第2课时 乙酸
[学习目标] 1.了解乙酸的物理性质和用途。 2.掌握乙酸的组成、结构和化学性质。 3.掌握酯化反应的原理、实质和实验操作。
任务一 乙酸的物理性质、结构及弱酸性
1.物理性质
俗名 颜色 状态 气味 溶解性
醋酸 无色 液体 有强烈刺激性 易溶于水和乙醇
点拨:当温度低于16.6 ℃时,乙酸会凝结成类似冰的晶体,故又名冰醋酸。
2.分子组成与结构
分子式 结构式 结构简式 官能团 球棍模型 空间填充模型
C2H4O2 CH3COOH —COOH
3.乙酸的弱酸性
[交流研讨1] 在家庭生活中,常用食醋(其中含有乙酸)清除水壶中少量的水垢(主要成分为碳酸钙),写出清除过程中发生的化学方程式。
提示:2CH3COOH+CaCO3―→(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O。
1.一元弱酸:CH3COOH CH3COO-+H+,具有酸的通性。
2.酸的通性
(1)使紫色石蕊溶液变红。
(2)与金属钠反应:2CH3COOH+2Na―→2CH3COONa+H2↑。
(3)与NaOH反应:CH3COOH+NaOH―→CH3COONa+H2O。
(4)与NaHCO3反应:CH3COOH+NaHCO3―→CH3COONa+CO2↑+H2O。
[交流研讨2] 设计实验比较乙酸与碳酸的酸性强弱。
提示:利用强酸制弱酸的原理:2CH3COOH+Na2CO3―→2CH3COONa+H2O+CO2↑。
1.食醋是厨房中常用的调味品,它的主要成分是乙酸,乙酸分子的模型如图所示,其中代表碳原子,代表氢原子,代表氧原子。下列关于乙酸说法正确的是( )
A.乙酸是由碳、氢、氧元素组成的有机物
B.乙酸由碳、氢、氧原子构成
C.乙酸中碳元素、氢元素、氧元素的质量比为1∶2∶1
D.乙酸中碳元素的质量分数最大
答案:A
解析:A.由题图可知,乙酸是由碳、氢、氧元素组成的有机物,A正确;B.乙酸由碳、氢、氧元素组成、乙酸分子由碳、氢、氧原子构成,B错误;C.由题图可知,乙酸中碳、氢、氧的原子数目为1∶2∶1,质量之比为6∶1∶8,C错误;D.乙酸中碳元素、氢元素和氧元素的质量分数分别为40%、6.7%、53.3%,氧元素的质量分数最大,D错误;答案选A。
2.下列关于乙酸性质的叙述不正确的是( )
A.乙酸的酸性比碳酸弱
B.乙酸具有酸性,能使酸碱指示剂变色
C.乙酸能使氢氧化铜沉淀或氧化铜固体溶解
D.乙酸与碳酸钠溶液反应产生二氧化碳气体
答案:A
解析:A.乙酸的酸性比碳酸强,能与碳酸盐溶液反应,产生二氧化碳气体,A错误;B.乙酸具有酸的通性,能使酸碱指示剂变色,B正确;C.乙酸具有酸性,能与碱(如氢氧化铜)或碱性氧化物(如氧化铜)等反应生成盐和水,C正确;D.乙酸的酸性比碳酸强,故乙酸与碳酸钠溶液反应产生二氧化碳气体,D正确。故选A。
乙酸、水、乙醇、碳酸性质比较
名称 乙酸 水 乙醇 碳酸
分子结构 CH3COOH H—OH C2H5OH
遇石蕊溶液 变红 不变红 不变红 变红
与Na 反应 反应 反应 反应
与Na2CO3 反应 不反应 反应
羟基氢的活泼性 CH3COOH>H2CO3>H2O>C2H5OH
任务二 乙酸的典型性质——酯化反应
1.实验探究
(1)实验操作
(2)实验现象:饱和碳酸钠溶液的液面上有无色透明的油状液体生成,出现分层,且能闻到香味。
(3)化学方程式
。
(4)注意事项
①试剂的加入顺序:先加入乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入浓硫酸和乙酸。
②导管末端不能插入饱和Na2CO3溶液中,防止挥发出来的CH3COOH、CH3CH2OH溶于水,造成溶液倒吸。
③加热前应加入几片碎瓷片防止液体暴沸,加热时小火加热减少乙酸、乙醇的挥发。
2.酯化反应
(1)概念:酸与醇反应生成酯和水的反应。
(2)反应特点:酯化反应属于可逆反应,也属于取代反应。
(3)反应机理(乙醇中含有示踪原子)
速记口诀:酸脱羟基醇脱氢。
[交流研讨] (1)浓硫酸在酯化反应中起什么作用?装置中长导管的作用是什么?
提示:浓硫酸起催化剂作用和吸水剂作用。长导管起到导气、冷凝的作用。
(2)请简述饱和Na2CO3溶液的作用。
提示:①降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层,得到酯。
②与挥发出来的乙酸反应。
③溶解挥发出来的乙醇。
(3)用含18O的乙醇与乙酸发生酯化反应,18O存在于哪些产物中?
