第三章第三节羧酸酯

第三节羧酸酯1.熟悉羧酸的概念及分类。2.了解乙酸的酸性，明确乙酸酯化反应的断键特点。3．了解酯的结构特点及性质，了解酯的酸性水解和碱性水解的差别。4.掌握乙酸乙酯的实验室制法。羧酸[学生用书P46]1．羧酸的结构和分类(1)概念：由烃基与羧基相连构成的化合物。(2)通式：R—COOH(R为烃基或氢原子)，官能团：—COOH。饱和一元脂肪酸的分子通式：CnH2n＋1COOH或CmH2mO2。(3)分类①按分子中烃基的结构分羧酸脂肪酸低级脂肪酸：如乙酸CH3COOH高级脂肪酸硬脂酸：C17H35COOH软脂酸：C15H31COOH油酸：C17H33COOH芳香酸：如苯甲酸②按分子中羧基的数目分羧酸一元羧酸：如甲酸HCOOH，俗名蚁酸二元羧酸：如乙二酸HOOC—COOH，俗名草酸多元羧酸：如柠檬酸2．乙酸的性质(1)物理性质颜色状态气味溶解性熔点无色液体有强烈刺激性气味易溶于水和乙醇16.6℃，温度低于熔点凝结成冰样晶体，又称冰醋酸(2)化学性质①酸性：CH3COOHCH3COO－＋H＋，乙酸是一种弱酸，比碳酸酸性强，具有酸的通性。例如：2CH3COOH＋Na2CO3―→2CH3COONa＋CO2↑＋H2O。②酯化反应如乙酸与乙醇的反应：3．羧酸的化学性质羧酸的化学性质与乙酸相似，主要取决于官能团—COOH。(1)弱酸性由于—COOH能电离出H＋，使羧酸具有弱酸性。羧酸具有酸的通性。例如：2RCOOH＋Na2CO3―→2RCOONa＋CO2↑＋H2O。(2)酯化反应反应原理：羧酸与醇发生酯化反应时，一般情况下，羧酸脱去羟基，醇脱去氢原子。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)乙酸分子中含有羧基，可与NaHCO3溶液反应生成CO2。()(2)向苯酚和醋酸中滴加少量紫色石蕊试液，溶液都变为红色。()(3)1molC2H5OH和1molCH3COOH在浓硫酸作用下加热可以完全反应生成1molCH3COOC2H5。()(4)乙酸分子中含有碳氧双键，一定条件下乙酸能与氢气发生加成反应。()(5)在酸性条件下，CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH。()答案：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×2．下列关于乙酸的说法不正确的是()A．乙酸是一种重要的有机酸，是具有强烈刺激性气味的液体B．乙酸分子中含有四个氢原子，所以乙酸是四元酸C．无水乙酸又称冰醋酸，它是纯净物D．乙酸易溶于水和乙醇解析：选B。CH3COOH分子中虽然有4个氢原子，但是只有羧基上的氢原子可以电离出H＋，所以乙酸是一元酸。3．下列说法正确的是()A．只有链烃基与羧基直接相连的化合物才叫羧酸B．饱和一元脂肪酸的组成符合通式CnH2nO2C．羧酸在常温下都呈液态D．羧酸的官能团是COOH答案：B1．酯化反应的规律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，即“酸脱羟基醇脱氢”。2．酯化反应的类型(1)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应CH3COOH＋C2H5OH浓硫酸△CH3COOC2H5＋H2O(2)二元羧酸与一元醇之间的酯化反应(3)二元醇与一元羧酸之间的酯化反应(4)二元羧酸与二元醇之间可得普通酯、环酯和高聚酯的酯化反应(该反应将在第五章中学到)已知在水溶液中存在平衡：，当CCH318OOH与发生酯化反应时，不可能生成的是()[解析]因存在平衡，因此可发生的反应有两种可能，如下所示：[答案]A羧酸的结构与性质1．现有甲基、羟基、羧基、苯基四种基团，两两组合形成化合物，其水溶液呈酸性的有()A．3种B．4种C．5种D．6种解析：选B。此题是联系结构和性质的一种题型，首先，四种基团两两组合可得6种物质，即CH3OH、CH3COOH、、H2CO3、和。注意不要漏掉H2CO3(结构简式为)。2．