高二化學選修5第三章烴的含氧衍生物第三節(jié)羧酸酯7/23/2023一、羧酸1．概念：由

與

相連構成的化合物。2．通式：R—COOH，官能團

?；A知識梳理烴基羧基—COOH7/23/20233．分類(1)按分子中烴基的結構分類CH3COOHC17H35COOH7/23/2023(2)按分子中羧基的數(shù)目分類7/23/20234．通性：羧酸分子中都含有官能團

，因此都具有

性，都能發(fā)生酯化反應。羧基酸7/23/2023二、乙酸1．俗名：

；分子式：

；結構簡式：

，官能團：COOH。2．物理性質(zhì)醋酸C2H4O2CH3COOH顏色狀態(tài)氣味溶解性熔點液體易溶于水和乙醇溫度低于

時凝結成冰一樣的晶體，又稱

有刺激性氣味無色16.6℃冰醋酸7/23/20233.化學性質(zhì)(1)酸性：一元

酸，比碳酸酸性

。電離方程式為CH3COOHCH3COO－＋H＋；乙酸具有酸的通性：①能使紫色石蕊試液

；②能與活潑金屬(如Na)反應放出

：2CH3COOH＋2Na―→2CH3COONa＋H2↑；弱強變紅氫氣7/23/2023③能與堿(如NaOH)發(fā)生

反應：CH3COOH＋OH－―→CH3COO－＋H2O；④能與

氧化物(如MgO)反應：2CH3COOH＋MgO―→Mg(CH3COO)2＋H2O；⑤能與比醋酸酸性弱的弱酸鹽反應，如碳酸鈉與醋酸反應：

。中和堿性2CH3COOH＋CO32－―→2CH3COO－＋CO2↑＋H2O7/23/20233、飽和一元羧酸通式：CnH2n+1COOH

或：CnH2nO2（與飽和酯相同）乙酸乙酸的物理性質(zhì)

無色、有強烈刺激性氣味的液體，易溶于水、乙醇，溫度低于16.6℃時呈冰狀晶體，無水乙酸又叫冰乙酸。乙酸的分子結構

分子式：結構式：結構簡式：電子式：官能團：C2H4O2CHOOCHHHCH3COOH—COOH(羧基)∶OH∶C∶C∶O∶HHH∷∶∶∶∶∶7/23/2023無水乙酸又稱冰醋酸（熔點16.6℃）。在室溫較低時，無水乙酸就會凝結成像冰一樣的晶體。請簡單說明在實驗中若遇到這種情況時，你將如何從試劑瓶中取出無水乙酸。思考認識乙酸的核磁共振氫譜，說明兩個吸收峰的意義及峰的面積比探究7/23/2023請設計一個簡單的實驗，能一次性驗證乙酸溶液、CO2水溶液、苯酚溶液的酸性強弱順序為：乙酸＞碳酸＞苯酚。寫出實驗步驟、現(xiàn)象及有關反應方程式，并在右框中畫出實驗裝置的簡圖?？茖W探究1苯酚鈉溶液碳酸鈉乙酸7/23/2023乙酸的酯化反應【思考】1.濃硫酸的作用？

催化劑和吸水劑

2.飽和碳酸鈉溶液的作用？

吸收乙醇和乙酸

減小酯在水中的溶解度

3.導管不伸入液面下的原因？

防止碳酸鈉溶液倒吸實驗現(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。乙酸乙酯CH3－C－O－H＋H－O－CH2－CH3CH3－C－O－CH2－CH3+H2OOO濃H2SO4△復習7/23/2023乙酸乙酯的制?。?/23/2023OCH3COH+OCH3CH2HOCH3CH2OCH3CH2O+1818濃H2SO4△科學探究27/23/2023乙酸的酯化反應酸和醇作用生成酯和水的反應濃硫酸、加熱酸脫羥基醇脫氫酯化反應概念條件規(guī)律濃H2SO4CH3－C－O－H＋H－O－CH2－CH3CH3－C－O－CH2－CH3+H2OOO△7/23/2023(2)酯化反應(或取代反應)①含義：酸和醇作用生成

的反應。②斷鍵方式：酸脫

，醇脫

。③乙酸與乙醇的反應：酯和水羥基氫7/23/2023三、酯7/23/20232．酯的性質(zhì)酯一般難溶于水，主要化學性質(zhì)是易發(fā)生

反應，其條件是

或

，有關化學方程式：(1)酸性條件水解酸催化堿催化7/23/2023(2)堿性條件7/23/2023思考7/23/2023醇、酚、羧酸的結構中均有—OH，可分別稱之為“醇羥基”、“酚羥基”和“羧羥基”。由于這些與—OH所連的基團不同，—OH受相連基團的影響就不同。故羥基上的氫原子的活性也就不同，表現(xiàn)在性質(zhì)上也相差較大，可比較如下：課堂互動講練要點一羥基的活性比較7/23/2023

