【重点难点解析】

一、“酯”和“脂”

1.酯是由醇与酸(包括有机羧酸和无机含氧酸)相互作用失去水分子而成的一类有机化合物的总称。从结构上看，酯是一类含有酯基 的化合物。

2.脂是动物体内和植物体内的油质。动物体内的油质在常温下呈固态或半固态，一般称为脂肪；植物种子内的油质在常温下呈液态称为油。油和脂肪统称油脂。油脂属于酯类，它是高级脂肪酸和甘油所生成的酯。

3.肥皂

(1)肥皂的制取

(2)肥皂的去污原理

在洗涤过程中，污垢中的油脂跟洗涤剂接触后，洗涤剂中的亲油基团烃基(R—)就插入油滴内，而亲水基团(—COO^-)伸向水里。这样油滴就被洗涤剂分子包围起来，将油脂分子往外拉，再经摩擦、振动，油脂分子就被洗涤剂分子从污物上拉下来了。

二、合成洗涤剂

1.合成洗涤剂是根据肥皂去污原理合成的，分子中具有憎水基和亲水基。分固态的洗衣粉和液态洗涤剂两大类，其主成分是烷基苯磺酸钠和烷基磺酸钠，其结构可表示为：

2.合成洗涤剂与肥皂的比较

3.含合成洗涤剂的废水排入江河造成水体污染，特别是含磷元素的合成洗涤剂造成水体富营养化，促使水生藻类增殖，使水质变坏，因此人们正逐渐禁止使用含磷洗涤剂并积极研制无磷新型洗涤剂，以减轻对环境的污染。

【命题趋势分析】

1.油脂的组成和结构方面题目。

2.油脂的水解、氢化等加工及有关计算。 

【基础知识精讲】 

1.油脂的组成和结构

油脂是由多种高级脂肪酸如硬脂酸、软脂酸或油酸等跟甘油生成的甘油酯。在通常的温度下，油脂有呈固态的，也有呈液态的。一般说来，呈固态的叫做脂肪，呈液态的叫做油。植物油脂通常呈液态，叫做油。动物油脂通常呈固态，叫做脂肪。脂肪和油统称油脂。它们在化学成分上都是高级脂肪酸跟甘油所生成的酯，所以油脂属于酯类。

其结构见下图所示结构式。

结构式里R₁、R₂、R₃代表饱和烃基或不饱和烃基。它们可以相同，也可以不相同。如果R₁、R₂、R₃相同，这样的油脂称为单甘油脂。如果R₁、R₂、R₃不相同，就称为混甘油酯。天然油脂大都为混甘油酯。由于油脂是多种高级脂肪酸的甘油酯的混合物，而高级脂肪酸中，既有饱和的，又有不饱和的。因此有些油脂兼有酯类和烯烃的一些化学性质。

形成油脂的脂肪酸的饱和程度，对油脂的熔点有着重要的影响。由饱和的硬脂酸或软脂酸生成的甘油酯熔点较高，呈固态。而由不饱和的油酸生成的甘油酯熔点较低，呈液态。由于各类油脂中所含的饱和烃基和不饱和烃基的相对量不同，因此，具有不同的熔点。

注意：①油脂不是高分子化合物；②天然油脂大都是混甘油脂。 

2.油脂的物理性质

油脂的密度比水小，在0.9～0.95g/cm³之间。油脂不溶于水，易溶于汽油、乙醚、苯等多种有机溶剂中。在工业上，根据这一性质，可用有机溶剂来提取植物种子里的油。

 3.油脂的化学性质

由于油脂是多种高级脂肪酸甘油脂的混合物，而在高级脂肪酸中，既有饱和的，又有不饱和的，因此有些油脂兼有酯类和烯烃的化学性质。

(1)油脂的氢化

液态油在有催化剂（如Ni）存在并加热、加压情况下，可以跟氢气起加成反应，提高油脂的饱和程度，生成固态的油脂。

这个反应叫做油脂的氢化，也叫油脂的硬化。这样制得的油脂叫人造脂肪，通常又叫硬化油。工业上常利用油脂的氢化反应把多种植物油转变成硬化油。硬化油性质稳定，不易变质、便于运输，可用作制造肥皂、脂肪酸、甘油、人造奶油等的原料。

(2)水解：可在酸性或碱性条件下水解。

酸性水解的目的：制高级脂肪酸、甘油。

油脂在碱性条件下的水解又称为皂化反应，其目的是制肥皂和甘油。工业上就是利用皂化反应来制取肥皂。首先把动物性脂肪（牛脂、羊脂等）、植物油（棉籽油、豆油等）和氢氧化钠溶液按一定比放在皂化锅内，用蒸气加热，同时适当搅拌。因为有过量的碱存在，所以油脂便发生水解反应，生成高级脂肪酸的钠盐和甘油。

