2017-2018年高中化學(xué)專題4烴的衍生物第3單元醛羧酸第2課時羧酸的性質(zhì)和應(yīng)用學(xué)案蘇教版選修5

1、第2課時羧酸的性質(zhì)和應(yīng)用1了解羧酸的組成、結(jié)構(gòu)和分類。2理解羧酸的性質(zhì)和應(yīng)用。(重點)3領(lǐng)會重要有機物之間的相互轉(zhuǎn)化。(重難點)羧 酸 的 性 質(zhì) 和 應(yīng) 用基礎(chǔ)初探教材整理1乙酸的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1乙酸的組成與結(jié)構(gòu)分子式為C2H4O2，結(jié)構(gòu)式為，結(jié)構(gòu)簡式為CH3COOH。2乙酸的性質(zhì)(1)酸的通性，乙酸俗稱醋酸，是一種弱酸，酸性比碳酸強。乙酸與CaCO3反應(yīng)的離子方程式為CaCO32CH3COOHCa22CH3COOCO2H2O。(2)酯化反應(yīng)：若用18O標記乙醇，反應(yīng)方程式為，此反應(yīng)中濃H2SO4的作用是催化劑和吸水劑。此反應(yīng)為可逆反應(yīng)。1從平衡移動的角度增大乙酸乙酯產(chǎn)率的方法有哪些？【提

2、示】及時分離出乙酸乙酯，緩緩加熱防止反應(yīng)物的揮發(fā)，增大某種反應(yīng)物的濃度。教材整理2羧酸的分類和甲酸的性質(zhì)1概念：由烴基(或氫原子)和羧基相連的化合物。2一元羧酸的通式：RCOOH，官能團COOH。3分類(1)按與羧基連接的烴基的結(jié)構(gòu)分類 (2)按分子中羧基的數(shù)目分類4甲酸(1)分子式CH2O2，結(jié)構(gòu)式，結(jié)構(gòu)簡式HCOOH。(2)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)由此可見，甲酸分子中，既含有醛基又含有羧基，因而能表現(xiàn)出醛和羧酸兩類物質(zhì)的性質(zhì)。酸性比乙酸強。甲酸與乙醇反應(yīng)的化學(xué)方程式為HCOOHC2H5OHHCOOC2H5H2O。甲酸與銀氨溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為HCOOH2Ag(NH3)2OH(NH4)2CO32Ag2N

3、H3H2O。5縮聚反應(yīng)人工合成高分子化合物由有機化合物分子間脫去小分子獲得高分子的反應(yīng)稱為縮聚反應(yīng)。此反應(yīng)的原理是酯化反應(yīng)。2(1)在酯化反應(yīng)和酯的水解反應(yīng)中選用硫酸作催化劑時，對濃度有什么要求？為什么？(2)在羧酸和酯中都含有“”結(jié)構(gòu)單元，它們能和醛、酮一樣與H2發(fā)生加成反應(yīng)嗎？【提示】(1)酯化反應(yīng)，要求選用濃H2SO4，利用濃H2SO4吸水促進酯化反應(yīng)，提高了酯化反應(yīng)的程度。酯的水解反應(yīng)，要求選用稀H2SO4，利用稀H2SO4，促進酯的水解反應(yīng)。(2)羧酸和酯分子中雖然都含有“”結(jié)構(gòu)單元，但由于OH或OR的影響，羧酸和酯中的“”均不易與H2發(fā)生加成反應(yīng)。合作探究羥基(OH)化合物中OH活