比較

項目羥基類型氫原子活潑性電離酸堿性與Na反應與NaOH反應與NaHCO3反應能否由酯水解生成醇羥基

逐

漸

增

強極難電離中性反應放出H2不反應不反應能酚羥基微弱電離很弱的酸性反應放出H2反應不反應能羧羥基部分電離弱酸性反應放出H2反應反應放出CO2能結論：羥基的活性：羧酸＞酚＞醇。7/23/20231．羧酸都是弱酸，不同的羧酸酸性不同，但低級羧酸都比碳酸的酸性強。幾種簡單的羧酸的酸性關系為甲酸＞苯甲酸＞乙酸＞丙酸。乙酸與H2SO3、H2CO3、HF等幾種弱電解質(zhì)的酸性關系為H2SO3＞HF＞CH3COOH＞H2CO3。2．低級羧酸才會使紫色石蕊試液變紅，醇、酚、高級脂肪酸不會使紫色石蕊試液變紅。特別提醒7/23/2023某有機物的結構簡式如圖例17/23/2023【思路點撥】解決本題要注意以下三點：(1)反應物中的官能團及官能團的變化情況。(2)氫原子的活潑性順序為：—COOH＞酚羥基＞醇羥基。(3)所選試劑和不同官能團上的氫原子反應情況不同。7/23/2023【答案】

NaHCO3

NaOH或Na2CO3

Na7/23/2023互動探究7/23/20231．下列物質(zhì)中最難電離出H＋的是(

)A．CH3COOH

B．C2H5OHC．H2OD．C6H5OH解析：選B。四種物質(zhì)電離出H＋的順序為：CH3COOH＞C6H5OH＞H2O＞C2H5OH。變式訓練7/23/20231．反應機理羧酸與醇發(fā)生酯化反應時，一般是羧酸分子中的羥基與醇分子中羥基上的氫原子結合生成水，其余部分結合生成酯，用示蹤原子法可以證明。要點二酯化反應的規(guī)律7/23/20237/23/20237/23/20237/23/20237/23/20237/23/20231．所有的酯化反應，條件均為濃H2SO4、加熱；酯化反應為可逆反應，書寫方程式時用“”。2．利用自身酯化或相互酯化生成環(huán)酯的結構特點以確定有機物中羥基位置。特別提醒7/23/2023下圖中A、B、C、D、E、F、G均為有機化合物。例27/23/2023根據(jù)上圖回答問題：(1)D、F的化學名稱是________、________。(2)寫出下列反應的化學方程式，并注明反應類型②____________________________，________________________________________________________________________；④____________________________，_______________________________________________________________________。7/23/2023(3)A的結構簡式是________，1molA與足量的NaOH溶液反應會消耗________molNaOH。(4)符合下列3個條件的B的同分異構體的數(shù)目有________個。①含有鄰二取代苯環(huán)結構②與B有相同官能團③不與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應7/23/20237/23/20237/23/20237/23/20237/23/20232．某有機化合物X(C7H8O)與另一有機化合物Y發(fā)生如下反應生成化合物Z(C11H14O2)。變式訓練(1)X是下列化合物之一，已知X不能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應，則X是________(填標號字母)。7/23/2023(2)Y的分子式是__________________，可能的結構簡式是______________________和__________________。(3)Y有多種同分異構體，其中一種同分異構體E發(fā)生銀鏡反應后，其產(chǎn)物經(jīng)氧化可得到F(C4H8O3)。F可發(fā)生如下反應：該反應的類型是________，E的結構簡式是________。7/23/2023(4)若Y與E具有相同的碳鏈，則Z的結構簡式為______________________。解析：(1)符合X分子式C7H8O的有選項B和D，B中—OH直接連在苯環(huán)上，屬于酚，能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應，所以選D。7/23/20237/23/2023(3)能發(fā)生銀鏡反應的Y的同分異構體E可能為甲酸丙酯、甲酸異丙酯、CH2OHCH2CH2CHO、CH3CHOHCH2CHO、CH3CH2CHOHCHO等多種有機物。此處可以通過F來確定E，已知F可以脫水生成無支鏈的五元環(huán)酯，則F為CH2OHCH2CH2COOH，則能被氧化成F的E的結構簡式應為CH2OHCH2CH2CHO。7/23/2023答案：(1)D(2)C4H8O2

