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2024届高考一轮复习 第九章 有机化学 第6讲 羧酸 羧酸衍生物课件PPT
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这是一份2024届高考一轮复习 第九章 有机化学 第6讲 羧酸 羧酸衍生物课件PPT，共59页。PPT课件主要包含了HCOOH，COOH，CHO，常见的羧酸，HOOCCOOH，RCOOR′，物理性质，RCOOH＋R′OH，油脂的化学性质，皂化反应等内容，欢迎下载使用。
逐点清(一) 羧酸的分类、结构与性质(一)羧酸及其分类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)
(二)羧酸的性质1．羧酸物理性质的变化规律
3．多元羧酸与一元醇之间的酯化反应
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，可得普通酯、环酯和聚酯。如
5．羟基酸自身的酯化反应此时反应有三种情形，可得到普通酯、环酯和聚酯。如
微点小练1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)HO—COOH中含有羧基，属于羧酸( )(2)羧酸中含有—COOH，故羧酸均易溶于水( )(3)蚁酸可以被新制Cu(OH)2氧化( )(4)乙二酸与乙二醇可以发生酯化反应生成多种酯( )
2．已知转化关系如下：写出下列转化的化学方程式：②________________________；③________________________；④________________________；⑤________________________。
解析：该物质中的醇羟基与NaHCO3不反应，D项错误。答案：D
2.柠檬酸(又称枸橼酸)广泛用于食品饮料、医药化工、清洗与化妆品等领域，是一种重要的有机酸，结构简式如图，下列说法错误的是 ( )A．柠檬酸的核磁共振氢谱中有4组峰B．一个柠檬酸分子中含有一个手性碳原子C．分子中的碳原子和氧原子均有2种杂化方式D．与Na、NaOH反应时，最多消耗Na、NaOH的物质的量之比为4∶3
解析：柠檬酸分子中有4种氢，核磁共振氢谱有4组峰，A正确；柠檬酸分子中不存在手性碳原子，B错误。答案：B
题点(二) 酯化反应实验探究与酯化反应应用3．乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业，中学化学实验常用a装置来制备。已知：乙醇在浓硫酸作用下在140 ℃时分子间脱水生成乙醚，在170 ℃时分子内脱水生成乙烯。
(1)加入数滴浓硫酸即能起催化作用，但实际用量多于此量，原因是_________________________；浓硫酸用量又不能过多，原因是________________________。(2)反应结束后，将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中，____、____，然后分液。(3)若用b装置制备乙酸乙酯，其缺点有_______________、_________。由b装置制得的乙酸乙酯粗产品经饱和Na2CO3溶液和饱和NaCl溶液洗涤后，还可能含有的有机杂质是____，分离乙酸乙酯与该杂质的方法是_______。
答案：(1)浓硫酸能吸收生成的水，使平衡向生成酯的方向移动，提高酯的产率 浓硫酸具有强氧化性和脱水性，会使有机物炭化，降低酯的产率 (2)振荡 静置 (3)原料损失较大 易发生副反应 乙醚 蒸馏
4．有机物A、B的分子式均为C11H12O5，均能发生如下转化：已知：①A、B、C、D均能与NaHCO3反应；②只有A、D能与FeCl3溶液发生显色反应，A中苯环上的一溴代物只有两种；③F能使溴水褪色且不含有甲基；④H能发生银镜反应。
根据题意回答下列问题：(1)反应③的反应类型是____；反应⑥的条件是_________。(2)写出F的结构简式：________________________；D中含氧官能团的名称是________________________。(3)E是C的缩聚产物，写出反应②的化学方程式：________________________。(4)D在一定条件下反应形成高聚物的化学方程式：________________________。(5)C→G的化学方程式：__________________________________________。
答案：(1)消去反应 Cu、加热(2)CH2==CHCH2COOH 酚羟基和羧基
逐点清(二) 羧酸衍生物(一)酯的结构与性质1．概念：羧酸分子羧基中的________被—OR′取代后的产物。简写为___________，官能团为 。
RCOONa＋R′OH
[注意] ①酯的水解反应是酯化反应的逆反应；②酸性条件下酯的水解反应是可逆反应，但碱性条件下酯的水解反应趋于完全，是不可逆反应。
