第7章 第3节 第2课时 乙酸 官能团与有机化合物的分类（教用Word）-【金榜题名】2025-2026学年高一化学必修第二册同步学案（人教版）

本讲义聚焦乙酸的分子结构、性质及官能团与有机物分类核心知识点，从乙醇与乙酸结构差异切入，通过酸性反应（如与Na、Na₂CO₃）和酯化反应探究性质，进而归纳常见官能团及有机物类别，构建从具体物质到类别认知的学习支架。 该资料特色在于结合生活实例（食醋除水垢）渗透科学态度与责任，通过酯化反应实验设计（浓硫酸作用、饱和Na₂CO₃溶液作用）培养科学探究与实践能力，利用羟基氢活泼性比较实验落实证据推理与模型认知，课中辅助教师引导学生宏观微观结合理解，课后通过习题与总结帮助学生巩固知识、查漏补缺。

第2课时　乙酸　官能团与有机化合物的分类 课标要求 素养目标 1.联系日常生活，了解醋酸的物理性质和用途。 2.通过乙酸的分子结构模型，掌握乙酸的分子结构特点及主要化学性质。 3.通过乙酸与乙醇的酯化反应，理解酯化反应原理。 1.通过乙醇、乙酸和乙酸乙酯分子结构中的变化，探析酯化反应中化学键的断裂和形成的特点，从宏观和微观两方面相结合的方式理解酯化反应。（宏观辨识与微观探析） 2.通过复习盐酸和硫酸的性质，建立起乙酸也具有酸的通性的模型，通过分析推理并能够应用简单实验加以验证。（证据推理与模型认知） 一、乙酸的分子组成及结构 乙酸和乙醇同属于烃的衍生物，二者在结构上有什么差异？ 1．乙酸的分子组成及结构 分子式 结构式 结构简式 官能团 填充模型 C2H4O2 CHHHCOOH CH3COOH 羧基 (—COOH) 2.乙酸的物理性质 俗名 颜色 状态 气味 溶解性 冰醋酸 无色 液体 强烈刺激性气味 易溶于水 和乙醇 【想想】 无水乙酸为什么叫冰醋酸？实验中遇到无水乙酸成为冰状怎么办？ 提示：温度低于16.6 ℃时，无水乙酸会凝结成像冰一样的晶体。若在实验室中遇到这种情况，取用时，可将试剂瓶用手或热毛巾焐热，也可放在温水浴中温热，待冰醋酸融化后，倒出即可。 3．乙酸的化学性质 (1)酸性：乙酸具有酸的通性，写出以下相应反应的化学方程式。 ①与金属Na ②与Na2O ③与NaOH ④与Na2CO3 ⑤与NaHCO3 ①2CH3COOH＋2Na―→2CH3COONa＋H2↑， ②2CH3COOH＋Na2O―→2CH3COONa＋H2O， ③CH3COOH＋NaOH―→CH3COONa＋H2O， ④2CH3COOH＋Na2CO3―→2CH3COONa＋H2O＋CO2↑， ⑤CH3COOH＋NaHCO3―→CH3COONa＋H2O＋CO2↑。 【思考】 用食醋浸泡有水垢（主要成分CaCO3）的暖瓶或水壶，可以清除其中的水垢。 ①清除水垢利用了醋酸的什么性质？写出反应的化学方程式。 提示：利用食醋清除水垢是利用了醋酸的酸性，化学方程式为：2CH3COOH＋CaCO3―→(CH3COO)2Ca＋H2O＋CO2↑。 ②通过这个事实你能比较出醋酸与碳酸的酸性强弱吗？ 提示：该反应的发生可以说明CH3COOH的酸性比H2CO3的酸性强。 (2)酯化反应。 ①定义：酸和醇反应生成酯和水的反应。 ②乙酸与乙醇发生酯化反应的化学方程式为 CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOC2H5＋H2O。 【判断】 (1)乙醇和乙酸的官能团相同。(　　) 提示：×。乙醇的官能团为—OH，乙酸的官能团为—COOH。 (2)乙酸可以除去铁锈和铜锈。(　　) 提示：√。乙酸是有机酸，能与Fe2O3和Cu2(OH)2CO3反应。 (3)制取乙酸乙酯时，导管应插入碳酸钠溶液中。(　　) 提示：×。乙醇和乙酸易溶于水，导管若插入碳酸钠溶液中，会引起倒吸现象。 二、官能团与有机化合物的分类 结合对乙烯、乙醇、乙酸的学习，总结一下有哪些常见的官能团？ 1．