课时2 乙酸 官能团与有机化合物的分类
一、乙酸的结构和物理性质
1 乙酸的组成和结构
乙酸中含有的官能团是羧基(或—COOH),乙酸的化学性质主要由羧基决定。
2 乙酸的物理性质
乙酸是一种有强烈刺激性气味的无色液体,沸点为118 ℃,当温度低于16.6 ℃,乙酸像冰那样凝结为晶体,故称冰醋酸,乙酸易溶于水和乙醇。
二、乙酸的化学性质
1 乙酸的弱酸性
(1)乙酸弱酸性的实验探究
实验操作 实验现象 实验结论
取2 mL乙酸溶液放入试管中,向试管中加几滴石蕊试液,观察现象 乙酸能使石蕊试液变红 乙酸的水溶液呈酸性
试管中放入一小块石灰石,向试管中加入一定量的乙酸溶液,观察现象 石灰石溶解,有气体产生 乙酸的酸性比碳酸的强
(2)乙酸的弱酸性:乙酸是一种弱酸,其酸性比碳酸强,具有酸的通性。乙酸的电离是一个可逆反应,即CH3COOHCH3COO-+H+。乙酸还能与金属活动性顺序表中位于氢以前的金属反应生成氢气,与碱性氧化物反应生成盐和水,与碱发生中和反应。
2 乙酸的酯化反应
(1)乙酸酯化反应的实验探究
实验操作 实验现象 实验结论
在试管中依次加入3 mL无水乙醇、2 mL浓硫酸和2 mL乙酸,再加入几片碎瓷片,塞上带导管的橡胶塞并把试管固定在铁架台上。另取一支试管作为接收产物的试管,加入饱和碳酸钠溶液并滴加2滴酚酞试液,将导管伸入试管中,保持在液面上。安装好仪器加热反应混合物,观察现象 碳酸钠溶液的红色变浅,液面上有层无色透明的油状液体,可闻到一种香味 乙酸和乙醇在浓硫酸作用下,生成了一种不溶于水且有香味的液体——乙酸乙酯
(2)乙酸的酯化反应:乙酸和乙醇生成乙酸乙酯和水的这类反应叫做酯化反应,酯化反应也可以看成是取代反应。其反应方程式如下:
CH3COOH+HOC2H5CH3COOC2H5+H2O
对于酯化反应还要注意掌握以下两点:一是酯化反应是可逆的,羧酸+醇酯+水,反应中浓硫酸的作用是作催化剂和吸水剂,除去生成物中的水使可逆反应向生成物方向进行。二是在酯化反应中使用饱和Na2CO3溶液的作用是吸收未反应的乙酸,溶解乙醇,降低酯的溶解度。
三、乙酸乙酯
1 物理性质和用途
(1)物理性质:乙酸乙酯是无色、易挥发、中性的可燃性液体,带有果香气味。熔点为-83.6℃,沸点为77.06℃,微溶于水。
(2)用途:乙酸乙酯大量用作油漆、涂料、胶水的溶剂,还可以用于人造香精、香料、人造皮革的制造。
2 化学性质
乙酸乙酯在一定条件下(酸或碱)容易发生水解反应生成乙酸和乙醇,其化学方程式为CH3COOCH2CH3+H2OCH3COOH+CH3CH2OH
3 酯
乙酸乙酯属于酯类物质,此类物质一般由有机酸与醇通过酯化反应生成。酯广泛存在于自然界中,例如,乙酸乙酯、乙酸异戊酯存在于草莓、香蕉、梨等水果中;乙酸丁酯、异戊酸异戊
酯存在于成熟的香蕉中。
相对分子质量较小的酯类物质都是具有芳香气味的液体,且难溶于水,密度小于水,酯的化学性质与乙酸乙酯相似,在一定条件下容易发生水解反应。
四、官能团与有机化合物的分类
1 烃
烷烃的代表物甲烷,分子式是CH4;烯烃的官能团是碳碳双键,代表物是乙烯;炔烃的官能团是碳碳三键,代表物是乙炔;芳香烃的代表物是苯,结构简式为。
2 烃的衍生物
卤代烃的官能团名称为碳卤键,结构式为,代表物为溴乙烷;醇的官能团名称为羟基,结构简式为—OH,代表物为乙醇;醛的官能团名称为醛基,结构式为,结构简式为—CHO,代表物为乙醛;羧酸的官能团名称为羧基,结构式为,结构简式为—COOH,代表物为乙酸;酯的官能团名称为酯基,结构式为,结构简式为—COOR,代表物为乙酸乙酯。
例题1 下列说法正确的是( )
A.乙酸的分子式为C2H6O2
B.乙酸分子中所有原子位于同一平面上
C.乙酸分子中的官能团是—COOH
D.乙酸分子中只存在极性键
【解析】乙酸的结构简式为CH3COOH,分子式为C2H4O2,故A错误;乙酸分子中含有—CH3,不可能所有原子位于同一平面上,故B错误;乙酸分子的结构简式为CH3COOH,官能团是—COOH,故C正确;乙酸分子的结构简式为CH3COOH,分子中存在非极性键C—C键,故D错误。