苹果酸的结构简式为，下列说法正确的是()A．苹果酸中能发生酯化反应的官能团有2种B．1mol苹果酸可与3molNaOH发生中和反应C．1mol苹果酸与足量金属Na反应生成1molH2D．与苹果酸互为同分异构体解析：选A。A.由苹果酸的结构简式可知，含有羟基和羧基两种官能团，两者都能发生酯化反应，该选项正确。B．苹果酸中只有羧基能和NaOH反应，故1mol苹果酸只能与2molNaOH发生中和反应，该选项错误。C．羧基和羟基都能与Na反应放出H2，故1mol苹果酸能与3molNa反应生成1.5molH2，该选项错误。D．此结构简式与题干中的结构简式表示的是同一种物质，该选项错误。酯化反应3．当乙酸分子中的O都是18O，乙醇分子中的O都是16O，两者在一定条件下反应所生成的水的相对分子质量为()A．16B．18C．20D．22解析：选C。抓住酯化反应的机理，即“酸脱羟基，醇脱氢”：，由以上可知生成的水中有18O，H182O的相对分子质量为20，故选C。4．(2016·高考上海卷)乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业，中学化学实验常用a装置来制备。完成下列填空：(1)实验时，通常加入过量的乙醇，原因是______________________________________。加入数滴浓硫酸即能起催化作用，但实际用量多于此量，原因是____________________________________；浓硫酸用量又不能过多，原因是________________________________________________________________________。(2)饱和Na2CO3溶液的作用是________、________、________________。(3)反应结束后，将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中，________、________，然后分液。(4)若用b装置制备乙酸乙酯，其缺点有________________________________________________________________________、________________。由b装置制得的乙酸乙酯粗产品经饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后，还可能含有的有机杂质是________，分离乙酸乙酯与该杂质的方法是______________。答案：(1)增大反应物浓度，使平衡向生成酯的方向移动，提高酯的产率(合理即可)浓H2SO4能吸收生成的水，使平衡向生成酯的方向移动，提高酯的产率浓H2SO4具有强氧化性和脱水性，会使有机物碳化，降低酯的产率(2)中和乙酸溶解乙醇减少乙酸乙酯在水中的溶解(3)振荡静置(4)原料损失较大易发生副反应乙醚蒸馏酯[学生用书P48]1．组成和结构(1)酯是羧酸分子中羧基上的—OH被—OR'取代后的产物，简写成RCOOR'，R和R'可以相同，也可以不同。其中R是烃基，也可以是H，但R'只能是烃基。(2)羧酸酯的官能团是。(3)饱和一元羧酸CnH2n＋1COOH和饱和一元醇CmH2m＋1OH生成酯的结构简式为，故饱和一元酯的通式为CnH2nO2(n≥2)。(4)命名：根据生成酯的酸和醇命名为某酸某酯，如CH3COOCH2CH3：乙酸乙酯；HCOOCH2CH3：甲酸乙酯。2．性质(化学性质以CH3COOC2H5为例)1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)乙酸和乙酸乙酯都能发生取代反应。()(2)酯化反应中浓硫酸起催化作用和脱水作用。()(3)用NaOH溶液除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸。()(4)一定条件下，能发生水解反应和银镜反应。()答案：(1)√(2)×(3)×(4)√2．下列说法正确的是()A．