●鹵代烴●醇酚●醛酮●羧酸羧酸衍生物●有機(jī)合成

烴分子中的氫原子被不同官能團(tuán)所取代后，就能生成一系列新的不同類(lèi)別的有機(jī)化合物，如鹵代烴、醇、酚、醛、羧酸和酯等。這些有機(jī)化合物，從結(jié)構(gòu)的角度都可以看作是由烴衍生而來(lái)的，所以被稱(chēng)為烴的衍生物。烴的行生物具有與烴不同的性質(zhì)，這些性質(zhì)主要由其分子中的官能團(tuán)決定?；诠倌軋F(tuán)和化學(xué)鍵的特點(diǎn)及有機(jī)反應(yīng)規(guī)律，可以推測(cè)有機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)，并利用其性質(zhì)實(shí)現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化，進(jìn)行有機(jī)合成。有機(jī)合成在創(chuàng)造新物質(zhì)、提高人類(lèi)生活質(zhì)量和促進(jìn)社會(huì)發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用。第*

頁(yè)蟻酸(甲酸)HCOOH檸檬酸HO—C—COOHCH2—COOHCH2—COOH草酸（乙二酸）COOHCOOH安息香酸（苯甲酸）COOH自然界中的有羧酸

羧酸是由烴基（或氫原子）與羧基（

）相連而構(gòu)成的化合物。羧酸衍生物是羧酸分子中羧基上的羥基被其他原子或原子團(tuán)取代后的生成物，如乙酸分子中羧基上的羥基被乙氧基（―OCH2CH3）取代后生成的乙酸乙酯，被氨基（―NH2）取代后生成的乙酰胺。第四節(jié)羧酸

羧酸衍生物（第1課時(shí)羧酸）第三章烴的衍生物1．認(rèn)識(shí)羧酸的官能團(tuán)與組成，能對(duì)簡(jiǎn)單羧酸進(jìn)行分類(lèi)。2．能依據(jù)羧酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)預(yù)測(cè)羧酸的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。3．通過(guò)探究羧酸的酸性，熟悉控制變量法的應(yīng)用，體驗(yàn)科學(xué)探究的一般過(guò)程。4．能結(jié)合生產(chǎn)、生活實(shí)際了解羧酸對(duì)環(huán)境和健康可能產(chǎn)生的影響，關(guān)注羧酸的安全使用。一、羧酸1．組成與結(jié)構(gòu)（1）定義：（2）官能團(tuán)：（3）飽和一元羧酸通式：羧基（

或者―COOH）分子中烴基（或氫原子）和羧基（―COOH）相連的有機(jī)化合物。CnH2n＋1COOH（n≥0）或CnH2nO2（n≥1）×2．羧酸的分類(lèi)羧酸分類(lèi)根據(jù)與羧基相連的烴基不同根據(jù)羧酸分子中的羧基數(shù)目芳香酸脂肪酸一元羧酸二元羧酸多元羧酸CH3-COOHC15H31-COOH軟脂酸C17H35-COOH硬脂酸C17H33-COOH油酸CH2＝CH-COOH丙烯酸H-COOH甲酸(蟻酸)COOH安息香酸檸檬酸CH2―COOHHO―C―COOHCH2―COOHCOOHCOOH草酸3．物理性質(zhì)（教材P74表3-4）

（1）狀態(tài)：非氣體

（2）熔沸點(diǎn)：隨碳原子數(shù)的增加，熔沸點(diǎn)逐漸升高。羧酸與相對(duì)分子質(zhì)量相當(dāng)?shù)钠渌袡C(jī)化合物相比，沸點(diǎn)較高，這與羧酸分子間可以形成氫鍵有關(guān)。

（3）溶解性：甲酸、乙酸等分子中碳原子數(shù)較少的羧酸能夠與水互溶。隨著分子中碳原子數(shù)的增加，一元羧酸在水中的溶解度迅速減小，甚至不溶于水。高級(jí)脂肪酸是不溶于水的蠟狀固體。4．化學(xué)性質(zhì)斷鍵方式:碳氧鍵易斷裂﹒取代反應(yīng)﹒酯化反應(yīng)δ+δ-氧氫鍵易斷裂﹒酸性O(shè)COHR

羧酸的化學(xué)性質(zhì)主要取決于羧基官能團(tuán)。由于受氧原子電負(fù)性較大等因素的影響，當(dāng)羧酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，羧基結(jié)構(gòu)中下面兩個(gè)部位的化學(xué)鍵容易斷裂：（1）酸性（以乙酸為例）

羧酸是一類(lèi)弱酸，具有酸類(lèi)的通性。

①使酸堿指示劑變色

能使紫色石蕊試液變紅

②與活潑金屬反應(yīng)