(二)油脂的组成、结构与性质1．组成和结构油脂是高级脂肪酸与甘油反应生成的酯，由C、H、O三种元素组成。
油脂结构中R、R′和R″代表高级脂肪酸的烃基。组成油脂的高级脂肪酸的种类较多，如饱和的硬脂酸(C17H35COOH)、不饱和的油酸(C17H33COOH)等。通常将常温下呈液态的油脂称为油，如花生油、芝麻油、大豆油等植物油；呈固态的油脂称为脂肪，如牛油、羊油等动物油脂。
RCOOH＋NH4Cl
RCOONa＋NH3↑
花生油是含有较多不饱和键的高级脂肪酸甘油酯，含有碳碳双键可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，B正确；
植物油是含有较多不饱和键的高级脂肪酸甘油酯，可以和氢气发生加成反应生成氢化植物油，C正确；油脂是一种重要的工业原料，可在碱性条件下水解发生皂化反应制造肥皂，D正确。答案：A
2.乙酸橙花酯是一种食用香料，主要用于配制桃子、树莓、柑橘类等水果型香精，其结构简式如图所示。下列关于该有机物的叙述正确的是( )A．分子式为C12H18O2B．能发生加成反应，但不能发生取代反应C．1 ml该有机物在一定条件下和H2反应，最多消耗3 ml H2D．1 ml该有机物与足量NaOH溶液反应最多消耗1 ml NaOH
解析：由结构简式可知该有机物的分子式为C12H20O2，A错误；含有碳碳双键，能发生加成反应，有酯基可以发生水解反应，水解反应也是取代反应，B错误；一个分子中有两个碳碳双键，酯基中碳氧双键不能与H2加成，所以1 ml该有机物在一定条件下和H2反应，最多消耗2 ml H2，C错误；1 ml该有机物最多与1 ml NaOH反应，D正确。答案：D
3．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 ml该天然油脂A经反应①可得到1 ml D、1 ml不饱和脂肪酸B和2 ml直链饱和脂肪酸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______________________________。
解析：(1)利用题给B分子中C、H、O原子个数比可得出B的最简式为C9H16O，最简式的式量为140，然后利用B的相对分子质量为280，可求出B的分子式为C18H32O2。(2)由转化关系可知反应①为油脂的水解反应(或取代反应)，油脂为高级脂肪酸与甘油形成的酯，故可知D为甘油(C3H8O3)，利用原子守恒，结合B的分子式与A的分子式可知，C的分子式为C17H35COOH，名称为硬脂酸。
(3)氢化油又称人造奶油，通常又叫硬化油，a正确；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，b正确；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，c正确；油脂的氢化属于加成反应，油脂的皂化属于取代反应，故d项说法不正确。(4)类比乙醇与Na的反应(金属钠可以置换出羟基中的H生成氢气)，可知甘油D与足量金属钠反应的方程式为2C3H5(OH)3＋6Na―→2C3H5(ONa)3＋3H2↑。
答案：(1)C18H32O2 (2)取代反应(或水解反应) 硬脂酸 (3)d (4)2C3H5(OH)3＋6Na―→2C3H5(ONa)3＋3H2↑
解析：西达苯胺的分子式为C22H19FN4O2，A正确；因为西达苯胺中含有碳碳双键，所以可以与氢气发生加成反应，同时含有氨基，所以具有碱性，能与酸反应，B、C正确。答案：D
5．(2023·青岛模拟)药物H的结构简式如图所示，下列有关药物H的说法错误的是( )A．分子式为C16H13N2O2ClB．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
解析： A项，根据结构简式可知药物H的分子式为C16H13N2O2Cl，正确；B项，该分子中含有碳氯键和酰胺基两种官能团，正确；C项，碱性条件下水解产物酸化后可产生含酚羟基的有机物和丙二酸，都能与Na2CO3溶液反应，正确；D项，该物质苯环上的一溴代物有6种，错误。答案：D
[归纳拓展] 氨、胺、酰胺和铵盐的比较
题点(三) 常见烃的含氧衍生物的衍变关系6．(2021·全国甲卷)近年来，以大豆素(化合物C)为主要成分的大豆异黄酮及其衍生物，因其具有优良的生理活性而备受关注。大豆素的合成及其衍生化的一种工艺路线如下：
回答下列问题：(1)A的化学名称为____。(2)1 ml D反应生成E至少需要___ml氢气。(3)写出E中任意两种含氧官能团的名称：________。(4)由E生成F的化学方程式为_______________________________________。(5)由G生成H分两步进行：反应①是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应，则反应②的反应类型为____。
(2)由D和E的分子式可知1 ml D反应生成E至少需要2 ml H2。
