1、高考资源网（） 您身边的高考专家第5节醛、羧酸、酯考试要求1.掌握醛、羧酸、酯的典型代表物的组成、结构及性质。2.掌握醛、羧酸、酯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。命题预测本节是有机化学的重要部分，在高考中具有极其重要的战略地位。高考在本章中的主要考点有：一是各官能团的性质；二是有机化学反应类型的判断；三是综合应用物质的性质进行检验、分离、提纯及有关化学实验；四是考查各种烃的含氧衍生物之间的转化关系。以新型的有机分子为载体，考查有机物的结构与性质，有机物的合成与推断，是常出现的题型。考点1醛知识梳理1醛的组成与结构醛是由烃基与醛基相连而构成的化合物。官能团为醛基(
2、或CHO)，可表示为RCHO，饱和一元醛的通式为CnH2nO(n1)。2常见醛的物理性质物质颜色气味状态密度溶解性甲醛(HCHO)无色刺激性气味气体易溶于水乙醛(CH3CHO)无色刺激性气味液体比水小与水、乙醇互溶3醛的化学性质(以乙醛为例)醛类物质氧化还原关系为：4在生产、生活中的作用和影响(1)35%40%的甲醛水溶液称为福尔马林，具有杀菌消毒作用和防腐性能，常用作防腐剂和消毒剂，用于种子消毒和浸制生物标本。但甲醛有毒，不可用于食品保鲜。(2)劣质的装饰材料中挥发出的甲醛，对环境和人体健康影响很大，是室内主要污染物之一。(1)醛基只能写成CHO或，不能写成COH。(2)通常状况下甲醛是烃的
3、含氧衍生物中唯一的气体物质。(3) 属于一元醛，但具有二元醛的某些性质，如1 mol 与足量银氨溶液充分反应，可生成4 mol Ag。(4)醛类物质发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液反应均需在碱性条件下进行。(5)银镜反应口诀：反应生成羧酸铵，还有一水二银三个氨。(6)甲酸、甲酸盐、甲酸酯都能发生银镜反应，都能与新制Cu(OH)2反应。(7)醛基的检验银镜反应与新制Cu(OH)2悬浊液反应反应现象产生光亮的银镜产生砖红色沉淀定量关系RCHO2Ag HCHO4AgRCHO2Cu(OH)2Cu2O HCHO4Cu(OH)22Cu2O注意事项试管内壁必须洁净银氨溶液随用随配，不可久置水浴加热，
4、不可用酒精灯直接加热醛用量不宜太多，如乙醛一般滴3滴新制Cu(OH)2悬浊液要随用随配，不可久置配制Cu(OH)2悬浊液时，所用NaOH必须过量(8)配制银氨溶液的方法：向盛有AgNO3溶液的试管中逐滴滴加稀氨水，边滴边振荡，直到最初生成的沉淀恰好溶解为止。1判断正误，正确的画“”，错误的画“”，错误的指明错因。(1)欲检验CH2=CHCHO分子中的官能团，应先检验“”后检验“CHO”。()错因：检验“”一般用溴水或KMnO4(H)溶液，而两试剂均可氧化“CHO”，故应先检验“CHO”，后检验“”。(2)凡是能发生银镜反应的有机物都是醛。()错因：甲酸、甲酸盐、甲酸酯都可发生银镜反应。(3)1
5、 mol HCHO与足量银氨溶液充分反应，可生成2 mol Ag。()错因：1_mol_HCHO与足量银氨溶液充分反应可生成4_mol_Ag。(4)醛基的结构简式可以写成CHO，也可以写成COH。()错因：醛基的结构不可以写成COH。(5)乙醛分子中的所有原子都在同一平面上。()错因：CH3CHO分子中甲基含有1个饱和碳原子，形成四面体构型，故所有原子不可能共平面。2某有机物的结构简式为，下列对其化学性质的判断中，不正确的是()A能被新制Cu(OH)2悬浊液氧化B能使KMnO4酸性溶液褪色C1 mol该有机物只能与1 mol Br2发生加成反应D1 mol该有机物只能与1 mol H2发生加成
6、反应答案D题组训练1某学生用2 mL 0.5 molL1 CuSO4溶液和4 mL 0.5 molL1 NaOH溶液混合，然后加入40%的甲醛溶液0.5 mL，加热沸腾，未见红色沉淀产生，主要原因是()A甲醛的量太少BCuSO4的量太少CNaOH的量太少D加热不充分答案C解析此反应必须在碱性环境中才能发生，NaOH的量太少。2下列操作不合适的是()A银镜反应采用水浴加热B用通过盛溴水的洗气瓶的方法除去甲烷气体中含有的乙烯杂质C在乙醛还原新制Cu(OH)2悬浊液的实验中，制Cu(OH)2 悬浊液时NaOH应过量，可直接加热D配制银氨溶液时，将AgNO3溶液滴入氨水中答案D解析配制银氨溶液时，应将
