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第二单元 食品中的有机化合物
第2课时 乙酸
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醋酸
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石蕊溶液呈红色
乙酸具有酸性
有气泡生成
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×
×
×
√
√
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乙醇
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加热
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无色透明的油状液体生成
香
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酯
水
可逆
取代
羟基
氢原子
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合作探究 素能提升
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[素养发展目标] 1.会写乙酸的分子式、结构式、结构简式,知道乙酸的官能团是—COOH。2.知道乙酸具有弱酸性,会运用乙酸的结构分析其化学性质。3.知道酯化反应的原理,会写乙酸与乙醇发生酯化反应的化学方程式,会设计实验探究乙酸的性质。
一、乙酸的结构与性质
1.乙酸的物理性质
(1)乙酸俗称____,是一种有强烈刺激性气味的无色液体,易溶于__和乙醇。
(2)纯净的乙酸在16.6 ℃以下呈冰状固体,故又称______。
2.乙酸的组成与结构
3.乙酸的酸性
(1)乙酸又叫醋酸,是食醋的主要成分,是常用的酸味剂,具有酸的通性,写出乙酸的电离方程式:_______________________________________。
(2)向试管中加入约3 mL稀醋酸溶液,加入紫色石蕊溶液:
①能观察到的实验现象是______________。
②你能得的结论是____________。
(3)向试管中加入约3 mL稀醋酸溶液,滴加碳酸钠溶液:
①你能观察到的实验现象是__________。
CH3COOHCH3COO-+H+
CH3COOH+OH-―→CH3COO-+H2O
2CH3COOH+CuO―→2CH3COO-+Cu2++H2O
2CH3COOH+CaCO3―→2CH3COO-+Ca2++H2O+CO2↑
②写出反应的离子方程式:_______________________________________
________________________。
(4)写出乙酸分别与下列物质反应的离子方程式:
①钠:_________________________________________________________。
②氢氧化钠溶液:________________________________________________。
③氧化铜:___________________________________________________。
④碳酸钙:____________________________________________________。
2CH3COOH+CO eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(3)) ―→2CH3COO-+H2O+
CO2↑
2CH3COOH+2Na―→2CH3COO-+H2↑+2Na+
【即学即练】
1.判断正误:正确的打“√”,错误的打“×”
(1)乙酸中含有双键,因此属于不饱和烃( )
(2)乙醇和乙酸具有相同的官能团,因此都能与活泼金属反应( )
(3)在标准状况下醋酸是一种无色有强烈刺激性气味的液体( )
(4)可用紫色石蕊试液鉴别乙醇和乙酸( )
(5)乙酸是食醋的主要成分,其官能团是羧基( )
二、乙酸的酯化反应
1.实验探究
实验操作
在试管里先加入3 mL____,然后边振荡边慢慢地加入2 mL 98% _________和2 mL____,并按如图所示连接装置,用酒精灯小心均匀地____试管3~5 min。产生的气体经导管通到_____________________的液面上方
浓H2SO4
饱和Na2CO3溶液
实验装置
实验现象
①饱和Na2CO3溶液的液面上有______________________
②闻到__味
化学方
程式
_______________________________________________________
CH3CH2OH+CH3COOH eq \o(,\s\up17(浓硫酸),\s\do16(△)) CH3COOCH2CH3+H2O
2.酯化反应
(1)概念:醇和某些酸作用生成__和__的反应。
(2)反应特点;酯化反应属于____反应,也属于____反应。
(3)反应机理(乙醇中含有示踪原子)
即酸脱____醇脱______。
【即学即练】
2.如图是分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇混合物的实验操作流程图。
在上述实验过程中,所涉及的三次分离操作分别是①____________;②____________;③__________。
答案: ①分液 ②蒸馏 ③蒸馏
乙酸的结构与性质探究
传说在古代的中兴国,有个叫杜康的人发明了酒。他儿子黑塔也跟杜康学会了酿酒技术。后来,黑塔率族移居现江苏省镇江。在那里,他们酿酒后觉得酒糟扔掉可惜,就存放起来,在缸里浸泡。到了二十一日的酉时,一开缸,一股从来没有闻过的香气扑鼻而来。在浓郁的香味诱惑下,黑塔尝了一口,酸甜兼备,味道很美,便贮藏着作为“调味浆”。后来黑塔把“二十一日”加“酉”字,称这种“调味浆”为醋,其主要成分为乙酸。
1.将金属钠加入到:①C2H5OH,②NaOH溶液,③醋酸溶液中,产生H2的速率由大到小的顺序是什么(用序号表示)?并说明原因。
提示: ③>②>①。金属钠与NaOH溶液反应,实质上是与其中的水反应,钠与水反应的速率比乙醇快;醋酸溶液中氢离子浓度更大,与钠反应速率更快。
2.设计一个实验装置,比较乙酸、碳酸和硅酸的酸性强弱,画出装置图并说出预期的实验现象和结论。
提示:
现象:碳酸钠溶液中出现气泡,硅酸钠溶液中有白色沉淀生成。
结论:酸性:乙酸>碳酸>硅酸。
3.乙酸乙酯的制备是重要的有机实验,现拟分离含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗产品,下图是某兴趣小组模拟分离操作步骤流程图。
(3)写出①、②、③分离方法的名称?
