《学霸笔记 同步精讲》专题4 第二单元 第2课时 羧酸的性质及应用(课件)高中化学苏教版选择性必修3

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名称 《学霸笔记 同步精讲》专题4 第二单元 第2课时 羧酸的性质及应用(课件)高中化学苏教版选择性必修3
格式 pptx
文件大小 4.9MB
资源类型 试卷
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2026-03-05 00:00:00

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文档简介

(共44张PPT)
第2课时 羧酸的性质及应用
专题4
2026
内容索引
01
02
03
自主预习 新知导学
合作探究 释疑解惑
课堂小结
课标定位素养阐释
1.能记住乙酸的组成、结构、性质和应用;能说出羧酸的组成和结构特点。
2.会运用乙酸的化学性质,预测陌生羧酸的性质。
3.宏观辨识与微观探析:能从羧基的结构特征角度认识羧酸的类别;能从羧基所连烃基的结构等角度认识羧酸的分类,理解羧酸、酯的化学性质及官能团与反应类型之间的关系。证据推理与模型认知:结合乙酸乙酯水解反应的原理,能推理出羧酸酯化反应、酯类物质水解反应后的产物。
自主预习 新知导学
一、乙酸的结构与性质
1.组成与结构。
2.物理性质。
俗称 颜色 气味 状态 熔、沸点 挥发性 溶解性
醋酸 无色 刺激性 液体 低 易挥发 易溶于水和有机溶剂

3.化学性质。
(1)弱酸性。
①乙酸在水溶液里能部分电离产生H+,电离方程式为CH3COOH CH3COO-+H+,从而使乙酸具有酸的通性。
②乙酸的酸性强于碳酸,常见几种物质的酸性强弱顺序为:乙酸>碳酸>苯酚> 。
(2)酯化反应。
②同位素示踪法发现:羧酸与醇发生酯化反应时,酸脱羟基,醇脱氢。
③酯化反应一般是可逆反应,增大乙酸乙酯产率的方法有移去产物乙酸乙酯或适当增大乙醇的浓度。
二、甲酸的结构与性质
1.组成与结构。
结构特点:
甲酸分子中,既含有羧基结构又含有醛基结构,因而能表现出羧酸和醛两类物质的性质。
2.常见性质。
俗称 颜色 气味 状态 熔、沸点 腐蚀性 溶解性
蚁酸 无色 刺激性 气体 沸点:100.5 ℃; 熔点:8.4 ℃ 极强 与水和乙醇等混溶
3.化学性质。
(1)羧基的性质。
①酸性:在饱和一元羧酸中,甲酸的酸性最强。
(2)醛基的性质。
碱性条件下被新制的Cu(OH)2悬浊液氧化,反应的化学方程式为
【自主思考1】 用食醋浸泡有水垢(主要成分为CaCO3)的暖瓶或水壶,可以清除其中的水垢。这是利用了醋酸的什么性质 通过这个事实你能比较出醋酸与碳酸酸性的强弱吗
提示:利用食醋清除水垢是利用了醋酸的酸性,它之所以能清除水垢是因为CH3COOH能与CaCO3发生反应:2CH3COOH+CaCO3→(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑;该反应的发生可以说明CH3COOH的酸性比H2CO3的酸性强。
三、羧酸
1.定义:分子中烃基(或氢原子)与羧基相连的化合物。
2.链状饱和一元羧酸的通式可表示为CnH2nO2,官能团为—COOH。
3.分类。
(1)按与羧基连接的烃基的结构分类。
①脂肪酸按烃基的饱和程度不同,可分为饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸;按分子中碳原子数多少不同,分为低级脂肪酸和高级脂肪酸。
常见的高级脂肪酸有硬脂酸(C17H35COOH)、软脂酸(C15H31COOH)、油酸(C17H33COOH)、亚油酸(C17H31COOH)等。
②芳香酸:如苯甲酸、对苯二甲酸。
(2)按分子中羧基的数目分类。
①一元酸:如甲酸、乙酸。
②二元酸:如乙二酸(HOOC—COOH),俗名草酸。
4.化学性质。
羧酸的化学性质与乙酸相似,主要取决于官能团羧基。
(1)酸的通性。
由于—COOH能电离出H+,使羧酸具有弱酸性,如:2RCOOH+Na2CO3→2RCOONa+CO2↑+H2O。羧酸分子中烃基不同,其酸性也不同。饱和一元羧酸的酸性随着分子中碳原子数增多而逐渐减弱。
(2)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。
【自主思考2】 某有机物能与碳酸氢钠溶液反应产生无色气体,则该有机物分子中含有的官能团是什么
提示:该有机物分子中一定含有羧基,因为能与碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳气体,说明该溶液显酸性且比碳酸的酸性强。
【自主思考3】 请列举缩聚反应与加聚反应的异同点。
提示:(1)相同点:都是由小分子生成高分子化合物的反应。
(2)不同点:加聚反应没有小分子生成,而缩聚反应除了生成高分子化合物外,还有小分子生成。加聚反应生成的高分子化合物书写结构简式时不写端基原子,而缩聚反应生成的高分子化合物书写结构简式时要写端基原子。
【效果自测】
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)乙酸和乙醇均能发生取代反应。(  )
(2)酯化反应属于取代反应,也属于可逆反应。(  )
(3)可以用NaCl溶液除去乙酸乙酯中混有的乙酸。(  )
(4)甲酸与乙醇发生酯化反应生成乙酸甲酯。(  )
(5)CH2=CHCOOH既能发生酯化反应,又能发生加成反应。(  )
(6)在酯化反应中,加入过量的乙醇可以使乙酸完全转化为乙酸乙酯。(  )
(7)向苯酚和醋酸中滴加少量紫色石蕊溶液,溶液都变为红色。(  )

