合时放出大量的热,故必须先加入乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入浓硫酸和乙酸,故A不正确。
4.下列实验所得结论正确的是(　C　)
① ②
充分振荡试管,下层溶液红色褪去 溶液变红
③ ④
溶液变红 充分振荡右侧小试管,下层溶液红色褪去
A.①中溶液红色褪去的原因是CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OH
B.②中溶液变红的原因是CH3COO-+H2O CH3COOH+H+
C.由实验①②③推测,①中红色褪去的原因是乙酸乙酯萃取了酚酞
D.④中红色褪去证明右侧小试管中收集到的乙酸乙酯中混有乙酸
解析:由于产物CH3COONa水解可使溶液显碱性,故②中溶液变红的原因是CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-,而③中滴加酚酞溶液变红,说明①中的下层溶液中没有酚酞,综合考虑①②③推测,①中红色褪去的原因是乙酸乙酯萃取了酚酞,故C正确,A、B错误;④中红色褪去的原因可能是乙酸将碳酸钠反应掉了,也可能是乙酸乙酯萃取了酚酞,故D错误。
考点三　胺和酰胺
1.胺
(1)概念:烃基取代氨(NH3)分子中的氢原子而形成的化合物,也可以看作是烃分子中的氢原子被氨基所取代得到的化合物。
(2)通式:胺有三种结构通式:、、。
分子式符合C4NH11的胺类同分异构体共有8种(不考虑立体异构)。
(3)化学性质——碱性
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,反应的化学方程式为。
2.酰胺
(1)组成和结构
酰胺是羧酸分子中羟基被氨基取代得到的化合物。其结构一般表示为 ,其中的 叫做酰基, 叫做酰胺基。
(2)通式
,其中酰胺基是酰胺的官能团,R1、R2可以相同,也可以不同。
(3)化学性质——水解反应
①酸性、加热条件下:RCONH2+H2O+HClRCOOH+NH4Cl。
②碱性、加热条件下:RCONH2+NaOHRCOONa+NH3↑。
1.下列关于胺、酰胺的性质和用途正确的是(　D　)
A.胺和酰胺都可以发生水解反应
B.胺具有碱性,可以与酸反应生成盐和水
C.酰胺在酸性条件下水解可生成NH3
D.胺和酰胺都是重要的化工原料
解析:胺不能发生水解反应,酰胺可以发生水解反应,A错误;胺具有碱性,可以与酸反应生成盐,没有水生成,B错误;酰胺在碱性条件下水解可生成NH3,C错误;胺和酰胺都是重要的化工原料,D正确。
2.(2025·湖北黄冈三模)烟酰胺(如图)属于B族维生素,具有一定的抗衰老的功效。下列叙述不正确的是(　B　)
A.能与盐酸、氢氧化钠反应
B.1 mol烟酰胺可与4 mol H2发生加成反应
C.可溶于水、甘油,不溶于醚类
D.分子中存在类似苯环的
解析:烟酰胺分子中含酰胺基,能与盐酸、氢氧化钠反应,A正确;吡啶环可与H2加成,酰胺基上的C==O不能与H2加成,故1 mol烟酰胺最多与3 mol H2加成,B错误;烟酰胺含有极性的酰胺基,容易与水和甘油形成氢键,因此可溶于水和甘油,醚类的极性相对较弱,不易与烟酰胺形成氢键,因此烟酰胺不溶于醚类,C正确;分子中吡啶环类似苯环,存在,D正确。
3.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(　B　)
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
解析:根据结构简式可知,“E7974”含有碳碳双键,可使Br2的CCl4溶液褪色,A错误;由结构简式可知,分子中含有取代的氨基、取代的酰胺基、碳碳双键、羧基,共4种官能团,B正确;连有4个不同原子或原子团的饱和碳原子是手性碳原子,化合物“E7974”含有的手性碳原子用＊标注如图: ,共3个,C错误;一个分子中有两个取代的酰胺基和一个羧基,二者均能与NaOH溶液反应,故1 mol该化合物最多与3 mol NaOH反应,D错误。
1.(2025·安徽卷)一种天然保幼激素的结构简式如下:
下列有关该物质的说法,错误的是(　B　)
A.分子式为C19H32O3
B.存在4个C—O σ键
C.含有3个手性碳原子
D.水解时会生成甲醇
解析:该分子不饱和度为4,碳原子数为19,氢原子数为2×19+2-4×2=32,化学式为C19H32O3,A正确;1个醚键含有2个C—O σ键,1个酯基含有3个C—O σ键,如图:,则1个该分子中含有5个C—O σ键,B错误;手性碳原子是连接4个不同原子或原子团的C原子,其含有3个手性碳原子,如图: ,C正确;该物质分子中含有—COOCH3,酯基水解时生成甲醇,D正确。
2.(2025·浙江1月选考)抗坏血酸(维生素C)是常用的抗氧化剂。
下列说法不正确的是(　C　)
A.可用质谱法鉴别抗坏血酸和脱氢抗坏血酸
B.抗坏血酸可发生缩聚反应
C.脱氢抗坏血酸不能与NaOH溶液反应
D.1个脱氢抗坏血酸分子中有2个手性碳原子
解析:质谱法可以测量有机物的相对分子质量,抗坏血酸和脱氢抗坏血酸的相对分子质量不同,故可用质谱法鉴别抗坏血酸和脱氢抗坏血酸,A正确;抗坏血酸中含有4个羟基,故抗坏血酸可发生缩聚反应,B正确;脱氢抗坏血酸分子中含有酯基,故能与NaOH溶液反应,C错误;1个脱氢抗坏血酸分子中有2个手性碳原子,如图所示: ,D正确。
3.(2024·江苏卷)化合物Z是一种药物的重要中间体,部分合成路线如下:
下列说法正确的是(　D　)
A.X分子中所有碳原子共平面
B.1 mol Y最多能与1 mol H2发生加成反应
C.Z不能与Br2的CCl4溶液反应
D.Y、Z均能使酸性KMnO4溶液褪色
解析:X分子中除了羰基、酯基中的C原子外,其余碳原子均为饱和碳原子,饱和C原子为sp3杂化,形成4个单键,具有类似甲烷的四面体结构,所有碳原子不可能共平面,故A错误;Y分子中含有的羰基和碳碳双键可与H2加成,因此1 mol Y最多能与2 mol H2发生加成反应,故B错误;Z分子中含有碳碳双键,可以与Br2的CCl4溶液反应,故C错误;Y、Z中均含有碳碳双键,可以使酸性KMnO4溶液褪色,故D正确。
4.(2024·辽宁卷)如图所示的自催化反应,Y作催化剂。下列说法正确的是(　C　)
A.X不能发生水解反应
B.Y与盐酸反应的产物不溶于水
