内容正文:
基础课时15 乙酸
1.掌握乙酸的组成、结构、物理性质及用途,能从官能团的角度认识乙酸的性质,培养“宏观辨识与微观探析”的化学学科核心素养。
2.掌握酯化反应的原理和实质,会运用乙酸的结构分析其化学性质,会设计实验探究乙酸的性质,培养“科学探究与创新意识”的化学学科核心素养。
知识点一 乙酸的组成、结构、物理性质与酸性
1.乙酸的组成和结构
2.乙酸的物理性质
俗名
颜色
状态
气味
溶解性
挥发性
醋酸
无色
液体
强烈刺激性气味
易溶于水
易挥发
纯净的乙酸在16.6 ℃以下呈冰状固体,故又称冰醋酸。
判断下列说法是否正确。(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)在标准状况下醋酸是一种无色有强烈刺激性气味的液体。
(×)
(2)乙酸中含有双键,因此属于不饱和烃。 (×)
(3)乙酸分子中含有和—OH两种官能团。 (×)
(4)乙醇和乙酸分子中都含有羟基,但不属于同一类别。 (√)
知识点二 乙酸的化学性质
1.乙酸是一种弱酸
实验设计:根据下列提供的药品,设计实验证明乙酸的酸性。[药品:Na2CO3、乙酸溶液、紫色石蕊试液]
(1)乙酸能使紫色石蕊试液变红。
(2)2CH3COOH+Na2CO3―→2CH3COONa+H2O+CO2↑。
2.酯化反应
(1)乙酸与乙醇反应的化学方程式为CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5+H2O,醇和某些酸作用生成酯和水的反应叫作酯化反应。
(2)乙酸和乙醇的反应机理
(即酯化反应的实质是酸脱羟基醇脱羟基氢)。
烹制鱼时,添加一些醋和酒,能够使鱼肉更加美味,利用所学化学知识解释其原理。
提示:醋中的乙酸和酒中的乙醇会发生酯化反应生成乙酸乙酯:CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O。乙酸乙酯是无色透明液体,具有芳香气味,在一定程度上可以起到提香的作用。
探究乙酸酯化反应的机理
在一支试管中加入3 mL无水乙醇,然后边振荡试管,边慢慢加入2 mL 98%的浓硫酸和2 mL冰醋酸,按如图装置进行实验(用酒精灯小心加热试管3~5 min,产生的蒸气经导管通到饱和Na2CO3溶液的液面上方),观察右边试管中的现象并闻气味。
[问题1] 右边试管中可观察到什么现象并闻到什么气味?
提示:饱和Na2CO3溶液的液面上有油状液体生成,且能闻到香味。
[问题2] 做对照实验:右边试管中不盛放饱和Na2CO3溶液而是浸在盛有冷水的烧杯中,其他装置和操作相同。
(1)实验结束后闻到香味了吗?可能的原因是什么?
(2)乙酸和乙醇在浓硫酸作用下加热生成乙酸乙酯,化学方程式为CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O。该反应中的水是由氢原子和羟基结合而得,试猜想该反应的历程,并提出验证猜想的方法。
提示:(1)没有闻到香味;乙酸乙酯的香味被挥发出来的乙酸的强烈刺激性气味掩盖了。
(2)该反应的历程是酸去羟基醇去羟基氢。酯化反应的反应机理可用同位素示踪法来证明:若用含18O的乙醇和不含18O的乙酸反应,可以发现所生成的乙酸乙酯分子里含有18O原子,而水分子中不含18O原子,这说明酯化反应的一般过程是羧酸分子中的—OH与醇分子中—OH上的氢原子结合生成水,其余部分结合生成酯:
酯化反应实验
(1)实验装置:
(2)导气管末端未伸入液面以下是为了防止倒吸。
(3)饱和Na2CO3溶液的作用:
①与挥发出来的乙酸发生反应,生成可溶于水的乙酸钠,便于闻乙酸乙酯的香味。
②溶解挥发出来的乙醇。
③减小乙酸乙酯在水中的溶解度,使液体分层,便于得到酯。
(4)酯化反应实验中的四个注意问题:
①注意防暴沸:反应试管中常加入几片碎瓷片或沸石,以防止暴沸。
②注意浓硫酸的作用:催化剂、吸水剂。
③注意试剂的添加顺序:不能先加浓硫酸,以防止液体飞溅;通常的顺序是乙醇→浓硫酸→乙酸。
④注意酯的分离:对于生成的酯,通常用分液漏斗进行分液,将酯和饱和碳酸钠溶液分离。
1.将1 mol乙醇(其中的羟基氧用18O标记)在浓硫酸存在并加热下与足量乙酸充分反应。下列叙述不正确的是( )
A.生成的水分子中一定含有18O
B.生成的乙酸乙酯中含有18O
C.可能生成45 g乙酸乙酯
D.不可能生成相对分子质量为88的乙酸乙酯
A [CH3CHOH与CH3COOH发生酯化反应的原理为CH3CHOH+CH3COOH
+H2O,因此生成的水中不含18O原子,乙酸乙酯中含有18O原子,生成乙酸乙酯的相对分子质量为90。该反应为可逆反应,1 mol CH3CH218OH参加反应,生成酯的物质的量为0<n(酯)<1 mol,即质量关系为0<m(酯)<90 g。]
2.某学习小组在实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下:
①配制2 mL浓硫酸、3 mL乙醇(含18O)和2 m