7、氨水加入AgNO3溶液中，至产生的沉淀恰好消失为止，故D项错误。考点2羧酸酯知识梳理1羧酸(1)概念：由烃基与羧基相连构成的有机化合物，可表示为RCOOH，官能团为COOH，饱和一元羧酸的分子式为CnH2nO2(n1)。(2)分类(3)羧酸的化学性质羧酸的性质取决于羧基，反应时的主要断键位置如图：酸性(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CH3COOHCH3COOH。可以与Na、NaOH、Na2CO3、NaHCO3反应。酯化反应：酸脱羟基，醇脱氢。CH3COOH和CH3CHOH发生酯化反应的化学方程式为：CH3COOHC2HOHCH3CO18OCH2CH3H2
8、O。(4)几种重要的羧酸甲酸：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：HCOOH2Ag(NH3)2OH(NH4)2CO32Ag2NH3H2O。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。乙二酸：，俗名草酸，属于还原性酸可用来洗去钢笔水的墨迹。苯甲酸：，属于芳香酸，可作防腐剂。2乙酸乙酯的制备实验(1)实验原理(用化学方程式表示)CH3COOHC2H5OHCH3COOC2H5H2O。(2)装置(如图所示)液液加热型，试管与桌面成45(使试管受热面积增大)。(3)饱和Na2CO3溶液的作用
9、降低乙酸乙酯的溶解度、中和乙酸、溶解乙醇。(4)注意事项试剂的加入顺序：先加乙醇，再加入浓硫酸和冰醋酸。防暴沸：试管中加少量碎瓷片或沸石。防止乙醇和乙酸挥发：加热时要用酒精灯缓慢加热，防止液体剧烈沸腾，造成乙酸与乙醇的大量挥发。防倒吸的方法：导管末端在饱和Na2CO3溶液的液面上。产物分离：用分液法分离，上层油状物为乙酸乙酯。3酯(1)结构：羧酸酯的官能团为，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。(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。(1)羧酸和酯的分子中都含有CO，但羧基、酯基都不能
10、发生加成反应。(2)酯的水解反应为取代反应，酸性条件下为可逆反应，碱性条件下反应进行完全。(3)酯化反应的条件及其意义加热。加热的主要目的是提高反应速率，其次是使生成的乙酸乙酯挥发。用浓硫酸作催化剂、吸水剂，提高反应速率，提高乙醇、乙酸的转化率。适当增加乙醇的量，可提高产率。1判断正误，正确的画“”，错误的画“”，错误的指明错因。(1)完全燃烧等质量的乙醛和乙酸乙酯，消耗O2的质量不相等。()错因：乙醛和乙酸乙酯的最简式均为CH2O，等质量的二者完全燃烧时消耗O2的质量相等。(2)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。(3)在水溶液里CH3
11、COOH中的CH3可以电离出H，故CH3COOH是四元酸。()错因：烃基不能电离出H，故CH3COOH为一元酸。(4)乙酸乙酯中的少量乙酸可用饱和NaOH溶液除去。()错因：乙酸乙酯在NaOH溶液中会发生水解反应，除去少量乙酸应用饱和Na2CO3溶液。(5)用新制的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。(6)在酸性条件下，CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH。()错因：CH3CO18OC2H5水解应断裂酯基()中的碳氧单键，故应生成CH3COOH和C2HOH。(7)在制备乙酸乙酯后剩余的反
