1、第三節(jié)羧酸酯第1課時(shí)羧酸學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.知道羧酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及簡(jiǎn)單分類。2.能夠以乙酸為代表物質(zhì)，掌握羧酸的性質(zhì)及用途。1乙酸的組成與結(jié)構(gòu)乙酸的分子式為C2H4O2，結(jié)構(gòu)式為，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3COOH，官能團(tuán)是COOH。2乙酸的性質(zhì)(1)乙酸俗名醋酸，是一種無(wú)色液體，具有強(qiáng)烈刺激性氣味，易溶于水和乙醇。(2)乙酸是一種弱酸，其酸性比碳酸的強(qiáng)，具有酸的通性。在水中可以電離出H，電離方程式為CH3COOHCH3COOH。與酸堿指示劑作用，能使石蕊試液變紅。與Mg反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg2CH3COOH=(CH3COO)2MgH2。與CaO反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaO2CH3COOH=(CH3COO)2Ca

2、H2O。與Cu(OH)2反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu(OH)22CH3COOH=(CH3COO)2Cu2H2O。與Na2CO3反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO32CH3COOH=2CH3COONaCO2H2O。探究點(diǎn)一羧酸1寫(xiě)出下列各種酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，并填空：乙酸：CH3COOH；硬脂酸：C17H35COOH；苯甲酸：C6H5COOH；油酸：C17H33COOH；乙二酸：HOOCCOOH。(1)從上述酸的結(jié)構(gòu)可以看出，羧酸可以看作是由羧基和烴基相連而構(gòu)成的化合物。其通式可表示為RCOOH，官能團(tuán)為COOH。(2)按不同的分類標(biāo)準(zhǔn)對(duì)羧酸進(jìn)行分類：若按羧酸分子中烴基的結(jié)構(gòu)分類，上述物質(zhì)中的屬于脂肪酸，屬于芳香

3、酸。若按羧酸分子中羧基的數(shù)目分類，上述物質(zhì)中的屬于一元酸，屬于二元酸。2羧酸可以表示為(1)當(dāng)鍵斷裂時(shí)，羧酸電離出H，因而羧酸具有酸的通性。(2)當(dāng)鍵斷裂時(shí)，COOH中的OH被取代，例如發(fā)生酯化反應(yīng)時(shí)，羧酸脫去OH而生成相應(yīng)的酯和水。歸納總結(jié)醇、酚、羧酸的結(jié)構(gòu)中均有OH，由于這些OH所連的基團(tuán)不同，OH受相連基團(tuán)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，其比較如下： 含羥基的物質(zhì)比較項(xiàng)目醇酚羧酸羥基上氫原子活潑性在水溶液中電離極難電離微弱電離部分電離酸堿性中性很弱的酸性弱酸性與Na反應(yīng)反應(yīng)放出H2反應(yīng)放出H2反應(yīng)放出H2與NaOH反應(yīng)不反應(yīng)反應(yīng)反應(yīng)與NaHCO3反應(yīng)

4、不反應(yīng)不反應(yīng)反應(yīng)放出CO2 活學(xué)活用1羧酸是一類非常重要的有機(jī)物，下列關(guān)于羧酸的說(shuō)法中正確的是()A羧酸在常溫常壓下均為液態(tài)物質(zhì)B羧酸的通式為CnH2n2O2C羧酸的官能團(tuán)為COOHD只有鏈烴基與羧基相連的化合物才叫羧酸答案C解析A常溫常壓下通常只有分子中含有10個(gè)碳原子以下的羧酸為液態(tài)，分子中含有10個(gè)碳原子以上的羧酸通常為固態(tài)。B飽和一元羧酸的通式為CnH2nO2。C羧酸的官能團(tuán)為羧基，可寫(xiě)為COOH或?qū)憺镈羧酸除包括鏈烴基與羧基相連的有機(jī)物外，環(huán)烴基、芳香烴基等與羧基相連得到的有機(jī)物均為羧酸。2某有機(jī)物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，則用Na、NaOH、NaHCO3與等物質(zhì)的量的該有機(jī)物恰好反應(yīng)時(shí)，消耗Na