提示:乙酸乙酯。
3.酯
(1)酯:羧酸分子羧基中的羟基被—OR取代后的一类有机物,乙酸乙酯是酯类物质中的一种,其官能团为酯基(或—COOR)。
(2)物理性质
低级酯密度比水小,易溶于有机溶剂,具有芳香气味。
(3)用途
①作香料:如作饮料、糖果、化妆品中的香料。
②作有机溶剂。
1.乙酸分子的结构式为,下列反应及断键部位正确的是( )
①乙酸的电离,是a键断裂
②乙酸与乙醇发生酯化反应,是b键断裂
③在红磷存在时,Br2与CH3COOH的反应:CH3COOH+Br2CH2Br—COOH+HBr,是c键断裂
④乙酸变成乙酸酐的反应:2CH3COOH―→+H2O,是a、b键断裂
A.①②③ B.①②③④
C.②③④ D.①③④
答案:B
解析:①乙酸电离时羧基产生氢离子,断裂a键,①正确;②酯化反应中羧酸脱去羟基,断裂b键,②正确;③根据方程式可知,甲基上的H被Br所取代,是c键断裂,③正确;④根据方程式可知,一个乙酸分子提供羟基,断裂b键,另一个乙酸分子提供氢,断裂a键,形成H2O,是a、b键断裂,④正确;综上所述正确的有①②③④,故选B。
2.(2023·太原市月考)实验室用乙酸和乙醇在浓硫酸作用下制取乙酸乙酯的装置如图所示,下列说法正确的是( )
A.在反应过程中,乙试管内液体可以用氢氧化钠溶液代替
B.加入过量乙酸,可使乙醇完全转化为乙酸乙酯
C.分离出乙中乙酸乙酯的方法是分液
D.试管中试剂的加入顺序为浓硫酸→乙酸→乙醇
答案:C
解析:A.乙酸乙酯与NaOH溶液反应,则乙试管内液体不能用氢氧化钠溶液代替,故A错误;B.酯化反应为可逆反应,加入过量乙酸,也不能使乙醇完全转化为乙酸乙酯,故B错误;C.乙酸乙酯不溶于Na2CO3溶液,可以用分液法分离出乙中乙酸乙酯,故C正确;D.浓硫酸混合时剧烈放热,为防止液体飞溅,浓硫酸应后加入,反应试剂的加入顺序为乙醇→浓硫酸→乙酸,故D错误;故选C。
1.(2024·北京二中高一期末)乙酸是一种常见的有机物。下列有关乙酸的化学用语中,不正确的是( )
A.分子的空间填充模型:
B.分子式:C2H4O2
C.甲基的电子式:
D.向Mg(OH)2悬浊液中滴加醋酸,浊液变澄清:Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O
答案:D
解析:B.乙酸分子式为C2H4O2,B正确;C.甲基是甲烷失去一个氢原子剩余的基团,甲基的电子式为,C正确;D.醋酸是弱酸,离子方程式中不拆,氢氧化镁悬浊液与醋酸反应的离子方程式为Mg(OH)2+2CH3COOH===Mg2++2CH3COO-+2H2O,D错误。
2.下列关于乙酸的说法中,不正确的是( )
A.无色无味液体
B.官能团为羧基
C.一定条件下,能与乙醇发生反应
D.能使紫色石蕊溶液变红
答案:A
解析:A.乙酸是无色、有刺激性气味的液体,故A错误;B.乙酸的官能团为羧基,故B正确;C.乙酸含有羧基,浓硫酸加热条件下,能与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,故C正确;D.易溶于水,在溶液中能部分电离出乙酸根离子和氢离子,具有酸的通性, 能使紫色石蕊溶液变红,故D正确;故选A。
3.(2024·云南龙陵县一中高一期末)下列关于乙酸乙酯的说法正确的是( )
A.乙酸乙酯是一种密度比水小的液体
B.乙酸乙酯可由CH3OH与CH3CH2COOH经酯化反应生成
C.制取乙酸乙酯时,将1体积的酒精倒入3体积的浓硫酸中
D.要除去乙酸乙酯中混有的少量CH3COOH,可加入适量的NaOH溶液
答案:A
解析:A.乙酸乙酯属于酯类,是一种无色透明,具有特殊香味的液体,密度为0.90 g/cm3,比水小,不溶于水,A正确;B.乙酸乙酯可由CH3CH2OH与CH3COOH经酯化反应生成,B错误;C.浓硫酸的密度大于酒精,应将浓硫酸倒入酒精中,C错误;D.乙酸乙酯可以和氢氧化钠反应,应该用饱和碳酸钠溶液除去其中的少量醋酸,D错误。
4.(2024·河南焦作高一期末)乙醇和乙酸是生活中常见的两种有机物,下列有关两者的共同性质的说法错误的是( )
A.能与钠反应 B.能与小苏打溶液反应
C.能发生取代反应 D.能发生氧化反应
答案:B
解析:A.乙醇含羟基、乙酸含羧基,均能与钠反应,A正确;B.乙醇不能和碳酸氢钠溶液反应,乙酸能和碳酸氢钠溶液反应,B错误;C.乙醇含羟基、乙酸含羧基,两者能发生酯化反应,酯化反应属于取代反应,C正确;D.有机物一般能够和氧气发生反应,有机物和氧气的反应为氧化反应,D正确。
5.某研究小组用如图所示装置制取乙酸乙酯,请回答下列问题:
(1)为防止试管a中液体实验时发生暴沸,加热前应采取的措施为________________
_____________________________________________。
(2)装置中的球形漏斗除起冷凝作用外,它的另一重要作用是___________________。
(3)试管b中饱和碳酸钠溶液的作用除了溶解乙醇,还有______________________。
(4)待试管b收集到一定量产物后停止加热,撤去试管b并用力振荡试管b,静置后试管b中所观察到的实验现象:____________________________________________,
要分离试管中的液体混合物,采用的方法为_________________________________
________________________________________________________________________。
(5)如果用含示踪原子18O的乙醇参与反应,生成的产物中,只有乙酸乙酯中含有18O,则酯化反应中,乙酸和乙醇分子中断裂的各是什么键?在方程式中表示出其断键部位:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)加入碎瓷片(或沸石) (2)防止倒吸 (3)与乙酸反应、降低乙酸乙酯的溶解度 (4)分层,上层为无色有香味的油状液体 分液 (5)乙酸断C—O键,乙醇断O—H键
解析:(1)为防止溶液暴沸,液体加热前要加碎瓷片或沸石。(2)乙酸乙酯中混有乙醇和乙酸,二者易溶于水,乙酸能和碳酸钠反应,易产生倒吸,该实验中使用球形漏斗,球形部位空间大,液面上升时可缓冲,防止倒吸。(3)由(2)中分析可知,饱和碳酸钠溶液还能与乙酸反应,降低乙酸乙酯的溶解度。(4)乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,且密度比水小,有香味,所以静置后,试管b中所观察到的实验现象为液体分层,上层是无色有香味的油状液体,如将液体分离,可采取分液的方法。(5)据题给信息,乙酸和乙醇在酯化反应中乙酸断裂的是C—O键,乙醇断裂的是O—H键,即酸脱羟基醇脱氢。
课时测评20 乙酸
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
题点一 乙酸的组成、结构与用途
1.食醋是生活中常见的调味品,其中含有乙酸,所以乙酸又被称为醋酸。乙酸的官能团是( )
A.—OH B.