常见有机化合物类别、官能团和代表物 有机化合 物类别 官能团 代表物 烷烃 —— CH4　甲烷 烯烃 CC 碳碳双键 CH2===CH2　乙烯 炔烃 —C≡C— 碳碳三键 CH≡CH　乙炔 芳香烃 —— 　苯 卤代烃 CX碳卤键 （X表示卤素原子） CH3CH2Br 溴乙烷 醇 —OH　羟基 CH3CH2OH　乙醇 醛 COH　醛基 CCH3OH 乙醛 羧酸 COOH　羧基 CCH3OOH 乙酸 酯 COOR 酯基 CCH3OOC2H5 乙酸乙酯 【思考】 什么是官能团？苯环是官能团吗？是不是所有的有机物中都有官能团？ 提示：决定有机物特殊性质的原子或原子团叫做官能团。苯环不属于官能团。并非所有的有机物中都有官能团，如烷烃、苯的同系物等。 2．酯类 (1)酯的概述。 酯是羧酸中的—OH被—OR′取代后的产物，可简写成RCOOR′。 其官能团为CO或—COO—。 (2)酯的物理性质。 颜色 状态 气味 溶解性 密度 无色 油状 液体 芳香 气味 水中：难溶 有机溶剂中：易溶 比水小 (3)酯的存在：鲜花、水果中。 (4)酯的用途。 ①用作香料：如饮料、糖果、香水、化妆品。 ②用作溶剂：如指甲油、胶水。 　乙酸、乙醇、H2O、H2CO3中羟基氢原子的活泼性探究 1．下图中巧除水垢的原理是什么？ 提示：利用强酸制弱酸的原理，反应的离子方程式为CaCO3＋2CH3COOH===2CH3COO－＋Ca2+＋CO2↑＋H2O。 2．有下列四种物质，编号为①H—O—H，②CCH3OOH，③CH3CH2OH， ④CHOOOH。 操作 现象 结论（H原子 活泼性顺序） a.四种物质各取少量于试管中，各加入紫色石蕊溶液两滴 ②④变红，其他不变 ②和④　　 ①和③ b.在②④试管中，各加入少量碳酸钠溶液 ②中产生气体 ②　　④ c．在①③中各加入少量金属钠 ①产生气体，反应迅速；③产生气体，反应缓慢 ①　　③ 　　【答案】　>　>　> 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 CHOOOH 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 不反应 羟基氢原子的 活泼性强弱 CH3COOH>H2CO3>H2O>C2H5OH 　某有机物的结构简式为CH2OHCHCH2CH2COOH，下列关于该有机物的说法不正确的是(　　) A．1 mol该有机物能与2 mol NaOH发生反应 B．1 mol该有机物能与2 mol Na反应生成1 mol H2 C．1 mol该有机物能与1 mol NaHCO3反应生成1 mol CO2 D．1 mol该有机物最多能与4 mol H2发生加成反应 【解析】　选A。—CH2OH不与NaOH、NaHCO3、Na2CO3反应，—COOH与NaOH、Na、NaHCO3、Na2CO3均能反应，苯环和碳碳双键均能与H2加成。 规律方法　官能团决定有机物的化学性质，含有相同官能团的有机物化学性质相似，故可以由乙醇或乙酸的化学性质推测含有羟基或羧基的有机物的化学性质。对于多官能团的有机物，化学性质相当于各官能团化学性质的累加。 【练1】　柠檬酸的结构简式为CHOCH2COOHCH2COOHCOOH，下列说法正确的是(　　) A．1 mol柠檬酸可与4 mol NaOH发生中和反应 B．柠檬酸中能发生酯化反应的官能团有2种 C．1 mol柠檬酸与足量金属Na反应生成1.5 mol H2 D．柠檬酸与O2在Cu作催化剂、加热的条件下能发生催化氧化反应 【解析】　选B。一个柠檬酸分子中有3个羧基，故1 mol柠檬酸可与3 mol氢氧化钠发生中和反应，A错误；发生酯化反应的官能团为羟基和羧基，柠檬酸中既有羧基又有羟基，B正确；羟基氢原子和羧基氢原子均可以被钠取代，所以1 mol柠檬酸和足量金属钠反应生成2 mol H2，C项错误；柠檬酸分子中与羟基相连的碳原子上没有氢原子，无法发生催化氧化反应，D项错误。 　