2019年高考化学第一轮复习 专题 羧酸、酯和油脂的性质学案 苏教版.doc

1羧酸、酯和油脂的性质羧酸、酯和油脂的性质【本讲教育信息本讲教育信息】 一. 教学内容： 羧酸、酯和油脂的性质二. 教学过程 （一）羧酸的结构与性质：羧酸官能团的名称：羧基COOH；结构式：RCOOH，饱和一元羧酸的分子，通式： COOHHC1n2n或2n2nOHC。受羰基影响，COOH 易电离产生少量的H：COOHR HCOOR，显弱 酸性。同时，COOH 属于强极性基团，易形成氢键，因此，羧酸的熔沸点相对于同碳原子 的烃而言，熔沸点高，低碳原子羧酸与水之间形成分子间氢键，使其在水中的溶解度增大。羧酸的性质主要由COOH 决定，主要体现为：酸性和与醇等物质发生酯化反应，与2NH发生成肽反应等。说明：1、有机酸和无机含氧酸与醇作用发生酯化反应生成酯，而无机无氧酸与醇发生卤代反应 生成卤代烃。2、酯化反应（或成肽反应）中酸脱羟基，醇（胺基）脱氢。可用同位素原子示踪法进行反应机理的测定：用含O18的乙醇参与反应，生成的乙酸乙酯（3218 3CHOCHCOCH）分子中含有O18原子即式，表明反应物羧酸分子中羧基上的羟基与乙醇分子中羟基中的氢 原子结合生成水，其余部分生成酯（即水中的氧原子来自于羧酸）从而证明。3、酸和醇之间可发生酯化反应生成酯，二元酸与二元醇之间可以通过酯化反应生成环状 化合物，也可以通过酯化反应生成聚酯等有机高分子化合物；同样，同一有机物中若既含 有OH（2NH） ，又含有COOH，则也可以发生酯化反应生成环状化合物或聚合物。如：乙二酸和乙二醇酯化生成乙二酸乙二酯、环酯和聚酯等，乳酸脱水生成环酯和聚酯等。（1）链状小分子酯（2）环酯2（3）聚酯（羧酸和醇通过缩掉小分子（例如水）形成的高分子化合物）（4）内酯（同一分子中的COOH和OH 脱水而形成的）（5）无机酸酯（例如硝酸和甘油反应形成的三硝酸甘油酯又叫硝化甘油）（6）高级脂肪酸甘油酯（油脂）（7）酚酯（苯酚和酸形成的酯）4、硝基化合物与硝酸酯的区别：硝基化合物是2NO取代烃分子中的 H 所生成的一系列有机化合物，形成 CN 键，而硝酸酯则是硝酸与醇发生酯化反应所形成的一系列酯类物 质，所形成的化学键为：CON 键。5、甲酸俗称蚁酸，是最简单的饱和一元羧酸，其分子结构为：甲酸分子中既含有羧基，又含有醛基，因而甲酸既表现出羧酸的性质，也能表现出醛 类物质的性质。如具有酸性，能发生酯化反应还能与新制的银氨溶液和氢氧化铜悬浊液反3应。6、乙酸的制取 发酵法：丁烷直接氧化法：OH2COOHCH4O5CHCHCHCH22323223加热催化剂（二）酯和油脂：1、酸与醇作用生成酯，酯的结构为：RCOOR（R 可相同，也可不同） ，饱和一元 羧酸酯与饱和一元羧酸互为同分异构体，通式为2n2nOHC。酯类物质都难溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，密度一般比水小，含碳原子数较少的低级酯具有特殊香味。高 级脂肪酸（含碳原子数较多）与甘油相互作用所生成的酯称为油脂，其中：饱和的高级脂 肪酸甘油酯称为脂肪，不饱和的高级脂肪酸甘油酯称为油。 酯类物质的官能团是酯基：COO，具有相似的化学性质的，如在一定的条件下可以 水解等。2、酯类物质易发生水解反应，生成相应的醇和羧酸； （1）在有酸存在的条件下，酯能发生水解反应生成相应的酸和醇。