×

×

×
×
2.根据甲酸的结构( )对甲酸的化学性质进行了下列推断,其中不正确的是(  )。
A.能与碳酸钠溶液反应
B.能发生银镜反应
C.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.能与单质镁反应
答案:C
解析:甲酸分子中含有醛基和羧基两种结构,具有醛与羧酸的双重性质。
合作探究 释疑解惑
探究任务1
醇、酚、羧酸分子中羟基的活性比较
问题引领
1.如何证明乙酸的酸性比碳酸的强
提示:利用强酸制弱酸的原理:2CH3COOH+Na2CO3→2CH3COONa+H2O+CO2↑,将乙酸溶液加入Na2CO3粉末中,有气泡产生。
2.羟基、羧基个数与生成H2、CO2气体存在何种定量关系
提示:(1)Na可以与羟基和羧基反应,且比例关系为
2Na~2—OH~2—COOH~H2。
(2)Na2CO3、NaHCO3和—COOH反应生成CO2,比例关系为
Na2CO3~2—COOH~CO2,NaHCO3~—COOH~CO2。
归纳提升
醇、酚、羧酸分子中羟基的活性比较。
醇、酚、羧酸的结构中均有—OH,由于—OH所连的基团不同,—OH受相连基团的影响就不同,故羟基上的氢原子的活性也就不同,表现在性质上也相差较大。具体比较如下:
含羟基的物质 醇 酚 羧酸
与氧相连的氢 原子的活泼性 逐渐增强 在水溶液中电离 不电离 微弱电离 部分电离
酸碱性 中性 很弱的酸性 弱酸性
与Na反应 反应放出H2 反应放出H2 反应放出H2
与NaOH 溶液反应 不反应 反应 反应
与NaHCO3 溶液反应 不反应 不反应 反应放出CO2
能否由酯 水解生成 能 能 能
典型例题
【例题1】 已知有机物Q的结构简式如下所示:
A.Q与足量钠完全反应时,消耗两者的物质的量之比是1∶4
B.Q与足量氢氧化钠完全反应时,消耗两者的物质的量之比是1∶2
C.Q能与碳酸氢钠溶液反应
D.Q既能与羧酸反应,又能与醇反应
答案:B
解析:Q中有醇羟基、酚羟基、羧基,三者均能与钠反应,故1 mol Q能与4 mol钠反应,A项正确。Q中的酚羟基、羧基能与氢氧化钠反应,故1 mol Q能与3 mol氢氧化钠反应,B项错误。Q中的羧基能与碳酸氢钠溶液反应,C项正确。Q中含羟基,能与羧酸发生酯化反应;含有羧基,能与醇发生酯化反应,D项正确。
1.羧酸都是弱酸,不同的羧酸酸性不同,但低级羧酸都比碳酸的酸性强。
(1)酸性:甲酸>苯甲酸>乙酸>丙酸。
(2)酸性:CH3COOH>H2CO3> 。
2.低级羧酸能使紫色石蕊溶液变红,醇、酚、高级脂肪酸不会使紫色石蕊溶液变红。
3.甲酸、苯甲酸、乙酸酸性相对较强,能与Cu(OH)2反应。
答案:D
【变式训练1】 研究表明,咖啡中含有的咖啡酸可能使人心脑血管更年轻。咖啡酸的结构简式如图所示,下列有关咖啡酸的叙述不正确的是(  )。
A.咖啡酸的分子式为C9H8O4
B.1 mol 咖啡酸可以和1 mol NaHCO3反应
C.1 mol 咖啡酸可以和3 mol NaOH反应
D.可以用酸性高锰酸钾溶液检验出咖啡酸分子中
含有碳碳双键
解析:由咖啡酸的结构可知,其分子式为C9H8O4,故A正确;酚羟基与NaHCO3不反应,1 mol 咖啡酸可以与1 mol NaHCO3反应,故B正确;羧基和酚羟基都能与氢氧化钠反应,所以1 mol 咖啡酸可以与3 mol NaOH反应,故C正确;因为酚、苯环侧链也能被高锰酸钾氧化,所以不能用酸性高锰酸钾溶液检验碳碳双键,故D错误。
探究任务2
酯的制备实验及酯化反应的类型
问题引领
1.收集乙酸乙酯时,能否用NaOH溶液代替饱和Na2CO3溶液