CH3CH2CH2COOHCH3CH(CH3)COOH(3)酯化反應CH2OHCH2CH2CHO7/23/20231．反應原料：乙醇、乙酸、濃H2SO4、飽和Na2CO3溶液。要點三酯的制取7/23/20233．反應裝置：試管、酒精燈、導管、鐵架臺等。4．實驗方法：在一支試管里先加入3mL乙醇，然后一邊搖動，一邊慢慢地加入2mL濃H2SO4和2mL冰醋酸，按如圖連接好裝置。用酒精燈小心均勻地加熱試管3min～5min，產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)導管通到飽和Na2CO3溶液的液面上，此時可以觀察到有透明的油狀液體浮在液面上。取下盛有飽和Na2CO3溶液的試管，并停止加熱，振蕩盛有飽和Na2CO3溶液的試管后靜置，待溶液分層后，可觀察到上層的透明油狀液體乙酸乙酯，并可聞到果香氣味。

7/23/20237/23/20235．注意事項(1)實驗中濃硫酸起催化劑和吸水劑作用。(2)盛反應混合液的試管要向上傾斜約45°，主要目的是增大反應混合液的受熱面積。(3)導管應較長，除導氣外還兼起冷凝作用。導管末端只能接近飽和Na2CO3溶液的液面而不能伸入液面以下，目的是防止受熱不均發(fā)生倒吸。7/23/2023(4)實驗中應小心均勻加熱使液體保持微沸，這樣有利于產(chǎn)物的生成和蒸出，以提高乙酸乙酯的產(chǎn)率。(5)飽和Na2CO3溶液的作用是吸收乙酸，溶解乙醇，冷凝酯蒸氣且減小酯在水中的溶解度，以利于分層析出。(6)不能用NaOH溶液代替飽和Na2CO3溶液，因乙酸乙酯在NaOH存在時易水解，幾乎得不到乙酸乙酯。7/23/2023可用圖示裝置制取少量乙酸乙酯(酒精燈等在圖中均已略去)。請?zhí)羁眨豪?(1)試管a中需加入濃硫酸、冰醋酸和乙醇各2mL，正確的加入順序及操作是______________________________________________________________________________________________________________________。7/23/2023(2)為防止a中的液體在實驗時發(fā)生暴沸，在加熱前應采取的措施是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)實驗中加熱試管a的目的是：①________________________________；②_________________________________。(4)試管b中加有飽和Na2CO3溶液，其作用是_________________________________________________________________________。(5)反應結束后，振蕩試管b，靜置。觀察到的現(xiàn)象是_____________________________。7/23/2023【思路點撥】解決本題要注意以下三點：(1)濃硫酸和其他試劑混合時的添加順序。(2)酯化反應的條件和反應限度。(3)產(chǎn)物的凈化。【解析】

(1)濃H2SO4溶于水會放出大量熱，因此應先加入乙醇，然后邊搖動試管邊慢慢加入濃H2SO4，最后再加入冰醋酸。(2)為了防止反應時發(fā)生暴沸，在加熱前應在試管中加入幾粒沸石(或碎瓷片)。(3)加熱試管可提高反應速率，同時可將乙酸乙酯及時蒸出，有利于提高乙酸乙酯的產(chǎn)率。7/23/2023(4)乙酸乙酯在飽和Na2CO3溶液中的溶解度很小，而蒸出的乙酸和乙醇在其中的溶解度很大，因此便于分離出乙酸乙酯。(5)試管內(nèi)液體分層，上層為透明的油狀液體?！敬鸢浮?/p>

(1)先加入乙醇，然后邊搖動試管邊慢慢加入濃H2SO4，再加入冰醋酸(2)在試管中加入幾粒沸石(或碎瓷片)(3)①加快反應速率②及時將產(chǎn)物乙酸乙酯蒸出，有利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移動(4)吸收隨乙酸乙酯蒸出的乙酸和乙醇，降低酯的溶解度(5)b中的液體分層，上層是透明的油狀液體7/23/2023(1)在乙酸和乙醇發(fā)生酯化反應的過程中，濃H2SO4起到了哪些作用？在乙醇制乙烯的過程中濃H2SO4起什么作用？(2)如何除去乙酸乙酯中含有的雜質(zhì)乙酸和乙醇？【提示】

(1)在酯化過