C. D.
答案:B
解析:乙酸为有机物,其结构式为,乙酸的官能团为羧基,其结构为。
2.(2024·天津市期末)下列化学用语中正确的是( )
A.乙酸的实验式:C2H4O2
B.乙烯的结构简式:CH2CH2
C.乙醇的结构式:
D.羟基的电子式:
答案:D
解析:A.乙酸的分子式为C2H4O2,实验式即最简式为CH2O,A错误;B.乙烯含有碳碳双键,结构简式为CH2===CH2,结构简式中不能省略官能团中的化学键,B错误;C.乙醇的结构式为,C错误;D.羟基显电中性,电子式为,D正确;综上所述答案为D。
3.下列分子中的所有原子,都在同一平面的是( )
A.甲烷 B.乙烯
C.乙醇 D.乙酸
答案:B
解析:A.CH4是正四面体结构,分子中所有原子不可能在同一平面上,A不符合题意;B.乙烯是平面结构,分子中的2个C原子与4个H原子在同一平面上,B符合题意;C.乙醇分子中含有2个饱和C原子,具有甲烷的四面体结构,因此分子中所有的原子不可能在同一平面上,C不符合题意;D.乙酸分子中含有饱和C原子,具有甲烷的四面体结构,因此分子中所有的原子不可能在同一平面上,D不符合题意;故合理选项是B。
题点二 乙酸的性质
4.下列关于乙酸性质的叙述中,错误的是( )
A.乙酸的酸性比碳酸的强,所以它可以与碳酸盐溶液反应,产生CO2气体
B.乙酸具有酸性,所以能与钠反应放出H2
C.乙酸分子中含有碳氧双键,所以它能使溴水褪色
D.乙酸在温度低于16.6 ℃时,就凝结成冰状晶体
答案:C
解析:乙酸的结构式为,分子中的碳氧双键和Br2不能发生反应,故C错误。
5.(2024·北京昌平高一期末)下列关于乙酸的说法中,不正确的是( )
A.官能团为—COOH
B.无色无味,易溶于水
C.能与NaOH溶液反应
D.能与CH3CH2OH反应
答案:B
解析:A.乙酸的官能团为羧基(—COOH),故A正确;B.乙酸具有刺激性气味,故B错误;C.乙酸具有酸的通性,可以和碱发生中和反应,即能和氢氧化钠溶液反应,故C正确;D.乙酸中含有羧基,在催化作用下可与乙醇发生酯化反应,故D正确。
6.乙酸和乙醇在浓硫酸的催化下发生酯化反应时,乙酸分子中断键的位置是( )
A.a B.b C.c D.d
答案:B
解析:乙酸和乙醇在浓硫酸的催化下发生酯化反应时,乙酸分子脱去羟基,断裂的化学键为C—O,即题图中的b位置断裂。
7.(2024·河北张家口高一期末)如图所示是某常见有机物分子的空间填充模型,该物质不具有的性质是( )
A.不能使紫色石蕊溶液变红
B.与稀氢氧化钠溶液反应
C.能发生酯化反应
D.与碳酸氢钠溶液反应
答案:A
解析:根据空间填充模型,该有机物的结构简式为CH3COOH。A.该有机物为乙酸,溶液显酸性,能使紫色石蕊溶液变红,故A说法错误;B.乙酸为酸,能与NaOH溶液发生中和反应,故B说法正确;C.乙酸能与醇发生酯化反应,故C说法正确;D.乙酸的酸性强于碳酸,乙酸能与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳,故D说法正确。
8.如图是某种有机物的简易球棍模型,该有机物中只含有C、H、O三种元素。下列关于该有机物的说法中不正确的是( )
A.分子式是C3H6O2
B.不能和NaOH溶液反应
C.能发生酯化反应
D.能使紫色石蕊溶液变红
答案:B
解析:由球棍模型可知有机物为CH3CH2COOH,为丙酸,其分子式为C3H6O2,A项正确;含有羧基,能与NaOH溶液反应,B项错误;含有羧基,能与醇发生酯化反应,C项正确;含有羧基能在水中电离出H+,具有酸性,能使紫色石蕊溶液变红,D项正确。
题点三 酯化反应和酯
9.下列有关酯的认识错误的是( )
A.酯的元素组成中一定有C、H、O
B.乙酸乙酯的结构中含有
C.酯的相对分子质量都较大
D.酯广泛存在于植物的果实和种子中
答案:C
解析:A.羧酸和醇在一定条件下生成酯,因此酯中含有C、H、O元素,A项正确。B.乙酸乙酯含有酯基,故含有,但含的不一定是酯,也可能是羧酸,B项正确。C.乙酸乙酯、甲酸乙酯等小分子酯的相对分子质量都较小,聚酯的相对分子质量较大,C项错误。D.酯广泛存在于植物的果实和种子中,D项正确。答案选C。
10.(2024·黑龙江齐齐哈尔高一期末)实验室用乙酸和乙醇在浓硫酸作用下制取乙酸乙酯的装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.试管中试剂的加入顺序为浓硫酸→乙酸→乙醇
B.加热过程中发现忘加沸石,应立即停下来在试管中加入沸石
C.乙试管中饱和碳酸钠溶液可吸收挥发出来的乙酸、乙醇
D.实验完毕,可将乙酸乙酯从混合物中过滤出来
答案:C
解析:A.乙醇的密度较低,浓硫酸溶于水放出大量热,为防止液体飞溅,加入顺序为乙醇→浓硫酸→乙酸,A错误;B.加热过程中发现忘加沸石,需停止加热,待自然冷却至室温后加入沸石,B错误;C.乙试管中饱和碳酸钠溶液具有碱性,可吸收挥发出来的乙酸,又因为乙醇易溶于水,所以也可吸收乙醇,C正确;D.实验完毕,乙酸乙酯会与饱和碳酸钠溶液发生分层,所以需采用分液的方法分离混合物,D错误。
11.(2024·江苏无锡高一期末)具有相同官能团的有机物化学性质相似,据此判断下列对HOCH2CH===CHCOOH的性质叙述正确的是( )
A.不能使紫色石蕊溶液变红
B.能使溴的四氯化碳溶液褪色
C.与足量Na反应生成HOCH2CH===CHCOONa
D.在一定条件下能和乙醇发生酯化反应,不能和乙酸发生酯化反应
答案:B
解析:A.HOCH2CH===CHCOOH中含有羧基,具有酸性,能使紫色石蕊溶液变红,故A错误;B.HOCH2CH===CHCOOH中含有碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,故B正确;C.HOCH2CH===CHCOOH含有羟基和羧基,能够和Na反应生成NaOCH2CH===CHCOONa,故C错误;D.HOCH2CH===CHCOOH中含有羧基和羟基,在一定条件下能和乙醇发生酯化反应,也能和乙酸发生酯化反应,故D错误。
12.(2024·河南安阳高一期末)有机物a是石油化学工业重要的基本原料,其产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志,下列说法错误的是( )
A.a生成b属于加成反应