2CH3COOH＋Zn＝(CH3COO)2Zn＋H2↑

③與堿性氧化物反應(yīng)

2CH3COOH＋CuO＝(CH3COO)2Cu＋H2O

④與堿反應(yīng)

CH3COOH＋NaOH＝CH3COONa＋H2O

⑤與弱酸（其對(duì)應(yīng)酸的酸性弱于羧酸）鹽反應(yīng)

2CH3COOH＋CaCO3＝(CH3COO)2Ca＋H2O＋CO2↑4．化學(xué)性質(zhì)

【問(wèn)題】羧酸的化學(xué)性質(zhì)與乙酸的相似，如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明其他羧酸也具有酸性？如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較乙酸、碳酸和苯酚的酸性強(qiáng)弱？

【設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)】

（1）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明羧酸具有酸性（甲酸溶液、

苯甲酸溶液、乙二酸溶液）探究羧酸的酸性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論

【設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)】

（2）利用下圖所示儀器和藥品，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的一次性完成的實(shí)驗(yàn)裝置，比較乙酸、碳酸和苯酚的酸性強(qiáng)弱。2CH3COOH＋Na2CO3→2CH3COONa＋CO2↑＋H2O強(qiáng)酸制弱酸：ONa＋CO2＋H2O―→

＋NaHCO3OH【設(shè)計(jì)思路】（酸性：HCl＞CH3COOH＞H2CO3＞C6H5OH＞HCO3－）【實(shí)驗(yàn)裝置】預(yù)期現(xiàn)象是什么呢？乙酸與碳酸鈉產(chǎn)生氣體，苯酚鈉溶液變渾濁苯酚鈉溶液變渾濁是否一定是與CO2的反應(yīng)導(dǎo)致的呢？不一定。乙酸易揮發(fā)，也會(huì)和苯酚鈉反應(yīng)。如何除去乙酸呢？在兩個(gè)裝置間添加盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶，除去CO2中的乙酸蒸氣，防止對(duì)碳酸酸性大于苯酚酸性的檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾。√

請(qǐng)觀看對(duì)比乙酸、碳酸和苯酚的酸性強(qiáng)弱實(shí)驗(yàn)視頻，并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】

乙酸和碳酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，苯酚鈉溶液由澄清變渾濁寫(xiě)出各裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式：2CH3COOH＋Na2CO3→2CH3COONa＋CO2↑＋H2OCH3COOH＋NaHCO3→CH3COONa＋CO2↑＋H2O

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】

酸性：乙酸＞碳酸＞苯酚ONa＋CO2＋H2O→

＋NaHCO3OH第*

頁(yè)代表物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式羥基氫的活潑性酸性與鈉反應(yīng)與NaOH的反應(yīng)與Na2CO3的反應(yīng)乙醇苯酚乙酸CH3CH2OHC6H5OHCH3COOH增強(qiáng)中性比碳酸弱比碳酸強(qiáng)能能能能能不能不能能能，不產(chǎn)生CO2【知識(shí)歸納】醇、酚、羧酸中羥基的比較NaHCO3呢？第*頁(yè)【小試牛刀】酸牛奶中含有乳酸，其結(jié)構(gòu)為，試寫(xiě)出：（1）乳酸跟足量金屬鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式：（2）乳酸跟少量碳酸鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式：OHCH3CHCOOHOHCH3CHCOOH＋2NaONaCH3CHCOONa＋H2↑OH2CH3CHCOOH＋Na2CO32CH3CHCOONa＋CO2↑＋H2OOH

【再來(lái)一刀】某有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

，取Na、NaOH、NaHCO3分別與等物質(zhì)的量的該物質(zhì)充分反應(yīng)(反應(yīng)時(shí)可加熱煮沸)，則消耗Na、NaOH、NaHCO3三種物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為（

）A．2∶2∶1 B．1∶1∶1 C．3∶2∶1 D．3∶3∶2C（2）酯化反應(yīng)（以乙酸為例）【思考與討論】乙酸與乙醇的酯化反應(yīng)，從形式上看是羧基與羥基之間脫去一個(gè)水分子。脫水時(shí)有哪些可能的方式，你能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案來(lái)證明是哪一種嗎？同位素示蹤法碳氧鍵易斷裂﹒取代反應(yīng)﹒酯化反應(yīng)δ+δ-OCOHR【文獻(xiàn)資料】乙酸的酯化反應(yīng)機(jī)理同位素標(biāo)記的CH3CO18OH

