1、化 學第2課時乙酸一、乙酸的組成和結構及物理性質1.組成和結構。2.物理性質。 乙酸是食醋的主要成分,故乙酸俗稱醋酸;無水乙酸又稱冰醋酸,溫度較低時,無水乙酸會凝結成像冰一樣的晶體。在實驗室中遇到這種情況時,應如何從試劑瓶中取出無水乙酸?提示:可將試劑瓶用手或熱毛巾焐熱,也可放在溫水浴中溫熱,待冰醋酸熔化后,倒出即可。3.分子的結構。乙酸分子可看成是甲基(CH3)與羧基(COOH)的組合,羧基決定著乙酸的主要化學性質。發生反應主要斷裂a、b處的化學鍵。二、乙酸的化學性質1.弱酸性。乙酸在水中的電離方程式為_,是一元弱酸,具有酸的通性。(1)使酸堿指示劑變色。(2)與活潑金屬(如鈉)、堿性氧化物

2、(如氧化鈉)、堿(如氫氧化鈉)等反應。(3)與弱酸鹽反應。 2.酯化反應。(1)實驗。(2)定義:酸與醇反應生成酯和水的反應。(3)特點:是可逆反應,反應進行得比較緩慢。(4)反應條件:濃硫酸、加熱。酯化反應屬于哪種有機反應類型?兩種反應類型是什么關系?提示:取代反應。酯化反應一定是取代反應,但取代反應不一定是酯化反應,兩者是從屬關系,如圖所示:如何設計比較醋酸與碳酸酸性強弱實驗?提示: 三、官能團與有機化合物的分類1.官能團。有機化合物分子中,比較活潑、容易發生反應并反映著某類有機化合物共同特性的原子或原子團稱為官能團。2.有機化合物的一些主要類別及其所含的主要官能團。點撥 (1)一種物質根

3、據不同的分類方法,可以屬于不同的類別,如 (環己烯),既屬于環狀化合物中的脂環化合物,又屬于環烯烴類。(2)一種物質具有多種官能團,在按官能團分類時也可認為屬于不同的類別,如HOCH2COOH中有兩種官能團OH和COOH,既可以看作醇類化合物,又可以看作羧酸類化合物。一 羥基氫原子的活動性比較重難歸納1.幾種常見代表性物質的反應比較。2.兩類羥基氫反應的定量關系。 (1)乙酸和乙醇都易溶于水,如何用化學方法鑒別兩者?提示:用紫色石蕊溶液或碳酸鹽鑒別。乙酸具有酸性,能使紫色石蕊溶液變紅,能與碳酸鹽反應生成CO2氣體,而乙醇不反應。(2)設計實驗探究乙酸、乙醇和水中的羥基氫原子的活潑性。提示:在三

4、支試管中分別加入適量乙酸、乙醇和水,各加入一小塊金屬鈉,觀察現象。乙酸中的鈉浮在液面上,反應非常劇烈,可能著火或輕微爆炸;水中的鈉浮在液面上,反應較劇烈;乙醇中的鈉沉在液體底部,反應平穩。由此可判斷羥基氫原子的活潑性:乙酸水乙醇。典例剖析在同溫同壓下,某有機化合物與過量Na反應得到氣體V1 L,取另一份等量的有機化合物與足量NaHCO3反應得到氣體V2 L,若V1=V20,則有機化合物可能是()。答案:A 解析:相同條件下氣體的物質的量之比等于體積之比。設選項中各物質的物質的量均為1 mol,則各物質與n1、n2的對應關系為:由表中數據可知,若V1=V20,即n1=n20,則A項中物質符合。學

5、以致用1.下列物質都能與金屬鈉反應放出H2,產生H2的速率排序正確的是()。C2H5OHNaOH溶液醋酸溶液A.B.C.D.答案:C解析:金屬鈉與NaOH溶液反應,實質上是與其中的水反應,鈉與水反應的速率比乙醇大;醋酸溶液中氫離子濃度更大,與鈉反應速率更大。答案:NaOH或Na2CO3或NaHCO3Na 解析:COOH可以與NaOH、Na2CO3、NaHCO3反應生成COONa;OH可與Na反應生成ONa。二 酯化反應的實驗探究重難歸納1.實驗原理。酯化反應屬于取代反應,也可看作是分子間脫水的反應,脫水的可能性有兩種,一種是羧酸提供羥基,醇提供氫原子;另一種是羧酸提供氫原子,醇提供羥基;采用示