在酸性条件下，酯的水解不完全，在碱性条件下，由于生成的酸可以与碱反应生成盐， 降低了生成物的浓度，使平衡正向移动，有利于水解反应进行完全，因此，在碱性条件下 水解反应趋于完全：（2）油脂在酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油，在碱性条件下水解生成高级脂肪 酸钠和甘油。 油脂在碱性条件下的水解反应称为皂化反应：由于高级脂肪酸钠的微粒直径较大，达 到胶体的微粒大小，在煮沸的条件下加入食盐细粒，可使高级脂肪酸钠析出，这一过程称 为盐析。3、油的氢化（硬化）：由不饱和高级脂肪酸和甘油作用生成的油脂，常温下呈液态，称 为油，由于其结构中含有不饱和键（C=C） ，易被空气中的2O所氧化，不易保存和运输。工业上常通过与2H的加成反应来制得硬化油，便于贮藏和运输。说明：1、酯化反应和酯的水解反应是一对可逆反应，浓硫酸作催化剂时有利于酯化的进行，而 在碱性条件下，由于碱中和了产物酸，从而降低了生成物的浓度，使平衡正向移动，所以 在碱性条件下酯的水解反应可以进行完全。2、含有相同碳原子数的饱和一元羧酸和酯互为同分异构体。下面，我们一起来分析2105OHC的同分异构体的书写：3、酯在一定条件下还可以与醇发生醇解反应：4OHRCOOCHROHCHCOORR33【典型例题典型例题】例 1、甲酸的下列性质中，可以证明它是弱电解质的是（ ） A、1mol/L 甲酸溶液的 pH 值约为 2 B、甲酸能与水以任何比例互溶 C、10mL 1mol/L 甲酸恰好与 10mL 1mol/L NaOH 溶液完全反应 D、在相同条件下，甲酸溶液的导电性比强酸溶液弱 解析：解析：弱电解质在水溶液中不能完全电离，因此 1mol/L 甲酸溶液的 pH 值大于 0，相 同条件下（温度、浓度相同时）甲酸溶液电离产生的离子总数小于强酸电离产生的离子总 数，导电能力弱，故 A、D 可以证明甲酸属于弱酸。而 B 是由于甲酸可以与水形成氢键，使 其在水中的溶解度增大，而 C 属于酸碱中和反应，是酸、碱等物质的量中和，与酸、碱的 相对强弱无关。 答案：答案：AD例 2、已知丁基共有 4 种，不必试写，立即可推断分子式2105OHC的羧酸的同分异构体的数目是（ ） A、3 种B、4 种C、5 种D、6 种 解析：解析：根据羧酸的结构特点，COOH 只能在末位，则分子式2105OHC属于羧酸的结构可写成：COOHHC94，即其同分异构体就是94HC的同分异构体，而94HC的同分异构体有 4 种，则2105OHC的羧酸的同分异构体也是 4 种。答案：答案：B例 3、某有机物的结构简式为，取 Na、NaOH、新制2)OH(Cu分别与等物质的量的该物质恰好反应（反应时可加热煮沸） ，则 Na、NaOH、新制2)OH(Cu三种物质的物质的量之比为（ ） A、6：4：5B、1：1：1C、3：2：2D、3：3：2 解析：解析：本题考查的是醇羟基、酚羟基和羧酸羟基的性质比较。该物质中有醇羟基、酚 羟基和羧酸羟基各 1 个，分别可以与 3mol 金属钠、2mol 氢氧化钠反应，而该物质结构中 还存在 1 个CHO，可还原 2mol 的新制的2)OH(Cu悬浊液。故等物质的量的该物质所消耗的 Na、NaOH、新制2)OH(Cu三种物质的物质的量之比为：3：2：2。答案：答案：C例 4、有机物 A 是一种含溴的酯，分子式为BrOHC286。