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第三节 羧酸 酯
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一、选择题
1.酯类物质广泛存在于香蕉、梨等水果中。某实验小组先从梨中分离出一种酯,然后将分离出的酯水解,得到了乙酸和另一种化学式为C6H13OH的物质。对于此过程,以下分析中不正确的是( )
A.C6H13OH分子含有羟基
B.C6H13OH可与金属钠发生反应
C.实验小组分离出的酯可表示为CH3COOC6H13
D.不需要催化剂,这种酯在水中加热即可大量水解
解析:选D 酯水解生成酸和醇,醇分子中存在羟基,可以与金属钠反应,A、B选项正确;由乙酸和醇的结构可知该酯可表示为CH3COOC6H13,C选项正确;酯水解需要酸性或者碱性条件,D选项错误。
2.分子式为C5H10O2的羧酸A可由醇B氧化得到,A和B可生成酯C(相对分子质量为172),符合此条件的酯有( )
A.1种 B.2种
C.3种 D.4种
解析:选D 羧酸A可由醇B氧化得到,则醇B的结构简式为R—CH2OH。因酯C的相对分子质量为172,故分子式为C10H20O2,即醇为C4H9—CH2OH,而—C4H9有4种结构,故酯C有4种同分异构体。
3.有机物A与B是分子式为C5H10O2的同分异构体,在酸性条件下均可水解,水解情况如图所示,下列有关说法中正确的是( )
A.X、Y互为同系物
B.C分子中的碳原子最多有3个
C.X、Y的化学性质不可能相似
D.X、Y一定互为同分异构体
解析:选D 因A、B互为同分异构体,二者水解后得到同一种产物C,由转化关系图知X、Y分子式相同且为官能团相同的同分异构体,A、C不正确,D正确;C可以是甲酸、乙酸,也可以是甲醇,故C分子中碳原子最多有2个,B不正确。
4.苹果酸的结构简式为,下列说法正确的是( )
A.苹果酸中能发生酯化反应的官能团有2种
B.1 mol苹果酸可与3 mol NaOH发生中和反应
C.1 mol苹果酸与足量金属Na反应生成1 mol H2
D.与苹果酸互为同分异构体
解析:选A 由苹果酸的结构简式可知,含有羟基和羧基2种官能团,两者都能发生酯化反应,选项A正确;苹果酸中只有羧基能和NaOH反应,故1 mol苹果酸只能与2 mol NaOH发生中和反应,选项B错误;羧基和羟基都能与Na反应放出H2,故1 mol苹果酸能与3 mol Na反应生成1.5 mol H2,选项C错误;此结构简式与题干中的结构简式表示的是同一种物质,选项D错误。
5.已知某有机物X的结构简式为,下列有关叙述不正确的是( )
A.1 mol X分别与足量的Na、NaOH溶液、NaHCO3溶液反应,消耗这三种物质的物质的量分别为3 mol、4 mol、1 mol
B.X在一定条件下能与FeCl3溶液发生显色反应
C.X在一定条件下能发生消去反应和酯化反应
D.X的化学式为C10H10O6
解析:选C 苯环上的氢原子不能消去,故不能发生消去反应,与Na反应的有—OH和—COOH,与NaHCO3反应的只有—COOH,与NaOH反应的有酚羟基、羧基和酯基,特别注意酚酯基水解生成酚羟基。
6.某有机物的结构简式是,关于它的性质描述正确的是( )
①能发生加成反应;②能溶于NaOH溶液中,且1 mol该有机物消耗3 mol NaOH;③酸性条件下能水解生成两种酸;④不能使溴水褪色;⑤能发生酯化反应;⑥有酸性。
A.①②③ B.②③⑤
C.仅⑥ D.①②③④⑤⑥
解析:选D 所给结构中含有苯环,可发生加成反应;含有—COOH,有酸性,可与NaOH溶液反应;含有酯基,酸性条件下可发生水解反应,生成CH3COOH和两种酸,1 mol该有机物可消耗3 mol NaOH;不含及—C≡C—等,不与溴水反应。
7.化合物X是一种医药中间体,其结构简式如图所示。下列有关化合物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
D.1 mol化合物X最多能与2 mol NaOH反应
解析:选C 由于单键可以旋转,两个苯环不一定处于同一平面,A错误;X结构中含有—COOH,能与饱和Na2CO3溶液反应,B错误;X结构中只有酯基能水解,水解产物只有一种,C正确;X结构中的—COOH和酯基能与NaOH反应,1 mol X最多能与3 mol NaOH反应(注意X结构中的酯基水解后形成酚羟基),D错误。