反应完成后，生成的高级脂肪酸钠、甘油和水形成混合液。为了使肥皂和甘油充分分离，继续加热搅拌，并向锅内慢慢加入食盐细粒，高级脂肪酸钠从混合液中析出。这个加入食盐使肥皂析出的过程就是盐析。此时，停止加热和搅拌，静置一定时间，溶液便分上下两层。上层是高级脂肪酸钠，下层是甘油和食盐的混合液。取出上层的物质，加入填充剂（如松香和硅酸钠）等，进行压滤、干燥、成型，就制成了成品肥皂。下层溶液经分离提纯后，便得到甘油。

 4.盐析

工业上利用油脂在碱性条件下的水解生成高级脂肪酸的钠盐(肥皂的主要成分)，反应完毕后要加食盐进行盐析，因为NaCl能降低脂肪酸钠的溶解度，使混合液分成上下两层，上层为高级脂肪酸钠盐，下层为甘油和食盐的混合液。

【知识探究学习】

对有机物燃烧规律的数学探究

我们在研究有机物燃烧问题时归纳了许多切实有效的解题方法，如燃烧通式法、已知转化法、化为最简式法即CH_x法，等等，进而总结出一些有机物完全燃烧前后量变的规律。下面就一些常见规律的数学依据做一些探究和总结。

［规律1］  等质量的最简式相同的两种有机物完全燃烧时所耗O₂的质量相同。

［探究1］  (最简式)_n+n·aO₂ 略

(a系最简式完全燃烧时所需O₂的量)

设均为1g，则依

有机物的物质的量＝ (mol)

所需O₂的物质的量＝ ×na＝ (mol)

看出，所需O₂的量与n值无关，是个定值。规律1成立。

［规律2］  等质量的烃完全燃烧时烃分子中氢元素的质量分数越大，耗O₂量越多。

［探究2］  燃烧1g烃C_xH_y时需O₂nmol，则依

        C_xH_y  +  (x+ )O₂ xCO₂  +  H₂O

      (12x+y)    (x+ )

        1g         n

得n＝(x+y/4)÷(12x+y)＝(4+y/x)÷［4(12+y/x)］＝ (1- )，即元素的质量分数越大，y/x越大，n越大，耗O₂量越多。规律2成立。

［规律3］  最简式相同的两种有机物，不论以何种比例混合，只要总质量一定，完全燃烧后生成的CO₂和H₂O以及消耗O₂的物质的量就一定。

［探究3］  (最简式)_n+n·aO₂ n·bCO₂+n·cH₂O  (a、b、c为最简式耗O₂、生成CO₂、H₂O的量)

设两种有机物 为xmol， 为ymol，则混合物的总质量＝最简式式量·n₁x+最简式式量·n₂y＝最简式式量(n₁x+n₂y)，即只要总质量一定，n₁x+n₂y就一定。

生成CO₂的总量＝n₁bx+n₂by＝b(n₁x+n₂y)(定值)

生成H₂O的总量＝n₁cx+n₂cx＝c(n₁x+n₂y)(定值)

消耗O₂的量＝n₁ax+n₂ay＝a(n₁x+n₂y)(定值)，规律3成立。

［规律4］  质量相等时，无论最简式相同与否，只要氢(或碳)元素的质量分数相同，生成H₂O(或CO₂)的量就相同，但耗O₂量不一定相同。

［探究4］  设两有机物分别为C_xH_yO_z、C_x′H_y′O_z′，则根据氢元素的质量分数相等知

×100%＝ ×100%。依

C_xH_yO_z  +  (x+ - )O₂  →  xCO₂  +  H₂O

12x+y+16z    x+ -                  

      1g                  ·

    C_x′H_y′O_z′+ (x′+ - )O₂  →  x′CO₂  +  H₂O

12x′+y′+16z′    x′+ -             

1g                          ·

得生成的水的量分别为 · 与 · ，两者相等。

耗O₂量分别为 与 ，两者不一定相等。规律4成立。

［规律5］  只要总物质的量相同，由组成符合C_xH_y(H₂O)_n(CO₂)_m、C_xH_y(H₂O)_n′(CO₂)_m′两种有机物组成的混合物，无论以何种比例混合，消耗的O₂的量相同，且等于同物质的量的任一组分的耗O₂量。

