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第三章 烃的含氧衍生物 第一节 醇 酚一、进行乙醇的消去反应实验时应该注意哪些问题？1．配制体积比为1∶3的乙醇与浓硫酸混合液时，要注意在烧杯中先加入95%的乙醇，然后滴加浓硫酸，边滴加边搅拌，冷却备用(相当于浓硫酸的稀释)；浓硫酸起催化剂和脱水剂的作用。
2．加热混合液时，温度要迅速上升到并稳定于170℃左右。
温度低，在140℃时主要产物是乙醚，反应的化学方程式为：2CH 3CH 2OH ――→浓H 2SO 4140℃CH 3CH 2OCH 2CH 3＋H 2O 。
3．由于反应物都是液体而无固体，所以要向烧瓶中加入碎瓷片，以防液体受热时发生暴沸。
4．温度计要选择量程在200℃～300℃的为宜。
温度计的玻璃泡要置于反应液的中央位置，因为需要测量的是反应液的温度。
5．氢氧化钠溶液的作用是除去混在乙烯中的CO 2、SO 2等杂质，防止干扰乙烯与溴的四氯化碳溶液和高锰酸钾酸性溶液的反应。
二、醇的消去反应和氧化反应有哪些规律？ 1．醇的消去反应规律 醇分子中，只有连有—OH 的碳原子的相邻的碳原子上连有氢原子时，才能发生消去反应而形成不饱和键。
若醇分子中只有一个碳原子或与—OH 相连碳原子的相邻碳原子上无氢原子[如CH 3OH 、(CH 3)3CCH 2OH 、]，则不能发生消去反应。
2．醇的催化氧化规律(1)形如RCH 2OH 的醇，被催化氧化生成醛(或羧酸)。
R —CH 2OH ――→Cu 、O 2△R —CHO R —CH 2OH ――→KMnO 4、H＋R —COOH(2)形如的醇，被催化氧化生成酮。
(3)形如的醇，一般不能被氧化。
三、苯酚又叫石炭酸，它是酸类物质吗？为什么显酸性？苯酚显酸性，是由于受苯环的影响，使酚羟基比醇羟基更活泼。
苯酚的羟基在水溶液中能够发生电离。
但是苯酚不属于酸类物质。
在应用苯酚的酸性时应注意以下几点：1．苯酚具有弱酸性，可以与活泼金属(如Na)发生反应。
2．苯酚的酸性极弱，不能使酸碱指示剂变色。
第三章烃的含氧衍生物第三节羧酸酯（第一课时羧酸）【学习目标】了解乙酸的分子结构和物理性质；掌握乙酸的酸性；通过结构分析理解乙酸的酯化反应,讨论分析验证酯化反应机理的方法；通过演示乙酸乙酯的实验室制备,了解液液加热反应的装置；了解其他羧酸的性质。
【学习重、难点】羧酸的组成、结构及性质【学习过程】旧知再现：1．怎样鉴别苯酚溶液与乙醇溶液？答案：方法一：用小试管分别取溶液少许，滴加饱和溴水，有白色沉淀生成的是苯酚溶液。
方法二：用小试管分别取溶液少许，滴加FeCl3溶液，溶液呈紫色的是苯酚溶液。
2.由乙烯和其他无机原料合成环状酯E和高分子化合物H的示意图如下所示：请回答下列问题：(1)写出以下物质的结构简式：A_________________，F_______________，C____________________。
(2)写出以下反应的反应类型：X________，Y________。
(3)写出以下反应的化学方程式：A―→B：___________________________________________；G―→H：__________________________________________。
(4)若环状酯E与NaOH水溶液共热，则发生反应的化学方程式为__________。
