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第2课时乙酸1.掌握乙酸的组成、结构特点和主要性质。2.了解乙酸的主要用途及与人类日常生活和健康的知识。3.学会分析官能团与物质性质的关系的方法。知识点一乙酸的结构与性质1.乙酸分子的组成及结构2.物理性质俗名颜色、状态气味溶解性挥发性_____无色体,低于16.6℃为无色_____强烈______易溶于水和_______挥发醋酸液晶体刺激性乙醇易3.化学性质弱酸性:乙酸是一元弱酸,电离方程式为:CH3COOHCH3COO-+H+。实验探究:水垢(主要含CaCO3)+食醋。①现象:水垢,放出。②离子方程式:CaCO3+2CH3COOH―→2CH3COO-+Ca2++CO2↑+H2O。溶解气体③结论:酸性CH3COOHH2CO3乙酸溶液发生下列反应的离子方程式:与Zn:Zn+2CH3COOH―→2CH3COO-+Zn2++H2↑;与NaOH:CH3COOH+OH-―→CH3COO-+H2O。>[微练习]1.下列物质中最难电离出H+的是()A.CH3COOHB.H2CO3C.H2OD.CH3CH2OH答案:D2.山西老陈醋素有“天下第一醋”的盛誉。食醋中含有乙酸,下列关于乙酸的说法中正确的是()A.乙酸是有刺激性气味的液体B.乙酸分子中含有4个氢原子,它不是一元羧酸C.乙酸在常温下就能发生酯化反应D.乙酸酸性较弱,不能使紫色石蕊试液变红答案:A[微知识点]加入石蕊溶液变红或加入碳酸钠(或NaHCO3)溶液产生气体的有机物,含有官能团羧基。[典例剖析][典例1]某有机物mg,跟足量金属钠反应生成VLH2,另取mg该有机物与足量碳酸氢钠作用生成VLCO2(同一状况),该有机物分子中含有的官能团可能为()A.一个羧基和一个羟基B.两个羟基C.一个羧基D.两个羧基[解析]能跟金属钠反应生成H2的官能团有—OH和—COOH,且1mol—OH或—COOH与钠反应只能生成0.5molH2;能跟碳酸氢钠反应生成CO2的官能团只有—COOH,且1mol—COOH与碳酸氢钠作用能生成1molCO2。由于同质量的该有机物生成H2与CO2的体积(同一状况)相等,则说明该有机物分子中含有羟基和羧基的数目相同。[答案]A(1)Na可以和所有的羟基反应,且物质的量的关系为2Na~2R—OH~H2。(2)Na2CO3、NaHCO3只能和—COOH反应生成CO2,物质的量的关系为Na2CO3~2R—COOH~CO2,NaHCO3~R—COOH~CO2。[题组训练]题组一乙酸的性质1.下列物质都能与Na反应放出H2,其产生H2的速率排列顺序正确的是()①C2H5OH②CH3COOH(溶液)③水A.①②③B.②①③C.③②①D.②③①解析:羟基的活泼性CH3COOHH2OC2H5OH,故产生H2的速率由快到慢的顺序为②③①。答案:D2.下列有机物中,既能跟金属钠反应放出氢气,又能发生酯化反应,还能发生催化氧化反应的是()A.乙酸B.乙醇C.乙酸乙酯D.水解析:乙酸不能发生催化氧化反应,乙酸乙酯不能发生题中所说的任何反应,水只能与金属钠反应,只有乙醇符合题设条件。答案:B题组二乙酸与其他物质的酸性强弱比较3.设计实验验证:①H—OH、②、③CH3CH2—OH、④分子中羟基氢的活泼性,将相应的结论填入下表。操作现象结论(—OH中H原子活泼性顺序)(1)四种物质各取少量于试管中,各加入紫色石蕊溶液两滴②、④变红,其他不变(2)在②、④试管中,各加入少量碳酸钠溶液②中产生气体(3)在①、③中各加入少量金属钠①产生气体,反应迅速③产生气体,反应缓慢答案:(1)②、④①、③(2)②④(3)①③4.设计一个简单的一次性完成的实验装置图,验证醋酸、碳酸、硅酸的酸性强弱。(1)甲利用图中所示的仪器可以组装实验装置,则仪器的连接顺序为_________接_________,_________接________,________接________。(2)试管F中的现象是______________________________________________。(3)有关化学方程式是_____________________________________________________________________________________________________________。