12、应液中加入碳酸钠溶液，产生气泡，说明还有乙酸剩余。()错因：反应液中的H2SO4与Na2CO3反应也可产生CO2气体。2现有四种有机化合物：试回答下列问题：(1)甲、乙、丁都含有的官能团的名称是_，四种物质中互为同分异构体的是_(填编号，下同)。(2)相同物质的量的甲、乙、丁分别与足量Na反应，生成H2最多的是_。(3)丁与醋酸在催化剂作用下发生取代反应生成的酯有_种。(4)写出甲与乙醇发生酯化反应的化学方程式：_。写出乙与新制氢氧化铜反应的化学方程式：_。答案(1)羟基乙、丙(2)甲(3)3(4)题组训练题组一 羧酸、酯的性质1下列说法正确的是()A1 mol苯甲酸与足量乙醇反应可得1 mo
13、l苯甲酸乙酯B对苯二甲酸()与乙二醇(HOCH2CH2OH)能通过加聚反应制取聚酯纤维C有机物HOCH2CH=CHCH2COOH既能发生加聚反应又能发生缩聚反应D实验室制备乙酸乙酯时，向浓硫酸中缓慢加入乙醇和冰醋酸答案C2(2019皖西高中教育联盟高三期末)有机物R的结构简式如图所示。下列有关R的性质叙述正确的是()AR的所有原子一定在同一平面上B在Ni催化和加热条件下，1 mol R能与5 mol H2发生加成反应CR既能与羧酸、醇反应，还能发生加成、氧化反应D1 mol R与足量氢氧化钠溶液反应，消耗氢氧化钠的物质的量为2 mol答案C3.化合物X是一种医药中间体，其结构简式如图所示。下列
14、有关化合物X的说法正确的是()A分子中两个苯环一定处于同一平面B不能与饱和Na2CO3溶液反应C在酸性条件下水解，水解产物只有一种D1 mol化合物X最多能与2 mol NaOH反应答案C(1)有机物中羟基(OH)上的氢电离难易程度：羧酸醇酚乙醇苯酚乙酸与Na反应与NaOH反应与Na2CO3反应与NaHCO3反应注：“”表示反应，“”表示不反应。(2)有机物消耗NaOH总结题组二 酯化反应4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中，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
15、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，减少乙酸乙酯的溶解答案A解析加入试剂时应先加入乙醇，然后边摇动试管边慢慢加入浓硫酸，再加入冰醋酸，故A错。5环丁基甲酸是重要的有机合成中间体，其一种合成路线如下：(1)A属于烯烃，其结构简式是_。(2)BC的反应类型是_，该反应生成的与C互为同分异构体的副产物是_(写结构简式)。(3)写出DE的化学方程式：_。(4)H的一种同分异构体为丙烯酸乙酯(CH2=CHCOOC2H5)，写出丙烯酸乙酯在NaOH溶液中水解的化学方程式：_。答案(
16、1)CH2=CHCH3(2)加成反应(3) (4) 解析(1)A的分子式为C3H6，属于烯烃，应为丙烯，其结构简式为CH2=CHCH3。(2)A发生取代反应生成的B为CH2=CHCH2Br，B再与HBr发生加成反应生成的C为BrCH2CH2CH2Br；因B与HBr加成时有两种方式，则该反应生成的与C互为同分异构体的副产物是。羧酸与醇发生酯化反应的类型(1)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如CH3COOHC2H5OHCH3COOC2H5H2O(2)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应，如22H2O(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，此类反应有三种情形，
17、可得普通酯、环酯和高聚酯。如(5)羟基酸自身的酯化反应，此类反应有三种情形，可得到普通酯、环状交酯和高聚酯。如：高考真题实战1(2019江苏高考)(双选)化合物Y具有抗菌、消炎作用，可由X制得。下列有关化合物X、Y的说法正确的是()A1 mol X最多能与2 mol NaOH反应BY与乙醇发生酯化反应可得到XCX、Y均能与酸性KMnO4溶液反应D室温下X、Y分别与足量Br2加成的产物分子中手性碳原子数目相等答案CD解析由结构简式可知，X中能与NaOH反应的官能团有酚酯基和羧基，1 mol COOH消耗1 mol NaOH，1 mol COO(酚酯基)消耗2 mol NaOH，故1 mol X最
