2018-2019學年高中化學 第3章 有機化合物 第3節(jié) 生活中兩種常見的有機物 課時2 乙酸學案 新人教版必修2.doc
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課時2 乙酸 學習目標:1.了解乙酸的物理性質(zhì)和用途。2.掌握乙酸的組成、結(jié)構(gòu)和化學性質(zhì)。(重點)3.掌握酯化反應(yīng)的原理和實質(zhì),明確酯化反應(yīng)實驗的注意事項。(難點)4.從官能團角度,了解多官能團有機物的性質(zhì)。(重點) [自 主 預(yù) 習探 新 知] 1.乙酸的組成與結(jié)構(gòu) 2.乙酸的物理性質(zhì) 俗名 顏色 狀態(tài) 氣味 溶解性 揮發(fā)性 熔點 沸點 醋酸 無色 液體 強烈 刺激性 易溶于 水和乙醇 易揮發(fā) 16.6℃ 117.9℃ 【提醒】 無水乙酸又稱冰醋酸,溫度較低時,無水乙酸會凝結(jié)成像冰一樣的晶體。若在實驗室中遇到這種情況時,取用時,可將試劑瓶用手或熱毛巾捂熱,也可放在溫水浴中溫熱,待冰醋酸熔化后,倒出即可。 3.乙酸的化學性質(zhì) (1)弱酸性 乙酸是一元弱酸,在水中的電離方程式為CH3COOHCH3COO-+H+,其酸性比H2CO3強,具有酸的通性。能使紫色石蕊溶液變紅色;與活潑金屬、一些金屬氧化物、堿、一些鹽反應(yīng)。寫出乙酸發(fā)生下列反應(yīng)的化學方程式: ①與Zn反應(yīng):2CH3COOH+Zn―→(CH3COO)2Zn+H2↑。 ②與NaOH反應(yīng):CH3COOH+NaOH―→CH3COONa+H2O。 ③與CaCO3反應(yīng):CaCO3+2CH3COOH―→(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O ④與CuO反應(yīng):CuO+2CH3COOH―→(CH3COO)2Cu+H2O。 [實驗] 醋酸與碳酸酸性強弱的比較實驗 (2)酯化反應(yīng) ①乙酸與乙醇的酯化反應(yīng)方程式為 ②酯化反應(yīng) a.概念:酸與醇反應(yīng)生成酯和水的反應(yīng)。 b.特點:是可逆反應(yīng),反應(yīng)進行得比較緩慢。 4.酯類 (1)酯類的一般通式可寫為,官能團為。 (2)低級酯:乙酸乙酯,密度比水的小,難溶于水,易溶于有機溶劑。可用作香料和溶劑。 【提醒】 酯類有機物的主要化學性質(zhì)是水解生成羧酸和醇。 [基礎(chǔ)自測] 1.判斷對錯(對的打“√”,錯的打“”)。 (1)乙醇和乙酸的官能團相同( ) (2)乙酸可以除去爐中的水垢( ) (3)乙酸可以除去鐵銹和銅銹( ) (4)乙酸的酯化反應(yīng)屬于中和反應(yīng)( ) (5)乙酸乙酯是酯類,也是烴的衍生物( ) 【答案】 (1) (2)√ (3)√ (4) (5)√ 2.(1)烹制魚時加入少量食醋和料酒,可以使烹制的魚具有特殊的香味,這種香味來自的物質(zhì)是________,生成的化學方程式為____________________________________________________________。 (2)醋可用于除去水垢(CaCO3)的離子方程式為 ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 【導(dǎo)學號:43722180】 【答案】 (1)乙酸乙酯 CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O (2)2CH3COOH+CaCO3===2CH3COO-+Ca2++CO2↑+H2O [合 作 探 究攻 重 難] 乙酸、乙醇、H2O、H2CO3中羥基的活 潑性實驗探究 [問題思考] (1)有下列四種物質(zhì)編號為①HOH,②,③CH3CH2OH,④。 實驗設(shè)計—現(xiàn)象—結(jié)論 操作 現(xiàn)象 結(jié)論(—OH中H 原子活潑性順序) a.