2013高二化学复习课件4-3-2《羧酸的性质和应用》(苏教版选修五)

第2课时羧酸的性质和应用1．写出乙醛催化氧化的化学方程式。提示2CH3CHO＋O2――→催化剂△2CH3COOH2．写出乙酸发生下列反应的化学方程式(1)乙酸与CaCO3反应2CH3COOH＋CaCO3→Ca(CH3COO)2＋CO2↑＋H2O。(2)乙酸与乙醇在浓H2SO4作用下，加热1．了解羧酸的结构特点及通性。2．能从官能团的角度理解乙酸的性质，并能类比学习羧酸的化学性质。3．认识酯化反应的特点，认识酯的结构，会写酯的同分异构体。4．了解羧酸与醇之间发生的缩聚反应。1.概念：由烃基(或氢原子)和相连的化合物。2．一元羧酸的通式：，官能团。笃学一羧酸的概念和分类羧基R—COOH—COOH3．分类(1)按与羧基连接的烃基的结构分类(2)按分子中羧基的数目分类羧酸1.乙酸(1)组成和结构笃学二乙酸分子式结构简式官能团C2H4O2CH3COOH(2)性质①酸的通性乙酸是一种酸，酸性比碳酸。电离方程式为：CH3COOHCH3COO－＋H＋。弱强②酯化反应如乙酸与乙醇的反应：2．甲酸(1)组成和结构分子式结构简式官能团CH2O2HCOOH—COOH、—CHO(2)羧基的性质①与NaOH反应生成HCOONa，化学方程式为：②与乙醇发生酯化反应，化学方程式为：(3)醛基的性质碱性条件下被新制Cu(OH)2氧化，化学方程式为：3．缩聚反应有机物分子间获得高分子化合物的反应。如对苯二甲酸与乙二醇生成高分子化合物的反应方程式为脱去小分子【慎思1】怎样认识乙酸的核磁共振氢谱？提示乙酸的分子式为C2H4O2，结构简式为CH3COOH结构式为，乙酸分子的核磁共振氢谱有2个峰，峰面积之比为3∶1。【慎思2】在制取乙酸乙酯的实验中，如何提高乙酸乙酯的产量？提示为了提高乙酸乙酯的产量。可以增大反应物(如乙醇)的物质的量，也可以把产物中乙酸乙酯及时分离出来。【慎思3】羧酸具有酸的通性，结合以前所学知识举例说明羧酸具有哪些酸的通性(以乙酸为例)。提示(1)能使紫色石蕊试液变红；(2)能与活泼金属(如Na)反应放出氢气：2CH3COOH＋2Na===2CH3COONa＋H2↑；(3)能与碱(如NaOH)发生中和反应的离子方程CH3COOH＋OH－===CH3COO－＋H2O；(4)能与碱性氧化物(如MgO)反应：2CH3COOH＋MgO===Mg(CH3COO)2＋H2O(5)能与比醋酸酸性弱的弱酸盐反应，如碳酸钠的离子方程式：2CH3COOH＋CO2－3===2CH3COO－＋CO2↑＋H2O【慎思4】甲酸是最简单的羧酸，根据甲酸的结构分析，它除具有羧酸的通性外还应具有什么性质？提示甲酸的结构简式为：，它既含有羧基也含有醛基，因此它还应具有醛的性质，能被氧化；与新制Cu(OH)2悬浊液反应；更容易被强氧化剂氧化。学习心得：醇、酚、羧酸的结构中均有—OH，由于这些—OH所连的基团不同，—OH受相连基团的影响就不同。故羟基上的氢原子的活性也就不同，表现在性质上也相差较大，其比较如下：醇、酚、酸分子中羟基的活性比较含羟基的物质比较项目醇酚羧酸羟基上氢原子活泼性在水溶液中电离极难电离微弱电离部分电离酸碱性中性很弱的酸性弱酸性与Na反应反应放出H2反应放出H2反应放出H2与NaOH反应不反应反应反应与NaHCO3反应不反应不反应反应放出CO2能否由酯水解生成能能能特别提示(1)羧酸都是弱酸，不同的羧酸酸性不同，但低级羧酸都比碳酸的酸性强。几种简单的羧酸的酸性关系为甲酸＞苯甲酸＞乙酸＞丙酸。乙酸与H2SO3、H2CO3、HF等几种弱酸的酸性关系为H2SO3＞HF＞CH3COOH＞H2CO3。(2)低级羧酸才会使紫色石蕊试液变红，醇、酚、高级脂肪酸不会使紫色石蕊试液变红。【例1】有机物A的结构简式是，下列有关A的性质的叙述中错误的是()。A．A与金属钠完全反应时，两者物质的量之比是1∶3B．