2020届浙江学考一轮复习考点精讲通用版考点56羧酸学案

2020届浙江学考一轮复习考点精讲通用版考点56羧酸学案

考点56　羧酸 知识条目 必考要求 加试要求 ‎1.乙酸的分子组成、主要性质(酸的通性、酯化反应)‎ b b ‎2.羧酸的组成、结构和性质特点 b ‎3.重要有机物之间的相互转化 c 一、羧酸的分类、通式和通性 ‎1．分类 ‎2．通式 一元羧酸的通式为R—COOH，饱和一元脂肪羧酸的通式为CnH2nO2(或CnH2n＋1COOH)，饱和二元脂肪羧酸的通式为CnH2n－2O4。‎ ‎3．通性 羧酸的化学性质与乙酸相似，主要取决于羧基官能团。‎ ‎(1)酸性：当羟基中的O—H键断裂，具有酸性，能与Na、NaOH、Na2CO3、NaHCO3溶液反应。几种常见羧酸的酸性强弱关系为：乙二酸＞甲酸＞苯甲酸＞乙酸＞碳酸。‎ ‎(2)羧基中的C—O键断裂，—OH被其他基团取代，能发生酯化反应：‎ RCOOH＋R′OHRCOOR′＋H2O。‎ 二、羧酸的代表物——乙酸 ‎1．俗名：醋酸，分子式：C2H4O2，结构简式：CH3COOH，官能团：羧基(—COOH)。‎ ‎2．物理性质 气味：强烈刺激性气味，状态：液体，溶解性：易溶于水和乙醇。‎ ‎3．化学性质 ‎(1)酸的通性：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 CH3COOHCH3COO－＋H＋。‎ ‎(2)酯化反应：CH3COOH和CH3CHOH发生酯化反应的化学方程式为 CH3COOH＋C2HOHCH3CO18OC2H5＋H2O。‎ 三、其他常见羧酸的结构和性质 ‎1．甲酸(俗名蚁酸)‎ 甲酸分子的结构简式为。因此，甲酸既具有酸的一般性质，又具有醛的性质。甲酸易被氧化成H2CO3。在碱性条件下，甲酸可发生银镜反应，可跟新制Cu(OH)2悬浊液作用析出Cu2O砖红色沉淀，可使酸性KMnO4溶液和溴水褪色(氧化反应)。‎ ‎2．常见的高级脂肪酸 饱和 不饱和——油酸：C17H33COOH(液态)‎ ‎3．苯甲酸(又名安息香酸)‎ ‎4．乙二酸(又名草酸)：HOOC—COOH，由于直接相连的两个羧基的相互影响，使其酸性强于甲酸和其他二元酸，且具有较强还原性，可使酸性KMnO4溶液褪色；常用作漂白剂、除锈剂、除墨水痕迹等。‎ ‎6．乳酸：，分子中既存在羟基，又存在羧基，在一定条件下可以缩聚得到聚乳酸(PLA)。PLA可以被微生物降解为二氧化碳和水，是世界公认的环保材料。‎ ‎【例1】　已知甲酸的结构式为，下列有关甲酸的说法正确的是(　　)‎ A．不能与碳酸钠溶液反应 B．能与银氨溶液及单质镁反应 C．不能使酸性KMnO4溶液褪色 D．其中碳元素显＋4价 ‎【解析】　由羧酸的性质及甲酸的分子结构可知，甲酸能与Na2CO3溶液及单质镁反应；由甲酸分子中含有醛基可知，它能与银氨溶液、KMnO4溶液反应；在有机物中，一般令H为＋1价，氧为－2价，从而计算碳的平均化合价，可知甲酸中碳显＋2价。‎ ‎【答案】　B ‎【提炼】　本题主要考查甲酸的结构与性质。甲酸中含有醛基和羧基两种官能团，既具有羧基的性质，也具有醛基的性质。‎ ‎【例2】　有机物A的结构简式为，下列有关A的性质的叙述中错误的是(　　)‎ A．A与金属Na完全反应时，两者物质的量之比是1∶3‎ B．A与NaOH完全反应时，两者物质的量之比是1∶3‎ C．A能与Na2CO3溶液反应 D．A既能与羧酸反应，又能与醇反应 ‎【解析】　A项，醇羟基、酚羟基、羧基均能与金属Na反应，故1 mol A能与3 mol Na反应，正确；B项，能与NaOH反应的是酚羟基和羧基，故1 mol A只与2 mol NaOH反应，错误；C项，羧基和酚羟基均能与Na2CO3反应，正确；D项，由于A中含有醇羟基，可与羧酸反应，又由于A中含有羧基，故A还可与醇反应，正确。‎ ‎【答案】　B ‎【提炼】　醇羟基、酚羟基和羧基的比较 物质 乙醇 苯酚 乙酸 结构简式 CH3CH2OH CH3COOH 酸性 中性 很弱，比H2CO3弱 强于H2CO3‎ 与Na反应 能 能 能 与NaOH反应 不能 能 能 与Na2CO3反应 不能 能 能 与NaHCO3反应 不能 不能 能 因此，(1)乙醇、苯酚、乙酸分子中羟基氢原子活泼性依次增强；(2)酸性：羧酸＞碳酸＞苯酚＞醇；(3)与NaHCO3反应产生CO2是羧基存在的标志。‎ ‎【例3】　已知烃A在标准状况下的密度为1.16 g·L－1，B能发生银镜反应。以A和CO为原料制取有机物E的流程如下：‎ 请回答：‎ ‎(1)反应①的反应类型是________。‎ ‎(2)关于物质D(CH2===CHCOOH)化学性质的说法正确的是________(填字母)。‎ A．物质D含有一种官能团 B．