已知 A 有如下的转化关系：其中 B、C 含相同数目的碳原子，B 既能使溴水褪色，又能与32CONa溶液反应放出2CO气体，C 进行氧化反应后，不可发生消去反应，经测定 E 是一种二元醇。5（1）写出 A、B、C、D 的结构简式： A_；B_； C_；D_。 （2）写出 A 在 NaOH 水溶液中水解的化学方程式： _。 解析：解析：B、C 含相同数目的碳原子，说明 B、C 中各有三个碳原子，再由 B 既能使溴水 褪色，又能与32CONa溶液反应放出2CO气体，说明 B 中含有双键和羧基，则推出 B 为丙烯酸。C 则为含溴原子的饱和一元醇，C 进行氧化反应后，不可发生消去反应，说明羟基在 中间的碳原子上，溴原子在边碳原子上，从而推出 C 的结构。 答案：答案：例 5、乙酸跟乙醇在浓硫酸存在并加热的条件下发生的酯化反应（反应 A） ，其逆反应是 水解反应（反应 B） 。反应可能经历了生成中间体（I）这一步。（1）如果将反应按加成、消去、取代反应分类，则 AF 个反应中（将字母代号填入 下列空格中） ，属于取代反应的是_；属于加成反应的是_；属于消去反应的 是_。（2）如果使原料OHHC52，用O18标记，则生成物乙酸乙酯中是否有O18？如果使原料COOHCH3的羰基O | C或羟基中的氧原子用O18标记，则生成物 H2O 中氧原子是否有O18？试简述你判断的理由。 答：_。 （3）在画有圈号的 3 个碳原子中，哪一个（或哪些）碳原子的立体构型更接近甲烷分 子中的碳原子？试述其理由。答：_。 （4）请模仿上题，写出下列 3 个反应的产物（不必写中间体） ，反应是不可逆的。6解析：解析：（1）根据取代反应的概念可得 A、B 发生的是取代反应；再根据加成反应和消 去反应的原理可知：C、F 属于加成反应，D、E 属于消去反应。 （2）因为反应中间体在消去一分子 H2O 时，有两种可能，而乙氧基（62HOC）是保留的。故都有O18标志。 （3）CH4中的 C 是四面体构型，即 C 原子上连有四个原子（原子团） ，则只有中间体连 有 4 个原子团。 （4）它们所发生的反应均为取代反应，分别为 RCO取代醇、苯胺和羧酸中COOH 上的氢，产物分别为： HClHCOOCCH523；答案：答案：（1）A、B；C、F；D、E（2）都有O18标记。因为反应中间体在消去一分子OH2时，有两种可能，而乙氧基（52HOC）是保留的。（3）（或答中间体） ，因为这个碳原子上有 4 个原子团。 （4）HClHCOOCCH523；例 6、根据图示回答下列问题：（1）写出 A、E、G 的结构简式： A_，E_，G_。 （2）反应的化学方程式（包括反应条件）是_，反应 化学方程式（包括反应条件）是_； （3）写出、的反应类型：_、_。 解析：解析：根据 A、D、F 之间的关系，可知：A 与2Cl发生加成反应，生成 1，2二氯乙烷（C） ，C 在 NaOH 的醇溶液作用下发生消去反应生成氯乙烯，氯乙烯发生加聚反应生成高 分子化合物 E；C 在 NaOH 的水溶液作用下发生的水解（取代）反应生成二元醇（乙二醇） 。7再根据高分子化合物，可知是由乙二醇与己二酸COOH)CH(HOOC42发生缩聚反应得到的。故本题的答案为： （1）n222CHClCHCHCH，COOH)CH(HOOC42 （2）OHNaClCHClCHNaOHClCHClCH22OHHC 2242 NaCl2OHCHHOCH)aq(NaOH2ClCHClCH2222。（3）加成反应；缩聚反应。