4、性的比較探究問題1有H2O、CH3CH2OH、和CH3COOH四種物質(zhì)(請?zhí)钚蛱?(1)與Na反應(yīng)的是_；(2)與NaOH反應(yīng)的是_；(3)與NaHCO3反應(yīng)的是_；(4)與Na2CO3反應(yīng)的是_，其化學(xué)方程式為_。【提示】(1)(2)(3)(4)NaHCO32CH3COOHNa2CO32CH3COONaCO2H2O2填表含羥基的物質(zhì)比較項目醇水酚羧酸羥基上氫原子活潑性在水溶液中的電離程度極難電離_電離_電離_電離酸、堿性_性_性很弱的_性弱_性與Na反應(yīng)_反應(yīng)放出H2反應(yīng)放出H2反應(yīng)放出H2與NaOH反應(yīng)_不反應(yīng)_與NaHCO3反應(yīng)_不反應(yīng)_能否由酯水解生成能不能能能【提示】增強難微弱部分中

5、中酸酸反應(yīng)放出H2不反應(yīng)反應(yīng)反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)反應(yīng)放出CO2核心突破1羧酸的酸性(1)CnH2n1COOH的酸性隨n的增大而減弱。(2)低級羧酸才會使紫色石蕊試液變紅，醇、酚、高級脂肪酸不會使紫色石蕊試液變紅。(3)甲酸既有羧酸性質(zhì)又有醛的性質(zhì)。2酯化反應(yīng)(以乙酸乙酯的制備)實驗問題(1)反應(yīng)混合液的混合操作順序：先加入乙醇，然后邊搖動試管邊慢慢加入濃H2SO4，冷卻，最后再慢慢加冰醋酸混合均勻。(2)反應(yīng)原理(3)生成乙酸乙酯反應(yīng)的條件及其意義：加熱的主要目的是提高反應(yīng)速率，其次是使生成的乙酸乙酯揮發(fā)而收集，提高乙醇、乙酸的轉(zhuǎn)化率。濃硫酸作催化劑，可以提高反應(yīng)速率。濃硫酸的吸水作用可以提高乙醇

6、、乙酸的轉(zhuǎn)化率。(4)實驗室里制取乙酸乙酯時要注意：化學(xué)藥品加入大試管時，切莫先加濃硫酸。加熱要小火均勻地進行，以防乙酸、乙醇的大量揮發(fā)和液體劇烈沸騰。導(dǎo)氣管末端不要浸入飽和Na2CO3溶液中，以防液體倒吸。(5)飽和碳酸鈉溶液的作用是：隨著乙酸乙酯蒸發(fā)出來的乙酸與碳酸鈉反應(yīng)生成鹽溶于水，乙醇溶于碳酸鈉溶液，有利于乙酸乙酯與乙酸、乙醇的分離。乙酸乙酯在無機鹽溶液中溶解度減小，容易分層析出。題組沖關(guān)題組1羧酸的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1下列化合物中，既顯酸性又能發(fā)生酯化反應(yīng)和消去反應(yīng)的是()【解析】A、B、C項物質(zhì)中含COOH，具有酸性且能發(fā)生酯化反應(yīng)；B項物質(zhì)中含羥基，且 碳原子上有氫原子，能發(fā)生消去反應(yīng)。

7、【答案】B2某同學(xué)在學(xué)習(xí)了乙酸的性質(zhì)后，根據(jù)甲酸的結(jié)構(gòu)()對甲酸的化學(xué)性質(zhì)進行了下列推斷，其中不正確的是()A能與碳酸鈉溶液反應(yīng)B能發(fā)生銀鏡反應(yīng)C不能使酸性KMnO4溶液褪色D能與單質(zhì)鎂反應(yīng)【解析】甲酸分子中含有醛基和羧基兩種官能團，具有醛與羧酸的雙重性質(zhì)?！敬鸢浮緾3酸牛奶中含有乳酸，其結(jié)構(gòu)簡式為。高級動物和人體的無氧呼吸可產(chǎn)生乳酸。(1)乳酸可能發(fā)生的反應(yīng)是_(填序號)。取代反應(yīng)酯化反應(yīng)水解反應(yīng)消去反應(yīng)聚合反應(yīng)中和反應(yīng)(2)兩分子乳酸在不同條件下可形成鏈狀酯和六元環(huán)酯，它們的結(jié)構(gòu)簡式分別為_、_。(3)乳酸發(fā)生縮聚反應(yīng)的化學(xué)方程式為_?！窘馕觥?1)乳酸分子中含OH、COOH兩種官能團，能