18、多能与3 mol NaOH反应，A错误；Y与乙酸发生酯化反应可得到X，B错误；X、Y中均有碳碳双键，能与酸性KMnO4溶液反应，C正确；X、Y分别与足量Br2加成后的产物分子中，手性碳原子用*标出，如下图所示：两者均含3个手性碳原子，D正确。2(2019北京高考)交联聚合物P的结构片段如下图所示。下列说法不正确的是(图中表示链延长)()A聚合物P中有酯基，能水解B聚合物P的合成反应为缩聚反应C聚合物P的原料之一丙三醇可由油脂水解获得D邻苯二甲酸和乙二醇在聚合过程中也可形成类似聚合物P的交联结构答案D解析由交联聚合物P的结构片段X、Y可判断其结构中含有酯基，因此聚合物P能水解，A正确；酯基是由羧
19、基和醇羟基脱水生成的，因此聚合物P的合成反应为缩聚反应，B正确；油脂水解可生成丙三醇，C正确；乙二醇只含两个醇羟基，邻苯二甲酸和乙二醇在聚合过程中生成直链结构的高分子，不可能形成类似聚合物P的交联结构，D错误。3(2017江苏高考)萜类化合物广泛存在于动植物体内，关于下列萜类化合物的说法正确的是() a b cAa和b都属于芳香族化合物Ba和c分子中所有碳原子均处于同一平面上Ca、b和c均能使酸性KMnO4溶液褪色Db和c均能与新制的Cu(OH)2反应生成红色沉淀答案C解析a中不含有苯环，不属于芳香族化合物，A错误；a和c分子中含有饱和碳原子，所有碳原子不可能处于同一平面上，B错误；a、b和c
20、均能与酸性高锰酸钾溶液反应使其褪色，C正确；b中不含醛基，不能与新制的氢氧化铜反应生成红色沉淀，D错误。4(2015全国卷)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羧酸酯水解生成1 mol羧酸和2 mol乙醇，说明1 mol羧酸酯中含有2 mol酯基。该水解过程可表示为C18H26O52H2O羧酸2C2H5OH，由原子守恒知，该羧酸的分子式为C14H18O5，A项正确。5(2015山东高考)分枝酸可用于生化研究，其结构简式如图
21、。下列关于分枝酸的叙述正确的是()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C1 mol分枝酸最多可与3 mol NaOH发生中和反应D可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色，且原理相同答案B解析分枝酸分子中含有羧基、碳碳双键、羟基和醚键4种官能团，A错误；因分枝酸分子中含有羧基、羟基，因此可与乙醇、乙酸发生酯化反应(也属于取代反应)，B正确；1 mol分枝酸中含有2 mol羧基，因此1 mol分枝酸最多能与2 mol NaOH发生中和反应，C错误；分枝酸使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色的原理不同，前者发生加成反应，后者发生氧化反应，D错误。6(2019全国卷)化合
22、物G是一种药物合成中间体，其合成路线如下：回答下列问题：(1)A中的官能团名称是_。(2)碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳称为手性碳。写出B的结构简式，用星号(*)标出B中的手性碳：_。(3)写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式：_。(不考虑立体异构，只需写出三个)(4)反应所需的试剂和条件是_。(5)的反应类型是_。(6)写出F到G的反应方程式：_。(7)设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备的合成路线：_ (无机试剂任选)。答案(1)羟基(2) (3) (4)C2H5OH/浓H2SO4、加热(5)取代反应(6) (7) 解析(3)由