【答案】C
例题2 下列关于乙酸的说法不正确的是( )
A.冰醋酸属于纯净物,也属于一种电解质
B.乙酸中的四个氢原子均可电离成氢离子
C.乙酸的酸性比碳酸强,它能与碳酸盐反应生成二氧化碳
D.乙酸与乙醇互溶,不能用分液的方法分离
【解析】纯净的乙酸称为冰醋酸,其水溶液可以导电,冰醋酸既属于纯净物又属于电解质。乙酸中只有羧基上的氢原子可以电离。乙酸的酸性比碳酸强,根据“强酸制弱酸”,乙酸能与碳酸盐反应生成CO2。乙酸和乙醇互溶,不分层,不能用分液的方法分离。
【答案】B
例题3 (不定项选择题)如图为实验室制取少量乙酸乙酯的装置图。下列关于该实验的叙述正确的是( )
A.向试管a中先加入浓硫酸,然后边摇动试管边慢慢加入乙醇,再加冰醋酸
B.试管b中导气管下端管口不能浸入液面的原因是防止实验过程中发生倒吸现象
C.实验时加热试管a的目的是加快反应速率并及时将乙酸乙酯蒸出
D.试管b中饱和Na2CO3溶液的作用是吸收随乙酸乙酯蒸出的少量乙酸和乙醇
【解析】A项中,浓硫酸和其他液体混合时,应将浓硫酸慢慢加入密度比它小的溶液中:应先向a中加入乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入浓硫酸和冰醋酸。B项中,加热过程中产生的乙醇蒸气和乙酸蒸气会溶于饱和碳酸钠溶液中,若导气管下端管口浸入液面,会发生倒吸现象。C项中,因常温下酯化反应速率较慢,故采取加热的方法加快反应速率,同时将乙酸乙酯蒸出反应体系,有利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移动。D项中,乙酸和乙醇能溶于饱和Na2CO3溶液中。
【答案】BCD
例题4 如图是分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇混合物的实验操作步骤流程图。下列有关流程图的说法正确的是( )
A.试剂a为饱和Na2CO3溶液,试剂b为浓硫酸
B.分离方法分别为①过滤、②蒸馏、③蒸馏
C.分离出的物质E是乙酸乙酯
D.分离出的物质A是乙醇
【解析】用饱和碳酸钠溶液除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸,乙醇溶于碳酸钠溶液,乙酸与碳酸钠溶液反应生成乙酸钠,乙酸乙酯不与碳酸钠溶液反应且分层,用分液漏斗将其分离;然后根据乙醇和乙酸钠溶液的沸点不同,采取蒸馏的方法将其分离;最后利用强酸制弱酸的原理将乙酸钠转化为乙酸。
【答案】A
例题5 苯甲酸(C6H5COOH)和山梨酸
(CH3—CH=CH—CH=CH—COOH)都是常用的食品防腐剂。下列物质中只能与其中一种酸发生反应的是( )
A.金属钠
B.氢氧化钠
C.溴水
D.乙醇
【解析】苯甲酸和山梨酸都有相同的官能团——羧基(—COOH),含有羧基的物质跟乙酸一样能与钠、氢氧化钠、乙醇分别发生置换、中和、酯化反应。山梨酸中含有碳碳双键,所以具有乙烯一样的性质,可与溴发生加成反应而使溴水褪色,而苯甲酸不能使溴水褪色。
【答案】C
- 6 -课时2 乙酸 官能团与有机化合物的分类
一、乙酸的结构和物理性质
1 乙酸的组成和结构
乙酸中含有的官能团是羧基(或—COOH),乙酸的化学性质主要由羧基决定。
2 乙酸的物理性质
乙酸是一种有强烈刺激性气味的无色液体,沸点为118 ℃,当温度低于16.6 ℃,乙酸像冰那样凝结为晶体,故称 ,乙酸易溶于水和乙醇。
二、乙酸的化学性质
1 乙酸的弱酸性
(1)乙酸弱酸性的实验探究
实验操作 实验现象 实验结论
取2 mL乙酸溶液放入试管中,向试管中加几滴石蕊试液,观察现象 乙酸能使石蕊试液变 乙酸的水溶液呈酸性
试管中放入一小块石灰石,向试管中加入一定量的乙酸溶液,观察现象 石灰石溶解,有气体产生 乙酸的酸性比碳酸的
(2)乙酸的弱酸性:乙酸是一种弱酸,其酸性比碳酸强,具有酸的通性。乙酸的电离是一个可逆反应,即CH3COOHCH3COO-+H+。乙酸还能与金属活动性顺序表中位于氢以前的金属反应生成 ,与碱性氧化物反应生成 和 ,与碱发生中和反应。
2 乙酸的酯化反应
