3.4 第1课时 羧酸（Word教参）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中化学选择性必修3（人教版2019）

第四节　羧酸　羧酸衍生物 第1课时　羧酸 课程标准 核心素养目标 1．认识羧酸的组成和结构特点、性质、转化关系及其在生产、生活中的重要应用。 2．能基于官能团、化学键的特点与反应规律分析和推断羧酸的化学性质。 认识羧酸的官能团与组成，能对简单羧酸进行分类；基于羧酸的结构特点(微观)预测羧酸的物理性质和化学性质(宏观)。(宏观辨识与微观探析) 通过探究羧酸的酸性，熟悉控制变量法的应用，体验科学探究的一般过程。(科学探究与创新意识) [对应学生用书P87] 知识点一 羧酸的结构及分类 1．羧酸和羧酸衍生物 (1)羧酸是由烃基(或氢原子)与羧基()相连而构成的有机化合物；饱和一元脂肪酸的通式为CnH2n＋1COOH(n≥0)。 (2)羧酸衍生物是羧酸分子中羧基上的羟基被其他原子或原子团取代后的生成物，如CH3COOC2H5、CH3CONH2等。 2．羧酸的分类 3．三种重要的羧酸 羧酸 性质 用途 甲酸 无色、有刺激性气味的液体，有腐蚀性，能与水、乙醇等互溶；具有羧酸的化学性质和醛的化学性质 在工业上用作还原剂，是合成药物、农药和染料等的原料 苯甲酸 无色晶体，易升华，微溶于水，易溶于乙醇 用于合成香料、药物等，其钠盐是常用的食品防腐剂 乙二酸 俗称草酸，无色晶体，可溶于水和乙醇 化学分析中常用的还原剂，是重要的化工原料 知识点二 羧酸的物理性质 1．水溶性 (1)甲酸、乙酸等分子中碳原子数较少的羧酸能够与水互溶。 (2)随着分子中碳原子数的增加，一元羧酸在水中的溶解度迅速减小，甚至不溶于水。 2．沸点 (1)随着分子中碳原子数的增加，一元羧酸的沸点逐渐升高。 (2)羧酸与相对分子质量相当的其他有机物相比，沸点较高，这与羧酸分子间可形成氢键有关。 羧酸的系统命名法 (1)选主链：选取含有羧基的最长碳链作为主链，按主链碳原子数称为某酸。 (2)编碳号：从靠近羧酸的一端开始给主链上的碳原子编号。 (3)写名称：在“某酸”名称之前加上取代基的位次号和名称。例如：(CH3)2CHCH2COOH的名称为3­甲基丁酸。 知识点三 羧酸的化学性质 1．酸性 羧酸是一类弱酸，在水中部分电离，电离方程式为RCOOHRCOO－＋H＋，具有酸的共同性质。以CH3COOH为例，填写下表(写出化学方程式)： 现象或化学方程式 与酸碱指示剂作用 CH3COOH溶液使紫色石蕊试液变红 与活泼金属反应产生H2 2CH3COOH＋Zn―→(CH3COO)2Zn＋H2↑ 与碱发生中和反应 含酚酞的NaOH溶液中加入CH3COOH溶液，红色褪去：CH3COOH＋NaOH―→CH3COONa＋H2O 与弱酸盐反应生成另一种弱酸和另一种盐 CaCO3与CH3COOH溶液反应： CaCO3＋2CH3COOH―→(CH3COO)2Ca＋CO2↑＋H2O 与碱性氧化物反应生成盐和水 CuO＋2CH3COOH―→(CH3COO)2Cu＋H2O 2．酯化反应 (1)酯化反应是醇与羧酸反应生成酯和水的一类反应，属于取代反应。羧酸和醇在酸催化下可以发生酯化反应。 (2)同位素示踪法研究酯化反应 证实乙酸与乙醇的酯化反应是乙酸分子中羧基的羟基与乙醇分子中羟基的氢原子结合生成水，其余部分相互结合成酯，其反应可用化学方程式表示如下： [对应学生用书P89] 探究一　羧酸的酸性及强弱比较　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ►情境探究 (1)查阅资料：25 ℃时，电离常数：KA(CH3COOH)＝1.75×10－5，KA1(H2CO3)＝4.3×10－7，KA(C6H5OH)＝1.0×10－10。 (2)实验探究：利用下图所示仪器和药品，设计一个简单的一次性完成的实验装置，比较乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱。 [问题设计] 1．完成该探究实验依据的基本原理是什么？根据资料信息，判断乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱。 提示：依据强酸制弱酸的原理；酸性：乙酸＞碳酸＞苯酚。 2．分析上图中各部分装置及试剂的作用，组装实验仪器，完成相关实验探究活动。 提示： 3．饱和NaHCO3溶液的作用是什么？请写出各装置中发生反应的化学方程式。 提示：除去生成CO2中混有的CH3COOH；2CH3COOH＋Na2CO3―→2CH3COONa＋CO2↑＋H2O；CH3COOH＋NaHCO3―→CH3COONa＋CO2↑＋H2O；C6H5ONa＋CO2＋H2O―→C6H5OH＋NaHCO3。 ►归纳拓展 1．从键的极性角度认识羧酸具有酸类的化学通性 2．羧酸的酸性强弱的比较 3．醇羟基、酚羟基和羧基中羟基活性的比较 羟基类型 醇羟基 酚羟基 羧酸羟基 氢原子活泼性 电离 极难电离 微弱电离 部分电离 酸碱性 中性 很弱的酸