B.b与甘油()互为同系物
C.c与环氧乙烷()互为同分异构体
D.b、d、e三种物质可以用饱和 Na2CO3溶液鉴别
答案:B
解析:有机物a的产量是衡量一个国家石油工业发展水平的标志,则a为CH2===CH2,a与水发生加成反应生成b为CH3CH2OH,b发生催化氧化生成c为CH3CHO,c进一步氧化生成d为CH3COOH,乙酸与乙醇发生酯化反应生成e为CH3COOCH2CH3。A.a与水发生加成反应生成b为CH3CH2OH,A正确;B.b为CH3CH2OH,分子式为C2H6O,甘油的分子式为C3H8O3,两者分子式相差CH2O2,两者不是同系物,B错误;C.c为CH3CHO,与环氧乙烷分子式相同,结构式不同,互为同分异构体,C正确;D.乙醇能够溶于水,不分层,乙酸与饱和Na2CO3溶液反应放出气体,有气泡产生,而乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液是互不相溶的两层液体,故可以用饱和Na2CO3溶液鉴别,D正确。
13.用图1所示的装置制备乙酸乙酯,并用图2所示的步骤分离乙酸乙酯、乙醇和乙酸。下列说法正确的是( )
A.反应试剂的加入顺序为浓硫酸→乙醇→乙酸
B.操作1、操作2是分液,操作3是蒸馏
C.若要进一步得到干燥的乙酸乙酯可用碱石灰
D.A是乙酸乙酯,E是乙醇,试剂a可以是硫酸
答案:D
解析:A.浓硫酸混合时剧烈放热,为防止液体飞溅,浓硫酸应后加入,反应试剂的加入顺序为乙醇→浓硫酸→乙酸,故A错误;B.操作1分离出乙酸乙酯,分离方法为分液,操作2分离出乙醇,操作3是分离出乙酸,分离方法均为蒸馏,故B错误;C.乙试管内液体是乙酸乙酯,碱石灰内成分之一氢氧化钠与乙酸乙酯能反应,不可以用碱石灰干燥,故C错误;D.操作1分离出乙酸乙酯,A是乙酸乙酯,操作2分离出乙醇,E是乙醇,试剂a将乙酸钠转化为乙酸,试剂a可以是硫酸,故D正确。
14.乙酸乙酯是重要的有机合成中间体,广泛应用于化学工业。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2 mL浓硫酸、3 mL乙醇和2 mL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,小火均匀地加热3~5 min。
③待试管乙收集到一定量产物后停止加热,撤出试管并用力振荡,然后静置待分层。
④分离出乙酸乙酯层、洗涤、干燥。
(1)若实验中用乙酸和含18O的乙醇作用,该反应的化学方程式是________________________________________________________________________;
此装置中采用了球形干燥管,其作用是______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)甲试管中,混合溶液的加入顺序为________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)步骤②中需要用小火均匀加热,其主要原因是
________________________________________________________________________。
(4)欲将乙试管中的物质分离以得到乙酸乙酯,必须使用的仪器是 ;分离时,乙酸乙酯应该从仪器 (填“下口放”或“上口倒”)出。
(5)若现有乙酸90 g、乙醇138 g发生酯化反应得到88 g乙酸乙酯,试计算该反应的产品产率约为 。(产率=×100%)
答案:(1)CH3COOH+C2HOHCH3CO18OC2H5+H2O 冷凝,防倒吸
(2)乙醇、浓硫酸、乙酸 (3)减少反应物的挥发、增大产率 (4)分液漏斗 上口倒 (5)66.7%
解析:(1)羧酸与醇发生的酯化反应中,羧酸脱去—OH,醇脱去H,该反应为可逆反应,反应的化学方程式为CH3COOH+C2HOHCH3CO18OC2H5+H2O;球形干燥管容积较大,使乙酸乙酯充分与空气进行热交换,起到冷凝的作用,并可防止倒吸。(2)三种试剂加入顺序是先加乙醇,再加浓硫酸,最后加乙酸。(3)乙酸、乙醇均有挥发性,步骤②中用小火均匀加热,可减少反应物的挥发,增大产率。(4)分离有机层和水层采用分液的方法,所以必须使用的仪器为分液漏斗;乙酸乙酯的密度比水小,所以乙酸乙酯在碳酸钠溶液上层,分离时,乙酸乙酯应该从分液漏斗的上口倒出。(5)90 g乙酸的物质的量为=1.5 mol,138 g乙醇的物质的量为=3 mol,显然乙醇过量,理论上生成的乙酸乙酯的物质的量需要按照乙酸的量进行计算,根据反应CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O可知,理论上生成乙酸乙酯的物质的量为1.5 mol,而实际上生成了88 g,则乙酸乙酯的产率为×100%≈66.7%。
15.下面是甲、乙、丙三位同学制取乙酸乙酯的过程,请你参与并协助他们完成相关实验任务。
【实验目的】 制取乙酸乙酯
【实验原理】 甲、乙、丙三位同学均采取乙醇、乙酸与浓硫酸混合共热的方法制取乙酸乙酯,浓硫酸的作用是___________________________________________________。
【装置设计】 甲、乙、丙三位同学分别设计了下列三套实验装置:
请从甲、乙两位同学设计的装置中选择一种作为实验室制取乙酸乙酯的装置,应选择的装置是 (填“甲”或“乙”)。丙同学将甲装置中的导气管改成了球形干燥管,除起冷凝作用外,另一重要作用是 。
【实验步骤】
(1)按选择的装置组装仪器,在试管中先加入3 mL乙醇,然后沿器壁慢慢加入2 mL浓硫酸,冷却后再加入2 mL冰醋酸。
(2)将试管固定在铁架上。
(3)在试管②中加入适量的饱和Na2CO3溶液。
(4)用酒精灯对试管①加热。
(5)当观察到试管②中有明显现象时停止实验。
【问题讨论】
a.步骤(1)装好实验装置,加入药品前还应检查______________________________
________________________________________________________________________。
b.根据试管②中观察到的现象,可知乙酸乙酯的物理性质有_____________________
