第3章 第3节 第2课时 乙酸-【金版教程】2024-2025学年高中化学必修第二册创新导学案word（鲁科版2019）

第2课时　乙酸 核心素养 学业要求 通过乙酸的学习，体会有机化学反应与无机化学反应在反应条件、反应试剂与生成物等方面的差异，深化“结构决定性质，性质反映结构”“性质决定用途”等学科观念。 1.了解乙酸的组成、物理性质和主要应用。 2.掌握乙酸的主要化学性质，掌握酯化反应的原理和实验操作。 一、乙酸的物理性质、结构和酸性 1.乙酸的物理性质 乙酸是食醋中的主要有机化合物，故乙酸俗称醋酸。乙酸是一种有强烈刺激性气味的无色液体，沸点为117.9 ℃，熔点为16.6 ℃；当温度低于16.6 ℃时，乙酸就凝结成像冰一样的晶体，所以无水乙酸又称冰醋酸。 2.乙酸的分子结构 分子式 结构式 结构简式 C2H4O2 CH3COOH 官能团 空间填充模型 名称 结构 羧基 —COOH 3.乙酸的酸性 乙酸是一种常见的有机酸，其酸性弱于硫酸、盐酸等酸的酸性。乙酸具有酸的通性： (1)能使紫色石蕊试液变红。 (2)能与活泼金属反应产生H2。 (3)能与NaOH等碱发生中和反应。 二、乙酸的酯化反应 1.酯化反应：酸与醇反应生成酯和水的反应。酯化反应是可逆的。 2.乙酸与乙醇的酯化反应 实验装置 实验现象 a.饱和Na2CO3溶液的液面上有无色透明的油状液体生成 b.闻到香味 化学方程式 CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOCH2CH3＋H2O 1.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)乙酸俗名为醋酸，食醋为纯净物。(　　) (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，能和很多碳酸盐反应生成CO2气体。(　　) (4)乙酸和乙醇发生酯化反应时，乙酸表现出酸的通性。(　　) (5)制乙酸乙酯时，为提高乙酸的转化率，可加入稍过量的乙醇。(　　) (6)乙酸和乙醇发生的酯化反应也属于取代反应。(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√　(6)√ 2.下列关于乙酸的认识正确的是(　　) A.乙酸的分子式是C2H4O，是四元羧酸 B.标准状况下，乙酸为冰状固体 C.普通食醋中乙酸的含量为12%左右 D.乙酸有羧基和甲基两种官能团 答案　B 3.若将转化为，可使用的试剂是(　　) A.Na B.NaOH C.Na2CO3 D.NaHCO3 答案　A 解析　—COOH和—OH均可与Na发生置换反应，可实现转化，A正确；醇羟基与NaOH、Na2CO3、NaHCO3均不反应。 4.下列物质不能发生酯化反应的是(　　) A.HOCH2—CH==CH—COOH B.CH3CH2COOH C.乙烷 D.CH3OH 答案　C 探究一　认识乙酸的酸性 1.乙酸的酸性 (1)乙酸是一种弱酸，溶于水时可电离出H＋： CH3COOHCH3COO－＋H＋。 (2)乙酸与活泼金属的反应： 2CH3COOH＋2Na―→2CH3COONa＋H2↑。 (3)乙酸与碱或盐的反应： CH3COOH＋NaOH―→CH3COONa＋H2O； 2CH3COOH＋Na2CO3―→2CH3COONa＋CO2↑＋H2O； CH3COOH＋NaHCO3―→CH3COONa＋CO2↑＋H2O。 2.羟基氢原子的活泼性比较 乙醇 水 碳酸 乙酸 酸碱性 — 中性 弱酸性 弱酸性 电离程度 — 微弱电离 部分电离 部分电离 与Na反应的反应现象 缓和―→剧烈 与NaOH溶液 不反应 不反应 反应 反应 与NaHCO3溶液 不反应 不反应 不反应 反应 羟基氢原子的活泼性 CH3CH2OH<H2O<H2CO3<CH3COOH 弱酸指在溶液中不完全电离的酸，有机酸是弱酸中重要的一类，常见的家用弱有机酸包括醋内的乙酸，柠檬及不少水果内的柠檬酸等；无机酸当中如用作抗菌剂的硼酸，及用在汽水当中的碳酸和磷酸等。 1.下列物质都能与Na反应放出H2，其产生H2的速率由快到慢排列正确的是(　　) ①C2H5OH　②CH3COOH(溶液)　③H2O A.①>②>③ B.