内容正文:
第2课时 乙酸
新知探究(一)——乙酸的物理性质、结构及弱酸性
1.乙酸的物理性质
乙酸俗称醋酸,是一种有强烈刺激性气味的无色液体,易溶于水和乙醇,纯净的乙酸在16.6 ℃以下呈冰状固体,故又称冰醋酸。
2.乙酸的分子结构
[微点拨] 醋是指乙酸的水溶液,是混合物;冰醋酸是指纯净的乙酸,是纯净物。
3.乙酸的弱酸性
实验操作
实验现象
实验结论
向稀醋酸溶液中滴加石蕊试液
溶液变红色
乙酸有酸性
向稀醋酸溶液中滴加碳酸钠溶液
放出无色气体
乙酸的酸性比碳酸强
(1)电离方程式:CH3COOHCH3COO-+H+。
(2)乙酸与Na2CO3溶液反应,化学方程式:2CH3COOH+Na2CO3→2CH3COONa+H2O+CO2↑,其酸性比碳酸的酸性强。
[微点拨] 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。利用了醋酸的酸性比碳酸强。
[题点多维训练]
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)冰醋酸是混合物。 (×)
(2)乙酸是食醋的主要成分,其官能团是羧基。 (√)
(3)可用紫色石蕊试液鉴别乙醇和乙酸。 (√)
(4)乙醇、乙酸均能与钠反应放出H2,二者分子中官能团相同。 (×)
2.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.实验式:CH2O
B.空间填充模型:
C.甲基的电子式:
D.电离方程式:CH3COOHCH3COO-+H+
解析:选C 甲基的电子式为,C不正确;乙酸的电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+,D正确。
3.食醋是常用的食品酸味剂,其主要成分是乙酸。下列有关乙酸说法不正确的是 ( )
A.乙酸易溶于水
B.食醋可由粮食酿造
C.乙酸可与苏打反应
D.乙酸不易挥发
解析:选D 乙酸能与水以任意比互溶,故易溶于水,故A正确;食醋可由粮食水解得到葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下分解成乙醇和二氧化碳,乙醇氧化生成乙酸,故B正确;乙酸是一元弱酸,酸性比碳酸强,可与苏打反应生成醋酸钠、二氧化碳和水,故C正确;乙酸沸点低,易挥发,故D不正确。
4.下列关于乙酸的叙述不正确的是 ( )
A.乙酸分子式是C2H4O2,有4个氢原子,是四元酸
B.乙酸是具有强烈刺激性气味的液体
C.乙酸易溶于水和乙醇
D.鉴别乙酸和乙醇的试剂可以是碳酸氢钠溶液
解析:选A 乙酸是具有强烈刺激性气味的液体,易溶于水和乙醇,为一元弱酸,A错误,B、C正确;乙酸与NaHCO3溶液反应生成CO2气体,而乙醇与NaHCO3溶液不反应,D正确。
5.乙酸俗称 ,其分子式为 ,其官能团为 。乙酸是一种 (填“强”或“弱”)酸,向少量碳酸钙粉末中加入少量乙酸,可观察到的现象为 ,其反应的化学方程式为 。由此实验可以得到的结论是 的酸性比 的酸性强。
解析:乙酸是一元弱酸,具有酸的通性,能和碳酸钠反应生成二氧化碳,说明酸性大于碳酸。
答案: 醋酸 C2H4O2 羧基 弱 固体溶解,有无色气体生成
2CH3COOH+CaCO3→Ca(CH3COO)2+H2O+CO2↑ 乙酸 碳酸
新知探究(二)——酯化反应
导学设计
春暖花开的时节,某同学路过水果店时闻到香气扑面而来,回到学校后大家讨论起这个问题,老师说:“其实这个香气并不神秘,我们在实验室也可以制备”。于是老师组织化学兴趣小组进行了如下实验。
实验
装置
实验
原理
CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O
实验
步骤
(1)向一支试管中加入3 mL乙醇,然后边摇动试管边慢慢加入2 mL浓H2SO4和2 mL冰醋酸
(2)连接好装置
(3)用酒精灯均匀加热试管3~5 min,将产生的蒸气经导管通到饱和Na2CO3溶液的液面上方
实验现象
饱和Na2CO3溶液的液面上有透明的油状液体生成,且能闻到香味
实验结论
乙酸在浓H2SO4并加热的条件下与乙醇反应生成了不溶于水的乙酸乙酯
1.实验中,导管末端为什么不伸入饱和Na2CO3溶液的液面以下?
提示:受热挥发出来的CH3COOH、CH3CH2OH易溶于水,易造成溶液倒吸,故导管末端不能插入饱和碳酸钠溶液中。
2.该实验中浓硫酸起什么作用?
提示:(1)作催化剂,加快反应速率,缩短达到平衡所需时间。
(2)作吸水剂,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。
3.酯化反应的实质是什么?如何从乙酸乙酯、乙酸、乙醇的混合溶液中分离出乙酸乙酯?
提示:酯化反应的实质是酸分子在羧基上脱去羟基,醇分子脱去羟基氢。把饱和Na2CO3溶液加入混合溶液中充分振荡,然后用分液漏斗分液,分离出来的上层油状液体即是乙酸乙酯。
4.装置中长导管的作用是什么?