答案：(1)CH2BrCH2Br CHCH OHCCHO (2)酯化反应(或取代反应) 加聚反应解析：乙烯分子中含有碳碳双键，能和溴发生加成反应，生成1,2二溴乙烷，则A的结构简式为CH2BrCH2Br；A在氢氧化钠醇溶液中发生消去反应生成F，则F是乙炔；乙炔和氯化氢发生加成反应生成G，则G是CH2CHCl；G中含有碳碳双键，能发生加聚反应生成高分子化合物H，则H 是聚氯乙烯；A也能在氢氧化钠水溶液中发生水解反应生成B，则B是乙二醇；乙二醇被氧化成C，则C是乙二醛；乙二醛继续被氧化，生成乙二酸，则D是乙二酸；乙二酸和乙二醇发生酯化反应生成环状酯E。
第三节羧酸酯第1课时羧酸[学习目标定位] 1.知道羧酸的结构特点及简单分类。
2.能够以乙酸为代表物,掌握羧酸的性质及用途。
一、羧酸的结构与分类1.羧酸的组成和结构(1)羧酸：分子中烃基与羧基直接相连形成的有机化合物。
(2)通式：一元羧酸的通式为R—COOH,官能团为—COOH或。
2.分类现有下列几种羧酸：①乙酸：CH3COOH；②硬脂酸：C17H35COOH；③苯甲酸：C6H5COOH；④油酸：C17H33COOH；⑤乙二酸：HOOC—COOH。
(1)若按羧酸分子中烃基的结构分类,上述物质中的①②④⑤属于脂肪酸,③属于芳香酸。
(2)若按羧酸分子中羧基的数目分类,上述物质中的①②③④属于一元酸,⑤属于二元酸。
羧酸⎩⎪⎨⎪⎧饱和一元羧酸通式C n H 2n ＋1COOH 或C n H 2n O 2分类⎩⎪⎨⎪⎧ 根据烃基分⎩⎪⎨⎪⎧ 脂肪酸芳香酸根据羧基数目分⎩⎪⎨⎪⎧一元羧酸二元羧酸多元羧酸例1下列说法中,不正确的是()A.烃基与羧基直接相连的化合物叫做羧酸B.饱和链状一元羧酸的组成符合C n H2n O2C.羧酸在常温下都能发生酯化反应D.羧酸的官能团是—COOH【考点】羧酸的结构与分类【题点】羧酸的组成与结构答案 C解析酯化反应的条件是酸和醇在浓硫酸并且加热条件下发生的。
例2分子式为C5H10O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机物有(不含立体异构)()A.3种B.4种C.5种D.6种【考点】羧酸的结构与分类【题点】羧酸的同分异构现象答案 B解析能与NaHCO3反应放出气体说明该有机物为羧酸,将C5H10O2改写为C4H9—COOH；C4H9—有4种,故该有机物有4种,即：CH3CH2CH2CH2COOH、二、羧酸的性质1.乙酸的物理性质乙酸俗名醋酸,是一种无色液体,具有强烈刺激性气味,易溶于水和乙醇。
2.乙酸的化学性质(1)弱酸性乙酸是一种弱酸,其酸性比碳酸的强,具有酸的通性。
在水中可以电离出H＋,电离方程式为CH3COOH CH3COO－＋H＋。
①与酸碱指示剂作用,能使石蕊溶液变红。
②与Mg反应的化学方程式为Mg＋2CH3COOH―→(CH3COO)2Mg＋H2↑。
③与CaO反应的化学方程式为CaO＋2CH3COOH―→(CH3COO)2Ca＋H2O。
④与Cu(OH)2反应的化学方程式为Cu(OH)2＋2CH3COOH―→(CH3COO)2Cu＋2H2O。
⑤与Na2CO3反应的化学方程式为Na2CO3＋2CH3COOH―→2CH3COONa＋CO2↑＋H2O。
(2)酯化反应按下列实验步骤,完成实验。
在一试管中加3 mL乙醇,然后边摇动试管边慢慢加入2 mL 浓硫酸和2 mL冰醋酸,按下图所示连接好装置。
用酒精灯小心均匀地加热试管3～5 min,产生的蒸气经导管通到饱和碳酸钠溶液的液面上。
①观察到的现象是在饱和碳酸钠溶液的上方有透明的油状液体产生,并可闻到香味。
②上述实验中反应的化学方程式为CH3COOC2H5＋H2O。
CH3COOH＋C2H5OH浓H2SO4△③思考讨论ⅰ.浓H2SO4的作用是催化剂和吸水剂。