②>①>③ C.③>①>② D.②>③>① 答案　D 2.普通的食醋中一般含3%～5%(质量分数)的乙酸，无水乙酸常被称为冰醋酸。 回答下列问题： (1)乙酸可用于除水垢，写出乙酸与碳酸钙反应的化学方程式：__________________________，该反应说明乙酸的酸性比碳酸的________(填“强”或“弱”)。 (2)乙酸能与活泼金属反应，写出乙酸与镁反应的离子方程式：________________________ ___________________。 (3)乙酸可燃烧，写出乙酸燃烧的化学方程式：______________________。 答案　(1)2CH3COOH＋CaCO3―→(CH3COO)2Ca＋CO2↑＋H2O　强 (2)2CH3COOH＋Mg―→Mg2＋＋2CH3COO－＋H2↑ (3)CH3COOH＋2O22CO2＋2H2O —OH、—COOH反应的定量关系 1 mol —OH 1 mol —COOH Na～H2 1～0.5 mol 1～0.5 mol NaOH — 1 mol Na2CO3～CO2 — 0.5～0.5 mol NaHCO3～CO2 — 1～1 mol 探究二　乙酸的酯化反应 1.酯化反应的实质 即酸脱羟基、醇脱氢。 2.乙酸和乙醇酯化反应实验的注意事项 (1)试剂的加入顺序 先加入乙醇和乙酸，然后沿器壁慢慢加入浓H2SO4(或依次加入乙醇、浓硫酸、乙酸)。 (2)导管末端不能插入饱和Na2CO3溶液中，防止造成溶液倒吸。 (3)浓H2SO4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溶解挥发出来的乙醇。 ②与挥发出来的乙酸反应生成乙酸钠，除去乙酸。 ③降低乙酸乙酯的溶解度，使溶液分层，便于分离得到酯。 (5)装置 ①长导管的作用：导气兼冷凝。 ②碎瓷片的作用：防止暴沸。 (6)产物分离 用分液法分离，上层油状液体为产物乙酸乙酯。 (7)实验中采取的加快反应速率的措施 ①加热。 ②使用无水乙醇和冰醋酸，增大反应物浓度。 ③使用催化剂。 (1)发生酯化反应时，有机羧酸分子断C—O键，醇分子断O—H键。 (2)乙酸乙酯可以看作C2H5OH(或CH3COOH)中的—OC2H5(或CH3CO—)取代了CH3COOH(或C2H5OH)中的—OH(或—OH上的氢原子)而形成的化合物，因此酯化反应属于取代反应。 (3)可与醇发生酯化反应的酸既可以是有机羧酸(由烃基或氢原子和羧基相连构成的有机化合物称为羧酸，饱和一元羧酸的通式是CnH2nO2(n≥1)，甲酸是最简单的羧酸)，也可以是无机酸，如硝酸、硫酸等。 (4)①酯的结构简式为，其中R1可以是H。称为酯基。 ②酯化反应与水解反应的比较 酯化反应 水解反应 反应关系 CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOCH2CH3＋H2O 断键机理 最佳加热方式 酒精灯外焰加热 热水浴加热 反应类型 取代反应 3.在乙酸、乙醇和浓硫酸的混合物中加入H218O，过一段时间后，18O(　　) A.只存在于乙酸分子中 B.存在于乙酸和乙酸乙酯分子中 C.只存在于乙醇分子中 D.存在于水和乙酸分子中 答案　D 解析　酯的水解反应是酯化反应的逆反应，酯化反应时酸脱羟基醇脱氢，则水解时中C—O键断裂，分别与水中的—OH和—H相结合，生成相应的酸和醇，所以加H218O后，18O存在于水和乙酸中，D正确。 4.可用如图所示装置制取少量乙酸乙酯(酒精灯等在图中均已略去)。请填空： (1)试管a中需要加入浓硫酸、冰醋酸和乙醇各2 mL，正确的加入顺序及操作是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)为防止a中的液体在实验时发生暴沸，在加热前应采取的措施是________________________________________________________________________。 (3)实验中加热试管a的目的是： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 a中反应的化学方程式：__________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)球形干燥管c的作用是_________________________________________________________， b烧杯中加有饱和Na2CO3溶液，其作用是___________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)若反应前向b中加入几滴酚酞，溶液呈红色，反应结束后b中的现象是________________________________________________________________________ __________________________。 答案　(1)先加入2 mL乙醇和2 mL冰醋酸混合物，然后一边摇动试管一边慢慢地加入2 mL浓硫酸(或先加入2 mL乙醇，然后一边摇动试管一边慢慢加入2 mL浓硫酸，最后加入2 mL乙酸) (2)在试管中加入几块沸石(或碎瓷片) (3)①加快反应速率　②及时将产物乙酸乙酯蒸出，提高乙酸乙酯产率　CH3COOH＋CH3CH2OH＋H2O (4)冷凝和防止倒吸　吸收蒸出的少量乙酸，溶解蒸出的少量乙醇，降低乙酸乙酯的溶解度 (5)出现分层现象，下层红色变浅，上层是无色的油状液体 制取乙酸乙酯的注意事项 (1)乙酸乙酯的吸收一定注意防止倒吸，且吸收液不能用NaOH代替Na2CO3，因为NaOH溶液碱性很强，会使乙酸乙酯水解。 (2)实验中小火加热保持微沸，不能大火加热，这样有利于产物的生成和蒸发且减少反应物的蒸发。 本课小结 课时作业 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1.乙酸是生活中常见的一种有机物，下列关于乙酸的说法中正确的是(　　) A.乙酸的官能团为—OH B.乙酸的酸性比碳酸弱 C.乙酸能够与金属钠反应产生氢气 D.乙酸能使紫色的石蕊试液变蓝 答案　C 解析　乙酸分子的官能团为—COOH，A错误；乙酸的酸性比碳酸强，B错误；乙酸具有酸的通性，与钠反应产生氢气，C正确；乙酸能使紫色石蕊试液变红，D错误。 2.下列关于乙酸性质的叙述错误的是(　　) A.常温下，乙酸是一种有强烈刺激性气味的无色液体 B.冰醋酸是无水乙酸，不是乙酸的水溶液 C.乙酸能跟碳酸钠溶液发生反应产生CO2 D.在发生酯化反应时，乙酸分子中羧基上的氢原子跟醇分子中的羟基结合生成水 答案　D 解析　酯化反应中羧基“脱羟基”，醇中羟基“脱氢”。 3.下列有关酯化反应的说法正确的是(　　) A.醇与酸的反应都是酯化反应 B.酯化反应和中和反应原理一样 C.酯化反应既属于取代反应，也属于可逆反应 D.酯化反应的机理是羧酸去掉氢原子而醇去掉羟基 答案　C 解析　醇与酸作用生成酯和水的反应才是酯化反应，A错误；中和反应是指酸和碱反应生成盐和水，二者反应原理不同，B错误；酯化反应的机理是羧酸去掉—OH，醇去掉羟基上的H原子，D错误。 4.如图所示是某有机物分子的空间填充模型，黑色的是碳原子，白色的是氢原子，灰色的是氧原子。则该物质不具有的性质是(　　) A.与氢氧化钠反应 B.与稀硫酸反应 C.发生酯化反应 D.使紫色石蕊试液变红 答案　B 解析　由题给空间填充模型可知，该物质为乙酸(CH3COOH)，该物质显酸性，能使紫色石蕊试液变红，能与NaOH反应，能与醇发生酯化反应。 5.实验室用乙酸、乙醇、浓硫酸制取乙酸乙酯，加热后，在饱和Na2CO3溶液的液面上得到无色油状液体，当振荡混合物时，有气泡产生，主要原因可能是(　　) A.有部分H2SO4被蒸馏出来 B.有部分未反应的乙醇被蒸馏出来 C.有部分未反应的乙酸被蒸馏出来 D.有部分乙酸乙酯与碳酸钠发生了反应 答案　C 解析　在酯化反应的实验中，乙酸乙酯、乙醇、乙酸均可被蒸出反应器，H2SO4具有高沸点、难挥发的特性，不易被蒸出反应器，乙醇、乙酸乙酯在常温下不与Na2CO3溶液反应；CH3COOH的酸性强于碳酸，在振荡时可与Na2CO3反应生成CO2气体。 6.莽草酸可用于合成药物达菲，莽草酸的结构简式如图所示。下列关于莽草酸的说法正确的是(　　) A.分子式为C7H6O5 B.分子中含有2种官能团 C.可发生加成反应和取代反应 D.