提示: 分液。蒸馏。蒸馏。
(4)在得到的A中加入无水碳酸钠粉末,振荡,这样做的好处是什么?
提示: 除去乙酸乙酯中的水分。
(1)酯化反应中哪些措施可以提高乙酸的转化率?
提示: 增加乙醇的量、加热使生成的乙酸乙酯及时蒸出、使用浓硫酸吸水都可以提高乙酸的转化率。
(2)试剂a和试剂b分别是什么?
提示: 饱和Na2CO3溶液。稀硫酸。
1.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—
名称
乙酸
水
乙醇
碳酸
遇石蕊试液
变红
不变红
不变红
变红
与Na
反应
反应
反应
反应
与Na2CO3
反应
水解
不反应
反应
羟基氢的
活泼性强弱
CH3COOH>H2CO3>H2O>C2H5OH
2.酯化反应实验中注意事项
(1)试剂的加入顺序
先加入乙醇,然后沿器壁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,防止因挥发出来的CH3COOH、CH3CH2OH溶于水而造成溶液倒吸。
(3)浓硫酸的作用
①催化剂——加快反应速率。
②吸水剂——提高CH3COOH、CH3CH2OH的转化率。
(4)饱和Na2CO3溶液的作用
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。
(5)酯的分离
采用分液法分离试管中的液体混合物,所得上层液体为乙酸乙酯。
1.下列关于乙酸的说法中,正确的是( )
①乙酸易溶于水和乙醇,其水溶液能导电
②无水乙酸又称为冰醋酸,它是纯净物
③乙酸分子里有四个氢原子,所以它是四元酸
④乙酸是一种重要的有机酸,常温下乙酸是有刺激性气味的液体
⑤1 mol 乙酸与足量乙醇在浓硫酸作用下可生成88 g乙酸乙酯
⑥食醋中含有乙酸,乙酸可由乙醇氧化得到
A.①②③④
B.①②③⑥
C.①②④⑥
D.②④⑤⑥
C [乙酸的物理性质易溶于水和乙醇,乙酸是弱酸,其水溶液能导电,①正确;无水乙酸在16.6 ℃下像水一样会结冰,无水乙酸又称为冰醋酸,属于纯净物,②正确;乙酸的结构简式CH3COOH,电离方程式为:CH3COOHCH3COO-+H+,属于一元酸,③错误;乙酸的物理性质:常温下乙酸是有刺激性气味的液体,乙酸易溶于水和乙醇,乙酸是重要的含氧衍生物,④正确;乙酸的酯化反应是可逆反应,不能进行到底,⑤错误;食醋中含有3%~5%的乙酸,乙醇被连续氧化成乙酸,⑥正确。]
2.乙酸分子的结构式为
①乙酸的电离,是①键断裂
②乙酸与乙醇发生酯化反应,是②键断裂
③在红磷存在时,Br2与CH3COOH的反应:
CH3COOH+Br2 eq \o(——→,\s\up17(红磷),\s\do16( )) CH2Br—COOH+HBr,是③键断裂
④乙酸变成乙酸酐的反应:
,是①②键断裂
A.①②③
B.①②③④
C.②③④
D.①③④
B [乙酸电离出H+时,断裂①键;在酯化反应时酸脱羟基,断裂②键;与Br2的反应,取代了甲基上的氢,断裂③键;乙酸生成乙酸酐的反应,一个乙酸分子断①键,另一个分子断②键,所以B正确。]
3.(2022·成都市蓉城高中联盟下学期期中)实验室用下图装置制取乙酸乙酯(使用的乙醇的结构简式为CH3CH2 eq \o\al(\s\up1(18),\s\do1()) OH),下列有关说法正确的是( )