6、蹤原子法(C2H518OH與乙酸反應)研究該反應的機理,發現18O存在于乙酸乙酯中,說明酯化反應機理是:羧酸分子中羧基上的羥基與醇分子中羥基上的氫原子結合而生成了水,余下部分結合生成酯。即羧酸脫羥基,醇脫氫。2.實驗中的注意事項。(1)試劑的加入順序。先加入乙醇,然后沿器壁慢慢加入濃硫酸,冷卻后再加入CH3COOH。(2)導管末端不能插入飽和Na2CO3溶液中,防止揮發出來的CH3COOH、CH3CH2OH溶于水,造成溶液倒吸。(3)濃硫酸的作用。催化劑增大反應速率。吸水劑提高CH3COOH、CH3CH2OH的轉化率。(4)飽和Na2CO3溶液的作用。降低乙酸乙酯的溶解度,便于分層,得到酯。與

7、揮發出來的乙酸反應。溶解揮發出來的乙醇。(5)酯的分離。采用分液法分離試管中的液體混合物,所得上層液體即為乙酸乙酯。(1)實驗時為什么用酒精燈緩慢加熱?提示:增大反應速率;減少乙醇、乙酸的揮發;將生成的乙酸乙酯及時蒸出,提高乙醇、乙酸的轉化率。(2)大試管中加入碎瓷片的目的是什么?提示:大試管中放入幾塊碎瓷片,目的是防止加熱過程中液體暴沸。(3)導管末端為什么不能伸入飽和Na2CO3溶液液面以下?提示:加熱時溫度不是很穩定,揮發出來的CH3COOH、CH3CH2OH溶于水,易造成溶液倒吸。故導管末端不能插入飽和碳酸鈉溶液中。(4)為什么不能用NaOH溶液代替Na2CO3溶液洗滌粗酯?提示:氫氧

8、化鈉是強堿,乙酸乙酯在NaOH溶液中會水解,生成乙酸鈉和乙醇。(5)以一元羧酸與一元醇反應為例,分析一下酯化反應中的質量、相對分子質量、分子式的關系。提示:在酯化反應中,存在幾個量的關系(以一元酸與一元醇反應為例):質量關系 m(酸)+m(醇)=m(酯)+m(H2O)相對分子質量關系M(醇)+M(酸)=M(酯)+M(H2O)分子式關系(A代表各自分子式)A(酯)=A(酸)+A(醇)-A(H2O)學以致用“酒是陳的香”是因為酒在儲存過程中生成了有香味的乙酸乙酯,在實驗室和工業上常采用如圖所示裝置來制取乙酸乙酯。(1)寫出裝置中制取乙酸乙酯的化學方程式:。(2)裝置中通蒸氣的導管要置于飽和碳酸鈉溶

9、液液面上,而不能插入液面以下,目的是防止。(3)實驗制取的乙酸乙酯,可用方法分離乙酸乙酯與飽和碳酸鈉溶液,請用文字說明使用這種方法的理由:。(4)實驗時,試管B觀察到的現象是界面處產生淺紅色,下層為藍色,振蕩后產生氣泡,界面處淺紅色消失,原因是(用化學方程式表示)。(5)事實證明,此反應以濃硫酸為催化劑,也存在缺陷,其原因可能是。a.濃硫酸易揮發,以致不能重復使用b.會使部分原料炭化c.濃硫酸有吸水性d.會造成環境污染(2)倒吸(3)分液乙酸乙酯不溶于飽和碳酸鈉溶液,溶液分層(4)2CH3COOH+Na2CO32CH3COONa+CO2+H2O(5)b、d解析:(2)因為揮發出的乙醇和乙酸都易