ⅱ.药品加入的顺序是先加乙醇,再加浓硫酸,最后加乙酸。
ⅲ.导气管末端不能浸入饱和Na2CO3溶液的原因是防止受热不均发生倒吸。
ⅳ.饱和Na2CO3溶液的作用是中和挥发出的乙酸,吸收挥发出的乙醇；降低乙酸乙酯的溶解度,有利于分层。
羧酸反应过程中的成键和断键小结羧酸可以表示为当①键断裂时,羧酸电离出H＋,因而羧酸具有酸的通性。
当②键断裂时,—COOH中的—OH被取代,例如发生酯化反应时,羧酸脱去—OH而生成相应的酯和水。
例3已知在水溶液中存在平衡：当与CH3CH2OH发生酯化反应时,不可能生成的物质是()C.H—18OHD.H2O【考点】乙酸的酯化反应【题点】酸的酯化反应原理及类型答案 A解析乙酸在水溶液中存在平衡,那么根据酯化反应的机理,酯化反应生成的酯就可能有两种：和,但绝不能生成A；生成水分子也有两种：H—18OH和H2O。
例4有机物A的结构简式是,下列有关A的性质的叙述中错误的是()A.A与金属钠完全反应时,两者物质的量之比是1∶3B.A与氢氧化钠完全反应时,两者物质的量之比是1∶3C.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【考点】乙酸的酸性【题点】不同—OH活泼性的比较答案 B解析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正确；B选项中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,错误；C选项中A中的酚羟基、羧基能与碳酸钠溶液反应,正确；D选项中A中含醇羟基,能与羧酸发生酯化反应,含羧基,能与醇发生酯化反应,正确。
规律总结羧酸与酚、醇的羟基性质比较含羟基的物质醇酚羧酸比较项目逐渐增强羟基上氢原子活泼性――→在水溶液中电离极难电离微弱电离部分电离酸碱性中性很弱的酸性弱酸性与Na反应反应放出H2反应放出H2反应放出H2与NaOH反应不反应反应反应与NaHCO3反应不反应不反应反应放出CO21.某同学在学习了乙酸的性质后,根据甲酸的结构()对甲酸的化学性质进行了下列推断,其中不正确的是()A.能与碳酸钠溶液反应B.能发生银镜反应C.不能使酸性KMnO4溶液褪色D.能与单质镁反应【考点】羧酸的综合【题点】羧酸性质的综合答案 C解析甲酸分子中含有醛基和羧基两种官能团,具有醛与羧酸的双重性质。
2.巴豆酸的结构简式为CH3—CH===CH—COOH。
试根据巴豆酸的结构特点,判断在一定条件下,能与巴豆酸反应的物质是()①氯化氢②溴水③纯碱溶液④2-丁醇⑤酸性KMnO4溶液A.②④⑤B.①③④C.①②③④D.①②③④⑤【考点】羧酸的综合【题点】羧酸性质的综合答案 D解析该有机物含有碳碳双键和羧基两种官能团,根据其结构决定性质即可判断。
3.将甲基、羟基、羧基和苯基四种不同的原子团两两结合后形成的化合物的水溶液呈酸性的有机物有()A.2种B.3种C.4种D.5种【考点】羧酸的综合【题点】羧酸结构的综合答案 B解析水溶液呈酸性的有机物可以是羧酸或酚,四种原子团两两结合后形成的化合物的水溶液呈酸性的有：CH3COOH、和,但是为无机物,故选B。
4.分枝酸可用于生化研究,其结构简式如图。
下列关于分枝酸的叙述正确的是()(分枝酸)A.分子中含有2种官能团B.可与乙醇、乙酸反应,且反应类型相同C.1 mol分枝酸最多可与3 mol NaOH发生中和反应D.可使溴的CCl4溶液、酸性KMnO4溶液褪色,且原理相同【考点】羧酸的综合【题点】羧酸结构和性质的综合答案 B解析分枝酸分子中含有羧基、醇羟基、碳碳双键和醚键4种官能团,A错误；分枝酸分子中含有羧基和醇羟基,故可与乙醇和乙酸发生酯化反应,B正确；分枝酸分子中的六元环不是苯环,其分子结构中的羟基为醇羟基,不能和NaOH发生中和反应,故1 mol分枝酸最多可与2 mol NaOH发生中和反应,C错误；分枝酸使溴的CCl4溶液褪色发生的是加成反应,使酸性KMnO4溶液褪色发生的是氧化反应,原理不同,D错误。