A.在甲试管中加入药品的顺序:3 mL CH3CH2 eq \o\al(\s\up1(18),\s\do1()) OH、2 mL浓硫酸和
2 mLCH3COOH
B.乙试管中的饱和碳酸钠溶液可以换成氢氧化钠溶液
C.从乙试管中分离得到纯净干燥的乙酸乙酯的操作是:振荡、静置、
分液
D.生成的乙酸乙酯的结构简式为CH3C18OOCH2CH3
A [A.加入药品的顺序:先加密度小的液体,再加密度大的液体,有利于混合和热量散失,A正确;B.乙酸乙酯会与氢氧化钠溶液发生水解反应,B错误;C.分液后得到的乙酸乙酯中还含有少量的水分,需要加入干燥剂,蒸馏,C错误;D.酯化反应断键的规律是“酸脱羟基醇脱氢”,所以生成的乙酸乙酯的结构简式为CH3CO18OCH2CH3,D错误;故选A。]
1.下列说法正确的是( )
①乙酸的官能团是羟基 ②可用紫色石蕊溶液鉴别乙醇和乙酸 ③乙酸的酸性比碳酸强,可用食醋除去水壶中的水垢 ④制取乙酸乙酯时,适当增大乙醇的浓度,可使乙酸完全反应
A.①③④
B.②③
C.①④
D.②③④
B [①乙酸的官能团是羧基,故错误;②乙酸具有弱酸性,能使紫色石蕊溶液变红,而乙醇无现象,可鉴别乙醇和乙酸,故正确;③乙酸与碳酸钙反应生成醋酸钙和二氧化碳和水,发生强酸制弱酸的反应,乙酸的酸性比碳酸强,可用食醋除去水壶中的水垢,故正确;④乙酸和乙醇发生酯化反应制取乙酸乙酯是可逆反应,乙酸不能完全反应,故错误;故选B。]
2.关于乙醇和乙酸的酯化反应,下列说法中不正确的是( )
A.酯化反应属于取代反应
B.乙醇和乙酸在一定条件下能全部转化为乙酸乙酯
C.酯化反应是可逆反应
D.有机酸和醇在一定条件下能发生酯化反应
B [A.取代反应是指化合物或有机物分子中任何一个原子或原子团被试剂中同类型的其它原子或原子团所替代的反应,故酯化反应属于取代反应,A正确;B.乙醇和乙酸反应生成乙酸乙酯的反应是可逆反应,不可能完全转化,B错误;C.酯化反应是可逆反应,反应物不能完全反应,C正确;D.有机酸和醇在一定条件下能发生酯化反应,D正确;故选B。]
3.已知反应:甲()+乙→丙()+H2O,则下列判断不正确的是( )
A.乙物质为甲醇
B.该反应为取代反应
C.甲和乙都能与金属钠反应产生氢气
D.甲、乙、丙都能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应而褪色
D [A.根据原子守恒,乙的化学式为CH4O,根据甲和丙的结构可知,乙为甲醇CH3OH,A正确;B.该反应为酯化反应,属于取代反应,B正确;C.甲结构中的-COOH和乙结构中的-OH均能与Na发生反应生成H2,C正确;D.甲、丙结构中含有碳碳双键,都能使溴的四氯化碳溶液发生加成反应而褪色,乙不能与Br2发生加成反应,D错误。故本题选D。]
4.苹果醋是一种由苹果发酵而形成的具有解毒、降脂、减肥等明显药效的健康食品。苹果酸(2羟基丁二酸)是这种饮料的主要酸性物质,苹果酸的结构简式为。下列相关说法不正确的是( )
A.苹果酸在一定条件下能发生催化氧化反应
B.1 mol 苹果酸与足量NaHCO3溶液反应消耗2 mol NaHCO3
C.1 mol 苹果酸与足量Na反应生成33.6 L H2(标准状况下)
D.1 mol 苹果酸分别和足量Na或NaOH反应消耗两者物质的量相等