四種物質(zhì)各取少量于試管中,各加入紫色石蕊溶液兩滴 ②、④變紅,其他不變 ②、④______①、③ b.在②、④試管中,各加入少量碳酸鈉溶液 ②中產(chǎn)生氣體 ②______④ c.在①、③中各加入少量金屬鈉 ①產(chǎn)生氣體,反應(yīng)迅速 ③產(chǎn)生氣體,反應(yīng)緩慢 ①______③ 【提示】?。尽。尽。? (2)實驗結(jié)論:乙醇、水、碳酸、乙酸中羥基氫的活潑性依次________。 【提示】 增強 羥基化合物的反應(yīng)規(guī)律 (1)能與金屬鈉反應(yīng)的有機物含有—OH或—COOH,反應(yīng)關(guān)系為2Na~2—OH~H2或2Na~2—COOH~H2。 (2)能與NaHCO3和Na2CO3反應(yīng)生成CO2的有機物一定含有—COOH,反應(yīng)關(guān)系為NaHCO3~—COOH~CO2或Na2CO3~2—COOH~CO2。 (3)與碳酸鹽或酸式鹽反應(yīng)生成CO2的羥基化合物中含有—COOH。 [對點訓練] 1.某有機物的結(jié)構(gòu)簡式如圖,下列關(guān)于該有機物的說法正確的是( ) A.分子式為C7H6O5 B.1 mol該物質(zhì)能與4 mol Na發(fā)生反應(yīng) C.分子中含有兩種官能團 D.1 mol該物質(zhì)能與4 mol NaOH發(fā)生反應(yīng) B [A項,分子式為C7H10O5;C項,有三種官能團—OH、—COOH、;D項,1 mol該物質(zhì)能與1 mol NaOH發(fā)生反應(yīng)。] 2.在同溫同壓下,某有機物和過量Na反應(yīng)得到V1 L氫氣,另一份等量的該有機物和足量的NaHCO3反應(yīng)得到V2 L二氧化碳,若V1=V2≠0,則該有機物可能是( ) 【導(dǎo)學號:43722181】 A [首先否定C項,因為HOCH2CH2OH與NaHCO3不反應(yīng),再根據(jù)—OH、—COOH與Na反應(yīng)時均為1 mol—OH或—COOH放出0.5 mol H2,而1 mol —COOH與NaHCO3反應(yīng)時放出1 mol CO2,故綜合分析比較得出答案為A。] 乙酸的酯化反應(yīng)實驗探究 1.實驗步驟 (1)反應(yīng)液的混合:在試管中先加3 mL乙醇,然后邊振蕩試管邊加入2 mL濃H2SO4和2 mL乙酸。 (2)用酒精燈緩慢加熱,觀察現(xiàn)象。 2.實驗現(xiàn)象 飽和Na2CO3溶液的液面上有透明的油狀液體生成,且能聞到香味。 3.實驗結(jié)論 乙酸和乙醇在濃硫酸的催化作用下能發(fā)生酯化反應(yīng),生成乙酸乙酯和水。 [問題思考] (1)酯化反應(yīng)的實驗中,濃硫酸的作用是什么? 【提示】 濃硫酸起催化劑和吸水劑的作用。 (2)試管中飽和Na2CO3溶液的作用是什么? 【提示】 與揮發(fā)出來的乙酸反應(yīng),使之轉(zhuǎn)化為乙酸鈉而溶于水; 溶解揮發(fā)出來的乙醇; 降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于分層得到乙酸乙酯。 (3)豎立試管中的導(dǎo)氣管能否伸入到液面以下,其原因是什么? 【提示】 不能,防止倒吸。 (4)向試管中加碎瓷片,其作用是什么? 【提示】 防止暴沸。 酯化反應(yīng)的原理與實驗問題 (1)酯化反應(yīng)的機理 通常用同位素示蹤原子法來證明:如用含18O的乙醇與乙酸反應(yīng),可以發(fā)現(xiàn),生成物乙酸乙酯中含有18O。 可見,發(fā)生酯化反應(yīng)時,有機酸斷C—O鍵,醇分子斷O—H鍵,即“酸去羥基,醇去氫”。 (3)試劑的加入順序:先加入乙醇,然后慢慢加入濃硫酸和乙酸。 (4)酯的分離 采用分液法分離試管中的液體混合物,所得上層液體即為乙酸乙酯。 (5)濃H2SO4的作用是催化劑和吸水劑。 [對點訓練] 3.若乙酸分子中的氧都是18O,乙醇分子中的氧都是16O,二者在濃硫酸作用下發(fā)生反應(yīng),一段時間后,分子中含有18O的物質(zhì)有( ) A.1種 B.2種 C.3種 D.4種 C [根據(jù)酯化反應(yīng)中酸脫羥基醇脫氫的規(guī)律寫出反應(yīng)的化學方程式,標明18O與16O的位置。 ,而酯化反應(yīng)為逆反應(yīng)含有18O的物質(zhì)有3種。] 4.如圖為實驗室制取少量乙酸乙酯的裝置圖,下列關(guān)于該實驗的敘述中,不正確的是( ) 【導(dǎo)學號:43722182】 A.向a試管中先加入濃硫酸,然后邊搖動試管邊慢慢加入乙醇,再加冰醋酸 B.試管b中導(dǎo)氣管下端管口不能浸入液面的原因是防止實驗過程中發(fā)生倒吸現(xiàn)象 C.實驗時加熱試管a的目的是及時將乙酸乙酯蒸出并加快反應(yīng)速率 D.采用長玻璃導(dǎo)管有導(dǎo)氣兼冷凝的作用 A [A項,濃硫酸和其他液體混合時,應(yīng)將濃硫酸慢慢加到密度比它小的液體中。應(yīng)先向a中加入乙醇,然后邊搖動試管邊慢慢加入濃硫酸和冰醋酸;B項中,加熱過程中產(chǎn)生乙酸和乙醇蒸氣,二者溶于水易造成溶液倒吸;C項,加熱一方面能加快反應(yīng)速率,另一方面能及時將乙酸乙酯蒸出,有利于提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率;D項,長玻璃導(dǎo)管既能輸導(dǎo)乙酸乙酯蒸氣,又能冷凝回流揮發(fā)的乙酸和乙醇。] 多官能團有機物的多重性 [典例導(dǎo)航] 分枝酸可用于生化研究。其結(jié)構(gòu)簡式如圖。下列關(guān)于分枝酸的敘述正確的是( ) A.分子中含有2種官能團 B.可與乙醇、乙酸反應(yīng),且反應(yīng)類型相同 C.1 mol分枝酸最多可與3 mol NaOH發(fā)生中和反應(yīng) D.可使溴的四氯化碳溶液、酸性高錳酸鉀溶液褪色,且原理相同 【思路點撥】 B [A項,該有機物有4種官能團;B項,—COOH與乙醇,—OH與乙酸均發(fā)生酯化反應(yīng);C項,含兩個—COOH,1 mol該物質(zhì)最多與2 mol NaOH反應(yīng);D項,二者褪色原理不同,前者加成,后者氧化。] [母題變式] (1)該有機物的分子式為________。 (2)該1 mol有機物最多能與________mol Na發(fā)生反應(yīng)。 (3)該1 mol有機物最多能與________mol H2發(fā)生加成反應(yīng)。 【答案】 (1)C10H10O6 (2)3 (3)3 四種常見官能團的基本性質(zhì) (1) (2)—OH(醇) (3)—COOH (4) (酯基):水解反應(yīng)、取代反應(yīng) 【注意】 ①苯環(huán)一般認為不屬于官能團,但含苯環(huán)的有機物可發(fā)生取代(鹵代、溴代、硝化)和加成(與H2)。 ②含飽和碳上的氫可發(fā)生與Cl2光照發(fā)生取代反應(yīng)。 [對點訓練] 5.某有機物的結(jié)構(gòu)簡式為,它在一定條件下可發(fā)生的反應(yīng)為( ) ①酯化反應(yīng)?、谘趸磻?yīng)?、鬯夥磻?yīng) ④加聚反應(yīng) ⑤取代反應(yīng) A.②③④ B.①②③ C.①②③⑤ D.③④⑤ C [該有機物中含有—OH、—COOH和—COO—,故可發(fā)生酯化反應(yīng)、氧化反應(yīng)、水解反應(yīng)、取代反應(yīng),但不能發(fā)生加聚反應(yīng)。] 6.某有機物的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示,下列有關(guān)該有機物的說法正確的是( ) 【導(dǎo)學號:43722183】 A.能和碳酸鈉溶液反應(yīng)的官能團有2種 B.1 mol該有機物最多能與2 mol H2發(fā)生加成反應(yīng) C.與互為同分異構(gòu)體 D.既可以發(fā)生取代反應(yīng)又可以發(fā)生氧化反應(yīng) D [A項,只有—COOH與Na2CO3反應(yīng);B項,最多與1 mol H2發(fā)生加成;C項,二者分子式不同。] [當 堂 達 標固 雙 基] 1.