CH3-C-O-H＋H-18O-CH2-CH3濃硫酸=O

CH3-C-18O-CH2-CH3＋H2O=O【結(jié)論】酸脫-OH，醇脫-H同位素標(biāo)記的CH3CH218OH【文獻(xiàn)資料】乙酸的酯化反應(yīng)機(jī)理

酯化反應(yīng)（取代反應(yīng)）：乙酸分子中羧基的羥基與乙醇分子中羥基的氫原子結(jié)合成水，其余部分相互結(jié)合成酯?！舅伎寂c討論】在制取乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn)中，如果要提高乙酸乙酯的產(chǎn)率，你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)采取哪些措施？請(qǐng)結(jié)合化學(xué)反應(yīng)原理的有關(guān)知識(shí)進(jìn)行說(shuō)明。

影響產(chǎn)率的因素：濃度

溫度現(xiàn)象：飽和碳酸鈉溶液的液面上有透明的油狀液體，并可聞到香味。ΔH＜0二、認(rèn)識(shí)幾種常見(jiàn)的羧酸

1．甲酸-俗稱(chēng)蟻酸

物理性質(zhì)：無(wú)色有強(qiáng)烈刺激性的液體，可與水混溶，也能溶于

乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑，有毒性。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

用途：在工業(yè)上可用作還原劑，也是合成醫(yī)藥、農(nóng)藥和染料等的原料。具有醛和羧酸的性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)醛基羧基氧化反應(yīng)【如銀鏡反應(yīng)，與新制Cu(OH)2反應(yīng)】酸性，酯化反應(yīng)具有還原性2．苯甲酸—俗稱(chēng)安息香酸

苯甲酸是一種無(wú)色晶體，易升華，微溶于水，易溶于乙醇，酸性比乙酸強(qiáng)，比甲酸弱。苯甲酸可以用于合成香料、藥物等，其鈉鹽或鉀鹽是常用的食品防腐劑。3．乙二酸—俗稱(chēng)草酸

乙二酸是二元羧酸，無(wú)色透明晶體，可溶于水和乙醇。通常以結(jié)晶水合物（COOH）2?2H2O形式存在，加熱至100℃時(shí)失水成無(wú)水草酸。常用于化學(xué)分析的還原劑，是重要的化工原料。【化學(xué)性質(zhì)】草酸是最簡(jiǎn)單的飽和二元羧酸，是二元羧酸中酸性最強(qiáng)的，它具有一些特殊的化學(xué)性質(zhì)。能使酸性高錳酸鉀溶液褪色、可作漂白劑。（1）酸性

①使酸堿指示劑變色

②與活潑金屬反應(yīng)

③與堿性氧化物反應(yīng)

④與堿反應(yīng)

⑤與弱酸（其對(duì)應(yīng)酸的酸性弱于羧酸）鹽反應(yīng)（2）酯化反應(yīng)（取代反應(yīng)）羧酸的化學(xué)性質(zhì)碳氧鍵易斷裂﹒取代反應(yīng)﹒酯化反應(yīng)δ+δ-δ+δ-氧氫鍵易斷裂﹒酸性O(shè)COHR1．分枝酸可用于生化研究，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下圖。下列關(guān)于分枝酸的敘述正確的是

（

）

A．分子中含有3種官能團(tuán)

B．可分別與乙醇、乙酸反應(yīng)，且反應(yīng)類(lèi)型相同

C．1mol該物質(zhì)最多與3molNaOH發(fā)生中和反應(yīng)

D．和等物質(zhì)的量Br2發(fā)生加成反應(yīng)的產(chǎn)物只有1種B2．去羥加利果酸具有抗炎作用，它對(duì)LPS誘導(dǎo)的內(nèi)毒性休克具有保護(hù)作用，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示。下列有關(guān)該物質(zhì)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（

）A．該物質(zhì)有三種官能團(tuán)，分子中含有12個(gè)手性碳原子B．1mol該物質(zhì)可消耗1molNaHCO3C．該物質(zhì)能發(fā)生氧化、取代、加成、加聚反應(yīng)D．可用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)該物質(zhì)中的碳碳雙鍵D3．一定量某有機(jī)物溶解于適量的NaOH溶液中，滴入酚酞，溶液呈紅色，煮沸5min后，溶液顏色變淺，再加入鹽酸顯酸性，沉淀出白色晶體。取少量晶體放到FeCl3溶液中，溶液呈紫色，則該有機(jī)物可能是（

）A．

B．

C．

D．D4．宇航員王亞平曾在天宮課堂直播泡騰片水球?qū)嶒?yàn)。泡騰片中含有檸檬酸(結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖)下列有關(guān)檸檬酸的說(shuō)法不正確的是（

）A．檸檬酸的分子式為C6H8O7