C.Z中碳原子均采用sp2杂化
D.随c(Y)增大,该反应速率不断增大
解析:根据X的结构简式可知,其结构中含有酯基和酰胺基,因此可以发生水解反应,A错误;有机物Y中含有亚氨基,其呈碱性,可以与盐酸发生反应生成盐,生成的盐在水中的溶解性较好,B错误;有机物Z中含有苯环和碳碳双键,无饱和碳原子,其所有的碳原子均为sp2杂化,C正确;随着体系中c(Y)增大,Y在反应中起催化作用,反应初始阶段化学反应速率会加快,但随着反应的不断进行,反应物X的浓度不断减小,且浓度的减小占主要因素,反应速率又逐渐减小,即不会一直增大,D错误。
5.(2023·湖北卷)实验室用如图所示装置(夹持和水浴加热装置略)制备乙酸异戊酯(沸点142 ℃),实验中利用环己烷-水的共沸体系(沸点69 ℃)带出水分。已知体系中沸点最低的有机化合物是环己烷(沸点81 ℃),其反应原理:
下列说法错误的是(　B　)
A.以共沸体系带水促使反应正向进行
B.反应时水浴温度需严格控制在69 ℃
C.接收瓶中会出现分层现象
D.根据带出水的体积可估算反应进度
解析:分离出反应产生的水可以使题述反应正向进行,A正确;反应时水浴温度可以高于环己烷-水共沸体系的沸点,以增大反应速率,但应低于81 ℃(沸点最低的有机化合物的沸点),避免试剂的浪费,B错误;接收瓶中收集的是水和环己烷的混合物,二者不互溶,会出现分层现象,C正确;根据投料量,可估算生成水的体积,所以可根据带出水的体积估算反应进度,D正确。
课时作业59(总分:60分)
1.(3分)(2025·上海静安区模拟)“地沟油”是一种极不卫生的非食用油,它含有毒素,会引起食物中毒。下列说法错误的是(　C　)
A.油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯类化合物
B.通过油脂的碱性水解来制肥皂
C.橄榄油在一定条件下,不能与氢气发生加成反应
D.地沟油经过加工后,可以转化为生物柴油用作发动机燃料
2.(3分)(2025·山西省卓越联盟联考)咔唑()是一种新型有机液体储氢材料。下列有关咔唑的说法正确的是(　C　)
A.属于苯的同系物
B.苯环上的一溴代物有2种
C.比的沸点高
D.能与强酸、强碱反应
解析:咔唑含有氮元素,不属于苯的同系物,A错误;该分子苯环上有4种不同化学环境的氢原子,苯环上的一溴代物有4种,B错误; 分子间存在氢键,其沸点高于,C正确;D项,分子中含有亚氨基,可与强酸反应,与强碱不反应,D错误。
3.(3分)(2023·全国乙卷)下列反应得到相同的产物,相关叙述错误的是(　C　)
A.反应①的反应类型为取代反应
B.反应②是合成酯的方法之一
C.产物分子中所有碳原子共平面
D.产物的化学名称是乙酸异丙酯
解析:反应①是酯化反应,也属于取代反应,A正确;反应②是丙烯中碳碳双键发生加成反应生成酯,也是合成酯的方法之一,B正确;产物中酯基右端连接2个甲基的碳原子为饱和碳原子,具有类似甲烷的四面体结构,故产物分子中所有碳原子不可能共平面,C错误;由反应①及产物的结构简式可确定产物的化学名称为乙酸异丙酯,D正确。
4.(3分)二羟基甲戊酸是合成青蒿素的原料之一,其结构如图a所示,下列有关二羟基甲戊酸的说法不正确的是(　D　)
A.分子式为C6H12O4
B.等量的二羟基甲戊酸消耗钠和碳酸氢钠的物质的量之比为3︰1
C.能发生消去反应和酯化反应
D.与乳酸(结构如图b)互为同系物
解析:由结构简式可知,二羟基甲戊酸的分子式为C6H12O4,故A正确;由结构简式可知,二羟基甲戊酸分子含有的羧基、羟基能与金属钠反应,则1 mol二羟基甲戊酸可消耗3 mol金属钠,含有的羧基能与碳酸氢钠反应,则1 mol二羟基甲戊酸能消耗1 mol碳酸氢钠,所以等量的二羟基甲戊酸消耗钠和碳酸氢钠的物质的量之比为3︰1,故B正确;由结构简式可知,二羟基甲戊酸分子含有的羧基一定条件下能与醇发生酯化反应,含有的羟基一定条件下能与酸发生酯化反应,羟基所连碳的邻碳上有氢原子,可以发生消去反应,故C正确;同系物必须是含有相同数目、相同官能团的同类物质,由结构简式可知,二羟基甲戊酸与乳酸的官能团种类相同,数目不同,不互为同系物,故D错误。
5.(3分)(2025·山东淄博三模)植物提取物抗氧化性活性成分M的结构如图,下列有关M的说法错误的是(　D　)
A.存在顺反异构
B.苯环上的一溴代物共有5种
C.与Br2可发生取代和加成反应
D.酸性条件下的水解产物均可与NaOH溶液反应
解析:分子中含碳碳双键,双键两端基团不同,故存在顺反异构,A正确;左边苯环有3种不同化学环境的氢原子,右边苯环有2种不同化学环境的氢原子,苯环上的一溴代物共5种,B正确;含酚羟基,苯环上可与Br2发生取代反应,含碳碳双键,可与Br2发生加成反应,C正确;酸性条件下水解产物中含有甲醇,甲醇不能与NaOH反应,D错误。
6.(3分)(2025·甘肃白银模拟)油脂是重要的营养物质,化合物M(结构如图)是一种不饱和脂肪酸甘油酯。下列说法错误的是(　B　)
A.油脂能促进脂溶性维生素吸收
B.1 mol M最多可与9 mol H2发生加成反应
C.在NaOH溶液中,M能发生皂化反应
D.M难溶于水,易溶于有机溶剂
解析:脂溶性维生素不溶于水,而溶解于油脂类以及有机溶剂中,在油脂类吸收的时候,脂溶性维生素才能被吸收,所以油脂能促进脂溶性维生素的吸收,A正确;根据题干中油脂的结构,1 mol M中只有6 mol碳碳双键,则1 mol M最多可与6 mol H2发生加成反应,B错误;油脂在碱性条件下发生水解得到高级脂肪酸盐和甘油的反应又叫皂化反应,C正确;M属于酯类物质,难溶于水,但易溶于有机溶剂,D正确。
7.(3分)(2023·山东卷)抗生素克拉维酸的结构简式如图所示。下列关于克拉维酸的说法错误的是(　D　)
A.存在顺反异构
B.含有5种官能团
C.可形成分子内氢键和分子间氢键
D.1 mol该物质最多可与1 mol NaOH反应
解析:由克拉维酸的分子结构可以看出,双键碳原子均连有不同的原子或原子团,因此克拉维酸存在顺反异构,A正确;该分子中含有醚键、取代的酰胺基、碳碳双键、羟基和羧基共5种官能团,B正确;克拉维酸分子结构中含有羟基和羧基,能形成分子内氢键和分子间氢键,C正确;克拉维酸分子结构中的羧基和取代的酰胺基都能与NaOH反应,1 mol该物质最多可与2 mol NaOH反应,D错误。