8、發(fā)生的反應(yīng)有取代、酯化、消去、聚合、中和反應(yīng)。(2)兩分子乳酸可形成鏈酯、環(huán)酯。【答案】(1)題組2羥基化合物的多重性質(zhì)4蘋果酸的結(jié)構(gòu)簡式為，下列說法正確的是()A蘋果酸中能發(fā)生酯化反應(yīng)的官能團有2種B1 mol蘋果酸可與3 mol NaOH發(fā)生中和反應(yīng)C1 mol蘋果酸與足量金屬Na反應(yīng)生成1 mol H2D與蘋果酸互為同分異構(gòu)體【解析】A由蘋果酸的結(jié)構(gòu)簡式可知，含有羥基和羧基兩種官能團，兩者都能發(fā)生酯化反應(yīng)，該選項正確。B.蘋果酸中只有羧基能和NaOH反應(yīng)，故1 mol蘋果酸只能與2 mol NaOH發(fā)生中和反應(yīng)，該選項錯誤。C.羧基和羥基都能與Na反應(yīng)放出H2，故1 mol蘋果酸能與3

9、mol Na反應(yīng)生成1.5 mol H2，該選項錯誤。D.此結(jié)構(gòu)簡式與題干中的結(jié)構(gòu)簡式表示的是同一種物質(zhì)，該選項錯誤?！敬鸢浮緼5某有機化合物的結(jié)構(gòu)簡式為。Na、NaOH、NaHCO3分別與等物質(zhì)的量的該物質(zhì)反應(yīng)時，消耗Na、NaOH、NaHCO3的物質(zhì)的量之比為()A331B321C111D322【解析】為方便討論，可取該有機化合物1 mol，則由化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)間的物質(zhì)的量關(guān)系：Na醇OH、Na酚OH、NaCOOH；NaOH酚OH、NaOHCOOH；NaHCO3COOH，可知反應(yīng)中需Na、NaOH、NaHCO3的物質(zhì)的量分別為3 mol、2 mol、1 mol?！敬鸢浮緽重 要 有 機 物

10、 之 間 的 相 互 轉(zhuǎn) 化合作探究探究問題1以乙烯為有機原料，無機原料自選，合成乙酸乙酯的方案，請寫出轉(zhuǎn)化關(guān)系。【提示】2寫出乙烯合成乙炔的方案?！咎崾尽?寫出乙醇合成乙二醇的方案。【提示】乙醇乙烯二鹵乙烷乙二醇。核心突破1一般轉(zhuǎn)化關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖2特殊的酯化反應(yīng)(1)二元羧酸與二元醇之間的酯化反應(yīng)此時反應(yīng)有三種情況：nHOOCCOOHnHOCH2CH2OH(2)羥基酸的自身酯化反應(yīng)此時反應(yīng)有三種情況以乳酸()為例： 題組沖關(guān)題組重要有機物之間的相互轉(zhuǎn)化1如圖所示是一些常見有機物的轉(zhuǎn)化關(guān)系，下列關(guān)于反應(yīng) 的說法不正確的是()A反應(yīng)是加成反應(yīng)B只有反應(yīng)是加聚反應(yīng)C只有反應(yīng)是取代反應(yīng)D反應(yīng)是取代反應(yīng)【

11、答案】C2由丁炔二醇可以制備1,3丁二烯。請根據(jù)下面的合成路線圖填空：(1)寫出各反應(yīng)的反應(yīng)條件及試劑：X_；Y_；Z_。(2)寫出A、B的結(jié)構(gòu)簡式：A_；B_。【解析】烯烴可以由醇脫水或鹵代烴與NaOH的醇溶液共熱發(fā)生消去反應(yīng)制得。飽和一元醇脫水可得到只有一個雙鍵的單烯烴，若制取二烯烴，則應(yīng)用二元醇脫水制得。涉及到的各步反應(yīng)為：【答案】(1)Ni作催化劑、H2稀H2SO4作催化劑(或酸性條件下)加熱、HBr乙醇溶液加熱、NaOH(2) CH2BrCH2CH2CH2Br3以為原料，并以Br2等其他試劑制取，寫出合成路線。已知：中的醇羥基不能被氧化。合成路線用下列方法表示：甲乙丙【解析】對照起始