酸和醇发生的反应一定是酯化反应B．酯化反应中羧酸脱去羧基中的羟基，醇脱去羟基上的氢原子C．浓硫酸在酯化反应中只起催化剂的作用D．欲使酯化反应生成的酯分离并提纯，可以将弯导管伸入饱和Na2CO3溶液的液面以下，再用分液漏斗分离答案：B3．有机物在一定条件下发生水解反应生成两种有机物，它在水解时，断裂的键是________(填序号)。答案：③⑤1．酯化反应与酯的水解反应的比较酯化反应水解反应反应关系CH3COOH＋C2H518OHCH3CO18OC2H5＋H2O催化剂浓硫酸稀硫酸或NaOH催化剂的其他作用吸收水使平衡右移，提高反应物的转化率NaOH中和酯水解生成的CH3COOH，增大酯的水解程度反应类型取代反应2.酯水解时的定量关系(1)1mol水解一般需要1molH2O(或1molNaOH)生成1mol—COOH(或—COONa)和1mol—OH，酯化反应中，1mol—COOH和1mol—OH酯化生成1mol和1molH2O。(2)羧酸的酚酯水解时，由于生成酚钠，增加了NaOH的消耗量，3．酯的同分异构体的书写方法(1)书写酯的同分异构体时，主要通过变换两侧的碳原子来完成，减去左侧的C原子加在的右侧，如分子式为C4H8O2的酯有如下几种：(2)书写时，还要注意酯结构中来自羧酸和醇部分的碳链异构引起的同分异构体。邻甲基苯甲酸()有多种同分异构体，其中属于酯，但分子结构中含有甲基和苯环的同分异构体有()A．2种B．3种C．4种D．5种[解析]符合条件的同分异构体中必须含有苯环，若苯环上有两个取代基，则其中一个是甲基，另一个是酯基，它们分别为、、；若苯环上只有一个取代基，则为、。[答案]D若上述例题中属于酯的条件改为“分子结构中含有苯环”，即不再限制必含甲基，则其同分异构体有________种。解析：有6种，增加了。答案：6酯的结构与性质1．乙酸甲酯在KOH溶液催化下水解得到的产物是()A．乙酸和甲醇B．乙酸钾和乙醇C．甲酸和甲醇D．乙酸钾和甲醇解析：选D。在碱性条件下，生成的乙酸会继续与碱反应生成乙酸盐。2．中草药秦皮中含有七叶树内酯，其结构简式为，具有抗菌作用。若1mol七叶树内酯分别与浓溴水和NaOH溶液完全反应，则消耗Br2和NaOH的物质的量分别为()A．3mol、2molB．3mol、3molC．2mol、2molD．3mol、4mol解析：选D。从七叶树内酯的结构简式可以看出，其分子中右侧的环不是苯环，1mol七叶树内酯分子中含有2mol酚羟基，可以和2molNaOH发生中和反应，1mol酯基水解后产生1mol酚羟基和1mol羧基，消耗2molNaOH；含酚羟基的苯环上可发生溴的取代反应，消耗2molBr2，而右侧环上的碳碳双键可以和溴发生加成反应，消耗1molBr2。因此1mol七叶树内酯分别与浓溴水和NaOH溶液反应消耗3molBr2、4molNaOH。3．乙酸橙花酯是一种食用香料，其结构如图所示。下列有关该物质的说法中正确的是()A．该有机物的分子式为C11H18O2B．1mol该有机物最多可与3molH2反应C．能发生加成、取代、氧化、加聚反应D．在碱性条件下水解，1mol该有机物最多消耗2molNaOH解析：选C。该有机物中有12个碳原子，A项错误；该有机物中只有碳碳双键能与H2发生加成反应，B项错误；该有机物中能消耗NaOH的只有酯基，D项错误。4．化合物A，学名邻羟基苯甲酸，俗名水杨酸，其结构简式如图所示。(1)将A跟足量的下列物质的溶液反应可得到一种钠盐，其化学式为C7H5O3Na的是________。A．NaOHB．Na2CO3C．NaHCO3D．NaCl(2)水杨酸的同分异构体中，既属于酚类又属于酯类的化合物有________种，其结构简式分别为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)水杨酸的同分异构体中，属于酚类但不属于酯类，也不属于羧酸类的化合物必定含有________基(填写除了羟基以外的官能团名称)。答案：(1)C(2)3、、(3)醛重难易错提炼1.了解一个顺序：羟基氢的活泼性顺序为羧基酚羟基水中羟基醇羟基。2