8.(3分)(2025·浙江杭州模拟)为了自制肥皂,某化学兴趣小组设计方案如下所示,下列说法不正确的是(　B　)
A.步骤Ⅰ中,试剂Ⅰ可以为乙醇,作用是提供均相溶剂
B.用玻璃棒蘸取混合液A,滴入装有冷水的试管中,观察有无油滴浮在液面上来判断油脂是否水解完全
C.步骤Ⅱ中,试剂Ⅱ为饱和食盐水,目的是降低高级脂肪酸钠的溶解度,使其析出
D.步骤Ⅲ中,可用多组纱布进行过滤操作
解析:油脂在氢氧化钠溶液中发生水解反应生成甘油和高级脂肪酸钠,随后加入试剂Ⅱ进行盐析,步骤Ⅲ为过滤得到高级脂肪酸钠,然后洗涤,最后成型。油脂和NaOH溶液都溶于乙醇,试剂Ⅰ可以为乙醇,使得油脂和NaOH溶液都溶解在乙醇中,提供均相溶剂,A正确;检验油脂是否水解完全,应该用玻璃棒蘸取混合液A,滴入装有热水的试管中,若用冷水,则反应平衡会逆向移动,一定会见到油水分层从而得出错误的结论,B错误;盐析过程中,试剂Ⅱ为饱和食盐水,目的是降低高级脂肪酸钠的溶解度,从而促使其析出,C正确;步骤Ⅲ中,为使得高级脂肪酸钠与液体充分分离,同时减少高级脂肪酸钠的损失,可用多组纱布进行过滤操作,D正确。
9.(3分)(2025·河南郑州模拟)奥司他韦(M)是治疗甲流和乙流最为常用的特效药,其结构简式如图所示。下列有关M的说法正确的是(　C　)
A.分子式为C16H24O4N2
B.1 mol M最多消耗3 mol NaOH
C.分子中碳原子的杂化方式有两种
D.不存在能使FeCl3溶液显紫色的同分异构体
解析:根据M的结构简式可知,其分子式为C16H28O4N2,A项错误;该分子中含有酯基和取代的酰胺基,1 mol M最多可消耗2 mol NaOH,B项错误;饱和碳原子为sp3杂化,酯基、取代的酰胺基、碳碳双键的碳原子为sp2杂化,杂化方式有两种,C项正确;M分子的不饱和度为4,与苯环相同,且含有O原子,可以存在苯环连—OH的酚类结构,即存在能使FeCl3溶液显紫色的同分异构体,D项错误。
10.(3分)物质Y是一种重要的药物中间体,其合成路线如下:
下列说法不正确的是(　A　)
A.1 mol X中含3 mol碳氧π键
B.X与互为顺反异构体
C.Y分子中不含手性碳原子
D.可用新制的Cu(OH)2检验Y中是否有X
解析:1 mol X中含2 mol碳氧π键,A项错误;X中碳碳双键上的两个氢原子在异侧,中碳碳双键上的两个氢原子在同侧,互为顺反异构体,B项正确;手性碳原子连接四个不同的原子或原子团,Y分子中不含手性碳原子,C项正确;X中含有醛基,Y中没有,可用新制的Cu(OH)2检验Y中是否有X,D项正确。
11.(14分)2-呋喃甲酸乙酯常用于合成杀虫剂,实验室可用2-呋喃甲酸()和乙醇在浓硫酸催化下反应制得2-呋喃甲酸乙酯,部分实验装置如图。
步骤1:在250 mL三颈烧瓶中加入35 mL苯、0.5 mL浓硫酸、12 mL(约9.6 g)无水乙醇,用仪器B加入6 g 2-呋喃甲酸,控制反应液温度保持在68 ℃,回流5.5 h。
步骤2:将反应后的混合物倒入100 mL水中,加入1.5 g Na2CO3固体,搅拌、静置、过滤,向滤液中加入活性炭,再次搅拌、静置、过滤。
步骤3:将滤液静置,待分层后分离水相和有机相,并用苯对水层少量多次萃取,合并有机相(仍残留少量水),再利用图2装置进行蒸馏,保留少量浓缩液,待浓缩液冷却后,在乙醇中重结晶,得无色针状晶体6.2 g。
几种物质的沸点如表:
物质 2-呋喃甲酸乙酯 2-呋喃甲酸 乙醇 苯和水共沸物
沸点/℃ 196 230 78 69
(1)仪器A的名称是球形冷凝管,仪器C冷凝水的出口是b(填“a”或“b”)。
(2)三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为,步骤1中添加苯的目的是作溶剂。
(3)步骤2中添加Na2CO3的作用是中和酸、溶解乙醇,降低酯的溶解度。
(4)图2锥形瓶中先收集到的主要物质是苯和水。
(5)本实验中2-呋喃甲酸乙酯的产率为82.7%(精确到小数点后一位)。
(6)为探究所得产品水解与介质酸碱性的关系,设计如表实验方案:
实验 样品/mL 加入的5.0 mL物质 热水浴温度/℃ 观察现象
① 2.0 蒸馏水 35 油层不消失
② 2.0 0.1 mol/L NaOH溶液 35 油层很 快消失
③ 2.0 0.1 mol/L H2SO4溶液 35 油层缓 慢消失
上述实验得出的结论是酸、碱都能催化酯水解,碱的催化效果强于酸。
解析:(5)根据题中数据12 mL(约9.6 g)无水乙醇(物质的量为0.209 mol),用仪器B加入6 g 2-呋喃甲酸(物质的量为0.054 mol),则乙醇过量,按照酸进行计算得到2-呋喃甲酸乙酯质量为×140=7.5 g,则实验中2-呋喃甲酸乙酯的产率为×100%≈82.7%。(6)根据表中数据,其他条件相同时,中性环境中产品不水解,在酸性和碱性环境中,产品均水解,且碱性环境中酯的水解效果较好。
12.(16分)(2024·新课标卷)四氟咯草胺(化合物G)是一种新型除草剂,可有效控制稻田杂草。G的一条合成路线如图所示(略去部分试剂和条件,忽略立体化学)。
已知反应Ⅰ:ROHROSO2CH3+(C2H5)3N·HCl。
回答下列问题:
(1)反应①的反应类型为取代反应;加入K2CO3的作用是与生成的HBr反应,促进反应正向进行。
(2)D分子中采用sp3杂化的碳原子数是5。
(3)对照已知反应Ⅰ,反应③不使用(C2H5)3N也能进行,原因是D分子中同时存在—OH和。
(4)E中含氧官能团名称是酯基。
(5)F的结构简式是;反应⑤分两步进行,第一步产物的分子式为C15H18F3NO4,其结构简式是。
(6)G中手性碳原子是3和4(写出序号)。
(7)化合物H是B的同分异构体,具有苯环结构,核磁共振氢谱中显示为四组峰,且可以发生已知反应Ⅱ。则H的可能结构是。