(1)乙酸酯化反应的实验探究
实验操作 实验现象 实验结论
在试管中依次加入3 mL 、2 mL 和2 mL ,再加入几片碎瓷片,塞上带导管的橡胶塞并把试管固定在铁架台上。另取一支试管作为接收产物的试管,加入饱和碳酸钠溶液并滴加2滴酚酞试液,将导管伸入试管中,保持在液面上。安装好仪器加热反应混合物,观察现象 碳酸钠溶液的红色变浅,液面上有层无色透明的油状液体,可闻到一种香味 乙酸和乙醇在浓硫酸作用下,生成了一种不溶于水且有香味的液体——乙酸乙酯
(2)乙酸的酯化反应:乙酸和乙醇生成乙酸乙酯和水的这类反应叫做酯化反应,酯化反应也可以看成是取代反应。其反应方程式如下:
CH3COOH+HOC2H5CH3COOC2H5+H2O
对于酯化反应还要注意掌握以下两点:一是酯化反应是可逆的,羧酸+醇酯+水,反应中浓硫酸的作用是作 剂和吸水剂,除去生成物中的水使可逆反应向生成物方向进行。二是在酯化反应中使用饱和Na2CO3溶液的作用是吸收未反应的乙酸, 乙醇,降低酯的 。
三、乙酸乙酯
1 物理性质和用途
(1)物理性质:乙酸乙酯是 色、易挥发、中性的可燃性液体,带有 气味。熔点为-83.6℃,沸点为77.06℃, 溶于水。
(2)用途:乙酸乙酯大量用作油漆、涂料、胶水的溶剂,还可以用于人造香精、香料、人造皮革的制造。
2 化学性质
乙酸乙酯在一定条件下(酸或碱)容易发生水解反应生成乙酸和乙醇,其化学方程式为CH3COOCH2CH3+H2OCH3COOH+CH3CH2OH
3 酯
乙酸乙酯属于酯类物质,此类物质一般由有机酸与醇通过酯化反应生成。酯广泛存在于自然界中,例如,乙酸乙酯、乙酸异戊酯存在于草莓、香蕉、梨等水果中;乙酸丁酯、异戊酸异戊
酯存在于成熟的香蕉中。
相对分子质量较小的酯类物质都是具有芳香气味的液体,且 溶于水,密度 水,酯的化学性质与乙酸乙酯相似,在一定条件下容易发生 反应。
四、官能团与有机化合物的分类
1 烃
烷烃的代表物 ,分子式是 ;烯烃的官能团是 ,代表物是 ;炔烃的官能团是 ,代表物是 ;芳香烃的代表物是 ,结构简式为 。
2 烃的衍生物
卤代烃的官能团名称为 ,结构式为,代表物为溴乙烷;醇的官能团名称为 ,结构简式为 ,代表物为 ;醛的官能团名称为 ,结构式为 ,结构简式为 ,代表物为乙醛;羧酸的官能团名称为 ,结构式为 ,结构简式为 ,代表物为 ;酯的官能团名称为 ,结构式为 ,结构简式为 ,代表物为乙酸乙酯。
例题1 下列说法正确的是( )
A.乙酸的分子式为C2H6O2
B.乙酸分子中所有原子位于同一平面上
C.乙酸分子中的官能团是—COOH
D.乙酸分子中只存在极性键
例题2 下列关于乙酸的说法不正确的是( )
A.冰醋酸属于纯净物,也属于一种电解质
B.乙酸中的四个氢原子均可电离成氢离子
C.乙酸的酸性比碳酸强,它能与碳酸盐反应生成二氧化碳
D.乙酸与乙醇互溶,不能用分液的方法分离
例题3 (不定项选择题)如图为实验室制取少量乙酸乙酯的装置图。下列关于该实验的叙述正确的是( )
A.向试管a中先加入浓硫酸,然后边摇动试管边慢慢加入乙醇,再加冰醋酸
B.试管b中导气管下端管口不能浸入液面的原因是防止实验过程中发生倒吸现象
C.实验时加热试管a的目的是加快反应速率并及时将乙酸乙酯蒸出
D.试管b中饱和Na2CO3溶液的作用是吸收随乙酸乙酯蒸出的少量乙酸和乙醇
例题4 如图是分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇混合物的实验操作步骤流程图。下列有关流程图的说法正确的是( )
A.试剂a为饱和Na2CO3溶液,试剂b为浓硫酸
B.分离方法分别为①过滤、②蒸馏、③蒸馏
C.分离出的物质E是乙酸乙酯
D.分离出的物质A是乙醇
例题5 苯甲酸(C6H5COOH)和山梨酸
(CH3—CH=CH—CH=CH—COOH)都是常用的食品防腐剂。下列物质中只能与其中一种酸发生反应的是( )
A.金属钠
B.氢氧化钠
C.溴水
D.乙醇
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