3.4.1羧酸 课件-2026-2027学年高二下学期化学人教版选择性必修3

该高中化学课件聚焦羧酸的定义、分类及化学性质，以自然界中的有机酸（如蚁酸、乙酸、柠檬酸）为导入，衔接烃的衍生物知识，通过生活实例搭建从具体到抽象的学习支架，帮助学生系统掌握羧酸的核心内容。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，通过实验设计（如酸性比较、酯化反应机理验证）和数据表格分析，引导学生从结构角度理解性质递变规律。例如利用同位素示踪法探究酯化反应断键方式，培养学生证据推理能力，教师可借助实验案例和课堂练习提升教学实效。

第三章 烃的衍生物 第1课时 羧酸 第四节 羧酸 羧酸衍生物 蚁酸(甲酸) HCOOH 安息香酸（苯甲酸） COOH 自然界中的有机酸 CH3COOH 乙酸(醋酸) 菠菜中有乙二酸 2 柠檬酸 HO—C—COOH CH2—COOH CH2—COOH 草酸 （乙二酸） COOH COOH CH3—CH—COOH OH 乳酸 自然界中的有机酸 一、羧酸 由烃基(或氢原子)与羧基相连而构成的有机化合物。 官能团：羧基 或 —COOH —C—O—H O = 饱和一元羧酸通式： CnH2nO2或 CmH2m＋1COOH 1、定义 烃基不同 脂肪酸 芳香酸 CH3COOH CH2＝CHCOOH 羧基数目 一元羧酸 二元羧酸 多元羧酸 HO—C—COOH CH2—COOH CH2—COOH 羧酸 低级脂肪酸 高级脂肪酸 硬脂酸——C17H35COOH 软脂酸——C15H31COOH 油酸——C17H33COOH HCOOH、CH2＝CHCOOH等 2、分类 COOH — COOH COOH 结构特点 既有羧基又有醛基性质 氧化反应、酸性，酯化反应 工业上作还原剂，也是合成医药、农药和染料等的原料 化学性质 物理性质 用途 甲酸（蚁酸） O H—C—O—H 无色、有刺激性气味的液体，有腐蚀性，能与水、乙醇等互溶 3、常见的羧酸 羧酸的性质——酸的通性，酯化反应醛的性质——银镜反应，与H2还原反应，甲酸和乙酸的鉴别方法，利用银氨溶液或新制的氢氧化铜 。教师口授 6 安息香酸（苯甲酸） 苯甲酸是一种无色晶体，易升华，微溶于水，易溶于乙醇，酸性比乙酸强，比甲酸弱。苯甲酸可以用于合成香料、药物等，它的钠盐或钾盐是常用的食品防腐剂。 乙二酸 乙二酸（草酸）是最简单的二元羧酸。乙二酸是无色晶体，通常含有两分子结晶水（H2C2O4•2H2O），可溶于水和乙醇。加热至100℃时失水成无水草酸。常用于化学分析的还原剂，也是重要的化工原料。 草酸钙(CaC2O4)难溶于水，是人体膀胱结石和肾结石的主要成分。 HOOC-COOH 滴定高锰酸钾 5H2C2O4 + 2KMnO4 + 3H2SO4＝K2SO4+ 2MnSO4 +10CO2↑+8H2O 4、物理性质 根据表中数据，归纳一元羧酸的物理性质递变规律，从分子结构角度分析可能的原因 名称 结构简式 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解度g·(100gH2O)-1 甲酸 HCOOH 8 101 ∞ 乙酸 CH3COOH 17 118 ∞ 丙酸 CH3CH2COOH －21 141 ∞ 正丁酸 CH3CH2CH2COOH －5 166 ∞ 十八酸（硬脂酸） CH3(CH2)16COOH 70 383 不溶 苯甲酸 122 249 0.34 沸 点：随着分子中碳原子数的增加，沸点逐渐升高。 分子间作用力逐渐增大 9 溶解度：分子中碳原子数目小于4的羧酸与水互溶；随着分子中碳原子数的增加，一元羧酸在水中的溶解度迅速减小，甚至不溶于水，高级脂肪酸是不溶于水的蜡状固体 憎水基团 亲水基团 羧基是亲水基团，与水可以形成氢键。低级羧酸(甲酸、乙酸、丙酸)能与水混溶。随着相对分子质量的增加，憎水的烃基愈来愈大，羧酸在水中的溶解度迅速减小。 C O OH R 10 名称 甲酸 乙醛 乙醇 乙酸 丙醛 正丙醇 丙酸 丁醛 正丁醇 相对分子质量 46 44 46 60 58 60 74 72 74 沸点/℃ 101 21 78.4 118 49 97.2 141 76 117.8 与相对分子质量相当的其他有机化合物相比，羧酸的沸点更高 羧酸分子间可形成氢键，且相比于醇分子，氢键的强度更大，数目更多，所以羧酸沸点更高。 甲酸分子间由于 氢键形成的二聚体 C O O H H C O O H H 无色透明，强烈刺激性气味液体，易挥发，16.6℃以下易凝结成冰一样的晶体(冰醋酸)，易溶于水 二、乙酸 1、物理性质 注意：图片中恒顺字去掉 12 官能团： 分子式： 结构式： 结构简式： C2H4O2 H—C—C—O—H H H O CH3—C—O—H O 或 CH3COOH —C—O—H O 或 —COOH (羧基) 2、组成与结构 物理性质与结构属于回顾性内容，不需要记忆，快速通过 13 由于受氧原子电负性较大等因素的影响，当羧酸发生化学反应时，羧基结构中下面两个部位的化学键容易断裂： 3、化学性质 羧酸的化学性质主要取决于羧基官能团。 