12、反應(yīng)物與目標產(chǎn)物分析可知，需要在原料分子中引入COOH，而碳骨架沒有變化，可逆推需要先制得醛，依次需要：醇、鹵代烴。在原料分子中引入鹵原子可以利用加成反應(yīng)來完成?！敬鸢浮吭O(shè)計合成方法如下：有 機 物 的 推 斷核心突破1思路(1)根據(jù)定量計算、確定官能團的個數(shù)。(2)根據(jù)1H氫核磁共振譜、紅外光譜、質(zhì)譜等確定結(jié)構(gòu)。(3)根據(jù)官能團特征反應(yīng)作出推理，如下表：反應(yīng)物類別現(xiàn)象與溴水反應(yīng)烯烴、二烯烴、炔烴溴水褪色，且產(chǎn)物分層醛溴水褪色，產(chǎn)物不分層苯酚有白色沉淀生成與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)烯烴、二烯烴、炔烴、苯的同系物、醇、醛酸性高錳酸鉀溶液褪色與金屬鈉反應(yīng)醇放出氣體，反應(yīng)緩和苯酚放出氣體，反應(yīng)速率較快羧

13、酸放出氣體，反應(yīng)速率更快與氫氧化鈉反應(yīng)鹵代烴分層消失，生成一種有機物苯酚渾濁變澄清羧酸無明顯現(xiàn)象酯分層消失，生成兩種有機物與碳酸氫鈉反應(yīng)羧酸放出氣體，且該氣體能使澄清石灰水變渾濁與銀氨溶液或新制氫氧化銅反應(yīng)醛有銀鏡或紅色沉淀產(chǎn)生甲酸加堿中和后有銀鏡或紅色沉淀產(chǎn)生甲酸酯有銀鏡或紅色沉淀產(chǎn)生(4)根據(jù)衍變關(guān)系確定有機物烯醇醛羧酸酯(5)根據(jù)信息遷移，靈活運用有機化學(xué)知識進行推斷。2方法(1)順推法。以題所給信息順序或?qū)哟螢橥黄瓶?，沿正向思路層層分析推理，逐步做出推斷，得出結(jié)論。(2)逆推法。以最終物質(zhì)為起點，向前步步遞推，得出結(jié)論，這是有機合成推斷題中常用的方法。題組沖關(guān)題組有機物的推斷1聚戊二酸

14、丙二醇酯(PPG)是一種可降解的聚酯類高分子材料，在材料的生物相容性方面有很好的應(yīng)用前景。PPG的一種合成路線如下： 【導(dǎo)學(xué)號：】已知：烴A的相對分子質(zhì)量為70，核磁共振氫譜顯示只有一種化學(xué)環(huán)境的氫化合物B為單氯代烴；化合物C的分子式為C5H8E、F為相對分子質(zhì)量差14的同系物，F(xiàn)是福爾馬林的溶質(zhì)R1CHOR2CH2CHO回答下列問題：(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為_。(2)由B生成C的化學(xué)方程式為_。(3)由E和F生成G的反應(yīng)類型為_，G的化學(xué)名稱為_。(4)由D和H生成PPG的化學(xué)方程式為_；若PPG平均相對分子質(zhì)量為10 000，則其平均聚合度約為_(填標號)。a48b58c76d122(5)D的