5.咖啡酸有止血功效,存在于多种中药中,其结构简式如下图所示。
(1)写出咖啡酸中两种含氧官能团的名称：________________________________。
(2)根据咖啡酸的结构简式,列举3种咖啡酸可以发生的反应类型：______________。
(3)蜂胶的分子式为C17H16O4,在一定条件下可水解生成咖啡酸和一种醇A,则醇A的分子式为________________________________________________________________________。
(4)已知醇A含有苯环,且分子结构中无甲基,写出醇A在一定条件下与乙酸反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【考点】羧酸的综合【题点】羧酸结构和性质的综合答案(1)羧基、羟基(2)加成反应、酯化反应、加聚反应、氧化反应、还原反应等(任写3种即可)(3)C8H10O(4)CH3COOH＋一定条件＋H2O解析(1)咖啡酸分子中的两种含氧官能团是羧基和(酚)羟基。
(2)咖啡酸分子中含有碳碳双键,可发生加成反应、加聚反应、氧化反应等,其中与氢气的加成反应属于还原反应；酚类物质可与溴水发生取代反应；含有羧基,可发生中和反应、酯化反应(取代反应)。
(3)根据咖啡酸的结构简式可知其分子式为C9H8O4,根据C17H16O4＋H2O―→C9H8O4＋A可知,A的分子式为C8H10O。
(4)A的分子式为C8H10O,含有苯环且其分子结构中无甲基,则A的结构简式为[对点训练]题组一羧酸的组成和结构1.下列物质中,属于饱和一元脂肪酸的是()A.乙二酸B.苯甲酸C.硬脂酸D.石炭酸【考点】羧酸的结构与分类【题点】羧酸的分类答案 C解析乙二酸为二元脂肪酸,分子中含有两个羧基；苯甲酸中含苯环,不属于饱和一元脂肪酸；硬脂酸(C17H35COOH)分子中含有烷基和一个羧基,属于饱和一元脂肪酸；石炭酸为苯酚,属于酚类,不属于羧酸。
2.下列有机物中,互为同系物的是()A.甲酸与油酸B.软脂酸和丙烯酸C.硬脂酸和油酸D.甲酸与硬脂酸【考点】羧酸的结构与分类【题点】羧酸的组成与结构答案 D解析同系物是结构相似,组成上相差1个或若干个CH2原子团的有机物。
甲酸、硬脂酸和软脂酸为饱和一元羧酸,互为同系物。
丙烯酸和油酸为一元酸,且均含一个碳碳双键,互为同系物。
3.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()A.1种B.2种C.3种D.4种【考点】羧酸的结构与分类【题点】羧酸的同分异构现象答案 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C4H9—CH2OH,而—C4H9有四种同分异构体,故酯C可能有4种结构。
题组二羧酸的性质及应用4.下列关于乙酸的说法不正确的是()A.乙酸是一种重要的有机酸,是具有强烈刺激性气味的液体B.乙酸分子中含有四个氢原子,所以乙酸是四元酸C.无水乙酸又称冰醋酸,它是纯净物D.乙酸易溶于水和乙醇【考点】乙酸的物理性质及用途【题点】乙酸的物理性质答案 B解析羧酸是几元酸是根据酸分子中所含的羧基数目来划分的,一个乙酸分子中只含一个羧基,故为一元酸。