解析:结合A、C的结构简式和B的分子式可知,B的结构简式为,A中—Br与B中发生取代反应,生成C和小分子HBr,加入的K2CO3与生成的HBr发生反应,促进反应正向进行;由反应③的反应条件可知,反应③类似已知反应Ⅰ,则D中应含有—OH,再结合C的结构简式、D的分子式可知,C→D发生的是羰基的加氢还原反应,D的结构简式为,采取sp3杂化的碳原子为图中数字标注的碳原子,有5个;D的分子中存在—OH和,依次发生反应③(类似已知反应Ⅰ)、反应④(取代反应)生成E,E中含氧官能团为酯基;根据E、G的结构简式和反应⑤、反应⑥的反应试剂,结合F的分子式可知,F的结构简式为。(1)根据分析,反应①的反应类型为取代反应,反应中加入K2CO3的作用为与生成的HBr反应,促进反应正向进行。(3)已知反应Ⅰ为—OH与CH3SO2Cl发生取代反应,生成的小分子HCl与结合生成铵盐。由D的结构简式可知,D分子中同时存在—OH和,故反应③不使用(C2H5)3N也能进行。(4)由E的结构简式可知,E中含氧官能团的名称为酯基。(5)已知反应⑤分两步进行,结合F的结构简式知,E→F过程中,第二步为第一步产物发生已知反应Ⅱ,结合第一步产物的分子式及已知反应Ⅱ的机理知,第一步产物的结构简式为。(6)手性碳原子是指连有四个不同的原子或原子团的饱和碳原子,由G的结构简式知,其中手性碳原子为3号和4号碳原子。(7)由分析可知,B的结构简式为,其同分异构体H能发生已知反应Ⅱ,说明其具有或—NH2结构;具有苯环结构,核磁共振氢谱中显示有4组峰,说明结构对称,则其可能的结构有、。(共99张PPT)
第十章　有机化学基础
第59讲　羧酸及其衍生物
目
录
考点二　酯和油脂
考点三　胺和酰胺
课时作业
考点一　乙酸　羧酸
真题演练 感悟高考
复习目标
1.能从羧基成键方式的角度,了解羧酸的结构特点和分类,掌握羧酸的化学性质。2.了解酯、油脂、胺、酰胺的组成、结构特点和化学性质。3.结合乙酸乙酯、酰胺的水解反应原理,能推理出水解反应的产物。
一
考点一 乙酸　羧酸
1.羧酸的组成和结构
(1)组成:由烃基(或氢原子)与羧基( 　　　　　　)相连而构成的有机化合物。
(2)通式
一元羧酸的通式为R—COOH,饱和链状一元羧酸的分子通式:
________(n≥1,n为整数)或________________(n≥0,n为整数)。
CnH2nO2
CnH2n+1COOH
分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机物有____种(不包括立体异构)。
微点助学
4
2.几种重要的羧酸
物质 结构 性质或用途
甲酸(蚁酸) 酸性,还原性(醛基)
乙酸 CH3COOH 无色、有强烈刺激性气味的液体,能与水互溶,具有酸性
乙二酸 (草酸) 酸性,还原性(+3价碳)
苯甲酸 (安息香酸) 用于合成香料、药物等,它的钠盐常用作食品防腐剂
3.羧酸的化学性质
(1)弱酸性
如乙酸是一种弱酸,其酸性比碳酸强。
(2)取代反应
①酯化反应:如CH3COOH和CH3C
_________________________________________________________。
　　　 酯化反应的机理是“酸脱羟基醇脱氢”。
33OH
CH3CO18OCH2CH3+H2O
②与NH3反应生成酰胺
如CH3COOH+NH3 　　　　　　　　+H2O。
③α-H取代
如CH3CH2COOH+Cl2 　　 　CH3CHClCOOH+HCl。
乳酸的结构简式为 　　　　　,自身酯化可生成环酯、高聚酯,请分别写出反应的化学方程式。
微点助学
1.下列有关常见羧酸的说法正确的是(　　)
A.常温下,甲酸是一种无色、有刺激性气味的气体,能与水互溶
B.乙酸的沸点低于丙醇,高于乙醇
C.苯甲酸与 　　　 　 　　互为同系物
D.乙二酸具有还原性,可以使酸性KMnO4溶液褪色
D
解析:常温下,甲酸是无色、有刺激性气味的液体,能与水互溶,A不正确;乙酸的沸点高于丙醇的沸点,B不正确;苯甲酸与 　　　　 　　 官能团个数不同,不互为同系物,C不正确;乙二酸具有还原性,酸性KMnO4溶液具有氧化性,二者能发生氧化还原反应,可以使酸性KMnO4溶液褪色,D正确。
2.有机物A的结构简式是 　　　　 　 　 ,下列有关A的性质的叙述错误的是(　　)
A.A与金属钠完全反应时,两者物质的量之比是1︰3
B.A与氢氧化钠完全反应时,两者物质的量之比是1︰3
C.A能与碳酸钠溶液反应
D.A既能与羧酸反应,又能与醇反应
B
解析:有机物A中有醇羟基、酚羟基、羧基,三者均能与钠反应,故1 mol A能与3 mol钠反应,A项正确;A中的酚羟基、羧基能与氢氧化钠反应,故1 mol A能与2 mol氢氧化钠反应,B项错误;A中的酚羟基、羧基能与碳酸钠溶液反应,C项正确;A中含羟基,能与羧酸发生酯化反应,含羧基,能与醇发生酯化反应,D项正确。
3.已知某有机化合物的结构简式为 　　　　 　　。请回答下列问题:
(1)当与__________(填化学式,下同)反应时,可转化为 　 　　　　　 。
NaHCO3
(2)当与___________________反应时,可转化为 　　　　 　　。
(3)当与_____反应时,可转化为 　　 　　　 。
NaOH(或Na2CO3)
Na
羟基氢的活泼性比较
归纳总结
物质 CH3CH2OH CH3COOH
羟基氢原 子的活泼性
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
二
考点二 酯和油脂
1.酯
(1)定义:羧酸分子羧基中的_________被—OR'取代后的产物,可简写为___________。
(2)官能团: 　　　　　 　。
(3)物理性质
难
易
—OH
RCOOR'
(4)化学性质——水解反应(取代反应)
酯在酸性或碱性环境下,均可以发生水解反应。如乙酸乙酯的水解。
①酸性条件下水解:____________________________________________(可逆)。
②碱性条件下水解:_______________________________________________
(进行彻底)。
CH3COOC2H5+H2O
CH3COOH+C2H5OH
CH3COOC2H5+NaOH
CH3COONa+C2H5OH
1 mol 　　　　 　　在足量NaOH溶液中水解,最多消耗NaOH的
物质的量是________。
微点助学
3 mol
2.乙酸乙酯的制备
(1)制备原理
(2)实验装置
实验现象:___________________________________________________
__________。
在饱和Na2CO3溶液上层有无色透明的、具有香味的油状
液体生成
(3)导管末端在液面上方,目的是________。
(4)加入试剂的顺序为乙醇、浓硫酸和乙酸,不能先加浓硫酸。