A与氢氧化钠完全反应时，两者物质的量之比是1∶3C．A能与碳酸钠溶液反应D．A既能与羧酸反应，又能与醇反应解析A中有醇羟基、酚羟基、羧基，三者均能与钠反应，故1molA能与3mol钠反应，A项正确；B选项中A中的酚羟基、羧基中的羟基能与氢氧化钠反应，故1molA能与2mol氢氧化钠反应，B项错误；C选项中A中的酚羟基、羧基中的羟基能与碳酸钠溶液反应，C项正确；D选项中A含醇羟基，能与羧酸发生酯化反应，含羧基，能与醇发生酯化反应，D项正确。答案B(1)利用羟基的活动性不同，可判断分子结构中羟基的类型。(2)水分子中也有—OH，可看作—OH上连有氢原子；醇分子可以看作—OH连在链烃基上，链烃基使—OH中的H原子活性变差；酚、羧酸也可分别看作—OH连在苯环和上，苯环和使—OH中的H原子活性增强，且比苯环对—OH影响更大。【体验1】下列物质既能与NaOH溶液反应，又能使溴水褪色的是()。B．C17H35COOHC．CH3COOH解析B、C、D均可与NaOH溶液反应，D中的可使溴水褪色。答案D1．反应机理羧酸与醇发生酯化反应时，一般是羧酸分子中的羟基与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，用示踪原子法可以证明。酯化反应的原理及基本类型2．基本类型(1)一元醇与一元羧酸之间的酯化反应(2)二元羧酸与一元醇之间的酯化反应(3)一元羧酸与二元醇之间的酯化反应(4)二元羧酸与二元醇之间的酯化反应此时反应有两种情况：(5)羟基酸的自身酯化反应此时反应有两种情况[以乳酸特别提示(1)所有的酯化反应，条件均为浓硫酸、加热。酯化反应为可逆反应，书写方程式时用“”。(2)利用自身酯化或相互酯化生成环酯的结构特点以确定有机物中羟基位置。(3)在形成环酯时，酯基中只有一个O参与成环。【例2】乙二酸和乙二醇能形成三种酯，一种链状酯，一种环状酯，一种高分子酯，写出生成这三种酯的化学方程式：(1)__________________________________________________；(2)__________________________________________________；(3)__________________________________________________。解析二元羧酸和二元醇的酯化，第1种情况是1mol的二元羧酸中的2mol羧基全部酯化，与之反应的2mol二元醇中各只有1mol羟基被酯化，生成链状酯，或1mol二元醇中的2mol羟基全部酯化，与之反应的2mol二元羧酸中各只有1mol羧基被酯化。第2种情况是1mol二元羧酸中的2mol羧基全部酯化，与之反应的1mol二元醇中的2mol羟基也完全被酯化，生成环状酯。第3种情况是n个乙二酸和n个乙二醇分子间脱水，酯化生成聚酯。【体验2】化合物A最早发现于酸牛奶中，它是人体内糖代谢的中间体，可由马铃薯、玉米淀粉等发酵制得，A的钙盐是人们喜爱的补钙剂之一。A在某种催化剂的存在下进行氧化，其产物不能发生银镜反应。在浓硫酸存在下，A可发生如下图所示的反应：试写出：化合物的结构简式：A________，B________，D________。化学方程式：A――→E_____________________________________________，A――→F___________________________________________。反应类型：A――→E________，A――→F________。解析A在浓硫酸作用下脱水可生成不饱和的化合物E，说明A分子中含有—OH；A也能脱水形成六元环状化合物F，说明分子中还有—COOH，其结构简式烃是各种有机物的“基础”，各种有机物都可以认为是由烃通过化学反应转化而来。各种有机化合物之间的相互转化关系见下图。