在水溶液中羧基和羟基均能电离出H＋ 答案　C 解析　由结构简式可知该物质的分子式为C7H10O5，A错误；该分子中含有羧基、羟基和碳碳双键3种官能团，B错误；分子中含有碳碳双键，可发生加成反应，含有羧基、羟基，可发生酯化反应，酯化反应属于取代反应，另外分子中碳环上的氢原子也可被卤素原子取代，C正确；在水溶液中羧基能电离出H＋，羟基不能电离，D错误。 7.若乙酸分子中的O都是18O，乙醇分子中的O都是16O，二者在一定条件下反应，生成物中水的相对分子质量为(　　) A.22 B.20 C.18 D.19 答案　B 解析　乙酸与乙醇反应的化学方程式为，生成的水为H218O，故生成物中水的相对分子质量为20。 8.枸橼酸乙胺嗪可用于驱除肠道虫病，其结构简式为，下列物质中不能与枸橼酸乙胺嗪反应的是(　　) A.乙酸 B.乙醇 C.碳酸钠溶液 D.溴水 答案　D 9.如图为实验室制取少量乙酸乙酯的装置图，下列关于该实验的叙述中，不正确的是(　　) A.向a试管中先加入乙醇，然后边摇动试管边慢慢加入浓硫酸，再加冰醋酸 B.试管b中导气管下端管口不能浸入液面下的原因是防止实验过程中发生倒吸现象 C.实验时，加热试管a的目的是及时将乙酸乙酯蒸出并加快反应速率 D.可将饱和碳酸钠溶液换成氢氧化钠溶液 答案　D 解析　试管b中饱和Na2CO3溶液的作用是吸收随乙酸乙酯蒸出的少量乙酸和乙醇，同时降低乙酸乙酯的溶解度，而氢氧化钠能与乙酸乙酯反应，故不能用氢氧化钠溶液代替饱和碳酸钠溶液，D错误。 10.分子式为C5H10O2的酸共有(不考虑立体异构)(　　) A.2种 B.3种 C.4种 D.5种 答案　C 解析　C5H10O2可看作C4H9—COOH，即—COOH取代丁烷中的一个H，丁烷的一元取代物有4种，则分子式为C5H10O2的酸有4种。 二、非选择题 11.苹果醋是一种由苹果汁发酵而成的酸性饮品，具有解毒、降脂等药效。苹果酸是一种常见的有机酸，其结构简式为。 (1)苹果酸的分子式为________。 (2)1 mol苹果酸与足量金属钠反应，能生成标准状况下的氢气________L。 (3)苹果酸可能发生的反应是________(填序号)。 A.与NaOH溶液反应 B.与石蕊试液作用 C.与酸性高锰酸钾溶液反应 D.与乙醇在一定条件下发生酯化反应 答案　(1)C4H6O5　(2)33.6　(3)ABCD 12.下面是甲、乙、丙三位同学制取乙酸乙酯的过程，请你参与并协助他们完成相关实验任务。 【实验目的】制取乙酸乙酯 【实验原理】甲、乙、丙三位同学均采用乙醇、乙酸与浓硫酸混合共热的方法制取乙酸乙酯，浓硫酸的作用是____________、____________。 【装置设计】甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示三套实验装置： 请从甲、乙两位同学设计的装置中选择一套作为实验室制取乙酸乙酯的装置，应选择的装置是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。丙同学将Ⅰ装置中的玻璃管改成了球形干燥管，除起冷凝作用外，另一重要作用是__________。 【实验步骤】(1)按选择的装置组装仪器，在试管①中先加入3 mL乙醇和2 mL冰醋酸，并在摇动下缓缓加入2 mL浓硫酸，再加入2～3块碎瓷片； (2)将试管固定在铁架上； (3)在试管②中加入适量的饱和Na2CO3溶液； (4)用酒精灯对试管①加热； (5)当观察到试管②中有明显现象时停止实验。 【问题讨论】a.步骤(1)中组装好实验装置，加入样品前还应________________________。 b.根据试管②中观察到的现象，可知乙酸乙酯的物理性质有___________________________。 c.试管②中饱和Na2CO3溶液的作用是__________、____________、____________。 d.从试管②中分离出乙酸乙酯的实验操作是____________。 答案　【实验原理】催化剂　吸水剂 【装置设计】Ⅱ　防止倒吸 【问题讨论】a.检查装置的气密性 b.无色、不溶于水、密度比水小等 c.溶解乙醇　中和乙酸　降低乙酸乙酯的溶解度 d.分液 12 学科网（北京）股份有限公司 $$