酯化反应 食醋是我们日常生活中必不可少的调味品，厨师在烧菜时，总喜欢在加了酒之后再放些醋，于是菜就变得香喷喷的了，这种炒菜的方法确有其科学道理，因为酒与醋在热锅里碰了头，就会起化学反应生成香料——乙酸乙酯，因此菜就有股香味了。在实验室用乙醇、乙酸、浓硫酸混合后加热的方法制备乙酸乙酯。 (1)酯化反应的实验中，浓硫酸的作用是什么？ (2)酯化反应的实验中，试管中饱和Na2CO3溶液的作用是什么？ (3)酯化反应的实验中，竖立在试管中的导气管能否伸入到液面以下，其原因是什么？ 提示：(1)浓硫酸起催化剂和吸水剂的作用。 (2)与挥发出来的乙酸反应，使之转化为乙酸钠而溶于水；溶解挥发出来的乙醇；降低乙酸乙酯在水中的溶解度，便于分层得到乙酸乙酯。 (3)不能，防止倒吸。 1．乙酸的酯化反应实验注意事项 (1)装置特点。 ①均匀加热的目的：能增大反应速率，并将生成的乙酸乙酯及时蒸出，有利于乙酸乙酯的生成； ②大试管倾斜45°角的目的：增大受热面积； ③小试管内导气管末端要在液面以上，不能伸入液面以下，以防止倒吸。 (2)试剂加入顺序。 先加入乙醇，然后沿器壁慢慢注入浓硫酸，冷却后再加入乙酸。 (3)酯的分离。 用分液法分离出乙酸乙酯。 (4)试剂的作用。 ①浓硫酸： a．催化剂——增大反应速率，缩短达到平衡所需时间； b.吸水剂——吸收反应中生成的水，促使反应向生成乙酸乙酯的方向进行，提高CH3COOH、CH3CH2OH的转化率。 ②饱和Na2CO3溶液： a．中和挥发出来的乙酸； b．溶解挥发出来的乙醇； c．减小乙酸乙酯在水中的溶解度，便于分层，得到乙酸乙酯。 2．探究酯化反应的实质——原子示踪法 用含18O的乙醇参与反应，生成的乙酸乙酯(CH3CO—18OC2H5)分子中含18O，表明反应物羧酸分子中的羟基与乙醇分子中羟基上的氢原子结合生成水，其余部分结合生成酯（即水中的氧原子来自于羧酸）。原理如下： CH3COOH＋H18OC2H5 　　　　　 CCH3O18OC2H5＋H2O（酸脱羟基醇脱氢）。 　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、丙三位同学均采取乙醇、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下列三套实验装置： 请从甲、乙两位同学设计的装置中选择一种作为实验室制取乙酸乙酯的装置，应选择的装置是　　　　（填“甲”或“乙”）。丙同学将甲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，然后沿器壁慢慢加入2 mL浓硫酸，冷却后再加入2 mL冰醋酸。 (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)装好实验装置，加入样品前还应检查________________________________________________________________________。 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________________________________________________________________________。 【解析】　实验室用乙醇、乙酸在浓硫酸的催化作用下发生酯化反应生成乙酸乙酯。浓硫酸的作用是作催化剂和吸水剂。由于乙酸乙酯、乙酸、乙醇的沸点都较低，加热时都能挥发出来，故加热后在试管②的上层为乙酸、乙醇、乙酸乙酯的混合液，用饱和Na2CO3溶液可以除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸，最终在上层得到乙酸乙酯油状液体，经分液漏斗分液即可分离。该实验中由于酒精灯加热可能使试管①受热不均匀，若导管插入试管②液面以下有可能发生倒吸现象，所以所选装置要能防止倒吸。 