物质D与Na2CO3溶液反应能产生气泡 C．物质D不能使酸性KMnO4溶液褪色 D．常温常压时，物质D呈气态 ‎(3)②的反应机理与制取乙酸乙酯相似，写出其化学方程式：________________________________________________________________________。‎ ‎【解析】　已知烃A在标准状况下的密度为1.16 g·L－1，可知其摩尔质量为22.4 L·mol－1×1.16 g·L－1≈26 g·mol－1，则此烃为C2H2，乙炔与水加成生成的B能发生银镜反应，则B为乙醛。(1)乙醛与氢气发生加成反应(或还原反应)生成的C为乙醇，乙醇与丙烯酸发生酯化反应生成丙烯酸乙酯。(2)A项，D中官能团为碳碳双键和羧基；C项，碳碳双键能被酸性高锰酸钾溶液氧化；D项，常温常压下，乙酸液态，可以推理物质D应为液态。(3)D断裂羧基上的羟基，C断裂羟基上的氢，生成CH2===CHCOOC2H5和H2O。‎ ‎【答案】　(1)加成反应(或还原反应)　(2)B ‎(3)CH2===CHCOOH＋C2H5OHCH2===CHCOOC2H5＋H2O ‎【提炼】　考生需要掌握重要有机物之间的转化关系，即常见官能团(此题考查碳碳双键和羧基)的重要性质。‎ 官能团 结构 性质 碳碳双键 易加成、易氧化、易聚合 羧基 酸性(如乙酸的酸性强于碳酸，乙酸与NaOH溶液反应)、易取代(如乙酸与乙醇在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应)‎ ‎【例4】　芳香烃X是一种重要的有机化工原料，其摩尔质量为92 g·mol－1，某课题小组以它为原料设计出如下转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。已知A是一氯代物，H是一种功能高分子，链节组成为C7H5NO。‎ 已知：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)对于阿司匹林，下列说法正确的是________(填字母)。‎ A．是乙酸的同系物 B．能发生酯化反应 C．1 mol阿司匹林最多能消耗2 mol NaOH D．不能发生加成反应 ‎(2)H的结构简式是________，F→G的反应类型是________。‎ ‎(3)写出C→D的化学方程式：____________________________________。‎ ‎(4)写出符合下列条件的的同分异构体的结构简式：____________________________________‎ ‎_____________________________________________。(写出2种)‎ ‎①属于芳香族化合物，且能发生银镜反应；②核磁共振氢谱图中峰面积之比为1∶2∶2∶1；③分子中有2个羟基。‎ ‎(5)以A为原料可合成，请设计合成路线，要求不超过4步(无机试剂任选)。注：合成路线的书写格式参照如下示例流程图：CH3CHOCH3COOHCH3COOCH2CH3。‎ ‎【解析】　相对分子质量为92的某芳香烃X，令分子组成为CxHy，则＝7……8，由烷烃中C原子与H原子关系可知，该烃中C原子数目不能小于7，故该芳香烃X的分子式为C7H8，结构简式为，X与氯气发生取代反应生成A，A转化生成B，B催化氧化生成C，C能与银氨溶液反应生成D，故B含有醇羟基、C含有醛基，故A为D酸化生成E，故D为COONH4，E为在浓硫酸、加热条件下与浓硝酸发生取代反应生成F，结合G反应后的产物可知F为，F转化生成G，由于苯胺容易被氧化，由已知Ⅰ、Ⅱ可知，G为发生缩聚反应生成的高聚物 ‎(1)阿司匹林含有苯环、酯基，与乙酸不是同系物，A错误；阿司匹林含有羧基，能发生酯化反应，B正确；含有羧基与酯基，且酯基水解得到羧基、酚羟基，1 mol阿司匹林最多能消耗3 mol NaOH，C错误；含有苯环，能与氢气发生加成反应，D错误。(2)由上述分析可知，H的结构简式是，F→G是 在酸性高锰酸钾条件下发生氧化反应生成。(3)C为，C到D为醛基发生银镜反应。(4) 的同分异构体符合条件：由①可知，该同分异构体含有苯环与醛基；由②、③可知分子中有2个羟基对称连接在苯环上。符合条件的同分异构体为：‎ ‎ (5)此题可采用逆推法，目标产物可由合成，此物质可由与卤素加成制得，由可以采用先加氢还原后消去的方法。‎ ‎【答案】　(1)B　(2)CONH　氧化反应 ‎(3)CHO＋2Ag(NH3)2OHCOONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O ‎(4)HOCHOOH、HOCHOOH ‎(5)CH2ClCH2ClCH2CH2ClClCH2OHOH