(5)浓硫酸的作用:________________。
(6)饱和Na2CO3溶液的作用:_______________________________________
__________。不能用NaOH溶液。
防倒吸
催化剂和吸水剂
反应乙酸;溶解乙醇;降低乙酸乙酯的溶解度,
便于析出
(1)组成和结构
油脂是__________与甘油反应所生成的酯,由C、H、O三种元素组成,其结构可表示为
高级脂肪酸
(2)分类
　　　 ①油脂的密度比水小。②天然油脂都是混合物,没有固定的熔、沸点。
(3)化学性质
①油脂的氢化(油脂的硬化)
经硬化制得的油脂叫人造脂肪,也称硬化油。如油酸甘油酯与H2发生
加成反应的化学方程式为________________________________________。
②水解反应
a.酸性条件下,硬脂酸甘油酯发生水解反应的化学方程式为
________________________________________________。
b.碱性条件下,硬脂酸甘油酯在NaOH溶液中发生水解反应(即皂化反应)的
化学方程式为__________________________________________________,其水解程度比在酸性条件下水解程度大。
3C17H35COONa
如何区别油脂(酯)与矿物油(烃)
各取少量,加入含酚酞的NaOH溶液,加热,红色变浅,最后不分层的为油脂(酯),否则为矿物油(烃)。
微点助学
一、酯的结构和性质
1.低级酯类化合物是具有芳香气味的液体,下列有关叙述利用的是酯的某种化学性质的是(　　)
A.用酒精可以提取某些花中的酯类香精,制成香水
B.炒菜时加一些料酒和食醋,使菜更香
C.用热水洗涤碗筷去除油污
D.不同水果具有不同的香味是因为其中含有不同的酯
C
解析:A项,用酒精可以提取某些花中的酯类香精,是因为酯类香精在酒精中的溶解度大于在水中的溶解度,利用的原理是萃取,属于酯的物理性质;B项,料酒与醋发生酯化反应生成酯类物质,酯类物质有芳香气味,因此可以使菜更香,涉及酯的物理性质;C项,酯类水解反应为吸热反应,升高温度,有利于酯的水解,提高去除油污的效率,属于酯的化学性质;D项,不同水果具有不同的香味是因为其中含有的酯不同,属于酯的物理性质。
2.某物质的结构为 　　　　　 　,下列关于该物质的叙述正确的是(　　)
A.一定条件下与氢气反应可以生成硬脂酸甘油酯
B.1 mol该物质一定条件下可与3 mol H2发生加成反应
C.与氢氧化钠溶液混合加热能得到肥皂的主要成分
D.与其互为同分异构体且完全水解后产物相同的油脂有三种(不考虑立体异构)
C
解析:该物质是由不同高级脂肪酸与甘油形成的酯,和H2加成时得不到硬脂酸甘油酯,A错误;1 mol该油脂在一定条件下最多能与1 mol H2发生加成反应,B错误;该物质在氢氧化钠溶液中水解,得到肥皂的主要成分——高级脂肪酸钠,C正确;与该物质互为同分异构体,完全水解后产物相同的油脂均为高级脂肪酸在甘油上的取代位置不同而形成的同分异构体,有两
种: 　　　　　 　、 　　　　　 　,D错误。
二、酯的制备和水解
3.如图为实验室制取少量乙酸乙酯的装置图。下列关于该实验的叙述不正确的是(　　)
A.向a试管中先加入浓硫酸,然后边摇动试管边
慢慢加入乙醇,再加入冰醋酸
B.试管b中导气管下端管口不能浸入液面的目
的是防止实验过程中产生倒吸现象
C.实验时加热试管a的目的之一是及时将乙酸乙酯蒸出,使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动
D.试管b中饱和Na2CO3溶液的作用是吸收随乙酸乙酯蒸出的少量乙酸和乙醇
A
解析:浓硫酸的密度大,与乙醇和乙酸混合时放出大量的热,故必须先加入乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入浓硫酸和乙酸,故A不正确。
4.下列实验所得结论正确的是(　　)
① ②
充分振荡试管,下层溶液红色褪去 溶液变红
③ ④
溶液变红 充分振荡右侧小试管,下层溶液红色褪去
C
A.①中溶液红色褪去的原因是CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+
C2H5OH
B.②中溶液变红的原因是CH3COO-+H2O CH3COOH+H+
C.由实验①②③推测,①中红色褪去的原因是乙酸乙酯萃取了酚酞
D.④中红色褪去证明右侧小试管中收集到的乙酸乙酯中混有乙酸
解析:由于产物CH3COONa水解可使溶液显碱性,故②中溶液变红的原因是CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-,而③中滴加酚酞溶液变红,说明①中的下层溶液中没有酚酞,综合考虑①②③推测,①中红色褪去的原因是乙酸乙酯萃取了酚酞,故C正确,A、B错误;④中红色褪去的原因可能是乙酸将碳酸钠反应掉了,也可能是乙酸乙酯萃取了酚酞,故D错误。
三
考点三 胺和酰胺
1.胺
(1)概念:______取代氨(NH3)分子中的____原子而形成的化合物,也可以看作是烃分子中的氢原子被______所取代得到的化合物。
(2)通式:胺有三种结构通式: 　　 、 　　　 、 　　　 。
烃基
氢
氨基
分子式符合C4NH11的胺类同分异构体共有___种(不考虑立体异构)。
微点助学
8
(3)化学性质——碱性
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,反应的化学方程式为___________________________________。
2.酰胺
(1)组成和结构
酰胺是羧酸分子中羟基被氨基取代得到的化合物。其结构一般表示
为____________,其中的__________叫做酰基,____________叫做酰胺基。
(2)通式
,
其中______是酰胺的官能团,R1、R2可以相同,也可以不同。
(3)化学性质——水解反应
①酸性、加热条件下:RCONH2+H2O+HCl 　　　RCOOH+NH4Cl。
②碱性、加热条件下:RCONH2+NaOH 　　　RCOONa+NH3↑。
酰胺基
1.下列关于胺、酰胺的性质和用途正确的是(　　)
A.胺和酰胺都可以发生水解反应
B.胺具有碱性,可以与酸反应生成盐和水