(4)结论:酸性:________>________>________。(5)乙认为甲的实验方案有缺陷,应在________和________之间加一个盛有________溶液的洗气瓶,其作用是____________________________________________________________________________________________________。答案:(1)ADEBCF(2)有白色沉淀生成(3)2CH3COOH+Na2CO3―→2CH3COONa+H2O+CO2↑、CO2+Na2SiO3+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3(4)CH3COOHH2CO3H2SiO3(5)锥形瓶试管F饱和NaHCO3除去随CO2挥发出的CH3COOH,防止CH3COOH与Na2SiO3溶液反应四种物质的性质比较乙醇水碳酸乙酸羟基氢的活泼性――→逐渐增强电离程度不电离极少部分电离部分电离部分电离酸碱性中性弱酸性弱酸性与Na√√√√与NaOH××√√与NaHCO3××√(说明:√表示反应,×表示不反应)知识点二乙酸的酯化反应乙酸乙酯的制备1.实验装置2.实验原理(1)化学方程式:(2)反应实质:酸脱去羟基,醇脱去氢原子。3.注意事项(1)仪器及操作:酒精灯用酒精灯加热的目的是加快反应速率;使生成的乙酸乙酯及时蒸出,从而提高乙酸的转化率碎瓷片加热前,大试管中常加入几片碎瓷片,目的是防止暴沸导气管导气管末端不可插入液面以下,目的是防止倒吸反应物添加顺序先加入乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入浓硫酸和乙酸酯的分离对于生成的酯,通常用分液漏斗进行分液,将酯和饱和碳酸钠溶液分离(2)几种试剂的作用:浓硫酸①做催化剂:加快反应速率②做吸水剂:提高反应物的转化率饱和碳酸钠溶液①溶解乙醇②中和乙酸③降低乙酸乙酯的溶解度,便于液体分层[微练习]某化学课外学习小组利用图示装置制取少量乙酸乙酯。请填空:(1)试管a中需加入浓硫酸、冰醋酸各2mL和乙醇3mL,正确的加入顺序是____________________________________________________________________。(2)乙酸、乙醇沸点低,为防止a中的液体在实验时发生暴沸,在加热前应采取的措施是______________________________________________________________。(3)试管b中加有饱和Na2CO3溶液,其作用是__________________________________________________________________________________________________。(4)反应结束后,振荡试管b,静置。观察到的现象是____________________。解析:(1)浓硫酸密度大,应将浓硫酸加入乙醇中,以防酸液飞溅,乙酸易挥发,冷却后再加入乙酸。(2)液体乙酸、乙醇沸点低,加热时要加碎瓷片,防止暴沸。(3)制备乙酸乙酯时常用饱和碳酸钠溶液,目的是中和挥发出来的乙酸,使之转化为乙酸钠溶于水中;溶解挥发出来的乙醇;降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于分层得到酯。(4)乙酸乙酯,其密度比水小,所以在碳酸钠溶液层上方有无色油状液体出现。答案:(1)先加入乙醇,再加入浓硫酸,最后加入醋酸(2)加入碎瓷片(3)吸收乙醇,中和乙酸,降低乙酸乙酯在水中的溶解度(4)液体分层,上层为无色油状液体[微知识点]酯化反应的特点1.酯化反应属于可逆反应,反应物的转化率不能为100%。2.加热的温度不能过高,目的是尽量减少乙酸、乙醇的挥发,提高乙酸、乙醇的转化率。[典例剖析][典例2]实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下:①在甲试管(如图)中加入3mL乙醇、2mL浓硫酸和2mL乙酸的混合溶液。②按图连接好装置(装置气密性良好)并加入混合液,用小火均匀地加热3~5min。