___________________________________________________。
c.试管②中饱和Na2CO3溶液的作用是 、 、 。
答案:【实验原理】 作催化剂和吸水剂
【装置设计】 乙 防倒吸
【问题讨论】 a.装置的气密性
b.无色、不溶于水、密度比水小、油状液体等
c.溶解挥发出的乙醇 与挥发出来的乙酸反应 降低乙酸乙酯的溶解度
解析:实验室用乙醇、乙酸在浓硫酸的催化作用下发生酯化反应生成乙酸乙酯。浓硫酸的作用是作催化剂和吸水剂。由于乙酸乙酯、乙酸、乙醇的沸点都较低,加热时都能挥发出来,故加热后在试管②的上层为乙酸、乙醇、乙酸乙酯的混合液,用饱和Na2CO3溶液可以除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸。在上层得到乙酸乙酯油状液体。经分液漏斗分液即可。该实验中由于酒精灯加热可能使试管内液体受热不均匀,若导管插入液面以下有可能发生倒吸现象,所以装置要能防止倒吸。(共69张PPT)
第2课时 乙酸
第七章 第三节 乙醇与乙酸
1.了解乙酸的物理性质和用途。
2.掌握乙酸的组成、结构和化学性质。
3.掌握酯化反应的原理、实质和实验操作。
学习目标
任务一 乙酸的物理性质、结构及弱酸性
新知构建
1.物理性质
点拨:当温度低于16.6 ℃时,乙酸会凝结成类似冰的晶体,故又名冰醋酸。
俗名 颜色 状态 气味 溶解性
____ 无色 液体 ____________ 易溶于水和____
醋酸
有强烈刺激性
乙醇
2.分子组成与结构
分子式 结构式 结构简式 官能团 球棍模型 空间填充模型
_______
______________ ___________ _________
C2H4O2
CH3COOH
—COOH
交流研讨1
3.乙酸的弱酸性
在家庭生活中,常用食醋(其中含有乙酸)清除水壶中少量的水垢(主要成分为碳酸钙),写出清除过程中发生的化学方程式。
提示:2CH3COOH+CaCO3―→(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O。
归纳总结
1.一元弱酸:CH3COOH CH3COO-+H+,具有酸的通性。
2.酸的通性
(1)使紫色石蕊溶液变红。
(2)与金属钠反应:2CH3COOH+2Na―→2CH3COONa+H2↑。
(3)与NaOH反应:CH3COOH+NaOH―→CH3COONa+H2O。
(4)与NaHCO3反应:CH3COOH+NaHCO3―→CH3COONa+CO2↑+H2O。
交流研讨2
设计实验比较乙酸与碳酸的酸性强弱。
提示:利用强酸制弱酸的原理:2CH3COOH+Na2CO3―→2CH3COONa+H2O+CO2↑。
典例应用
1.食醋是厨房中常用的调味品,它的主要成分是乙酸,乙酸分子的模型如图所示,其中 代表碳原子, 代表氢原子, 代表氧原子。下列关于乙酸说法正确的是
A.乙酸是由碳、氢、氧元素组成的有机物
B.乙酸由碳、氢、氧原子构成
C.乙酸中碳元素、氢元素、氧元素的质量比为1∶2∶1
D.乙酸中碳元素的质量分数最大
√
A.由题图可知,乙酸是由碳、氢、氧元素组成
的有机物,A正确;B.乙酸由碳、氢、氧元素组
成、乙酸分子由碳、氢、氧原子构成,B错误;
C.由题图可知,乙酸中碳、氢、氧的原子数目
为1∶2∶1,质量之比为6∶1∶8,C错误;D.乙酸中碳元素、氢元素和氧元素的质量分数分别为40%、6.7%、53.3%,氧元素的质量分数最大,D错误;答案选A。
2.下列关于乙酸性质的叙述不正确的是
A.乙酸的酸性比碳酸弱
B.乙酸具有酸性,能使酸碱指示剂变色
C.乙酸能使氢氧化铜沉淀或氧化铜固体溶解
D.乙酸与碳酸钠溶液反应产生二氧化碳气体
√
A.乙酸的酸性比碳酸强,能与碳酸盐溶液反应,产生二氧化碳气体,A错误;B.乙酸具有酸的通性,能使酸碱指示剂变色,B正确;C.乙酸具有酸性,能与碱(如氢氧化铜)或碱性氧化物(如氧化铜)等反应生成盐和水,C正确;D.乙酸的酸性比碳酸强,故乙酸与碳酸钠溶液反应产生二氧化碳气体,D正确。故选A。
A.乙酸的酸性比碳酸强,能与碳酸盐溶液反应,产生二氧化碳气体,A错误;B.乙酸具有酸的通性,能使酸碱指示剂变色,B正确;C.乙酸具有酸性,能与碱(如氢氧化铜)或碱性氧化物(如氧化铜)等反应生成盐和水,C正确;D.乙酸的酸性比碳酸强,故乙酸与碳酸钠溶液反应产生二氧化碳气体,D正确。故选A。
归纳总结
乙酸、水、乙醇、碳酸性质比较
名称 乙酸 水 乙醇 碳酸
分子结构 CH3COOH H—OH C2H5OH
遇石蕊溶液 变红 不变红 不变红 变红
与Na 反应 反应 反应 反应
与Na2CO3 反应 不反应 反应
羟基氢的活泼性 CH3COOH>H2CO3>H2O>C2H5OH
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任务二 乙酸的典型性质——酯化反应
新知构建
1.实验探究
(1)实验操作
(2)实验现象:饱和碳酸钠溶液的液面上有无色透明的油状液体生成,出现分层,且能闻到香味。
(3)化学方程式________________________________________。
(4)注意事项
①试剂的加入顺序:先加入乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入浓硫酸和乙酸。
②导管末端不能插入饱和Na2CO3溶液中,防止挥发出来的CH3COOH、CH3CH2OH溶于水,造成溶液倒吸。
③加热前应加入几片碎瓷片防止液体暴沸,加热时小火加热减少乙酸、乙醇的挥发。
2.酯化反应
(1)概念:酸与醇反应生成__和__的反应。
(2)反应特点:酯化反应属于____反应,也属于____反应。
(3)反应机理(乙醇中含有示踪原子)
速记口诀:酸脱羟基醇脱氢。
酯
水
可逆
取代
交流研讨
(1)浓硫酸在酯化反应中起什么作用?装置中长导管的作用是什么?
提示:浓硫酸起催化剂作用和吸水剂作用。长导管起到导气、冷凝的作用。
(2)请简述饱和Na2CO3溶液的作用。
提示:①降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层,得到酯。
②与挥发出来的乙酸反应。
③溶解挥发出来的乙醇。
(3)用含18O的乙醇与乙酸发生酯化反应,18O存在于哪些产物中?
