内容正文:
第2课时 乙酸
[学习目标] 1.了解乙酸的物理性质和用途。 2.掌握乙酸的组成、结构和化学性质。 3.掌握酯化反应的原理、实质和实验操作。
任务一 乙酸的物理性质、结构及弱酸性
1.物理性质
俗名
颜色
状态
气味
溶解性
醋酸
无色
液体
有强烈刺激性
易溶于水和乙醇
点拨:当温度低于16.6 ℃时,乙酸会凝结成类似冰的晶体,故又名冰醋酸。
2.分子组成与结构
分子式
结构式
结构简式
官能团
球棍模型
空间填充模型
C2H4O2
CH3COOH
—COOH
3.乙酸的弱酸性
[交流研讨1] 在家庭生活中,常用食醋(其中含有乙酸)清除水壶中少量的水垢(主要成分为碳酸钙),写出清除过程中发生的化学方程式。
提示:2CH3COOH+CaCO3―→(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O。
1.一元弱酸:CH3COOH⥫⥬CH3COO-+H+,具有酸的通性。
2.酸的通性
(1)使紫色石蕊溶液变红。
(2)与金属钠反应:2CH3COOH+2Na―→2CH3COONa+H2↑。
(3)与NaOH反应:CH3COOH+NaOH―→CH3COONa+H2O。
(4)与NaHCO3反应:CH3COOH+NaHCO3―→CH3COONa+CO2↑+H2O。
[交流研讨2] 设计实验比较乙酸与碳酸的酸性强弱。
提示:利用强酸制弱酸的原理:2CH3COOH+Na2CO3―→2CH3COONa+H2O+CO2↑。
1.食醋是厨房中常用的调味品,它的主要成分是乙酸,乙酸分子的模型如图所示,其中代表碳原子,代表氢原子,代表氧原子。下列关于乙酸说法正确的是( )
A.乙酸是由碳、氢、氧元素组成的有机物
B.乙酸由碳、氢、氧原子构成
C.乙酸中碳元素、氢元素、氧元素的质量比为1∶2∶1
D.乙酸中碳元素的质量分数最大
答案:A
解析:A.由题图可知,乙酸是由碳、氢、氧元素组成的有机物,A正确;B.乙酸由碳、氢、氧元素组成、乙酸分子由碳、氢、氧原子构成,B错误;C.由题图可知,乙酸中碳、氢、氧的原子数目为1∶2∶1,质量之比为6∶1∶8,C错误;D.乙酸中碳元素、氢元素和氧元素的质量分数分别为40%、6.7%、53.3%,氧元素的质量分数最大,D错误;答案选A。
2.下列关于乙酸性质的叙述不正确的是( )
A.乙酸的酸性比碳酸弱
B.乙酸具有酸性,能使酸碱指示剂变色
C.乙酸能使氢氧化铜沉淀或氧化铜固体溶解
D.乙酸与碳酸钠溶液反应产生二氧化碳气体
答案:A
解析:A.乙酸的酸性比碳酸强,能与碳酸盐溶液反应,产生二氧化碳气体,A错误;B.乙酸具有酸的通性,能使酸碱指示剂变色,B正确;C.乙酸具有酸性,能与碱(如氢氧化铜)或碱性氧化物(如氧化铜)等反应生成盐和水,C正确;D.乙酸的酸性比碳酸强,故乙酸与碳酸钠溶液反应产生二氧化碳气体,D正确。故选A。
乙酸、水、乙醇、碳酸性质比较
名称
乙酸
水
乙醇
碳酸
分子结构
CH3COOH
H—OH
C2H5OH
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Na2CO3
反应
不反应
反应
羟基氢的活泼性
CH3COOH>H2CO3>H2O>C2H5OH
学生用书第90页
任务二 乙酸的典型性质——酯化反应
1.实验探究
(1)实验操作
(2)实验现象:饱和碳酸钠溶液的液面上有无色透明的油状液体生成,出现分层,且能闻到香味。
(3)化学方程式
。
(4)注意事项
①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。
②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。
③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。
2.酯化反应
(1)概念:酸与醇反应生成酯和水的反应。
(2)反应特点:酯化反应属于可逆反应,也属于取代反应。
(3)反应机理(乙醇中含有示踪原子)
速记口诀:酸脱羟基醇脱氢。
[交流研讨] (1)浓硫酸在酯化反应中起什么作用?装置中长导管的作用是什么?