23、同分异构体的限定条件可知，分子中除含有六元环外，还含有1个饱和碳原子和CHO。若六元环上只有一个侧链，则取代基为CH2CHO；若六元环上有两个取代基，可能是CH3和CHO，它们可以集中在六元环的同一个碳原子上(1种)，也可以位于六元环的不同碳原子上，分别有邻、间、对3种位置。(4)由C、E的结构简式和C转化为D的反应条件可推断D的结构简式为，反应D与C2H5OH在浓H2SO4、加热条件下发生酯化反应生成E。(5)由E、G的结构简式及F转化为G的反应条件可推知F为，反应是与COOC2H5相连的碳原子上的H原子被CH2CH2CH3取代的反应。(6)反应是酯基在碱性条件下水解再酸化的反应。(7)结合
24、反应的反应条件，甲苯先转化为，再与乙酰乙酸乙酯()发生取代反应生成，在碱性条件下发生水解反应后再酸化即可得产物。7(2018全国卷)以葡萄糖为原料制得的山梨醇(A)和异山梨醇(B)都是重要的生物质转化平台化合物。E是一种治疗心绞痛的药物，由葡萄糖为原料合成E的过程如下：回答下列问题：(1)葡萄糖的分子式为_。(2)A中含有的官能团的名称为_。(3)由B到C的反应类型为_。(4)C的结构简式为_。(5)由D到E的反应方程式为_。(6)F是B的同分异构体，7.30 g的F与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24 L二氧化碳(标准状况)，F的可能结构共有_种(不考虑立体异构)，其中核磁共振氢谱为三组峰
25、，峰面积比为311的结构简式为_。答案(1)C6H12O6(2)羟基(3)取代反应(4)(5)(6)9解析(2)葡萄糖在催化剂作用下与氢气发生醛基的加成反应生成A，因此A中含有的官能团的名称为羟基。(6)F是B的同分异构体，7.30 g的F与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24 L二氧化碳(标准状况)，说明F分子中含有羧基，7.30 g F的物质的量是7.3 g146 g/mol0.05 mol，二氧化碳是0.1 mol，因此F分子中含有2个羧基，则F相当于是丁烷分子中的2个氢原子被羧基取代，如果是正丁烷，根据定一移一可知有6种结构。如果是异丁烷，则有3种结构，所以可能的结构共有9种(不考虑立
26、体异构)，即、。其中核磁共振氢谱为三组峰，峰面积比为311的结构简式为。8(2017全国卷)化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下：(1)A的化学名称是 。(2)由C生成D和E生成F的反应类型分别是 、 。(3)E的结构简式为 。(4)G为甲苯的同分异构体，由F生成H的化学方程式为 。(5)芳香化合物X是F的同分异构体，X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2，其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，峰面积比为6:2:1:1。写出2种符合要求的X的结构简式 。(6)写出用环戊烷和2-丁炔为原料制备化合物的合成路线 (其他试剂任选) 答案：(1)苯甲醇 (2
27、)加成反应 苯甲醇解析(1)由已知信息，结合A转化为B的条件及B的分子式可推知A为，其名称为苯甲醛。(2)由合成路线可知，B的结构简式为，C为，C与Br2的CCl4溶液发生加成反应生成D，其在KOH的C2H5OH溶液中发生消去反应，酸化后生成的E为，E发生酯化反应生成F：。(4)结合信息，由F、H的结构简式可推知G为，F和G反应的化学方程式为CCOOC2H5。(5)能与NaHCO3反应放出CO2，则同分异构体中含有羧基，且分子中含有4种氢原子，个数比为6211，符合条件的同分异构体有、。(6)与Cl2在光照条件下发生取代反应生成，在NaOH的乙醇溶液中发生消去反应生成，与2丁炔反应可生成，与Br2的CCl4溶液反应可生成。- 23 - 版权所有高考资源网