重要有机物之间的相互转化【例3】以苯酚和乙醇为原料合成乙酰水杨酸，请写出下列空白中物质的结构简式。解析用逆推法推出各种中间产物。逆推法在解题中的应用(1)首先确定所要合成的有机物属于何种类型，以及题中所给定的条件与所要合成的有机物之间的关系。(2)以题中要合成的最终产物为起点，考虑这一有机物如何从另一有机物甲经过一步反应而制得。若甲不是所给已知原料，需再进一步考虑甲又是如何从另一有机物乙经一步反应制得，一直推导至题目中给定的原料为终点。(3)在合成某一种产物时，可能会产生多种不同的方法和途径，则应当在兼顾节省原料、产率高的前提下选择最合理、最简单的方法和途径。【体验3】某烃A有如下转化关系，根据图示填空：(1)化合物A含有的官能团是___________________________________________________。(2)1molA与2molH2反应生成1molE，其反应方程式是___________________________________________________。(3)与A具有相同官能团的A的同分异构体的结构简式是______________________。(4)B在酸性条件下与Br2反应得到D，D的结构简式是____________________________________________________。(5)F的结构简式是____________。由E生成F的反应类型是__________________。解析从A能与NaHCO3反应推得A含有羧基；从能发生银镜反应，又能与氢气加成推知A含有—CHO和；从F知其含有4个碳原子；再结合D没有支链即可推知A的结构简式为：OHCCH==CHCOOH。实验探究十二有机反应条件的选择和应用【案例分析】有机反应的条件往往要求较高，注意到副反应的发生，在实际操作时还要兼顾反应物和生成物的状态。【探究案例】已知下列数据：物质熔点/℃沸点/℃密度/(g·cm－3)乙醇—14478.00.789乙酸16.61181.05乙酸乙酯—83.677.50.900浓硫酸(98%)—3381.84下图为实验室制取乙酸乙酯的装置图。(1)当饱和碳酸钠溶液上方收集到较多液体时，停止加热，取下小试管B，充分振荡，静置。振荡前后的实验现象________(填选项)。A．上层液体变薄B．下层液体红色变浅或变为无色C．有气体产生D．有果香味(2)为分离乙酸乙酯、乙醇、乙酸的混合物，可按下列步骤进行分离：①试剂1最好选用___________________________________；②操作1是________，所用的主要仪器名称是________；③试剂2最好选用___________________________________；④操作2是_________________________________________；⑤操作3中温度计水银球的位置应为下图中________(填a、b、c、d)所示，在该操作中，除蒸馏烧瓶、温度计外，还需要的玻璃仪器有________、________、________、________，收集乙酸的适宜温度是________。解析(1)试管中收集到的有机物包括乙酸乙酯、乙醇和乙酸，充分振荡时，乙醇溶解于饱和碳酸钠溶液中，乙酸与Na2CO3反应生成CO2气体，使溶液的碱性降低，液体的红色变浅或变为无色，而有机层的总量减少，厚度变薄。(2)将混合物用饱和Na2CO3溶液进行萃取分液可把混合物分成两部分，其中一份是乙酸乙酯(A)。另一份是乙酸钠和乙醇的水溶液(B)。蒸馏B可得到乙醇(E)，留下的残液为乙酸钠溶液(C)。再在C中加稀硫酸得乙酸溶液(D)，经蒸馏可得乙酸。蒸馏时，温度计水银球应处于蒸馏烧瓶支管口附近(即图中b处)。答案(1)A、B、C、D(2)①饱和碳酸钠溶液②分液分液漏斗③稀硫酸④蒸馏⑤b酒精灯冷凝管牛角管锥形瓶略高于118℃单击此处进入活页规范训练