用作調(diào)味品的食醋也可用來除水垢,其除垢的有效成分是( ) A.乙醇 B.乙酸 C.乙烯 D.乙酸乙酯 B [乙酸具有酸性,能與水垢中的CaCO3反應(yīng)。] 2.(2018全國卷Ⅰ)關(guān)于乙酸的性質(zhì)敘述正確的是( ) A.它是四元酸 B.清洗大理石的建筑物用醋酸溶液 C.它的酸性較弱,能使酸堿指示劑變色 D.它的晶體里有冰,所以稱為冰醋酸 C [A項,乙酸是一元酸,錯誤;B項,醋酸顯酸性,能與大理石反應(yīng),因此清洗大理石的建筑物不能用醋酸溶液,錯誤;C項,乙酸的酸性較弱,但能使酸堿指示劑變色,正確;D項,它的晶體里沒有冰,固態(tài)的乙酸稱為冰醋酸,錯誤。] 3.在生成和純化乙酸乙酯的實驗過程中,下列操作未涉及的是( ) A B C D D [A項裝置用于制備乙酸乙酯,B項裝置用于除去乙酸乙酯中的乙酸、乙醇(純化),C項裝置用于分離乙酸乙酯,D項裝置用于蒸發(fā)濃縮或蒸發(fā)結(jié)晶。只有D項操作在制備和純化乙酸乙酯的實驗中未涉及。] 4.巴豆酸的結(jié)構(gòu)簡式為。現(xiàn)有如下試劑:①氯化氫、②溴水、③純堿溶液、④乙醇、⑤酸性高錳酸鉀溶液,試根據(jù)巴豆酸的結(jié)構(gòu)特點,判斷在一定條件下,能與巴豆酸反應(yīng)的物質(zhì)是( ) 【導(dǎo)學號:43722184】 A.只有②④⑤ B.只有①③④ C.只有①②③⑤ D.①②③④⑤ D [巴豆酸中含有碳碳雙鍵和羧基,碳碳雙鍵能和HCl、溴水發(fā)生加成反應(yīng),碳碳雙鍵能被酸性高錳酸鉀溶液氧化,羧基能和純堿、乙醇發(fā)生反應(yīng),故選項D正確。] 5.實驗室制取乙酸乙酯的主要步驟如下: 【導(dǎo)學號:43722185】 ①在甲試管(如圖)中加入3 mL乙醇、2 mL濃硫酸、2 mL乙酸。 ②按圖連接好裝置(裝置氣密性良好)并加入混合液,用小火均勻地加熱3~5 min。 ③待試管乙收集到一定量產(chǎn)物后停止加熱,撤出試管乙,并用力振蕩,然后靜置待分層。 ④分離出乙酸乙酯層,洗滌、干燥。 (1)寫出甲試管中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為 ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (2)反應(yīng)中濃H2SO4的作用為________,配制混合反應(yīng)液時,向甲試管中加入試劑的順序為______________。 (3)上述實驗中飽和碳酸鈉溶液的作用是________(填字母)。 A.中和乙酸和乙醇 B.與揮發(fā)出來的乙酸反應(yīng)并溶解揮發(fā)出的部分乙醇 C.乙酸乙酯在飽和碳酸鈉溶液中的溶解度比在水中更小,有利于分層析出 D.加速酯的生成,提高其產(chǎn)率 (4)欲將乙試管中的物質(zhì)分離開以得到乙酸乙酯,必須使用的儀器有________;分離時,乙酸乙酯應(yīng)該從儀器________(填“下口放出”或“上口倒出”)。 【解析】 (2)濃硫酸稀釋或與其他溶液混合時會放出大量的熱,操作不當會造成液體迸濺,故應(yīng)將濃硫酸加入乙醇中,邊加邊振蕩,然后再加入乙酸(或先將乙醇與乙酸混合后再加濃硫酸,并在加入過程中不斷振蕩)。 (3)飽和碳酸鈉溶液的作用是:①揮發(fā)出的乙酸反應(yīng)并溶解部分揮發(fā)出的乙醇;②降低乙酸乙酯的溶解度有利于分層析出。 (4)分離不相溶的液體應(yīng)采用分液法,上層液體從分液漏斗的上口倒出,下層液體從分液漏斗的下口放出。 【答案】 (1)CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O (2)催化劑和吸水劑 乙醇—濃H2SO4—乙酸 (3)BC (4)分液漏斗 上口倒出- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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