5、、NaOH、NaHCO3的物質(zhì)的量之比為()A332 B321C111 D322答案B解析由題意和所學(xué)知識(shí)得出Na能與羧基、醇羥基和酚羥基反應(yīng)，NaOH能與羧基和酚羥基反應(yīng)，而NaHCO3只能與羧基反應(yīng)。所以本題正確答案為B。探究點(diǎn)二乙酸乙酯的制備1按下列實(shí)驗(yàn)步驟，完成實(shí)驗(yàn)。在一試管中加3 mL乙醇，然后邊搖動(dòng)試管邊慢慢加入2 mL濃硫酸和2 mL冰醋酸，按下圖所示連接好裝置。用酒精燈小心均勻地加熱試管35 min，產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)導(dǎo)管通到飽和碳酸鈉溶液的液面上。(1)觀察到的現(xiàn)象是在飽和碳酸鈉溶液的上方有透明的油狀液體產(chǎn)生，并可聞到香味。(2)由實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是在濃硫酸存在、加熱的條件下，乙酸和

6、乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)，生成無(wú)色、透明、不溶于水，且有香味的乙酸乙酯。2上述實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3COOHC2H5OHCH3COOC2H5H2O。3實(shí)驗(yàn)思考：(1)濃H2SO4的作用是催化劑和吸水劑。(2)導(dǎo)氣管末端不能浸入飽和Na2CO3溶液的原因是防止受熱不均發(fā)生倒吸。(3)飽和Na2CO3(aq)的作用是吸收未反應(yīng)的乙酸和乙醇；降低乙酸乙酯的溶解度，有利于分層。歸納總結(jié)(1)酯化反應(yīng)的原理羧酸與醇發(fā)生酯化反應(yīng)時(shí)，一般是羧酸分子中的羥基與醇分子中羥基上的氫原子結(jié)合生成水，其余部分結(jié)合生成酯，用示蹤原子法可以證明。(2)無(wú)機(jī)酸也可以和醇發(fā)生酯化反應(yīng)，如：(硝化甘油，三硝酸甘油酯)活學(xué)活用答

7、案B解析因乙酸在水溶液中存在平衡，故有兩種形式：4酸牛奶中含有乳酸，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。高級(jí)動(dòng)物和人體的無(wú)氧呼吸可產(chǎn)生乳酸。(1)乳酸可能發(fā)生的反應(yīng)是 (填序號(hào))。取代反應(yīng)酯化反應(yīng)水解反應(yīng)消去反應(yīng)聚合反應(yīng)中和反應(yīng)(2)兩分子乳酸在不同條件下可形成鏈狀酯和六元環(huán)酯，它們的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為 、 。答案(1)(2) 1確定乙酸是弱酸的依據(jù)是()A乙酸可以和乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)B乙酸鈉的水溶液顯堿性C乙酸能使石蕊試液變紅DNa2CO3中加入乙酸產(chǎn)生CO2答案B解析乙酸鈉的水溶液呈堿性，說(shuō)明乙酸是強(qiáng)堿與弱酸形成的鹽。2關(guān)于乙酸的下列說(shuō)法不正確的是()A乙酸是一種重要的有機(jī)酸，是具有強(qiáng)烈刺激性氣味的液體B乙酸分子中含

8、有四個(gè)氫原子，所以乙酸是四元酸C無(wú)水乙酸又稱冰醋酸，它是純凈物D乙酸易溶于水和乙醇答案B解析羧酸是幾元酸是根據(jù)分子中所含羧基的數(shù)目來(lái)劃分的，一個(gè)乙酸分子中只含有一個(gè)羧基，故為一元酸。3下列化合物中，既顯酸性，又能發(fā)生酯化反應(yīng)和消去反應(yīng)的是()答案C解析根據(jù)分子中所含的各種官能團(tuán)的性質(zhì)判斷。4有機(jī)物M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是，下列有關(guān)M的性質(zhì)的敘述中錯(cuò)誤的是()AM與金屬鈉完全反應(yīng)時(shí)，兩者物質(zhì)的量之比是13BM與氫氧化鈉完全反應(yīng)時(shí)，兩者物質(zhì)的量之比是13CM能與碳酸鈉溶液反應(yīng)DM既能與羧酸反應(yīng)，又能與醇反應(yīng)答案B解析M中有醇羥基、酚羥基、羧基，三者均能與鈉反應(yīng)，故1 mol M能與3 mol鈉反應(yīng)，M不符合