C.酰胺在酸性条件下水解可生成NH3
D.胺和酰胺都是重要的化工原料
解析:胺不能发生水解反应,酰胺可以发生水解反应,A错误;胺具有碱性,可以与酸反应生成盐,没有水生成,B错误;酰胺在碱性条件下水解可生成NH3,C错误;胺和酰胺都是重要的化工原料,D正确。
D
2.(2025·湖北黄冈三模)烟酰胺(如图)属于B族维生素,具有一定的抗衰老的功效。下列叙述不正确的是(　　)
A.能与盐酸、氢氧化钠反应
B.1 mol烟酰胺可与4 mol H2发生加成反应
C.可溶于水、甘油,不溶于醚类
D.分子中存在类似苯环的
B
解析:烟酰胺分子中含酰胺基,能与盐酸、氢氧化钠反应,A正确;吡啶环可与H2加成,酰胺基上的C==O不能与H2加成,故1 mol烟酰胺最多与3 mol H2加成,B错误;烟酰胺含有极性的酰胺基,容易与水和甘油形成氢键,因此可溶于水和甘油,醚类的极性相对较弱,不易与烟酰胺形成氢键,因此烟酰胺不溶于醚类,C正确;分子中吡啶环类似苯环,存在,D正确。
3.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
B
解析:根据结构简式可知,“E7974”含有碳碳双键,可使Br2的CCl4溶液褪色,A错误;由结构简式可知,分子中含有取代的氨基、取代的酰胺基、碳碳双键、羧基,共4种官能团,B正确;连有4个不同原子或原子团的饱和碳原子是手性碳原子,化合物“E7974”含有的手性碳原子用＊标注如图:
　　　　　　　 　 　,共3个,C错误;一个分子中有两个取代的
酰胺基和一个羧基,二者均能与NaOH溶液反应,故1 mol该化合物最多与3 mol NaOH反应,D错误。
四
真题演练 感悟高考
1.(2025·安徽卷)一种天然保幼激素的结构简式如下:
下列有关该物质的说法,错误的是(　　)
A.分子式为C19H32O3
B.存在4个C—O σ键
C.含有3个手性碳原子
D.水解时会生成甲醇
B
解析:该分子不饱和度为4,碳原子数为19,氢原子数为2×19+2-4×2=32,化学式为C19H32O3,A正确;1个醚键含有2个C—O σ键,1个酯基含有3个
C—O σ键,如图: 　　　　　 ,则1个该分子中含有5个C—O σ键,B错误;
手性碳原子是连接4个不同原子或原子团的C原子,其含有3个手性碳原子,
如图: 　　　　　　　　　　　 ,C正确;该物质分子中含有—COOCH3,酯基水解时生成甲醇,D正确。
2.(2025·浙江1月选考)抗坏血酸(维生素C)是常用的抗氧化剂。
下列说法不正确的是(　　)
A.可用质谱法鉴别抗坏血酸和
脱氢抗坏血酸
B.抗坏血酸可发生缩聚反应
C.脱氢抗坏血酸不能与NaOH溶液反应
D.1个脱氢抗坏血酸分子中有2个手性碳原子
C
解析:质谱法可以测量有机物的相对分子质量,抗坏血酸和脱氢抗坏血酸的相对分子质量不同,故可用质谱法鉴别抗坏血酸和脱氢抗坏血酸,A正确;抗坏血酸中含有4个羟基,故抗坏血酸可发生缩聚反应,B正确;脱氢抗坏血酸分子中含有酯基,故能与NaOH溶液反应,C错误;1个脱氢抗坏血酸
分子中有2个手性碳原子,如图所示: 　　　 　　　,D正确。
3.(2024·江苏卷)化合物Z是一种药物的重要中间体,部分合成路线如下:
下列说法正确的是(　　)
A.X分子中所有碳原子共平面
B.1 mol Y最多能与1 mol H2发
生加成反应
C.Z不能与Br2的CCl4溶液反应
D.Y、Z均能使酸性KMnO4溶液褪色
D
解析:X分子中除了羰基、酯基中的C原子外,其余碳原子均为饱和碳原子,饱和C原子为sp3杂化,形成4个单键,具有类似甲烷的四面体结构,所有碳原子不可能共平面,故A错误;Y分子中含有的羰基和碳碳双键可与H2加成,因此1 mol Y最多能与2 mol H2发生加成反应,故B错误;Z分子中含有碳碳双键,可以与Br2的CCl4溶液反应,故C错误;Y、Z中均含有碳碳双键,可以使酸性KMnO4溶液褪色,故D正确。
4.(2024·辽宁卷)如图所示的自催化反应,Y作催化剂。下列说法正确的是(　　)
A.X不能发生水解反应
B.Y与盐酸反应的产物不溶于水
C.Z中碳原子均采用sp2杂化
D.随c(Y)增大,该反应速率不断增大
C
解析:根据X的结构简式可知,其结构中含有酯基和酰胺基,因此可以发生水解反应,A错误;有机物Y中含有亚氨基,其呈碱性,可以与盐酸发生反应生成盐,生成的盐在水中的溶解性较好,B错误;有机物Z中含有苯环和碳碳双键,无饱和碳原子,其所有的碳原子均为sp2杂化,C正确;随着体系中c(Y)增大,Y在反应中起催化作用,反应初始阶段化学反应速率会加快,但随着反应的不断进行,反应物X的浓度不断减小,且浓度的减小占主要因素,反应速率又逐渐减小,即不会一直增大,D错误。
5.(2023·湖北卷)实验室用如图所示装置(夹持和水浴加热装置略)制备乙酸异戊酯(沸点142 ℃),实验中利用环己烷-水的共沸体系(沸点69 ℃)带出水分。已知体系中沸点最低的有机化合物是环己烷(沸点81 ℃),其反应原理:
下列说法错误的是(　　)
A.以共沸体系带水促使反应正向进行
B.反应时水浴温度需严格控制在69 ℃
C.接收瓶中会出现分层现象
D.根据带出水的体积可估算反应进度
B
解析:分离出反应产生的水可以使题述反应正向进行,A正确;反应时水浴温度可以高于环己烷-水共沸体系的沸点,以增大反应速率,但应低于81 ℃(沸点最低的有机化合物的沸点),避免试剂的浪费,B错误;接收瓶中收集的是水和环己烷的混合物,二者不互溶,会出现分层现象,C正确;根据投料量,可估算生成水的体积,所以可根据带出水的体积估算反应进度,D正确。
五
课时作业59
1.(3分)(2025·上海静安区模拟)“地沟油”是一种极不卫生的非食用油,它含有毒素,会引起食物中毒。下列说法错误的是(　　)
A.油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯类化合物
B.通过油脂的碱性水解来制肥皂
C.橄榄油在一定条件下,不能与氢气发生加成反应
D.地沟油经过加工后,可以转化为生物柴油用作发动机燃料
C
2.(3分)(2025·山西省卓越联盟联考)咔唑( 　　　　　 )是一种新型有机液
体储氢材料。下列有关咔唑的说法正确的是(　　)
A.属于苯的同系物
B.苯环上的一溴代物有2种
C.比 　　　　 　的沸点高
D.能与强酸、强碱反应
C
