内容正文:
第2课时 乙酸
[核心素养发展目标] 1.了解乙酸的物理性质和用途,培养科学态度与社会责任。2.掌握乙酸的组成、结构和化学性质,培养变化观念与平衡思想。3.掌握酯化反应的原理、实质和实验操作,能依据给出的问题,设计简单的实验方案,培养科学探究与创新意识。
一、乙酸的物理性质、结构及弱酸性
1.乙酸的物理性质
乙酸俗称 ,是有强烈刺激性气味的无色液体,易溶于 ,当温度低于熔点(16.6 ℃)时,凝结成类似冰的晶体,所以纯净的乙酸又叫 。
2.乙酸的组成与结构
3.乙酸的酸性
思考1 食醋可以清除水壶中的少量水垢(主要成分是碳酸钙),这是利用乙酸的什么性质?请写出相关反应的化学方程式。
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思考2 设计实验比较乙酸与碳酸、盐酸的酸性强弱。
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乙酸是一种重要的有机酸,具有酸性。
1.判断正误
(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)乙酸分子中含有4个H原子,故为四元酸( )
(5)酸性高锰酸钾溶液、碳酸钠、紫色石蕊溶液均可鉴别乙醇和乙酸( )
2.下列关于乙酸性质的叙述错误的是( )
A.乙酸的酸性比碳酸的强,所以它可以与碳酸盐溶液反应,产生CO2气体
B.乙酸具有酸性,所以能与钠反应放出H2
C.乙酸分子中含有碳氧双键,所以它能使溴水褪色
D.乙酸在温度低于16.6 ℃时,就凝结成冰状晶体
3.柠檬中含有大量的柠檬酸,因此被誉为“柠檬酸仓库”。柠檬酸的结构简式为,则1 mol柠檬酸分别与足量的金属钠和NaOH溶液、NaHCO3溶液反应时,最多可消耗Na和NaOH、NaHCO3的物质的量分别为 、 、 。
乙酸、水、乙醇、碳酸的性质比较
名称
乙酸
水
乙醇
碳酸
分子结构
CH3COOH
H—OH
C2H5OH
与羟基直接相连的原子或原子团
—H
C2H5—
遇石蕊溶液
变红
不变红
不变红
变红
与Na
反应
反应
反应
反应
与NaOH
反应
不反应
不反应
反应
与Na2CO3
反应
—
不反应
反应
与NaHCO3
反应
—
不反应
不反应
羟基氢的活泼性强弱
CH3COOH>H2CO3>H2O>C2H5OH
二、乙酸的典型性质——酯化反应
1.酯化反应的实验探究
实验装置
注意事项
a.试剂的加入顺序:先加入乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入浓硫酸和乙酸。
b.导管末端不能插入饱和Na2CO3溶液中,防止挥发出来的CH3COOH、CH3CH2OH溶于水,造成溶液倒吸。
c.加热前应加入几片碎瓷片防止液体暴沸,加热时小火加热减少乙酸、乙醇的挥发
实验现象
a.饱和Na2CO3溶液的液面上层有 生成;
b.能闻到
化学方程式
CH3COOH+CH3CH2OH +H2O
乙酸乙酯
2.酯化反应
(1)概念:酸与醇反应生成 和 的反应。
(2)反应特点:酯化反应是 ,乙酸乙酯会与水发生水解反应生成 和 。
(3)反应机理(乙醇中含有示踪原子)
即酸脱 醇脱 ,所以酯化反应也属于取代反应。
思考 同位素示踪法是分析化学反应机理的有力手段,用18O标记乙醇分子中的氧原子(即CH3COH)。反应结束后,只在乙醇和乙酸乙酯中检测到18O,请分析酯化反应的断键位置。
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3.酯
(1)酯:羧酸分子羧基中的 被—OR取代后的一类有机物,乙酸乙酯是酯类物质的一种,其官能团为 (或—COOR)。
(2)物理性质
低级酯密度比水 ,易溶于有机溶剂,具有一定的挥发性,具有 气味。
(3)用途
①作香料:如作饮料、糖果、化妆品中的香料。
②作有机溶剂。
1.判断正误
(1)在酯化反应实验时,可以先加入浓硫酸,然后边振荡试管,边加入乙醇和乙酸( )
(2)在酯化反应中,只要乙醇过量,就可以把乙酸完全反应生成乙酸乙酯( )
(3)酯化反应为取代反应( )
(4)乙酸乙酯是有特殊香味的、易溶于水的无色液体( )
(5)在酯化反应实验中,可用稀硫酸代替浓硫酸( )
2.(2024·东莞高一段考)用乙醇与乙酸反应制备乙酸乙酯,反应装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应属于加成反应