提示:乙酸乙酯。
3.酯
(1)酯:羧酸分子羧基中的____被—OR取代后的一类有机物,乙酸乙酯是
酯类物质中的一种,其官能团为____( 或—COOR)。
(2)物理性质
低级酯密度比水小,易溶于有机溶剂,具有____气味。
(3)用途
①作香料:如作饮料、糖果、化妆品中的香料。
②作有机溶剂。
羟基
酯基
芳香
典例应用
1.乙酸分子的结构式为 ,下列反应及断键部位正确的是
①乙酸的电离,是a键断裂
②乙酸与乙醇发生酯化反应,是b键断裂
③在红磷存在时,Br2与CH3COOH的反应:CH3COOH+Br2
CH2Br—COOH+HBr,是c键断裂
④乙酸变成乙酸酐的反应:2CH3COOH―→ +H2O,是a、b键断裂
A.①②③ B.①②③④
C.②③④ D.①③④
√
①乙酸电离时羧基产生氢离子,断裂a键,①正确;②酯化反应中羧酸脱去羟基,断裂b键,②正确;③根据方程式可知,甲基上的H被Br所取代,是c键断裂,③正确;④根据方程式可知,一个乙酸分子提供羟基,断裂b键,另一个乙酸分子提供氢,断裂a键,形成H2O,是a、b键断裂,④正确;综上所述正确的有①②③④,故选B。
2.(2023·太原市月考)实验室用乙酸和乙
醇在浓硫酸作用下制取乙酸乙酯的装置
如图所示,下列说法正确的是
A.在反应过程中,乙试管内液体可以用
氢氧化钠溶液代替
B.加入过量乙酸,可使乙醇完全转化为乙酸乙酯
C.分离出乙中乙酸乙酯的方法是分液
D.试管中试剂的加入顺序为浓硫酸→乙酸→乙醇
√
A.乙酸乙酯与NaOH溶液反应,则乙试
管内液体不能用氢氧化钠溶液代替,故
A错误;B.酯化反应为可逆反应,加入过
量乙酸,也不能使乙醇完全转化为乙酸
乙酯,故B错误;C.乙酸乙酯不溶于Na2CO3溶液,可以用分液法分离出乙中乙酸乙酯,故C正确;D.浓硫酸混合时剧烈放热,为防止液体飞溅,浓硫酸应后加入,反应试剂的加入顺序为乙醇→浓硫酸→乙酸,故D错误;故选C。
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随堂达标演练
1.(2024·北京二中高一期末)乙酸是一种常见的有机物。下列有关乙酸的化学用语中,不正确的是
A.分子的空间填充模型:
B.分子式:C2H4O2
C.甲基的电子式:
D.向Mg(OH)2悬浊液中滴加醋酸,浊液变澄清:Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O
√
B.乙酸分子式为C2H4O2,B正确;C.甲基是甲烷失去一个氢原子剩余的基团,甲基的电子式为 ,C正确;D.醋酸是弱酸,离子方程式中不拆,氢氧化镁悬浊液与醋酸反应的离子方程式为Mg(OH)2+2CH3COOH===Mg2++2CH3COO-+2H2O,D错误。
2.下列关于乙酸的说法中,不正确的是
A.无色无味液体
B.官能团为羧基
C.一定条件下,能与乙醇发生反应
D.能使紫色石蕊溶液变红
√
A.乙酸是无色、有刺激性气味的液体,故A错误;B.乙酸的官能团为羧基,故B正确;C.乙酸含有羧基,浓硫酸加热条件下,能与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,故C正确;D.易溶于水,在溶液中能部分电离出乙酸根离子和氢离子,具有酸的通性, 能使紫色石蕊溶液变红,故D正确;故选A。
3.(2024·云南龙陵县一中高一期末)下列关于乙酸乙酯的说法正确的是
A.乙酸乙酯是一种密度比水小的液体
B.乙酸乙酯可由CH3OH与CH3CH2COOH经酯化反应生成
C.制取乙酸乙酯时,将1体积的酒精倒入3体积的浓硫酸中
D.要除去乙酸乙酯中混有的少量CH3COOH,可加入适量的NaOH溶液
√
A.乙酸乙酯属于酯类,是一种无色透明,具有特殊香味的液体,密度为0.90 g/cm3,比水小,不溶于水,A正确;B.乙酸乙酯可由CH3CH2OH与CH3COOH经酯化反应生成,B错误;C.浓硫酸的密度大于酒精,应将浓硫酸倒入酒精中,C错误;D.乙酸乙酯可以和氢氧化钠反应,应该用饱和碳酸钠溶液除去其中的少量醋酸,D错误。
4.(2024·河南焦作高一期末)乙醇和乙酸是生活中常见的两种有机物,下列有关两者的共同性质的说法错误的是
A.能与钠反应 B.能与小苏打溶液反应
C.能发生取代反应 D.能发生氧化反应
√
A.乙醇含羟基、乙酸含羧基,均能与钠反应,A正确;B.乙醇不能和碳酸氢钠溶液反应,乙酸能和碳酸氢钠溶液反应,B错误;C.乙醇含羟基、乙酸含羧基,两者能发生酯化反应,酯化反应属于取代反应,C正确;D.有机物一般能够和氧气发生反应,有机物和氧气的反应为氧化反应,D正确。
5.某研究小组用如图所示装置制取乙酸乙酯,请回答下
列问题:
(1)为防止试管a中液体实验时发生暴沸,加热前应采取
的措施为____________________。
加入碎瓷片(或沸石)
为防止溶液暴沸,液体加热前要加碎瓷片或沸石。
(2)装置中的球形漏斗除起冷凝作用外,它的另一重要
作用是___________。
防止倒吸
乙酸乙酯中混有乙醇和乙酸,二者易溶于水,乙酸能和碳酸钠反应,易产生倒吸,该实验中使用球形漏斗,球形部位空间大,液面上升时可缓冲,防止倒吸。
(3)试管b中饱和碳酸钠溶液的作用除了溶解乙醇,还
有______________________________________。
与乙酸反应、降低乙酸乙酯的溶解度
由(2)中分析可知,饱和碳酸钠溶液还能与乙酸反应,降低乙酸乙酯的溶解度。
(4)待试管b收集到一定量产物后停止加热,撤去试管b并用力振荡试管b,静置后试管b中所观察到的实验现象:___________________________________,
要分离试管中的液体混合物,采用的方法为_______。
分层,上层为无色有香味的油状液体
分液
乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,且密度比水小,有香味,所以静置后,试管b中所观察到的实验现象为液体分层,上层是无色有香味的油状液体,如将液体分离,可采取分液的方法。
(5)如果用含示踪原子18O的乙醇参与反应,生成的产物中,只有乙酸乙酯中含有18O,则酯化反应中,乙酸和乙醇分子中断裂的各是什么键?在方程式中表示出其断键部位:________________________________________