提示:浓硫酸起催化剂作用和吸水剂作用。长导管起到导气、冷凝的作用。
(2)请简述饱和Na2CO3溶液的作用。
提示:①降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层,得到酯。
②与挥发出来的乙酸反应。
③溶解挥发出来的乙醇。
(3)用含18O的乙醇与乙酸发生酯化反应,18O存在于哪些产物中?
提示:乙酸乙酯。
3.酯
(1)酯:羧酸分子羧基中的羟基被—OR取代后的一类有机物,乙酸乙酯是酯类物质中的一种,其官能团为酯基(或—COOR)。
(2)物理性质
低级酯密度比水小,易溶于有机溶剂,具有芳香气味。
(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.乙酸分子的结构式为,下列反应及断键部位正确的是( )
①乙酸的电离,是a键断裂
②乙酸与乙醇发生酯化反应,是b键断裂
③在红磷存在时,Br2与CH3COOH的反应:CH3COOH+Br2CH2Br—COOH+HBr,是c键断裂
④乙酸变成乙酸酐的反应:2CH3COOH―→+H2O,是a、b键断裂
A.①②③ B.①②③④
C.②③④ D.①③④
答案:B
解析:①乙酸电离时羧基产生氢离子,断裂a键,①正确;②酯化反应中羧酸脱去羟基,断裂b键,②正确;③根据方程式可知,甲基上的H被Br所取代,是c键断裂,③正确;④根据方程式可知,一个乙酸分子提供羟基,断裂b键,另一个乙酸分子提供氢,断裂a键,形成H2O,是a、b键断裂,④正确;综上所述正确的有①②③④,故选B。
2.(2023·太原市月考)实验室用乙酸和乙醇在浓硫酸作用下制取乙酸乙酯的装置如图所示,下列说法正确的是( )
学生用书第91页
A.在反应过程中,乙试管内液体可以用氢氧化钠溶液代替
B.加入过量乙酸,可使乙醇完全转化为乙酸乙酯
C.分离出乙中乙酸乙酯的方法是分液
D.试管中试剂的加入顺序为浓硫酸→乙酸→乙醇
答案:C
解析:A.乙酸乙酯与NaOH溶液反应,则乙试管内液体不能用氢氧化钠溶液代替,故A错误;B.酯化反应为可逆反应,加入过量乙酸,也不能使乙醇完全转化为乙酸乙酯,故B错误;C.乙酸乙酯不溶于Na2CO3溶液,可以用分液法分离出乙中乙酸乙酯,故C正确;D.浓硫酸混合时剧烈放热,为防止液体飞溅,浓硫酸应后加入,反应试剂的加入顺序为乙醇→浓硫酸→乙酸,故D错误;故选C。
1.(2024·北京二中高一期末)乙酸是一种常见的有机物。下列有关乙酸的化学用语中,不正确的是( )
A.分子的空间填充模型:
B.分子式:C2H4O2
C.甲基的电子式:
D.向Mg(OH)2悬浊液中滴加醋酸,浊液变澄清:Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O
答案:D
解析:B.乙酸分子式为C2H4O2,B正确;C.甲基是甲烷失去一个氢原子剩余的基团,甲基的电子式为,C正确;D.醋酸是弱酸,离子方程式中不拆,氢氧化镁悬浊液与醋酸反应的离子方程式为Mg(OH)2+2CH3COOH===Mg2++2CH3COO-+2H2O,D错误。
2.下列关于乙酸的说法中,不正确的是( )
A.无色无味液体
B.官能团为羧基
C.一定条件下,能与乙醇发生反应
D.能使紫色石蕊溶液变红
答案:A
解析:A.乙酸是无色、有刺激性气味的液体,故A错误;B.乙酸的官能团为羧基,故B正确;C.乙酸含有羧基,浓硫酸加热条件下,能与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,故C正确;D.易溶于水,在溶液中能部分电离出乙酸根离子和氢离子,具有酸的通性, 能使紫色石蕊溶液变红,故D正确;故选A。