解析:咔唑含有氮元素,不属于苯的同系物,A错误;该分子苯环上有4种不
同化学环境的氢原子,苯环上的一溴代物有4种,B错误; 　　　　　 分子
间存在氢键,其沸点高于 　　　　 　 ,C正确;D项,分子中含有亚氨基,可与强酸反应,与强碱不反应,D错误。
3.(3分)(2023·全国乙卷)下列反应得到相同的产物,相关叙述错误的是(　　)
A.反应①的反应类型为取代反应
B.反应②是合成酯的方法之一
C.产物分子中所有碳原子共平面
D.产物的化学名称是乙酸异丙酯
C
解析:反应①是酯化反应,也属于取代反应,A正确;反应②是丙烯中碳碳双键发生加成反应生成酯,也是合成酯的方法之一,B正确;产物中酯基右端连接2个甲基的碳原子为饱和碳原子,具有类似甲烷的四面体结构,故产物分子中所有碳原子不可能共平面,C错误;由反应①及产物的结构简式可确定产物的化学名称为乙酸异丙酯,D正确。
4.(3分)二羟基甲戊酸是合成青蒿素的原料之一,其结构如图a所示,下列有关二羟基甲戊酸的说法不正确的是(　　)
A.分子式为C6H12O4
B.等量的二羟基甲戊酸消耗钠和碳酸氢钠
的物质的量之比为3︰1
C.能发生消去反应和酯化反应
D.与乳酸(结构如图b)互为同系物
D
解析:由结构简式可知,二羟基甲戊酸的分子式为C6H12O4,故A正确;由结构简式可知,二羟基甲戊酸分子含有的羧基、羟基能与金属钠反应,则1 mol二羟基甲戊酸可消耗3 mol金属钠,含有的羧基能与碳酸氢钠反应,则1 mol二羟基甲戊酸能消耗1 mol碳酸氢钠,所以等量的二羟基甲戊酸消耗钠和碳酸氢钠的物质的量之比为3︰1,故B正确;由结构简式可知,二羟基甲戊酸分子含有的羧基一定条件下能与醇发生酯化反应,含有的羟基一定条件下能与酸发生酯化反应,羟基所连碳的邻碳上有氢原子,可以发生消去反应,故C正确;同系物必须是含有相同数目、相同官能团的同类物质,由结构简式可知,二羟基甲戊酸与乳酸的官能团种类相同,数目不同,不互为同系物,故D错误。
5.(3分)(2025·山东淄博三模)植物提取物抗氧化性活性成分M的结构如图,下列有关M的说法错误的是(　　)
A.存在顺反异构
B.苯环上的一溴代物共有5种
C.与Br2可发生取代和加成反应
D.酸性条件下的水解产物均可与NaOH溶液反应
D
解析:分子中含碳碳双键,双键两端基团不同,故存在顺反异构,A正确;左边苯环有3种不同化学环境的氢原子,右边苯环有2种不同化学环境的氢原子,苯环上的一溴代物共5种,B正确;含酚羟基,苯环上可与Br2发生取代反应,含碳碳双键,可与Br2发生加成反应,C正确;酸性条件下水解产物中含有甲醇,甲醇不能与NaOH反应,D错误。
6.(3分)(2025·甘肃白银模拟)油脂是重要的营养物质,化合物M(结构如图)是一种不饱和脂肪酸甘油酯。下列说法错误的是(　　)
A.油脂能促进脂溶性维生素吸收
B.1 mol M最多可与9 mol H2发生
加成反应
C.在NaOH溶液中,M能发生皂化
反应
D.M难溶于水,易溶于有机溶剂
B
解析:脂溶性维生素不溶于水,而溶解于油脂类以及有机溶剂中,在油脂类吸收的时候,脂溶性维生素才能被吸收,所以油脂能促进脂溶性维生素的吸收,A正确;根据题干中油脂的结构,1 mol M中只有6 mol碳碳双键,则1 mol M最多可与6 mol H2发生加成反应,B错误;油脂在碱性条件下发生水解得到高级脂肪酸盐和甘油的反应又叫皂化反应,C正确;M属于酯类物质,难溶于水,但易溶于有机溶剂,D正确。
7.(3分)(2023·山东卷)抗生素克拉维酸的结构简式如图所示。下列关于克拉维酸的说法错误的是(　　)
A.存在顺反异构
B.含有5种官能团
C.可形成分子内氢键和分子间氢键
D.1 mol该物质最多可与1 mol NaOH反应
D
解析:由克拉维酸的分子结构可以看出,双键碳原子均连有不同的原子或原子团,因此克拉维酸存在顺反异构,A正确;该分子中含有醚键、取代的酰胺基、碳碳双键、羟基和羧基共5种官能团,B正确;克拉维酸分子结构中含有羟基和羧基,能形成分子内氢键和分子间氢键,C正确;克拉维酸分子结构中的羧基和取代的酰胺基都能与NaOH反应,1 mol该物质最多可与2 mol NaOH反应,D错误。
8.(3分)(2025·浙江杭州模拟)为了自制肥皂,某化学兴趣小组设计方案如下所示,下列说法不正确的是(　　)
A.步骤Ⅰ中,试剂Ⅰ可以为乙醇,
作用是提供均相溶剂
B.用玻璃棒蘸取混合液A,滴入装
有冷水的试管中,观察有无油滴浮在液面上来判断油脂是否水解完全
C.步骤Ⅱ中,试剂Ⅱ为饱和食盐水,目的是降低高级脂肪酸钠的溶解度,使其析出
D.步骤Ⅲ中,可用多组纱布进行过滤操作
B
解析:油脂在氢氧化钠溶液中发生水解反应生成甘油和高级脂肪酸钠,随后加入试剂Ⅱ进行盐析,步骤Ⅲ为过滤得到高级脂肪酸钠,然后洗涤,最后成型。油脂和NaOH溶液都溶于乙醇,试剂Ⅰ可以为乙醇,使得油脂和NaOH溶液都溶解在乙醇中,提供均相溶剂,A正确;检验油脂是否水解完全,应该用玻璃棒蘸取混合液A,滴入装有热水的试管中,若用冷水,则反应平衡会逆向移动,一定会见到油水分层从而得出错误的结论,B错误;盐析过程中,试剂Ⅱ为饱和食盐水,目的是降低高级脂肪酸钠的溶解度,从而促使其析出,C正确;步骤Ⅲ中,为使得高级脂肪酸钠与液体充分分离,同时减少高级脂肪酸钠的损失,可用多组纱布进行过滤操作,D正确。
9.(3分)(2025·河南郑州模拟)奥司他韦(M)是治疗甲流和乙流最为常用的特效药,其结构简式如图所示。下列有关M的说法正确的是(　　)
A.分子式为C16H24O4N2
B.1 mol M最多消耗3 mol NaOH
C.分子中碳原子的杂化方式有两种
D.不存在能使FeCl3溶液显紫色的同分异构体
C
解析:根据M的结构简式可知,其分子式为C16H28O4N2,A项错误;该分子中含有酯基和取代的酰胺基,1 mol M最多可消耗2 mol NaOH,B项错误;饱和碳原子为sp3杂化,酯基、取代的酰胺基、碳碳双键的碳原子为sp2杂化,杂化方式有两种,C项正确;M分子的不饱和度为4,与苯环相同,且含有O原子,可以存在苯环连—OH的酚类结构,即存在能使FeCl3溶液显紫色的同分异构体,D项错误。
10.(3分)物质Y是一种重要的药物中间体,其合成路线如下:
下列说法不正确的是(　　)
A.1 mol X中含3 mol碳氧π键
B.X与 　　　　 　　互为顺反异构体
C.Y分子中不含手性碳原子