9、題意；B選項(xiàng)中M中的酚羥基、羧基中的羥基能與氫氧化鈉反應(yīng)，故1 mol M能與2 mol氫氧化鈉反應(yīng)，符合題意；C選項(xiàng)中M中的酚羥基、羧基中的羥基能與碳酸鈉溶液反應(yīng)，不符合題意；D選項(xiàng)中M含醇羥基，能與羧酸發(fā)生酯化反應(yīng)，含羧基，能與醇發(fā)生酯化反應(yīng)，不符合題意。5可用下圖所示裝置制取少量乙酸乙酯(酒精燈等均已略去)。請(qǐng)?zhí)羁眨?1)試管a中需要加入濃硫酸、冰醋酸和乙醇各2 mL，正確的加入順序及操作是 。(2)為防止a中的液體在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)生暴沸，在加熱前應(yīng)采取的措施是 。(3)實(shí)驗(yàn)中加熱試管a的目的是 ； 。(4)試管b中有飽和Na2CO3溶液，其作用是 。(5)反應(yīng)結(jié)束后，振蕩試管b，靜置。觀察到

10、的現(xiàn)象是 。答案(1)先加入乙醇，然后邊搖動(dòng)試管邊慢慢加入濃硫酸，最后再加入冰醋酸(2)在試管中加入幾粒沸石(或碎瓷片)(3)加快反應(yīng)速率及時(shí)將產(chǎn)物乙酸乙酯蒸出，以利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移動(dòng)(4)降低乙酸乙酯的溶解度，有利于分層；吸收隨乙酸乙酯蒸出的少量乙酸和乙醇(5)b中的液體分層，上層是透明的油狀液體解析(1)因?yàn)闈饬蛩崛芙鈺r(shí)放出大量的熱，所以應(yīng)先加入乙醇，然后邊搖動(dòng)試管邊慢慢加入濃硫酸，最后再加入冰醋酸。(2)為了防止發(fā)生暴沸，應(yīng)在加熱前向試管中加入幾粒沸石或碎瓷片。(3)加熱試管可提高反應(yīng)速率，同時(shí)可將乙酸乙酯及時(shí)蒸出，有利于提高乙酸乙酯的產(chǎn)率。(4)乙酸乙酯在飽和Na2CO3溶

11、液中溶解度很小，而隨乙酸乙酯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，上層為油狀液體，因?yàn)橐宜嵋阴サ拿芏刃∮谒拿芏?。理解感?1)盛反應(yīng)混合液的試管要向上傾斜約45，主要目的是增大反應(yīng)混合液的受熱面積。(2)導(dǎo)管應(yīng)較長(zhǎng)，除導(dǎo)氣外還兼起冷凝回流的作用。(3)實(shí)驗(yàn)中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，從而提高乙酸乙酯的產(chǎn)率。(4)不能用NaOH溶液代替飽和Na2CO3溶液，因乙酸乙酯在NaOH溶液中水解較徹底，幾乎得不到乙酸乙酯。基礎(chǔ)過(guò)關(guān)一、羧酸的結(jié)構(gòu)及分類1下列有關(guān)乙酸結(jié)構(gòu)的表示或說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A乙酸的比例模型為B乙酸分子中所有原

12、子均位于同一平面上C乙酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3COOH，官能團(tuán)名稱為羧基D乙酸分子中既存在極性鍵又存在非極性鍵答案B解析乙酸分子中含有甲基，因此所有原子不可能共平面。2從分類上講，屬于()脂肪酸；芳香酸；一元酸；多元酸A B C D答案B二、羧酸的性質(zhì)3要使有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為，可選用的試劑是()ANa BNaHCO3CNaCl DNaOH答案B解析酸性強(qiáng)弱順序?yàn)镃OOHH2CO3 HCO，NaHCO3僅能與COOH反應(yīng)生成COONa，不能和酚羥基反應(yīng)。4下列物質(zhì)中肯定不能與乙酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是()A新制的Cu(OH)2懸濁液B乙二醇C氯化鈣D苯酚鈉答案C解析乙酸具有酸的通性，能發(fā)生酯化反應(yīng)，但不能與

13、強(qiáng)酸鹽CaCl2反應(yīng)。5某同學(xué)在學(xué)習(xí)了乙酸的性質(zhì)后，根據(jù)甲酸的結(jié)構(gòu)()對(duì)甲酸的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了下列推斷，其中不正確的是()A能與碳酸鈉溶液反應(yīng)B能發(fā)生銀鏡反應(yīng)C不能使KMnO4酸性溶液褪色D能與單質(zhì)鎂反應(yīng)答案C解析甲酸分子中含有醛基和羧基兩種官能團(tuán)，具有醛與羧酸的雙重性質(zhì)。61 mol X能與足量碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出44.8 L CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則X的分子式是()AC5H10O4 BC4H8O4CC3H6O4 DC2H2O4答案D解析1 mol X能與足量碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出44.8 L CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，說(shuō)明X中含有2個(gè)COOH，飽和的二元羧酸的通式為CnH2n2O4，當(dāng)為不飽和時(shí)，H原