③待试管乙收集到一定量产物后停止加热,撤出试管乙并用力振荡,然后静置待分层。④分离出乙酸乙酯层、洗涤、干燥。(1)配制该混合溶液的主要操作步骤为____________________;反应中浓硫酸的作用是_____________________________________________________________。(2)用含18O的与CH3CH2OH反应,其化学方程式为___________________________________________________________________。(3)上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是(填字母):________。a.中和乙酸和乙醇b.中和乙酸并吸收部分乙醇c.乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度比在水中更小,有利于分层析出d.加速酯的生成,提高其产率(4)欲将乙试管中的物质分离开以得到乙酸乙酯,必须使用的仪器有________;分离时,乙酸乙酯应该从仪器________(填“下口放出”或“上口倒出”)。[解析](1)浓硫酸稀释或与其他溶液混合时会放出大量的热,操作不当会造成液体迸溅,故应将浓H2SO4加入乙醇中,边加边振荡,然后再加入乙酸或先将乙醇与乙酸混合好后再加浓硫酸并在加入过程中不断振荡。(3)饱和碳酸钠溶液的作用是:①中和乙酸并吸收部分乙醇;②降低乙酸乙酯的溶解度,有利于分层析出。(4)分离不相混溶的液体应采用分液法,上层液体从分液漏斗的上口倒出,下层液体从分液漏斗的下口放出。[答案](1)将浓H2SO4加入乙醇中,边加边振荡,然后再加入乙酸或先将乙醇与乙酸混合好后再加浓硫酸并在加入过程中不断振荡催化剂、吸水剂(3)bc(4)分液漏斗上口倒出除去乙酸乙酯中的乙酸或乙醇,应加饱和碳酸钠溶液,振荡后分液,而不能用氢氧化钠溶液,否则乙酸乙酯会水解掉。[题组训练]题组一乙酸乙酯的制备1.实验室用如图所示的装置制取乙酸乙酯,下列说法正确的是()A.向a试管中先加入浓硫酸,然后边振荡试管边慢慢加入乙醇,再加冰醋酸B.用CH3CH182OH与乙酸反应制取乙酸乙酯,18O存在于水中C.试管b中的液体是饱和NaHCO3溶液D.实验时加热试管a的目的之一是及时将乙酸乙酯蒸出,使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动解析:A项,制取乙酸乙酯时,先加入乙醇,再边振荡试管边慢慢加入浓硫酸和乙酸,因为先加浓硫酸再加乙醇或乙酸,浓硫酸会放出大量的热使液体溅出,发生危险,错误。B项,制取乙酸乙酯的反应中,产物水中的氧原子来自乙酸,乙醇只提供氢原子,错误。C项,制备乙酸乙酯时常用饱和碳酸钠溶液吸收乙酸乙酯,目的是除去乙醇和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层,错误。D项,该反应为可逆反应,故加热试管a可及时将乙酸乙酯蒸出,使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动,正确。答案:D2.实验室制取1mL乙酸乙酯后,沿器壁加入0.5mL紫色石蕊溶液,这时石蕊溶液将存在于饱和碳酸钠层与乙酸乙酯层之间(整个过程不振荡试管),对可能出现的现象,叙述正确的是()A.石蕊层仍为紫色,有机层无色B.石蕊层有两层,上层为紫色,下层为蓝色C.石蕊层为三层环,由上而下是蓝、紫、红D.石蕊层为三层环,由上而下是红、紫、蓝解析:依据石蕊遇酸变红,遇碱变蓝判断:上层乙酸乙酯中溶有乙酸,中间为石蕊溶液本身的颜色,下层为饱和碳酸钠溶液,碳酸钠溶液显碱性。答案:D题组二酯的性质3.在3支试管中分别盛有:①1mL乙酸乙酯和3mL水②1mL溴苯和3mL水③1mL乙酸和3mL水。如图中3支试管从左到右的排列顺序为()A.①②③B.①③②C.②①③D.②③①解析:几种液体的密度:ρ(溴苯)ρ(水)ρ(乙酸乙酯),溶解性:溴苯和乙酸乙酯不溶于水,而
本文标题:2020版高中化学 第三章 有机化合物 第三节 第2课时 乙酸课件 新人教版必修2
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