(5)G生成H的第一步为水和G在酸催化下的加成反应，则结合G、H的结构简式可推断出第二步反应为取代反应。
答案：(1)间苯二酚(或1,3－苯二酚) (2)2(3)酯基，醚键，(醇)羟基(任写两种)
逐点清(一) 羧酸的分类、结构与性质(一)羧酸及其分类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)
(二)羧酸的性质1．羧酸物理性质的变化规律
3．多元羧酸与一元醇之间的酯化反应
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，可得普通酯、环酯和聚酯。如
5．羟基酸自身的酯化反应此时反应有三种情形，可得到普通酯、环酯和聚酯。如
微点小练1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)HO—COOH中含有羧基，属于羧酸( )(2)羧酸中含有—COOH，故羧酸均易溶于水( )(3)蚁酸可以被新制Cu(OH)2氧化( )(4)乙二酸与乙二醇可以发生酯化反应生成多种酯( )
2．已知转化关系如下：写出下列转化的化学方程式：②________________________；③________________________；④________________________；⑤________________________。
解析：该物质中的醇羟基与NaHCO3不反应，D项错误。答案：D
2.柠檬酸(又称枸橼酸)广泛用于食品饮料、医药化工、清洗与化妆品等领域，是一种重要的有机酸，结构简式如图，下列说法错误的是 ( )A．柠檬酸的核磁共振氢谱中有4组峰B．一个柠檬酸分子中含有一个手性碳原子C．分子中的碳原子和氧原子均有2种杂化方式D．与Na、NaOH反应时，最多消耗Na、NaOH的物质的量之比为4∶3
解析：柠檬酸分子中有4种氢，核磁共振氢谱有4组峰，A正确；柠檬酸分子中不存在手性碳原子，B错误。答案：B
题点(二) 酯化反应实验探究与酯化反应应用3．乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业，中学化学实验常用a装置来制备。已知：乙醇在浓硫酸作用下在140 ℃时分子间脱水生成乙醚，在170 ℃时分子内脱水生成乙烯。
(1)加入数滴浓硫酸即能起催化作用，但实际用量多于此量，原因是_________________________；浓硫酸用量又不能过多，原因是________________________。(2)反应结束后，将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中，____、____，然后分液。(3)若用b装置制备乙酸乙酯，其缺点有_______________、_________。由b装置制得的乙酸乙酯粗产品经饱和Na2CO3溶液和饱和NaCl溶液洗涤后，还可能含有的有机杂质是____，分离乙酸乙酯与该杂质的方法是_______。
答案：(1)浓硫酸能吸收生成的水，使平衡向生成酯的方向移动，提高酯的产率 浓硫酸具有强氧化性和脱水性，会使有机物炭化，降低酯的产率 (2)振荡 静置 (3)原料损失较大 易发生副反应 乙醚 蒸馏
4．有机物A、B的分子式均为C11H12O5，均能发生如下转化：已知：①A、B、C、D均能与NaHCO3反应；②只有A、D能与FeCl3溶液发生显色反应，A中苯环上的一溴代物只有两种；③F能使溴水褪色且不含有甲基；④H能发生银镜反应。
根据题意回答下列问题：(1)反应③的反应类型是____；反应⑥的条件是_________。(2)写出F的结构简式：________________________；D中含氧官能团的名称是________________________。(3)E是C的缩聚产物，写出反应②的化学方程式：________________________。(4)D在一定条件下反应形成高聚物的化学方程式：________________________。(5)C→G的化学方程式：__________________________________________。
答案：(1)消去反应 Cu、加热(2)CH2==CHCH2COOH 酚羟基和羧基
逐点清(二) 羧酸衍生物(一)酯的结构与性质1．概念：羧酸分子羧基中的________被—OR′取代后的产物。简写为___________，官能团为 。
RCOONa＋R′OH
[注意] ①酯的水解反应是酯化反应的逆反应；②酸性条件下酯的水解反应是可逆反应，但碱性条件下酯的水解反应趋于完全，是不可逆反应。
(二)油脂的组成、结构与性质1．组成和结构油脂是高级脂肪酸与甘油反应生成的酯，由C、H、O三种元素组成。
油脂结构中R、R′和R″代表高级脂肪酸的烃基。组成油脂的高级脂肪酸的种类较多，如饱和的硬脂酸(C17H35COOH)、不饱和的油酸(C17H33COOH)等。通常将常温下呈液态的油脂称为油，如花生油、芝麻油、大豆油等植物油；呈固态的油脂称为脂肪，如牛油、羊油等动物油脂。