______________________________________________。
乙酸断C—O键,乙醇断O—H键
据题给信息,乙酸和乙醇在酯化反应中乙酸断裂的是C—O键,乙醇断裂的是O—H键,即酸脱羟基醇脱氢。
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课时测评
题点一 乙酸的组成、结构与用途
1.食醋是生活中常见的调味品,其中含有乙酸,所以乙酸又被称为醋酸。乙酸的官能团是
√
2.(2024·天津市期末)下列化学用语中正确的是
A.乙酸的实验式:C2H4O2
B.乙烯的结构简式:CH2CH2
C.乙醇的结构式:
D.羟基的电子式:
√
A.乙酸的分子式为C2H4O2,实验式即最简式为CH2O,A错误;B.乙烯含有碳碳双键,结构简式为CH2==CH2,结构简式中不能省略官能团
中的化学键,B错误;C.乙醇的结构式为 ,C错误;D.羟基显电中性,电子式为 ,D正确;综上所述答案为D。
3.下列分子中的所有原子,都在同一平面的是
√
A.CH4是正四面体结构,分子中所有原子不可能在同一平面上,A不符合题意;B.乙烯是平面结构,分子中的2个C原子与4个H原子在同一平面上,B符合题意;C.乙醇分子中含有2个饱和C原子,具有甲烷的四面体结构,因此分子中所有的原子不可能在同一平面上,C不符合题意;D.乙酸分子中含有饱和C原子,具有甲烷的四面体结构,因此分子中所有的原子不可能在同一平面上,D不符合题意;故合理选项是B。
题点二 乙酸的性质
4.下列关于乙酸性质的叙述中,错误的是
A.乙酸的酸性比碳酸的强,所以它可以与碳酸盐溶液反应,产生CO2气体
B.乙酸具有酸性,所以能与钠反应放出H2
C.乙酸分子中含有碳氧双键,所以它能使溴水褪色
D.乙酸在温度低于16.6 ℃时,就凝结成冰状晶体
√
乙酸的结构式为 ,分子中的碳氧双键和Br2不能发生反应,故C错误。
5.(2024·北京昌平高一期末)下列关于乙酸的说法中,不正确的是
A.官能团为—COOH B.无色无味,易溶于水
C.能与NaOH溶液反应 D.能与CH3CH2OH反应
√
A.乙酸的官能团为羧基(—COOH),故A正确;B.乙酸具有刺激性气味,故B错误;C.乙酸具有酸的通性,可以和碱发生中和反应,即能和氢氧化钠溶液反应,故C正确;D.乙酸中含有羧基,在催化作用下可与乙醇发生酯化反应,故D正确。
6.乙酸和乙醇在浓硫酸的催化下发生酯化反应时,乙酸分子中断键的位置是
A.a B.b C.c D.d
√
乙酸和乙醇在浓硫酸的催化下发生酯化反应时,乙酸分子脱去羟基,断裂的化学键为C—O,即题图中的b位置断裂。
7.(2024·河北张家口高一期末)如图所示是某常见有机物分子
的空间填充模型,该物质不具有的性质是
A.不能使紫色石蕊溶液变红 B.与稀氢氧化钠溶液反应
C.能发生酯化反应 D.与碳酸氢钠溶液反应
√
根据空间填充模型,该有机物的结构简式为CH3COOH。A.该有机物为乙酸,溶液显酸性,能使紫色石蕊溶液变红,故A说法错误;B.乙酸为酸,能与NaOH溶液发生中和反应,故B说法正确;C.乙酸能与醇发生酯化反应,故C说法正确;D.乙酸的酸性强于碳酸,乙酸能与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳,故D说法正确。
8.如图是某种有机物的简易球棍模型,该有机物中只含有C、H、O三种元素。下列关于该有机物的说法中不正确的是
A.分子式是C3H6O2
B.不能和NaOH溶液反应
C.能发生酯化反应
D.能使紫色石蕊溶液变红
√
由球棍模型可知有机物为CH3CH2COOH,为丙酸,其分子式为C3H6O2,A项正确;含有羧基,能与NaOH溶液反应,B项错误;含有羧基,能与醇发生酯化反应,C项正确;含有羧基能在水中电离出H+,具有酸性,能使紫色石蕊溶液变红,D项正确。
题点三 酯化反应和酯
9.下列有关酯的认识错误的是
A.酯的元素组成中一定有C、H、O
B.乙酸乙酯的结构中含有
C.酯的相对分子质量都较大
D.酯广泛存在于植物的果实和种子中
√
A.羧酸和醇在一定条件下生成酯,因此酯中含有C、H、O元素,A项正确。B.乙酸乙酯含有酯基,故含有 ,但含 的不一定
是酯,也可能是羧酸,B项正确。C.乙酸乙酯、甲酸乙酯等小分子酯的相对分子质量都较小,聚酯的相对分子质量较大,C项错误。D.酯广泛存在于植物的果实和种子中,D项正确。答案选C。
√
10.(2024·黑龙江齐齐哈尔高一期末)实验室用乙酸和乙
醇在浓硫酸作用下制取乙酸乙酯的装置如图所示。下列
说法正确的是
A.试管中试剂的加入顺序为浓硫酸→乙酸→乙醇
B.加热过程中发现忘加沸石,应立即停下来在试管中加入沸石
C.乙试管中饱和碳酸钠溶液可吸收挥发出来的乙酸、乙醇
D.实验完毕,可将乙酸乙酯从混合物中过滤出来
A.乙醇的密度较低,浓硫酸溶于水放出大量热,为防
止液体飞溅,加入顺序为乙醇→浓硫酸→乙酸,A错误;
B.加热过程中发现忘加沸石,需停止加热,待自然冷却
至室温后加入沸石,B错误;C.乙试管中饱和碳酸钠
溶液具有碱性,可吸收挥发出来的乙酸,又因为乙醇易溶于水,所以也可吸收乙醇,C正确;D.实验完毕,乙酸乙酯会与饱和碳酸钠溶液发生分层,所以需采用分液的方法分离混合物,D错误。
11.(2024·江苏无锡高一期末)具有相同官能团的有机物化学性质相似,据此判断下列对HOCH2CH==CHCOOH的性质叙述正确的是
A.不能使紫色石蕊溶液变红
B.能使溴的四氯化碳溶液褪色
C.与足量Na反应生成HOCH2CH==CHCOONa
D.在一定条件下能和乙醇发生酯化反应,不能和乙酸发生酯化反应
√
A.HOCH2CH==CHCOOH中含有羧基,具有酸性,能使紫色石蕊溶液变红,故A错误;B.HOCH2CH==CHCOOH中含有碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,故B正确;C.HOCH2CH==CHCOOH含有羟基和羧基,能够和Na反应生成NaOCH2CH==CHCOONa,故C错误;D.HOCH2CH==CHCOOH中含有羧基和羟基,在一定条件下能和乙醇发生酯化反应,也能和乙酸发生酯化反应,故D错误。
12.(2024·河南安阳高一期末)有机物a是石油化学工业重要的基本原料,其产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志,下列说法错误的是