3.(2024·云南龙陵县一中高一期末)下列关于乙酸乙酯的说法正确的是( )
A.乙酸乙酯是一种密度比水小的液体
B.乙酸乙酯可由CH3OH与CH3CH2COOH经酯化反应生成
C.制取乙酸乙酯时,将1体积的酒精倒入3体积的浓硫酸中
D.要除去乙酸乙酯中混有的少量CH3COOH,可加入适量的NaOH溶液
答案:A
解析:A.乙酸乙酯属于酯类,是一种无色透明,具有特殊香味的液体,密度为0.90 g/cm3,比水小,不溶于水,A正确;B.乙酸乙酯可由CH3CH2OH与CH3COOH经酯化反应生成,B错误;C.浓硫酸的密度大于酒精,应将浓硫酸倒入酒精中,C错误;D.乙酸乙酯可以和氢氧化钠反应,应该用饱和碳酸钠溶液除去其中的少量醋酸,D错误。
4.(2024·河南焦作高一期末)乙醇和乙酸是生活中常见的两种有机物,下列有关两者的共同性质的说法错误的是( )
A.能与钠反应 B.能与小苏打溶液反应
C.能发生取代反应 D.能发生氧化反应
答案:B
解析:A.乙醇含羟基、乙酸含羧基,均能与钠反应,A正确;B.乙醇不能和碳酸氢钠溶液反应,乙酸能和碳酸氢钠溶液反应,B错误;C.乙醇含羟基、乙酸含羧基,两者能发生酯化反应,酯化反应属于取代反应,C正确;D.有机物一般能够和氧气发生反应,有机物和氧气的反应为氧化反应,D正确。
5.某研究小组用如图所示装置制取乙酸乙酯,请回答下列问题:
(1)为防止试管a中液体实验时发生暴沸,加热前应采取的措施为________________
_____________________________________________。
(2)装置中的球形漏斗除起冷凝作用外,它的另一重要作用是___________________。
(3)试管b中饱和碳酸钠溶液的作用除了溶解乙醇,还有______________________。
(4)待试管b收集到一定量产物后停止加热,撤去试管b并用力振荡试管b,静置后试管b中所观察到的实验现象:____________________________________________,
要分离试管中的液体混合物,采用的方法为_________________________________
________________________________________________________________________。
(5)如果用含示踪原子18O的乙醇参与反应,生成的产物中,只有乙酸乙酯中含有18O,则酯化反应中,乙酸和乙醇分子中断裂的各是什么键?在方程式中表示出其断键部位:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)加入碎瓷片(或沸石) (2)防止倒吸 (3)与乙酸反应、降低乙酸乙酯的溶解度 (4)分层,上层为无色有香味的油状液体 分液 (5)乙酸断C—O键,乙醇断O—H键
解析:(1)为防止溶液暴沸,液体加热前要加碎瓷片或沸石。(2)乙酸乙酯中混有乙醇和乙酸,二者易溶于水,乙酸能和碳酸钠反应,易产生倒吸,该实验中使用球形漏斗,球形部位空间大,液面上升时可缓冲,防止倒吸。(3)由(2)中分析可知,饱和碳酸钠溶液还能与乙酸反应,降低乙酸乙酯的溶解度。(4)乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,且密度比水小,有香味,所以静置后,试管b中所观察到的实验现象为液体分层,上层是无色有香味的油状液体,如将液体分离,可采取分液的方法。(5)据题给信息,乙酸和乙醇在酯化反应中乙酸断裂的是C—O键,乙醇断裂的是O—H键,即酸脱羟基醇脱氢。
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