RCOOH＋NH4Cl
RCOONa＋NH3↑
花生油是含有较多不饱和键的高级脂肪酸甘油酯，含有碳碳双键可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，B正确；
植物油是含有较多不饱和键的高级脂肪酸甘油酯，可以和氢气发生加成反应生成氢化植物油，C正确；油脂是一种重要的工业原料，可在碱性条件下水解发生皂化反应制造肥皂，D正确。答案：A
2.乙酸橙花酯是一种食用香料，主要用于配制桃子、树莓、柑橘类等水果型香精，其结构简式如图所示。下列关于该有机物的叙述正确的是( )A．分子式为C12H18O2B．能发生加成反应，但不能发生取代反应C．1 ml该有机物在一定条件下和H2反应，最多消耗3 ml H2D．1 ml该有机物与足量NaOH溶液反应最多消耗1 ml NaOH
解析：由结构简式可知该有机物的分子式为C12H20O2，A错误；含有碳碳双键，能发生加成反应，有酯基可以发生水解反应，水解反应也是取代反应，B错误；一个分子中有两个碳碳双键，酯基中碳氧双键不能与H2加成，所以1 ml该有机物在一定条件下和H2反应，最多消耗2 ml H2，C错误；1 ml该有机物最多与1 ml NaOH反应，D正确。答案：D
3．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 ml该天然油脂A经反应①可得到1 ml D、1 ml不饱和脂肪酸B和2 ml直链饱和脂肪酸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______________________________。
解析：(1)利用题给B分子中C、H、O原子个数比可得出B的最简式为C9H16O，最简式的式量为140，然后利用B的相对分子质量为280，可求出B的分子式为C18H32O2。(2)由转化关系可知反应①为油脂的水解反应(或取代反应)，油脂为高级脂肪酸与甘油形成的酯，故可知D为甘油(C3H8O3)，利用原子守恒，结合B的分子式与A的分子式可知，C的分子式为C17H35COOH，名称为硬脂酸。
(3)氢化油又称人造奶油，通常又叫硬化油，a正确；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，b正确；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，c正确；油脂的氢化属于加成反应，油脂的皂化属于取代反应，故d项说法不正确。(4)类比乙醇与Na的反应(金属钠可以置换出羟基中的H生成氢气)，可知甘油D与足量金属钠反应的方程式为2C3H5(OH)3＋6Na―→2C3H5(ONa)3＋3H2↑。
答案：(1)C18H32O2 (2)取代反应(或水解反应) 硬脂酸 (3)d (4)2C3H5(OH)3＋6Na―→2C3H5(ONa)3＋3H2↑
解析：西达苯胺的分子式为C22H19FN4O2，A正确；因为西达苯胺中含有碳碳双键，所以可以与氢气发生加成反应，同时含有氨基，所以具有碱性，能与酸反应，B、C正确。答案：D
5．(2023·青岛模拟)药物H的结构简式如图所示，下列有关药物H的说法错误的是( )A．分子式为C16H13N2O2ClB．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
解析： A项，根据结构简式可知药物H的分子式为C16H13N2O2Cl，正确；B项，该分子中含有碳氯键和酰胺基两种官能团，正确；C项，碱性条件下水解产物酸化后可产生含酚羟基的有机物和丙二酸，都能与Na2CO3溶液反应，正确；D项，该物质苯环上的一溴代物有6种，错误。答案：D
[归纳拓展] 氨、胺、酰胺和铵盐的比较
题点(三) 常见烃的含氧衍生物的衍变关系6．(2021·全国甲卷)近年来，以大豆素(化合物C)为主要成分的大豆异黄酮及其衍生物，因其具有优良的生理活性而备受关注。大豆素的合成及其衍生化的一种工艺路线如下：
回答下列问题：(1)A的化学名称为____。(2)1 ml D反应生成E至少需要___ml氢气。(3)写出E中任意两种含氧官能团的名称：________。(4)由E生成F的化学方程式为_______________________________________。(5)由G生成H分两步进行：反应①是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应，则反应②的反应类型为____。
(2)由D和E的分子式可知1 ml D反应生成E至少需要2 ml H2。
(5)G生成H的第一步为水和G在酸催化下的加成反应，则结合G、H的结构简式可推断出第二步反应为取代反应。
答案：(1)间苯二酚(或1,3－苯二酚) (2)2(3)酯基，醚键，(醇)羟基(任写两种)
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