D [该分子中有醇羟基且与羟基相连的碳上有一个氢原子,在一定条件下能发生催化氧化反应生成羰基,A项正确;苹果酸中含有2个羧基,1 mol 苹果酸与NaHCO3溶液反应,可消耗2 mol NaHCO3,B项正确;该分子中有2个羧基和1个羟基,1 mol 苹果酸与足量Na反应生成33.6 L H2(标准状况下),C项正确;该分子中有2个羧基和1个羟基,分别和足量Na或NaOH反应消耗两者的物质的量之比为3∶2,D项错误。]
5.(2022·台州市九校联盟下学期期中)已知A、B、C、D都是含有碳、氢、氧三种元素的有机物,其中A、C分别是白酒和食醋中含有的成分,A、B、C、D间有如下转化关系:
请回答下列问题:
(1)C物质中官能团名称是____________。
(2)写出A转化成B的化学方程式:__________________________________
___________________________________________________________________,
其反应类型是__________。
(3)下列说法中,正确的是____________。
A.有机物A与金属钠反应比水与金属钠反应更剧烈
B.实验室用A与C制备D时,浓硫酸主要起催化剂和吸水剂作用
C.有机物A、C、D可用NaOH溶液鉴别
D.等物质的量A、B、C完全燃烧消耗氧气的物质的量依次减少
解析: A、B、C、D都是含有碳、氢、氧三种元素的有机物,A、C分别是白酒和食醋中含有的成分,A为乙醇(CH3CH2OH),C为乙酸(CH3COOH),由转化关系可知,乙醇可以和乙酸反应生成D,则D为乙酸乙酯(CH3COOCH2CH3),乙醇可以转化为B,B可以转化为乙酸,则B为乙醛(CH3CHO)。
(1)由分析可知,C为乙酸(CH3COOH),官能团的名称为:羧基。
(2)A为乙醇CH3CH2OH,B为乙醛CH3CHO,乙醇催化氧化可生成乙醛,反应的化学方程式为:2CH3CH2OH+O2 eq \o(——→,\s\up17(Cu/Ag),\s\do16(△)) 2CH3CHO+2H2O,为氧化反应。
(3)A.乙醇中的羟基氢没有水中的羟基氢活泼,乙醇与金属钠反应没有水与金属钠反应剧烈,A错误;
B.实验室用乙醇和乙酸反应制备乙酸乙酯,浓硫酸起到催化剂和吸水剂的作用,B正确;
C.乙醇和氢氧化钠不反应无现象,乙酸与氢氧化钠发生中和反应但也没有现象,无法鉴别,C错误;
D.乙醇完全燃烧的方程式:CH3CH2OH+3O2 eq \o(——→,\s\up17(点燃),\s\do16( )) 2CO2+3H2O,乙醛完全燃烧的方程式:2CH3CHO+5O2 eq \o(——→,\s\up17(点燃),\s\do16( )) 4CO2+4H2O,乙酸完全燃烧的方程式:CH3COOH+2O2 eq \o(——→,\s\up17(点燃),\s\do16( )) 2CO2+2H2O,由方程式可知,2 mol 的乙醇、乙醛、乙酸完全燃烧,消耗氧气的物质的量分别为:6 mol 、5 mol 、4 mol ,消耗氧气的物质的量依次减少,D正确;
答案选BD。
答案: (1)羧基
(2)2CH3CH2OH+O2 eq \o(————→,\s\up17(Cu/Ag),\s\do16(△)) 2CH3CHO+2H2O 氧化反应
(3)BD
$$