14 CH3COOH CH3COO— + H+ (1)酸性 羧酸是一类弱酸，具有酸类的共同性质 【实验探究】 1.羧酸的化学性质与乙酸相似，请设计实验证明羧酸具有酸性。 实验对象 甲酸 苯甲酸 乙二酸 实验 操作 现象 结论 分别取0.01 mol·L-1三种酸溶液，滴加几滴紫色石蕊溶液 分别取0.01 mol·L-1三种酸溶液，测pH 分别取0.01 mol·L-1三种酸溶液，逐滴加入5%的碳酸钠溶液 分别取0.01 mol·L-1三种酸溶液，向其中加入少量锌粒 ①紫色石蕊溶液变红色 ②pH大于2 ③有气泡产生 ④有气泡产生 甲酸、苯甲酸和乙二酸具有弱酸性 16 2.利用下图所示仪器和药品，设计一个简单的一次性完成的实验装置，比较乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱。 注：D、E、F、G分别是双孔橡胶塞上的孔 17 乙酸易挥发，挥发出的乙酸也可使苯酚钠溶液变浑浊 苯酚钠溶液变浑浊是否一定是与CO2的反应导致的？ 苯酚钠溶液 Na2CO3 CH3COOH 饱和NaHCO3溶液的作用是什么？ 写出各装置中反应的化学方程式 2CH3COOH＋Na2CO3→2CH3COONa＋CO2↑＋H2O 乙酸与乙醇的酯化反应，从形式上看是羧基与羟基之间脱去一个水分子。脱水时有以下两种可能的方式，你能设计一个实验方案来证明是哪一种吗? (2)酯化反应 [思考与交流] 方法：同位素示踪法是利用同位素对研究对象进行标记的微量分析方法，可以利用探测仪器随时追踪标记的同位素在产物中的位置和数量。 酯化反应反应规律：羧基脱—OH，醇羟基脱H 请你用18O对O原子进行标记，有几种标记方法，怎么说明乙酸和乙醇分别断什么键？ (1)加入反应物的顺序是 (2)导气管为什么不能插入液面以下？ (6)浓H2SO4的作用是什么？ (7)饱和碳酸钠溶液的作用 ①中和乙酸 ②溶解乙醇 ③降低乙酸乙酯在水中的溶解度，利于酯的分离。 乙醇→浓硫酸→冰醋酸 防倒吸 催化剂、吸水剂 (5)加碎瓷片的作用 (3)试管倾斜45°加热 (4)直角长导管作用 防暴沸 增大受热面积 导气、冷凝 乙酸乙酯的实验室制法 实验注意事项 思考：在制取乙酸乙酯的实验中，如果要提高乙酸乙酯的产率，你认为应当采取哪些措施？请结合化学反应原理的有关知识进行说明。（已知乙酸乙酯、乙酸、乙醇沸点分别为77℃，117.9℃,78.5℃） 浓硫酸的作用：吸水剂和催化剂，吸收生成的水(增大反应浓度) 有利于平衡正向移动，提高产率。 加热，不断蒸出乙酸乙酯，减少生成物的浓度，平衡正向移动，提高产率。 冷凝回流，提高产率。 使用过量的乙醇 提高产率的方法。提示：两种大的方面改变温度和浓度，应该时一种浓度，加热蒸出乙酸乙酯的实质是减小产物的浓度。只有知道热效应，才能判断温度对平衡的影响。 23 小试牛刀：写出下列酸和醇的酯化反应 C2H5OH ＋ HNO3 CH3COOH ＋ CH3COOH ＋ 足量 ＋ C2H5OH 足量 C2H5O—NO2 + H2O 硝酸乙酯 O-C-CH3＋H2O 乙酸苯酯 2 2 二乙酸乙二酯 ＋2H2O ＋2H2O 乙二酸二乙酯 1.下列有关常见羧酸的说法正确的是（ ） A.甲酸是一种无色有刺激性气味的气体，易溶于水 B.乙酸的沸点低于丙醇，高于乙醇 C.苯甲酸的酸性比碳酸强，可以和碳酸氢钠反应制取CO2 D.乙二酸具有酸性，因此可以使酸性KMnO4溶液褪色 C 课 堂 练 习 2.能用来鉴别乙醇、乙醛、甲酸、乙酸四种无色溶液的试剂是 ( ) A．FeCl3溶液 B．溴水 C．金属钠 D．新制Cu(OH)2 D 3．某有机物具有下列性质：①能发生银镜反应；②滴入石蕊溶液不变色；③加入少量碱液并滴入酚酞溶液，加热后红色消失。则原有机物可能是下列物质中的( 　) A．甲酸乙酯　　　 B．乙酸甲酯 C．乙醛 D．甲酸 A 4. 1 mol 有机物A分别与足量的Na、NaOH、NaHCO3反应消耗三种物质的物质的量之比为多少?写出其与NaOH反应的化学方程式。 3:2:1 5.苹果酸是一种常见的有机酸,其结构简式为 (1)苹果酸分子中所含官能团的名称是　　　　　　、　　　　　　。  (2)苹果酸不可能发生的反应有　　　　(填序号)。  ①加成反应　②酯化反应　③加聚反应　④氧化反应　⑤消去反应　 ⑥取代反应 (3)1 mol苹果酸与足量金属钠反应,可产生　　　　 mol H2。  (4)1 mol苹果酸与足量NaHCO3溶液反应,可产生　　　　 mol CO2。  (5)一定条件下,2 mol苹果酸发生反应,生成1 mol含有八元环的化合物和2 mol H2O,写出反应的化学方程式：  羟基　 羧基 ①③ 1.5 2 本节课到此结束 $