【答案】　【实验原理】作催化剂、吸水剂 【装置设计】乙　防倒吸 【问题讨论】a.装置的气密性　b．无色、不溶于水、密度比水小等　c．溶解挥发出的乙醇　与挥发出来的乙酸反应　降低乙酸乙酯在水中的溶解度　d．分液 规律方法　解酯化反应类题的注意事项 (1)认识酯化反应的特点——可逆反应。 (2)控制反应温度的目的——减少反应物的挥发、提高产率。 (3)收集乙酸乙酯的试剂——饱和Na2CO3溶液。 (4)明确浓硫酸、饱和Na2CO3溶液的作用。 (5)读懂装置——制取乙酸乙酯的装置及注意点。 (6)知道酯的水解反应条件与酯化反应条件存在差异的原因。 【练2】　在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中，下列操作未涉及的是(　　) 【解析】　选D。制备乙酸乙酯所用原料为乙醇和冰醋酸，使用浓硫酸作催化剂和吸水剂，在加热条件下发生反应，A项正确；为防止倒吸，导管末端应位于饱和碳酸钠溶液的液面上方，B项正确；所得的乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液，而挥发出的乙醇和乙酸可被饱和碳酸钠溶液吸收，可用分液法将乙酸乙酯与饱和碳酸钠溶液分离，C项正确；整个过程不需要蒸发，D项错误。 　官能团和基、根（离子）的比较 1．1 mol—OH、OH－分别含有电子和质子的物质的量为多少？ 提示：1 mol—OH含9 mol电子、9 mol质子；1 mol OH－含10 mol电子、9 mol质子。 2．某有机物的结构简式如图。 OHCOOHCH2COOH (1)该有机物的分子含有　　　　种官能团。 (2)该1 mol有机物最多能与　　　　mol Na发生反应。 (3)该1 mol有机物最多能与　　　　mol H2发生加成反应。 (4)该有机物可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色，原理相同吗？ 提示：(1)3　(2)3　(3)3 (4)二者褪色原理不同，前者发生加成反应，后者发生氧化反应。 官能团、取代基和根（离子）的比较 类型 官能团 取代基 根（离子） 定义 决定化合物特殊性质的原子或原子团 化合物分子中去掉某些原子或原子团后，剩下的原子团 指带电荷的原子或原子团 电性 电中性 电中性 带电荷 稳定性 不稳定，不能独立存在 不稳定，不能独立存在 稳定，可存在于溶液中、熔融状态下或晶体中 续表 类型 官能团 取代基 根（离子） 实例 —OH羟基 —CHO醛基 —CH3甲基 —OH羟基 —CHO醛基 —COOH羧基 NH铵根离子 OH－氢氧根离子 联系 官能团属于基，但是基不一定是官能团，如甲基(—CH3)不是官能团；根和基可以相互转化，如OH－失去1个电子可转化为—OH，而—OH获得1个电子可转化为OH－ 　（双选）莽草酸可用于合成药物达菲，其结构简式如图，下列关于莽草酸的说法正确的是(　　) OHHOCOOHOH A．分子式为C7H6O5 B．1 mol该物质能与4 mol Na发生反应 C．分子中含有两种官能团 D．1 mol该物质能与1 mol NaOH发生反应 【解析】　选BD。A项，莽草酸的分子式应为C7H10O5；C项，分子中有三种官能团—OH、—COOH、CC。　 【练3】　我国药学家屠呦呦因为发现青蒿素而获得2015年的诺贝尔生理学或医学奖。已知二羟甲戊酸(CCH2OHCH3OHCH2CH2COOH)是生物合成青蒿素的原料之一，下列关于二羟甲戊酸的说法正确的是(　　) A．与乙醇发生酯化反应生成的有机产物的分子式为C8H18O4 B．能发生加成反应，不能发生取代反应 C．在铜催化下可以与氧气发生反应 D．标准状况下，1 mol该有机物可以与足量金属钠反应产生22.4 L H2 【解析】　选C。