10、溶于水,且乙酸乙酯已經液化,所以長導管要在液面以上,防止倒吸。(3)因為乙酸乙酯在飽和碳酸鈉溶液中溶解度較小,溶液分層,所以可以用分液的方法進行分離。(4)因為有揮發出的乙酸,能與碳酸鈉溶液反應,產生二氧化碳,并且使表面的溶液顯酸性,化學方程式為2CH3COOH+Na2CO32CH3COONa+CO2+H2O。(5)濃硫酸具有脫水性,能使部分有機物脫水炭化,且與生成的碳反應,生成污染性的二氧化硫。1.下列有關酯化反應的說法正確的是()。A.醇與酸的反應都是酯化反應B.酯化反應和中和反應原理一樣C.酯化反應既屬于取代反應,也屬于可逆反應D.酯化反應的機理是羧酸去掉氫原子而醇去掉羥基答案:C解析:

11、醇與酸反應只有生成酯和水才是酯化反應。酯化反應屬于取代反應,也是可逆反應。只有酸與堿才能發生中和反應。酯化反應機理是羧酸去掉OH,醇去掉H原子。2.2016年諾貝爾化學獎授予在“分子馬達”研究方面取得重大成就的三位化學家,一種光驅分子馬達結構如圖所示,該分子含有官能團的種數為()。A.1B.2C.3D.4答案:B解析:該分子中含有COOH、 兩種官能團。3.如圖為實驗室制取少量乙酸乙酯的裝置圖。下列關于該實驗的敘述中,不正確的是()。A.向a試管中先加入濃硫酸,然后邊搖動試管邊慢慢加入乙醇,再加冰醋酸B.試管b中導氣管下端管口不能浸入液面的原因是防止實驗過程中產生倒吸現象C.當反應發生后,振蕩

12、盛有飽和Na2CO3溶液的試管會有氣泡產生D.試管b中飽和Na2CO3溶液的作用是吸收隨乙酸乙酯蒸出的少量乙酸和乙醇答案:A 解析:應先加入乙醇,然后慢慢加入濃硫酸,再加入乙酸,A項錯誤;導氣管不插入飽和Na2CO3溶液中,為防止倒吸,B項正確;隨乙酸乙酯蒸出的乙酸與Na2CO3反應,產生了CO2,同時也吸收被蒸出的乙醇,C、D項正確。4.(雙選)分枝酸可用于生化研究,其結構簡式為 。下列關于分枝酸的敘述正確的是()。A.分子中含有2種官能團B.可與乙醇、乙酸反應,且反應類型相同C.1 mol分枝酸最多可與2 mol NaOH發生中和反應D.可使溴的四氯化碳溶液、酸性高錳酸鉀溶液褪色,且原理相

13、同答案:BC解析:A項,分子中含有4種官能團:羧基、羥基、碳碳雙鍵、醚鍵。B項,與乙醇、乙酸均發生酯化(取代)反應。C項,1 mol分枝酸最多可與2 mol NaOH發生中和反應,因為分子中只有2個羧基。D項,使溴的四氯化碳溶液褪色是加成反應,使酸性高錳酸鉀溶液褪色是氧化反應。5.有機物M的結構簡式為 ,下列有關M性質的敘述中錯誤的是()。A.M與金屬鈉完全反應時,兩者物質的量之比為12B.M與碳酸氫鈉完全反應時,兩者物質的量之比為11C.M與氫氧化鈉完全反應時,兩者物質的量之比為12D.M既能與乙酸反應,又能與乙醇反應答案:C解析:M與Na完全反應時1 mol COOH、OH各消耗1 mol

14、 Na,A項正確;1 mol COOH只與1 mol NaHCO3反應,故B項正確;每1 mol COOH消耗1 mol OH-,OH不與OH-反應,C項錯誤;M中既含COOH,又含有OH,所以既能與乙酸反應,又能與乙醇反應,D項正確。6.實驗室合成乙酸乙酯的步驟如下:在圓底燒瓶內加入乙醇、濃硫酸和乙酸,瓶口豎直安裝通有冷卻水的冷凝管(使反應混合物的蒸氣冷凝為液體流回燒瓶內),加熱回流一段時間后換成蒸餾裝置進行蒸餾,得一含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗產品。請回答下列問題:(1)在燒瓶中除了加入乙醇、濃硫酸和乙酸外,還應放入,目的是。(2)現擬分離含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗產品,下圖是分離操作步驟流程圖。請在圖中圓括號內填入適當的試劑,在方括號內填入適當的分離方法。試劑a是,試劑b是。分離方法是,分離方法是,分離方法是。(3)在得到的A中加入無水碳酸鈉粉末,振蕩,目的是。答案:(1)碎瓷片防