D.可用新制的Cu(OH)2检验Y中是否有X
A
解析:1 mol X中含2 mol碳氧π键,A项错误;X中碳碳双键上的两个氢原子
在异侧, 　　　　 　　 中碳碳双键上的两个氢原子在同侧,互为顺
反异构体,B项正确;手性碳原子连接四个不同的原子或原子团,Y分子中不含手性碳原子,C项正确;X中含有醛基,Y中没有,可用新制的Cu(OH)2检验Y中是否有X,D项正确。
11.(14分)2-呋喃甲酸乙酯常用于合成杀虫剂,实验室可用2-呋喃甲酸
( 　　　　　)和乙醇在浓硫酸催化下反应制得2-呋喃甲酸乙酯,部分实验装置如图。
步骤1:在250 mL三颈烧瓶中加入35 mL苯、0.5 mL浓硫酸、12 mL(约9.6 g)无水乙醇,用仪器B加入6 g 2-呋喃甲酸,控制反应液温度保持在68 ℃,回流5.5 h。
步骤2:将反应后的混合物倒入100 mL水中,加入1.5 g Na2CO3固体,搅拌、静置、过滤,向滤液中加入活性炭,再次搅拌、静置、过滤。
步骤3:将滤液静置,待分层后分离水相和有机相,并用苯对水层少量多次萃取,合并有机相(仍残留少量水),再利用图2装置进行蒸馏,保留少量浓缩液,待浓缩液冷却后,在乙醇中重结晶,得无色针状晶体6.2 g。
几种物质的沸点如表:
物质 2-呋喃甲酸乙酯 2-呋喃甲酸 乙醇 苯和水共沸物
沸点/℃ 196 230 78 69
(1)仪器A的名称是_____________,仪器C冷凝水的出口是___(填“a”或“b”)。
(2)三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为_____________________________
______________________,步骤1中添加苯的目的是__________。
(3)步骤2中添加Na2CO3的作用是_________________________________。
(4)图2锥形瓶中先收集到的主要物质是_________。
球形冷凝管
b
作溶剂
中和酸、溶解乙醇,降低酯的溶解度
苯和水
(5)本实验中2-呋喃甲酸乙酯的产率为______%(精确到小数点后一位)。
解析:根据题中数据12 mL(约9.6 g)无水乙醇(物质的量为0.209 mol),用仪器B加入6 g 2-呋喃甲酸(物质的量为0.054 mol),则乙醇过量,按照酸进行计算得到2-呋喃甲酸乙酯质量为×140=7.5 g,则实验中2-呋喃甲酸乙酯的产率为×100%≈82.7%。
82.7
(6)为探究所得产品水解与介质酸碱性的关系,设计如表实验方案:
实验 样品/mL 加入的5.0 mL物质 热水浴温度/℃ 观察现象
① 2.0 蒸馏水 35 油层不消失
② 2.0 0.1 mol/L NaOH溶液 35 油层很
快消失
③ 2.0 0.1 mol/L H2SO4溶液 35 油层缓
慢消失
上述实验得出的结论是________________________________________。
酸、碱都能催化酯水解,碱的催化效果强于酸
解析:根据表中数据,其他条件相同时,中性环境中产品不水解,在酸性和碱性环境中,产品均水解,且碱性环境中酯的水解效果较好。
12.(16分)(2024·新课标卷)四氟咯草胺(化合物G)是一种新型除草剂,可有效控制稻田杂草。G的一条合成路线如图所示(略去部分试剂和条件,忽略立体化学)。
已知反应Ⅰ:ROH 　　　　　 　ROSO2CH3+(C2H5)3N·HCl。
回答下列问题:
(1)反应①的反应类型为___________;加入K2CO3的作用是_____________
_________________________。
取代反应
与生成的HBr
反应,促进反应正向进行
解析:结合A、C的结构简式和B的分子式可知,B的结构简式为 　　　　,
A中—Br与B中 　　　发生取代反应,生成C和小分子HBr,加入的K2CO3与生成的HBr发生反应,促进反应正向进行;由反应③的反应条件可知,反应③类似已知反应Ⅰ,则D中应含有—OH,再结合C的结构简式、D的分子式可
知,C→D发生的是羰基的加氢还原反应,D的结构简式为 　　　 　,
采取sp3杂化的碳原子为图中数字标注的碳原子,有5个;
D的分子中存在—OH和 　　　 ,依次发生反应③(类似已知反应Ⅰ)、反应④(取代反应)生成E,E中含氧官能团为酯基;根据E、G的结构简式和反应⑤、反应⑥的反应试剂,结合F的分子式可知,F的结构简式为
　　　　 　　 。根据分析,反应①的反应类型为取代反应,反应中加入
K2CO3的作用为与生成的HBr反应,促进反应正向进行。
(2)D分子中采用sp3杂化的碳原子数是____。
(3)对照已知反应Ⅰ,反应③不使用(C2H5)3N也能进行,原因是___________
_______________________。
解析:已知反应Ⅰ为—OH与CH3SO2Cl发生取代反应,生成的小分子HCl与
　　　结合生成铵盐。由D的结构简式可知,D分子中同时存在—OH和 　　 ,故反应③不使用(C2H5)3N也能进行。
5
D分子中同
时存在—OH和
(4)E中含氧官能团名称是_______。
解析:由E的结构简式可知,E中含氧官能团的名称为酯基。
(5)F的结构简式是__________________;反应⑤分两步进行,第一步产物的
分子式为C15H18F3NO4,其结构简式是_______________。
酯基
解析:已知反应⑤分两步进行,结合F的结构简式知,E→F过程中,第二步为第一步产物发生已知反应Ⅱ,结合第一步产物的分子式及已知反应Ⅱ的机
理知,第一步产物的结构简式为 　　　　　　 。
(6)G中手性碳原子是_______(写出序号)。
解析:手性碳原子是指连有四个不同的原子或原子团的饱和碳原子,由G的结构简式知,其中手性碳原子为3号和4号碳原子。
3和4
(7)化合物H是B的同分异构体,具有苯环结构,核磁共振氢谱中显示为四组
峰,且可以发生已知反应Ⅱ。则H的可能结构是_____________________。
解析:由分析可知,B的结构简式为 　　　　　,其同分异构体H能发生已
知反应Ⅱ,说明其具有 　　　 或—NH2结构;具有苯环结构,核磁共振氢谱中显示有4组峰,说明结构对称,则其可能的结构有 　　　　　　、
　　　 　　　。
Thank you
本课结束

展开更多......

收起↑