提示:长导管起到导气、冷凝的作用。
[系统融通知能]
酯化反应及其注意事项
原理
酸脱羟基醇脱氢。
CH3COOC2H5+H2O
反应
特点
仪器
及操作
酒精灯
用酒精灯加热的目的:加快反应速率;将生成的乙酸乙酯及时蒸出,有利于乙酸乙酯的生成
碎瓷片
向大试管中加入碎瓷片的目的:防止暴沸
大试管
做反应容器的大试管倾斜45°的目的:增大受热面积
导气管
导气管末端的位置:接近液面,不能伸入液面以下,防止倒吸
反应物
添加顺序
先加入乙醇,然后慢慢加入浓硫酸和乙酸
酯的分离
通常用分液漏斗分离酯和饱和碳酸钠溶液
试剂
作用
浓硫酸
做催化剂:加快反应速率
做吸水剂:提高反应物的转化率
饱和碳酸
钠溶液
溶解乙醇,中和反应掉乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度,便于液体分层
[典例] “酒是陈的香”就是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯,在实验室和工业上常采用如下装置来制取乙酸乙酯:
(1)实验时,试管B观察到的现象是界面处产生浅红色,下层为蓝色,振荡后产生气泡,界面处浅红色消失,原因是 (用化学方程式表示),欲从上述混合物中分离出乙酸乙酯,采用的分离方法是 (填操作名称)。
(2)事实证明,此反应以浓硫酸为催化剂,也存在缺陷,其原因可能是 (填标号)。
a.浓硫酸易挥发,以至不能重复使用
b.会使部分原料炭化
c.浓硫酸有吸水性
d.会造成环境污染
(3)反应试管中常加入几片碎瓷片或沸石,其作用是 。
[解析] (1)乙酸乙酯中混有乙酸,振荡时乙酸与Na2CO3反应产生CO2,界面处溶液酸性变弱,因此溶液浅红色消失;乙酸乙酯不溶于Na2CO3溶液,液体出现分层,故可用分液法分离出乙酸乙酯。(2)浓硫酸在加热条件下能使部分有机物脱水炭化,同时产生SO2,H2SO4废液及SO2会导致环境污染。(3)反应试管中常加入几片碎瓷片或沸石,以防止暴沸。
[答案] (1)2CH3COOH+Na2CO3→2CH3COONa+CO2↑+H2O 分液
(2)b、d (3)防止暴沸
[题点多维训练]
1.下列关于酯化反应的叙述不正确的是 ( )
A.浓硫酸在酯化反应中只起催化剂作用
B.酯化反应是有限度的
C.酯化反应的机理是酸去羟基,醇去羟基上的氢原子
D.酯化反应属于取代反应
解析:选A A项,浓硫酸在酯化反应中起催化剂和吸水剂作用,错误;B项,酯化反应属于可逆反应,是有限度的,正确;C项,酯化反应的机理是酸脱去羟基,醇脱去羟基上的氢原子,正确;D项,酯化反应属于取代反应,正确。
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 乙酸和乙醇在浓硫酸作用下加热反应生成乙酸乙酯,反应物均是液体,试管口应向上倾斜,A正确;制备的乙酸乙酯中含有乙酸和乙醇,可用饱和碳酸钠溶液吸收,且导管口不能插入溶液中,以防止倒吸,B正确;乙酸乙酯不溶于水且易挥发,可用分液的方法分离,不能通过蒸发来分离,C正确,D错误。
3.(2025·唐山一中月考)“酒是陈的香”,就是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯。在实验室我们也可以用如图所示的装置制取乙酸乙酯。
回答下列问题:
(1)写出制取乙酸乙酯反应的化学方程式是 。
(2)浓硫酸的作用是:① ;② 。
(3)装置中通蒸气的导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上,不能插入溶液中,目的是防止 。
(4)若要把制得的乙酸乙酯分离出来,应采用的实验操作是 。
(5)某同学将收集到的乙酸乙酯滴入饱和NaHCO3溶液中,观察到有少量气泡产生,可得出的结论是 ,该过程中发生反应的化学方程式是 。
解析:(1)实验室制取乙酸乙酯反应的化学方程式为CH3CH2OH+CH3COOHH2O+CH3COOCH2CH3。
(2)浓硫酸的作用是催化作用和吸水作用。
(3)由于生成的乙酸乙酯中含有乙醇和乙酸,乙醇和乙酸与水互溶,则装置中通蒸气的导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上,不能插入溶液中,目的是防止倒吸。
(4)乙酸乙酯不溶于水,因此需要利用饱和碳酸钠溶液除去乙醇和乙酸;若要把制得的乙酸乙酯分离出来,应采用的实验操作是用饱和碳酸钠溶液承接蒸馏出的乙酸乙酯,再分液。
(5)某同学将收集到的乙酸乙酯滴入饱和NaHCO3溶液中,观察到有少量气泡产生,这说明乙酸乙酯中含有乙酸,该过程中发生反应的化学方程式是CH3COOH+NaHCO3===CH3COONa+CO2↑+H2O。
答案:(1)CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O
(2)催化作用 吸水作用 (3)倒吸 (4)用饱和碳酸钠溶液承接蒸馏出的乙酸乙酯,再分液
(5)乙酸乙酯中含有乙酸 CH3COOH+NaHCO3===CH3COONa+CO2↑+H2O
学科网(北京)股份有限公司
$