14、子個(gè)數(shù)小于2n2，符合此通式的只有D項(xiàng)。7下列物質(zhì)中，既可與新制Cu(OH)2懸濁液共熱產(chǎn)生磚紅色沉淀，又可與Na2CO3水溶液反應(yīng)的是()A苯甲酸 B甲酸 C乙二酸 D乙醛答案B解析甲酸()分子結(jié)構(gòu)中既有COOH，又有，故既有羧酸的性質(zhì)，能與Na2CO3溶液反應(yīng)，又有醛的性質(zhì)，能與新制Cu(OH)2懸濁液共熱產(chǎn)生磚紅色沉淀。三、酯化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)8關(guān)于實(shí)驗(yàn)室制取少量乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A三種反應(yīng)物混合時(shí)的操作方法可以是在試管中加入一定量的乙酸和乙醇后，再慢慢滴加一定量的濃硫酸，并不斷搖動(dòng)B為加快化學(xué)反應(yīng)速率，應(yīng)當(dāng)用大火快速加熱C反應(yīng)中長(zhǎng)導(dǎo)管的作用有兩個(gè)：導(dǎo)氣和冷凝D反應(yīng)的原理實(shí)際上

15、是羧基和醇羥基的反應(yīng)答案B解析藥品混合時(shí)濃硫酸不可最先加，常用的方法有兩種：一是按乙醇、濃硫酸、冰醋酸的順序，二是按乙醇、冰醋酸、濃硫酸的順序；因乙酸、乙醇、乙酸乙酯的沸點(diǎn)接近，且都較低，若用大火加熱，反應(yīng)物將會(huì)大量蒸發(fā)而降低產(chǎn)率；長(zhǎng)導(dǎo)管除了導(dǎo)氣外，還要使乙酸乙酯在導(dǎo)出之前盡量冷凝為液態(tài)而液化。9向CH3COOHC2H5OHCH3COOC2H5H2O平衡體系中加入HO，一段時(shí)間后18O還可存在于()A乙酸分子中B乙醇分子中C乙酸、乙酸乙酯分子中D乙酸、乙醇、乙酸乙酯分子中答案A解析由于上述反應(yīng)是可逆反應(yīng)，因此加入水后考慮的是酯化反應(yīng)的逆反應(yīng)(酯的水解)，則生成的乙酸含18O，再脫水生成的酯不含

16、18O，故答案為A項(xiàng)。10.1丁醇和乙酸在濃硫酸作用下，通過(guò)酯化反應(yīng)制得乙酸丁酯，反應(yīng)溫度為115125 ，反應(yīng)裝置如右圖所示。下列對(duì)該實(shí)驗(yàn)的描述錯(cuò)誤的是() A不能用水浴加熱B長(zhǎng)導(dǎo)管起冷凝回流作用C提純乙酸丁酯需要經(jīng)過(guò)水、氫氧化鈉溶液洗滌D加入過(guò)量乙酸可以提高1丁醇的轉(zhuǎn)化率答案C解析A項(xiàng)，該反應(yīng)溫度為115125 ，超過(guò)了100 ，故不能用水浴加熱；B項(xiàng)，長(zhǎng)導(dǎo)管可以進(jìn)行冷凝回流；C項(xiàng)，提純乙酸丁酯不能用NaOH溶液洗滌，酯在堿性條件下會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)；D項(xiàng)，增大乙酸的量可提高醇的轉(zhuǎn)化率。能力提升110.5 mol某羧酸與足量乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)，生成酯的質(zhì)量比原羧酸的質(zhì)量增加了28 g，則原羧酸可

17、能是()A甲酸 B乙二酸 C丙酸 D丁酸答案B解析0.5 mol羧酸與足量乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)，生成酯的質(zhì)量比原羧酸的質(zhì)量增加了28 g，則羧酸與酯的相對(duì)分子質(zhì)量相差56(即2個(gè)COOH轉(zhuǎn)變?yōu)?個(gè)COOCH2CH3)，故原羧酸為二元羧酸。12某有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為A與過(guò)量NaOH完全反應(yīng)時(shí)，A與參加反應(yīng)的NaOH的物質(zhì)的量之比為 。A與新制的Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)時(shí)，A與被還原的Cu(OH)2的物質(zhì)的量之比為 ；A與參與反應(yīng)的Cu(OH)2的物質(zhì)的量之比可能為 。答案121213解析A物質(zhì)中有羧基和酚羥基，故1 mol A能與2 mol NaOH反應(yīng)。A與Cu(OH)2的反應(yīng)有兩種類型：COOH