［探究5］  设两种有机物C_xH_y(H₂O)_n(CO₂)_m为pmol、C_xH_y(H₂O)_n′(CO₂)_m′为qmol，即(p+q)为定值。依

C_xH_y(H₂O)_n(CO₂)_m+(x+y/4)O₂→(x+m)CO₂+(n+y/2)H₂O

      1            x+y/4

    pmol        (x+y/4)pmol

C_xH_y(H₂O)_n′(CO₂)_m′+(x+y/4)O₂→(x+m′)CO₂+(n′+y′)/2H₂O

      1              x+y/4

    qmol          (x+y/4)qmol

得耗O₂总量为(x+y/4)p+(x+y/4)q＝(x+y/4)(p+q)(定值)。规律5成立。

［规律6］  当烃与适量的O₂恰好充分燃烧时，若产物(CO₂和H₂O)均为气态，则烃中氢元素的质量分数越大，反应后混合气体的密度越小。

［探究6］  设该状态下气体的摩尔体积为VL·mol^-1，则依

C_xH_y+(x+y/4)O₂ xCO₂+y/2H₂O

ρ_混＝ ＝ ＝

＝ · ＝ (18+ )。

烃分子中氢元素的质量分数越大，即y/x越大，恰好燃后混合气体的密度越小。规律6成立。

通过对以上常见六条规律的探究，我们可以真正把握规律的内涵，便于理解、记忆及应用于实践，这对提高同学们严谨求实的科学素养，归纳总结、探究求源的创新意识有很大的帮助。

【难题巧解点拨】

例1  分析某油脂水解所得高级脂肪酸时，只测出两种不饱和脂肪酸。已知原油脂的碘值为116g(碘值是指与100g油脂加成时消耗的碘的克数)，下列各油脂的结构与题意相符的是(    )

解析  油脂水解得甘油和高级脂肪酸，题给信息，要求得到两种不饱和脂肪酸，B、C油脂水解后，均得两种不饱和脂肪酸，而A、D油脂水解只能得到一种不饱和脂肪酸，不合题意。

根据已知条件求出油脂及碘的物质的量，从而计算出1mol油脂中含C＝C键的物质的量，最后由碳碳不饱和键数确定对应的油脂的结构。

C中油脂相对分子质量为882，100g为0.1134mol,166gI₂为 ＝0.46mol，则1molC分子中的碳碳双键物质的量为 ≈4mol,1molC水解得2molC₁₇H₃₃COOH和1molC₁₇H₃₁COOH，前者1mol含1molC＝C键，后者1mol含2molC＝C键，共含4molC＝C键，故C符合题意，而A、B、D均不合题意。

答案：C

例2  有机物A分子式为C₅₇H₁₀₄O₆，在硫酸存在下发生水解，A+3H₂O 3B+C，其生成的有机物C中含有3个羟基，相对分子质量为92，B能与等物质的量的NaOH恰好中和，则A、B的结构简式为A_________，B_________。

解析  设C的分子式为C_nH_2n+2-3(OH)₃，即C_nH_2n-1(OH)₃则14n-1+17×3＝92  n＝3，分子式C₃H₅(OH)₃为甘油。B为高级脂肪酸，设为R—COOH，相对分子质量为M，

M＝ ＝282

R—的式量为282-45＝237

讨论：(1)R—为C_nH_2n+1  14n+1＝237  n＝ (不合理)

(2)R—为C_nH_2n-1  14n-1＝237  n＝17(合理)

答案：A.     B.C₁₇H₃₃COOH

例3  十二烷基苯磺酸钠〔CH₃(CH₂)₁₁ 〕是常用洗涤剂的主要成分。其结构可用—°来表示，左端为链烃基，右端为极性基。根据这一结构特点，试分析和回答下列问题。

(1)该物质分子在其水溶液表面分布的结构示意图，应是下列各图中的_________(填写序号)，理由是____________________________________。

(2)进入水溶液中的该物质的分子，可能会以下列图中_________的结构形式存在(填写序号)。理由是____________________________________。

解析  据洗涤剂的去污原理，链烃基属于憎水基，—SO₃Na属于亲水基，可借助“相似相溶”原理来理解它。分子的排列要以体系能量处于最低为原则。

(1)C  链烃基在液面之上，极性基在液面之下与水相亲，可使能量最低；

(2)A和D  极性基和链烃基交错排列，可减小分子之间斥力；链烃基向内，极性基向外的结构，在一定程度上使憎水基团链烃基免与水接触，使体系能量最低。

【课本难题解答】

【习题】(课本第199页)

三、问答题

2.答：油脂不溶于水，但在加热和有碱(OH^-)存在时，能水解生成可溶性的性质。而纯碱水溶液中，因水解可产生大量的OH^-。因而用热的纯碱溶液可洗涤粘有油脂的试管。

四、计算题

解：设可得60%的肥皂xt、甘油yt

(C₁₇H₃₅COO)₃C₃H₅+3NaOH 3C₁₇H₃₅COONa+C₃H₅(OH)₃

    890                   306×3     92

    11.5×85%             60%·x      y

x＝ ＝16.8(t)

y＝ ＝1.01(t)

答：(略)