B.b试管中常加入NaOH溶液
C.长导管有导气、冷凝的作用
D.乙醇所含官能团的名称是醛基
3.(2023·河北顺平高一月考)下列说法正确的是( )
A.CH3COOCH2CH3易溶于水和乙醇
B.酯化反应与酯的水解反应互为可逆反应
C.酯基为
D.浓硫酸在酯化反应中只起催化剂作用
酯化反应中的“一原理”“两作用”
(1)一原理
在酯化反应中,有机羧酸断C—O,醇分子断O—H,即“酸脱羟基醇脱氢”,表示如下:
(2)两作用
①浓硫酸的作用
a.催化剂——加快反应速率。
b.吸水剂——除去反应的副产物水,提高酯的产率。
②饱和Na2CO3溶液的作用
a.降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层,得到酯。
b.与挥发出来的乙酸反应。
c.溶解挥发出来的乙醇。
随堂演练
1.(2024·大连高一联考)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列关于乙酸和乙醇的说法正确的是( )
A.均能与Na反应生成H2
B.均能使紫色石蕊溶液变红
C.乙醇在酸性 KMnO4溶液作用下反应最终生成乙醛
D.1 mol 乙酸与足量乙醇充分反应生成的乙酸乙酯的分子数为NA
2.(2024·合肥高一段考)实验室制备乙酸乙酯的装置如图,下列说法正确的是( )
A.仪器a中的药品添加顺序为浓硫酸、乙醇、乙酸
B.长导管的作用只是导气
C.饱和碳酸钠溶液可用水代替
D.为防止倒吸,导管b不能伸入烧杯液面以下
3.(2024·湖南岳阳高一月考)苯甲酸有杀菌和抑制细菌生长的作用。在食品工业中,可作酱油、泡菜、苹果酒、果汁等的防腐剂,结构简式为,请回答下列问题:
(1)苯甲酸的分子式为 。
(2)苯甲酸是一种弱酸,其分子中所含的官能团是 (填“羧基”或“酯基”)。
(3)苯甲酸的酸性强于碳酸,可与NaHCO3溶液反应,补充完整下列反应方程式:
+NaHCO3 +。
答案精析
一、
1.醋酸 水和乙醇 冰醋酸
2. C2H4O2 CH3COOH —COOH
3.思考1 酸性;2CH3COOH+CaCO3===(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑
思考2 ①根据思考1可得酸性:CH3COOH>H2CO3;②利用pH计测定0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液和0.1 mol·L-1的盐酸的pH,盐酸的pH小,或利用电导仪测定浓度均为0.1 mol·L-1的醋酸溶液和盐酸的电导率,可得酸性:HCl>CH3COOH,综合①②可知,酸性:HCl>CH3COOH>H2CO3。
红 2CH3COOH+2Na2CH3COONa+H2↑ CH3COOH+NaOHCH3COONa+H2O CH3COOH+NaHCO3CH3COONa+CO2↑+H2O
应用体验
1.(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
2.C
3.4 mol 3 mol 3 mol
解析 1 mol柠檬酸分子中含有1 mol羟基和3 mol羧基,羟基和羧基都能与金属钠发生反应,因此1 mol柠檬酸最多消耗Na的物质的量为4 mol;羧基能与NaOH、NaHCO3溶液反应,而羟基不能与NaOH、NaHCO3溶液反应,故最多消耗NaOH、NaHCO3的物质的量均为3 mol。
二、
1.无色透明的油状液体 香味 CH3COOC2H5
2.(1)酯 水 (2)可逆反应 乙酸 乙醇 (3)羟基 氢
思考 ,由题意可知,反应后的溶液中只在乙醇和乙酸乙酯中检测到18O,则说明反应时,乙酸断开碳氧单键,乙醇断开氢氧键。
3.(1)羟基 酯基 (2)小 芳香
应用体验
1.(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
2.C 3.B
随堂演练 知识落实
1.A
2.D [A项,制备乙酸乙酯,不能先添加浓硫酸,错误;B项,长导管的作用是冷凝回流兼导气,错误。]
3.(1)C7H6O2 (2)羧基 (3)H2O +CO2↑
解析 (3)苯甲酸的酸性强于碳酸,根据强酸制取弱酸的原理,苯甲酸可与NaHCO3溶液反应生成苯甲酸钠、H2O和CO2。
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