15、同分異構(gòu)體中能同時滿足下列條件的共有_種(不含立體異構(gòu))；能與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體既能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，又能發(fā)生水解反應(yīng)其中核磁共振氫譜顯示為3組峰，且峰面積比為611的是_(寫結(jié)構(gòu)簡式)；D的所有同分異構(gòu)體在下列一種表征儀器中顯示的信號(或數(shù)據(jù))完全相同，該儀器是_(填標號)。a質(zhì)譜儀b紅外光譜儀c元素分析儀d核磁共振儀【解析】(1)烴A的相對分子質(zhì)量為70，則A的分子式為C5H10。烴A的核磁共振氫譜顯示只有一種化學(xué)環(huán)境的氫，說明A分子中所有氫原子所處的化學(xué)環(huán)境相同，則其結(jié)構(gòu)簡式為。(2)由“A()B及化合物B為單氯代烴”可知，B為，B在NaOH/乙醇、條件下發(fā)生消去反應(yīng)生成C，則

16、C為。B轉(zhuǎn)化為C的化學(xué)方程式為NaOHNaClH2O。(3)F是福爾馬林的溶質(zhì)，則F為HCHO；E、F為相對分子質(zhì)量差14的同系物，則E為CH3CHO。結(jié)合信息反應(yīng)可知，CH3CHO和HCHO在稀NaOH溶液中發(fā)生加成反應(yīng)生成HOCH2CH2CHO(G)，其系統(tǒng)名稱為3羥基丙醛(或羥基丙醛)。(4)C()經(jīng)酸性KMnO4溶液氧化生成D，則D為HOOC(CH2)3COOH。G(HOCH2CH2CHO)與H2發(fā)生加成反應(yīng)生成H，則H為HOCH2CH2CH2OH。HOOC(CH2)3COOH與HOCH2CH2CH2OH在濃硫酸、加熱條件下發(fā)生縮聚反應(yīng)生成PPG，反應(yīng)的化學(xué)方程式為(2n1)H2O。P

17、PG的結(jié)構(gòu)簡式為，其重復(fù)鏈節(jié)為，若其平均相對分子質(zhì)量為10 000，則其平均聚合度n(10 00018)/17258。(5)D的結(jié)構(gòu)簡式為HOOC(CH2)3COOH，其同分異構(gòu)體滿足條件：能與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體，說明含有COOH；既能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，又能發(fā)生皂化反應(yīng)，說明含有CHO和COO(酯基)，結(jié)合D的分子式分析可知，其同分異構(gòu)體為甲酸酯，含有(HCOO)結(jié)構(gòu)，則符合條件的同分異構(gòu)體有5種結(jié)構(gòu)，分別為核磁共振氫譜顯示為3組峰，說明該有機物分子中有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子；又知峰面積比為611，說明3種氫原子的個數(shù)比為611，該有機物的結(jié)構(gòu)簡式為【答案】(1)(2)NaOHNa

18、ClH2O(3)加成反應(yīng)3羥基丙醛(或羥基丙醛)(4) 2氰基丙烯酸酯在堿性條件下能快速聚合為，從而具有膠黏性。某種氰基丙烯酸酯(G)的合成路線如下：已知：A的相對分子質(zhì)量為58，氧元素質(zhì)量分數(shù)為0.276，核磁共振氫譜顯示為單峰回答下列問題：(1)A的化學(xué)名稱為_。(2)B的結(jié)構(gòu)簡式為_，其核磁共振氫譜顯示為_組峰，峰面積比為_。(3)由C生成D的反應(yīng)類型為_。(4)由D生成E的化學(xué)方程式為_。(5)G中的官能團有_、_、_。(填官能團名稱)(6)G的同分異構(gòu)體中，與G具有相同官能團且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的共有_種。(不含立體異構(gòu))【解析】(1)A的相對分子質(zhì)量為58，氧元素質(zhì)量分數(shù)為0.276，經(jīng)計算知A中只含一個氧原子，結(jié)合信息知A是一種酮或醛，因A的核磁共振氫譜顯示為單峰，即分子中只有1種氫原子，則A為，名稱為丙酮。