18、與Cu(OH)2的中和反應(yīng)；CHO與Cu(OH)2的氧化還原反應(yīng)，CHO與Cu(OH)2以物質(zhì)的量之比12反應(yīng)生成COOH，又A分子中原有一個(gè)COOH，故A可與Cu(OH)2以物質(zhì)的量之比13發(fā)生反應(yīng)。13已知下列數(shù)據(jù)：物質(zhì)熔點(diǎn)()沸點(diǎn)()密度(gcm3)乙醇117.078.00.79乙酸16.6117.91.05乙酸乙酯83.677.50.90某學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室制取乙酸乙酯的主要步驟如下：配制2 mL濃硫酸、3 mL乙醇(含18O)和2 mL乙酸的混合溶液。按右圖連接好裝置(裝置氣密性良好)并加入混合液，用小火均勻加熱35 min。待試管乙收集到一定量產(chǎn)物后停止加熱，撤出試管乙并用力振蕩，然后靜

19、置待分層。分離出乙酸乙酯，洗滌、干燥。(1)配制中混合溶液的方法為 ；反應(yīng)中濃硫酸的作用是 ；寫(xiě)出制取乙酸乙酯的化學(xué)方程式： 。(2)上述實(shí)驗(yàn)中飽和碳酸鈉溶液的作用是 (填字母)。A中和乙酸和乙醇B中和乙酸并吸收乙醇C減少乙酸乙酯的溶解D加速酯的生成，提高其產(chǎn)率(3)步驟中需要小火均勻加熱，其主要理由是 ；步驟所觀察到的現(xiàn)象是 ；欲將乙試管中的物質(zhì)分離以得到乙酸乙酯，必須使用的儀器有 ；分離時(shí)，乙酸乙酯應(yīng)從儀器 (填“下口放”或“上口倒”)出。(4)該同學(xué)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，得出乙醇與乙酸的用量和得到的乙酸乙酯生成量如下表：實(shí)驗(yàn)乙醇(mL)乙酸(mL)乙酸乙酯(mL)221.33321.5742x521

20、.76231.55表中數(shù)據(jù)x的范圍是 ；實(shí)驗(yàn)探究的是 。答案(1)將濃H2SO4加入乙醇中，邊加邊振蕩，然后加入乙酸(或先將乙醇與乙酸混合后再加濃硫酸并在加入過(guò)程中不斷振蕩)催化劑、吸水劑CH3COOHCH3CHOHCH3CO18OCH2CH3H2O(2)BC(3)大火加熱會(huì)導(dǎo)致大量的原料氣化而損失液體分層，上層為無(wú)色有香味液體，下層為淺紅色液體，振蕩后下層液體顏色變淺分液漏斗上口倒(4)1.571.76增加乙醇或乙酸的用量對(duì)酯的產(chǎn)量的影響解析(1)混合時(shí)濃硫酸相當(dāng)于被稀釋，故應(yīng)將濃H2SO4加入乙醇中，然后加入乙酸，也可先將乙醇與乙酸混合好后再加入濃硫酸；因酯化反應(yīng)速率慢且為可逆反應(yīng)，使用濃

21、硫酸可加快酯化反應(yīng)的速率并有利于平衡向生成酯的方向移動(dòng)(吸收了水)；酯化反應(yīng)的機(jī)理是酸脫羥基醇脫氫，故生成的酯中含有18O。(2)使用飽和碳酸鈉溶液的理由是可除去混入乙酸乙酯中的乙酸；可降低乙酸乙酯的溶解度并有利于液體分層。(3)由表中數(shù)據(jù)知乙醇的沸點(diǎn)(78.0 )與乙酸乙酯的沸點(diǎn)(77.5 )很接近，若用大火加熱，大量的乙醇會(huì)被蒸發(fā)出來(lái)，導(dǎo)致原料的大量損失；因酯的密度小于水的密度，故上層為油狀有香味的無(wú)色液體，又因會(huì)有一定量的乙酸氣化，進(jìn)入乙中與Na2CO3反應(yīng)，故下層液體紅色變淺；將分層的液體分離開(kāi)必須使用分液漏斗，分液時(shí)上層液體應(yīng)從上口倒出。(4)探究乙醇、乙酸用量的改變對(duì)酯產(chǎn)率的影響情況，分析三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知，增加乙醇、乙酸的用量，酯的