8.乙酸橙花酯是一种食用香料,其结构如图所示。下列有关该物质的说法中正确的是( )
A.该有机物的分子式为C11H18O2
B.1 mol该有机物最多可与3 mol H2反应
C.能发生加成、取代、氧化、加聚反应
D.在碱性条件下水解,1 mol该有机物最多消耗 2 mol NaOH
解析:选C 该有机物中有12个碳原子,A项错误;该有机物中只有碳碳双键能与H2发生加成反应,可与2 mol H2反应,B项错误;该有机物中能消耗NaOH的只有酯基,消耗1 mol NaOH,D项错误。
9.已知酸性:>H2CO3>>HCO,现要将转变为,可行的方法是( )
①与足量的NaOH溶液共热,再通入足量的CO2气体
②与稀H2SO4共热后,再加入足量的NaOH溶液
③加热该物质的溶液,再通入足量的SO2气体
④与稀H2SO4共热后,再加入足量的NaHCO3溶液
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
解析:选D ①
;
②
;
③;
④
。
10.某混合物中可能含有甲醇、甲酸、乙醇、甲酸乙酯中的一种或几种,鉴定时有下列现象:①能发生银镜反应;②加入新制Cu(OH)2,沉淀不溶解;③与含有酚酞的NaOH溶液共热,溶液红色逐渐变浅。下列叙述中正确的是( )
A.一定含有甲酸乙酯和甲酸
B.一定含有甲酸乙酯和乙醇
C.一定含有甲酸乙酯,可能含有甲醇和乙醇
D.几种物质都含有
解析:选C 现象①说明混合物中可能含有甲酸、甲酸乙酯;现象②说明混合物中无甲酸;现象③说明混合物中含有酯,即甲酸乙酯,故该混合物中一定含有甲酸乙酯,一定不含甲酸,可能含有甲醇和乙醇。
二、非选择题
11.A、B、C、D、E均为有机化合物,它们之间的关系如图所示(提示:RCH===CHR′在高锰酸钾酸性溶液中反应生成RCOOH和R′COOH,其中R和R′为烷基)。
回答下列问题:
(1)直链化合物A的相对分子质量小于90,A分子中碳、氢元素的总质量分数为0.814,其余为氧元素质量分数,则A的分子式为________。
(2)已知B与NaHCO3溶液完全反应,其物质的量之比为1∶2,则在浓硫酸的催化下,B与足量的C2H5OH发生反应的化学方程式是_____________________________________,反应类型为____________。
(3)A可以与金属钠作用放出氢气,能使溴的四氯化碳溶液褪色,则A的结构简式是____________________________。
(4)D的同分异构体中,能与NaHCO3溶液反应放出CO2的有________种,其相应的结构简式是______________。
解析:(1)A分子中碳、氢元素的总质量分数为0.814,则氧元素占的质量分数为1-0.814=0.186,若A分子中含有一个氧原子,则M(A)==86,若A分子中含有2个氧原子,则M(A)==172,化合物A的相对分子质量小于90,所以A分子中含有一个氧原子,相对分子质量为86。则M(C、H)=86-16=70,A的分子式为C5H10O。
(2)C与乙醇酯化后的D的分子式为C4H8O2,由酯化反应特点可知,C的分子式是C4H8O2+H2O-C2H6O=C2H4O2,是乙酸。所以B分子中的碳原子数为3,结合题中B与NaHCO3溶液完全反应,其物质的量之比为1∶2,可知B为二元酸,只能是HOOC—CH2—COOH,在浓硫酸的催化下,B与足量的C2H5OH发生反应的化学方程式是HOOC—CH2—COOH+2C2H5OHC2H5OOC—CH2—COOC2H5+2H2O,反应类型为酯化反应(或取代反应)。
(3)A的分子式为C5H10O,与相应的饱和一元醇仅相差2个氢原子,结合题中A既可以与金属钠作用放出氢气又能使溴的四氯化碳溶液褪色,可知A为含有双键的一元醇,结合B、C的结构式推知,A的结构简式为HO—CH2—CH2—CH===CH—CH3。
(4)D的分子式为C4H8O2,符合酯和一元羧酸的通式,其中能与NaHCO3溶液反应放出CO2的是CH3CH2CH2COOH、CH3CH(CH3)COOH。
答案:(1)C5H10O
(2)HOOC—CH2—COOH+2C2H5OH