A项，二羟甲戊酸结构中含一个—COOH，与乙醇发生酯化反应的有机产物分子中有一个酯基，其分子式为C8H16O4，错误；B项，能发生取代反应，不能发生加成反应，错误；C项，该物质含—CH2OH，在铜催化下能与氧气发生反应，正确；D项，1 mol该有机物与足量金属钠反应可生成1.5 mol氢气，错误。 1．下列物质中，在一定条件下能与醋酸发生反应的是(　　) ①食盐　②乙醇　③氢氧化铜　④金属铝 ⑤氧化镁　⑥碳酸钙 A．①③④⑤⑥　　　　　　B．②③④⑤⑥ C．①②④⑤⑥ D．全部 【解析】　选B。醋酸是一种有机酸，具有酸的通性，与乙醇发生酯化反应，与Cu(OH)2发生中和反应；与活泼金属Al反应生成H2；与碱性氧化物MgO等反应；与盐反应，如Na2CO3、CaCO3等。 2.酯类物质广泛存在于香蕉、梨等水果中。某实验小组从梨中分离出一种酯，然后将分离出的酯水解，得到乙酸和另一种分子式为C6H13OH的物质。下列分析不正确的是(　　) A．C6H13OH分子中含有羟基 B．实验小组分离出的酯可表示为CH3COOC6H13 C．C6H13OH可与金属钠发生反应 D．不需要催化剂，这种酯在水中加热即可大量水解 【解析】　选D。酯化反应是在有催化剂存在的情况下进行的可逆反应，由此可知，酯的水解需要催化剂。 3．制取乙酸乙酯的装置正确的是(　　) 　　　　　A 　　　　　B 　　　　　C 　　　　　D 【解析】　选A。玻璃导管不能插入液面以下，以防止倒吸，不能用NaOH溶液，应用饱和Na2CO3溶液。 4．某有机物其结构简式如图，关于该有机物，下列叙述不正确的是(　　) CHCHCCH3CH3CH2COOH A．与酸性KMnO4溶液褪色和与溴水褪色的原理相同 B．1 mol该有机物能与H2发生反应，消耗H2 4 mol C．一定条件下，能发生加聚反应和酯化反应 D．该有机物苯环上的一个H被溴原子取代，有3种同分异构体 【解析】　选A。该有机物中含有CC和—COOH，CC使酸性KMnO4溶液褪色是氧化反应，使溴水褪色是加成反应，二者原理不同。 5．实验室合成乙酸乙酯的步骤如下： 在圆底烧瓶内加入乙醇、浓硫酸和乙酸，瓶口竖直安装通有冷却水的冷凝管（使反应混合物的蒸气冷凝为液体流回烧瓶内），加热回流一段时间后换成蒸馏装置进行蒸馏，得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品。 请完成下列问题： (1)在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸，还应放入　　　　，目的是________________________________________________________________________。 (2)现拟分离含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗产品，下图是分离操作步骤流程图。图中圆括号内为要填入的试剂，方括号内为要填入的分离方法。 试剂a是　　　　，试剂b是　　　　　。分离方法①是　　　　，分离方法②是　　　　，分离方法③是　　　　　　　　。 (3)在得到的A中加入无水碳酸钠粉末，振荡，目的是________________________________________________________________________。 【解析】　只要熟悉乙酸乙酯制的取实验，就比较容易答好第(1)小题。对于第(2)和(3)小题，可从分析粗产品的成分入手。粗产品有乙酸乙酯、乙酸、乙醇和水四种物质，用饱和碳酸钠溶液进行萃取、分液可把混合物分离成两种半成品，其中一份是乙酸乙酯（即A），另一份是乙酸钠和乙醇的水溶液（即B）。蒸馏B可得到乙醇（即E），留下残液是乙酸钠溶液（即C）。再在C中加稀硫酸，经蒸馏可得到乙酸。 【答案】　(1)碎瓷片　防止暴沸　(2)饱和Na2CO3溶液　稀硫酸　萃取、分液　蒸馏　蒸馏　(3)除去乙酸乙酯中的水分 学科网（北京）股份有限公司 $