A.a生成b属于加成反应
B.b与甘油( )互为同系物
C.c与环氧乙烷( )互为同分异构体
D.b、d、e三种物质可以用饱和 Na2CO3溶液鉴别
√
有机物a的产量是衡量一个国家石油工业
发展水平的标志,则a为CH2==CH2,a
与水发生加成反应生成b为CH3CH2OH,
b发生催化氧化生成c为CH3CHO,c进一步氧化生成d为CH3COOH,乙酸与乙醇发生酯化反应生成e为CH3COOCH2CH3。A.a与水发生加成反应生成b为CH3CH2OH,A正确;B.b为CH3CH2OH,分子式为C2H6O,甘油的分子式为C3H8O3,两者分子式相差CH2O2,两者不是同系物,B错误;C.c为CH3CHO,与环氧乙烷分子式相同,结构式不同,互为同分异构体,C正确;D.乙醇能够溶于水,不分层,乙酸与饱和Na2CO3溶液反应放出气体,有气泡产生,而乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液是互不相溶的两层液体,故可以用饱和Na2CO3溶液鉴别,D正确。
13.用图1所示的装置制备乙酸乙酯,并用图2所示的步骤分离乙酸乙酯、乙醇和乙酸。下列说法正确的是
A.反应试剂的加入顺序为浓硫酸→乙醇→乙酸
B.操作1、操作2是分液,操作3是蒸馏
C.若要进一步得到干燥的乙酸乙酯可用碱石灰
D.A是乙酸乙酯,E是乙醇,试剂a可以是硫酸
√
A.浓硫酸混合时剧烈放热,为防止液体飞溅,浓硫酸应后加入,反应试剂的加入顺序为乙醇→浓硫酸→乙酸,故A错误;B.操作1分离出乙酸乙酯,分离方法为分液,操作2分离出乙醇,操作3是分离出乙酸,分离方法均为蒸馏,故B错误;C.乙试管内液体是乙酸乙酯,碱石灰内成分之一氢氧化钠与乙酸乙酯能反应,不可以用碱石灰干燥,故C错误;D.操作1分离出乙酸乙酯,A是乙酸乙酯,操作2分离出乙醇,E是乙醇,试剂a将乙酸钠转化为乙酸,试剂a可以是硫酸,故D正确。
14.乙酸乙酯是重要的有机合成中间体,广泛应用于化学工业。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2 mL浓硫酸、3 mL
乙醇和2 mL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,小火均匀地加热3~5 min。
③待试管乙收集到一定量产物后停止加热,撤
出试管并用力振荡,然后静置待分层。
④分离出乙酸乙酯层、洗涤、干燥。
(1)若实验中用乙酸和含18O的乙醇作用,该反应
的化学方程式是___________________________
_____________________;
此装置中采用了球形干燥管,其作用是______________。
CH3CO18OC2H5+H2O
冷凝,防倒吸
羧酸与醇发生的酯化反应中,羧酸脱去—OH,醇脱去H,该反应为可逆反应,反应的化学方程式为CH3COOH+ CH3CO18OC2H5+H2O;球形干燥管容积较大,使乙酸乙酯充分与空气进行热交换,起到冷凝的作用,并可防止倒吸。
(2)甲试管中,混合溶液的加入顺序为_____________________。
乙醇、浓硫酸、乙酸
三种试剂加入顺序是先加乙醇,再加浓硫酸,最后加乙酸。
(3)步骤②中需要用小火均匀加热,其主要原因是
______________________________。
减少反应物的挥发、增大产率
乙酸、乙醇均有挥发性,步骤②中用小火均匀加热,可减少反应物的挥发,增大产率。
(4)欲将乙试管中的物质分离以得到乙酸乙酯,必须使用的仪器是___________;分离时,乙酸乙酯应该从仪器________(填“下口放”或“上口倒”)出。
分液漏斗
上口倒
分离有机层和水层采用分液的方法,所以必须使用的仪器为分液漏斗;乙酸乙酯的密度比水小,所以乙酸乙酯在碳酸钠溶液上层,分离时,乙酸乙酯应该从分液漏斗的上口倒出。
(5)若现有乙酸90 g、乙醇138 g发生酯化反应得到88 g乙酸乙酯,试计算该反应的产品产率约为
_________。(产率= ×100%)
66.7%
15.下面是甲、乙、丙三位同学制取乙酸乙酯的过程,请你参与并协助他们完成相关实验任务。
【实验目的】 制取乙酸乙酯
【实验原理】 甲、乙、丙三位同学均采取乙醇、乙酸与浓硫酸混合共热的方法制取乙酸乙酯,浓硫酸的作用是___________________。
作催化剂和吸水剂
【装置设计】 甲、乙、丙三位同学分别设计了下列三套实验装置:
请从甲、乙两位同学设计的装置中选择一种作为实验室制取乙酸乙酯的装置,应选择的装置是______(填“甲”或“乙”)。丙同学将甲装置中的导气管改成了球形干燥管,除起冷凝作用外,另一重要作用是_________。
乙
防倒吸
【实验步骤】
(1)按选择的装置组装仪器,在试管中先加入3 mL乙醇,然后沿器壁慢慢加入2 mL浓硫酸,冷却后再加入2 mL冰醋酸。
(2)将试管固定在铁架上。
(3)在试管②中加入适量的饱和Na2CO3溶液。
(4)用酒精灯对试管①加热。
(5)当观察到试管②中有明显现象时停止实验。
【问题讨论】
a.步骤(1)装好实验装置,加入药品前还应检查_______________。
b.根据试管②中观察到的现象,可知乙酸乙酯的物理性质有_________________________________________。
c.试管②中饱和Na2CO3溶液的作用是___________________、_______________________、________________________。
装置的气密性
无色、不溶于水、密度比水小、油状液体等
溶解挥发出的乙醇
与挥发出来的乙酸反应
降低乙酸乙酯的溶解度
返回
实验室用乙醇、乙酸在浓硫酸的催化作用下发生酯化反应生成乙酸乙酯。浓硫酸的作用是作催化剂和吸水剂。由于乙酸乙酯、乙酸、乙醇的沸点都较低,加热时都能挥发出来,故加热后在试管②的上层为乙酸、乙醇、乙酸乙酯的混合液,用饱和Na2CO3溶液可以除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸。在上层得到乙酸乙酯油状液体。经分液漏斗分液即可。该实验中由于酒精灯加热可能使试管内液体受热不均匀,若导管插入液面以下有可能发生倒吸现象,所以装置要能防止倒吸。