C2H5OOC—CH2—COOC2H5+2H2O 酯化反应(或取代反应)
(3)—CH2—CH2—CH===CH—CH3
(4)2 CH3CH2CH2COOH、CH3CH(CH3)COOH
12.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。
完成下列填空:
(1)实验时,通常加入过量的乙醇,原因是_____________
______________________________________________。
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)饱和Na2CO3溶液的作用是________、__________、________________。
(3)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。
(4)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碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后,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)增大反应物浓度,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率(合理即可) 浓H2SO4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H2SO4具有强氧化性和脱水性,会使有机物碳化,降低酯的产率
(2)中和乙酸 溶解乙醇 减少乙酸乙酯在水中的溶解
(3)振荡 静置
(4)原料损失较大 易发生副反应 乙醚 蒸馏
13.(2019·北京卷)抗癌药托瑞米芬的前体K的合成路线如下:
已知:
ⅱ.有机物结构可用键线式表示,如(CH3)2NCH2CH3的键线式为
(1)有机物A能与Na2CO3溶液反应产生CO2,其钠盐可用于食品防腐。有机物B能与Na2CO3溶液反应,但不产生CO2;B加氢可得环己醇。A和B反应生成C的化学方程式是_____________________________________________,反应类型是____________。
(2)D中含有的官能团:__________________。
(3)E结构简式为__________________。
(4)F是一种天然香料,经碱性水解、酸化,得G和J。J经还原可转化为G。J的结构简式为_______________________。
(5)M是J的同分异构体,符合下列条件的M的结构简式是__________。
①包含2个六元环
②M可水解,与NaOH溶液共热时,1 mol M最多消耗2 mol NaOH
(6)推测E和G反应得到K的过程中,反应物LiAlH4和H2O的作用是__________________。
(7)由K合成托瑞米芬的过程:
托瑞米芬具有反式结构,其结构简式是______________。
解析:(1)根据以上分析,A为苯甲酸,B为苯酚,苯甲酸和苯酚在浓硫酸、H3BO3,加热条件下发生取代反应生成C为,化学方程式为++H2O。
(2)D为,D中含有的官能团为羰基、羟基。
(3)D为,其与在K2CO3条件下反应生成E,根据信息ⅰ可知,E的结构简式为。
(4)F经碱性水解,酸化得G和J,J经还原可转化为G,则G和J具有相同的碳原子数和碳骨架,则G为;J为。
(5)J为,分子式为C9H8O2,不饱和度为6,其同分异构体符合条件的M,①包含两个六元环,则除苯环外还有一个六元环,②M可水解,与氢氧化钠溶液共热时,1 mol M最多消耗2 mol NaOH,说明含有酚酯基,则M的结构简式为。
(6)由合成路线可知,E和G先在LiAlH4作用下还原,再水解最后得到K。
(7)由合成路线可知,托瑞米芬分子中含有碳碳双键,两个苯环在双键两侧为反式结构,则其结构简式为:。
答案:(1) ++H2O 取代反应
(2)羰基、羟基 (3)
(4) (5)
(6)还原(或加成) (7)
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