提示:不能。因为乙酸乙酯在NaOH存在时易发生水解反应。
2.如何提高乙酸乙酯的产率
提示:从反应物中不断蒸出乙酸乙酯,可提高其产率;使用过量的乙醇,可提高乙酸转化率;使用浓硫酸作吸水剂,可提高乙醇、乙酸的转化率从而提高乙酸乙酯的产率。
归纳提升
1.乙酸乙酯的制备。
(2)实验装置。
(3)反应特点。
(4)反应的条件及其意义。
①加热的主要目的是提高反应速率,其次是使生成的乙酸乙酯挥发而收集,使平衡向正反应方向移动,提高乙醇、乙酸的转化率。
②以浓硫酸作催化剂,提高反应速率。
③以浓硫酸作吸水剂,提高乙醇、乙酸的转化率。
④可适当增加乙醇的量,并有冷凝回流装置,可提高产率。
(5)实验需注意的问题。
①加入试剂的顺序为先加C2H5OH后加浓硫酸和冰醋酸。
②用盛饱和Na2CO3溶液的试管收集生成的乙酸乙酯,一方面中和蒸发出来的CH3COOH、溶解蒸发出来的乙醇;另一方面降低乙酸乙酯的溶解度,有利于酯的分离。
③导管不能插入Na2CO3溶液中,以防止倒吸现象的发生。
④加热时要用小火均匀加热,防止乙醇与乙酸大量挥发和液体剧烈沸腾。
⑤装置中的长导管起导气和冷凝作用。
⑥充分振荡试管,然后静置,待液体分层后,分液得到的上层液体即为乙酸乙酯。
⑦加入碎瓷片,防止暴沸。
2.酯化反应的常见类型。
(1)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应。
(3)无机含氧酸与醇形成无机酸酯。
(4)高级脂肪酸与甘油形成油脂。
(5)二元、三元或多元羧酸与一元醇之间的酯化反应。
(6)二元、三元或多元羧酸与多元醇之间的酯化反应。
此时反应有三种情况,可得普通酯、环酯和聚酯。例如:
(7)羟基羧酸自身的酯化反应。
此时分子间脱水反应有三种情况,可得到普通酯、环酯和聚酯。例如:
分子内脱水成环酯。
典型例题
【例题2】 下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中,不正确的是(  )。
A.向a试管中先加入浓硫酸,然后边摇动试管边
慢慢加入乙醇,再加入冰醋酸
B.试管b中导气管下端管口不能浸入液面以下
的目的是防止实验过程中产生倒吸现象
C.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
D.试管b中饱和Na2CO3溶液的作用之一是吸收随乙酸乙酯蒸出的少量乙酸和乙醇
答案:A
解析:实验室制取乙酸乙酯时,先加入乙醇,再加入浓硫酸,最后加入冰醋酸,故A项不正确。
酯化反应与酯的水解反应的比较
比较项目 酯化反应 酯的水解反应
化学 方程式 CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+C2H5OH
催化剂 浓硫酸 稀硫酸或NaOH
溶液
催化剂的 其他作用 吸水、提高CH3COOH和 C2H5OH的转化率 NaOH中和酯水解生成的羧酸,促进酯的水解
反应类型 都属于取代反应 【变式训练2】 下列制取乙酸乙酯的实验能达到实验目的的是(  )。
A.装置甲:混合乙醇与浓硫酸
B.装置乙:制取乙酸乙酯
C.装置丙:分离乙酸乙酯和水层
D.装置丁:分离乙酸乙酯和乙醇
答案:C
解析:混合乙醇与浓硫酸时应将浓硫酸缓慢注入乙醇中并不断搅拌,A项错误;收集乙酸乙酯时不能用饱和氢氧化钠溶液,因其碱性太强会使乙酸乙酯水解,B项错误;酯的密度比水小,且难溶于水,采用分液的方法分离,水层在下层,有机层在上层,C项正确;蒸馏分离乙酸乙酯和乙醇时温度计的水银球应处于蒸馏烧瓶支管口处,D项错误。
课堂小结