羧酸的“真面目”的点击

刘传水

羧酸是联系醇与酯的纽带。羧酸不仅在日常生活与工农业生产中有着广泛的应用，而且也是各级各类考试常涉及的考点。

一、一元脂肪酸的命名

掌握一元脂肪酸的系统命名法，是学习羧酸知识的基础。对于一元脂肪酸的系统命名法，关键要把握3点：一是要选择分子中含有羧基的最长碳链作为主链：二是从羧基作为起点给主链碳原子进行编号;三是对于不饱和一元脂肪酸，要选择分子中含有羧基同时包含碳碳不饱和键的最长碳链作为主链，并在主链名称“某烯酸或某炔酸”前标出碳碳不饱和键的位次。

例1按照系统命名法，下列一元脂肪酸的命名正确的是（   ）

解与析 根据系统命名法可知.A选项的羧酸应命名为4，5 -二甲基己酸（A选项的命名错在未从羧基开始给主链碳原子编号），B选项的羧酸应命名为2，5-二甲基庚酸（B选项的命名错在未选择含有羧基的最长碳链作为主链），C选项的羧酸应命名为2，6 -二甲基-5 -辛烯酸（C选项的命名错在未选择含有羧基的最长碳链作为主链，且未标出碳碳双键的位次），D选项的羧酸命名正确。即答案应为D。

二、羧酸的同分异构体

有机物的同分异构现象非常普遍。羧酸的同分异构体包括碳链异构和官能团异构。对于羧酸的同分异构体，关键要掌握3点：一是要掌握饱和一元脂肪酸同分异构体结构简式的书写方法：二是要明确含相同碳原子数的饱和一元脂肪酸与饱和一元酯、羟基醛、羟基酮等等互为同分异构体;三是要掌握用烃基组合法判断一元脂肪羧酸同分异构体的数目（一元脂肪羧酸同分异构体数目由羧酸分子中烃基的异构体数目决定）。

例2下列关于有机物同分异构体数目（不考虑立体异构）的判断不正确的是（    ）。

A.分子式为C4H8O2的有机物有6种

B.分子式为C4H8O2的酯有4种

C.分子式为C5H10O2的羧酸有4种

D.分子式为C6H12O2的羧酸有8种

解与析 分子式为C4H8O2的有机物，属于羧酸的有CH3CH2CH2COOH和（CH2）2CHCOOH2种，属于酯的有HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH（ CH3）2、CH3COOCH2CH3、CH3CH2CH2COOCH34种，另外，属于羟基醛的有5种，属于羟基酮的有3种，此外还有烷氧基酮等，A选项不正确.B选项正确;分子式为C5H10O2的羧酸，將C5H10O2改写为C4Hg-COOH，因-C4H9有4种，则分子式为C5H10O2的羧酸有4种，C选项正确;分子式为C6H12O2的羧酸，将C6H12O2改写为C5H11一COOH，因C5H11一有8种，则分子式为C6H12O2的羧酸有8种，D选项正确。即答案应为A。

三、羧酸的物理性质

对于羧酸的物理性质，要重点掌握羧酸的状态、溶解性、沸点的知识规律。1.状态：含有4-9个碳原子数的饱和一元脂肪酸和不饱和高级脂肪酸（如油酸C17H33 COOH）常温下呈液态，含有10个及其以上碳原子数的饱和一元脂肪酸常温下呈固态。2.溶解性：含碳原子数较少的一元脂肪酸一般易溶于水，含碳原子数较多的脂肪酸（叫做高级脂肪酸）一般难溶于水。3.沸点：羧酸的沸点比相对分子质量相同的醇高，这是因为羧酸分子间形成氢键的机会比相对分子质量相同的醇多。

四、羧酸的化学性质

羧酸的官能团为羧基。羧酸一般具有酸的通性，羧酸属于弱酸：羧酸能够与醇发生酯化反应;不饱和羧酸还具有烯烃的性质。要掌握羧酸的化学性质及其应用。

例3下列关于羧酸化学性质的叙述不正确的是（   ）。

A.丙酸能够与碳酸钙反应产生二氧化碳气体

B.丙酸能够与金属铁发生置换反应生成氢气

C.丙酸能使紫色石蕊溶液变红色，是由于丙酸分子中的乙基能够电离出H+

D.在一定条件下，羧酸能够与醇发生取代反应

解与析丙酸属于羧酸，具有酸的通性。丙酸的酸性比碳酸强，则丙酸能够与碳酸钙反应产生二氧化碳气体，A选项正确;在金属活动性顺序表中铁位于氢的前面，则丙酸能够与金属铁发生置换反应生成氢气，B选项正确：丙酸能使紫色石蕊溶液变红色，是由于丙酸分子中的羧基能够电离出H+，C选项不正确：在浓硫酸存在和加热条件下，羧酸能够与醇发生酯化反应，而酯化反应属于取代反应，D选项正确。即答案应为C。

五、酯化反应的原理

羧酸与醇发生酯化反应时，其脱水方式为“酸脱羟基醇脱氢”，并且每形成一个酯基必生成一分子水。深刻理解和掌握这一原理是应用的关键。

例4在一定条件下，足量的CH2COOH与含18O的乙二醇（H18OCH2CH2180H）发生酯化反应，则所生成的二乙酸乙二酯的结构简式为______，其相对分子质量为_______。

解与析 因羧酸与醇发生酯化反应的脱水方式为“酸脱羟基醇脱氢”，其余部分结合成酯，则CH3COOH与H18 OCH，CH，18 OH发生酯化反应所生成的二乙酸乙二酯的结构简式为CH3 CO18OCH，CH2 18OOCCH2，其相对分子质量为150。所以答案为：CH3CO 18 OCH2CH218 OOCCH2;150.

六、援酸的推断

羧酸的推断实质是羧酸结构特点与性质的综合应用。掌握羧酸的结构特点与性质是解题的关键。

例5某有机物X在氧气中充分燃烧只生成CO：和H2O，实验测定X中碳元素的质量分数为40%.氢元素的质量分数为6.7%：已知X蒸气的密度是相同条件下氢气密度的45倍。请回答下列问题：

（1）X的分子式为____。

（2）X能与Na2CO3反应产生CO2，且在浓硫酸存在和加热条件下，2分子X能够生成1分子六元环状化合物Y和1分子水，则X的结构简式为______ ;足量X与Na2CO2反应的化学方程式为____;y的结构简式为 。

解与析 （l）由题意可知，有机物X的相对分子质量为45 x2 =90。则X分子中含碳原子数为（ 90×40%÷12）=3，含氢原子数为（90×6. 7%÷1）=6，含氧原子数为[90×（100% -40% -6.7%）÷16]=3，则X的分子式为C3H6o3。

（2）因X能与Na2CO3反应产生CO2，且在浓硫酸存在和加热条件下，2分子X能够生成1分子六元环状化合物y和2分子水，则X为羟基羧酸，且羟基所在碳原子与羧基相邻，因此X的结构简式为CH3CHOHCOOH;从而可知足量X与Na2CO3反应的化学方程式为