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化学第三节 乙醇与乙酸优质教案设计
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这是一份化学第三节 乙醇与乙酸优质教案设计,共16页。教案主要包含了课后巩固等内容,欢迎下载使用。
第二课时 乙酸
课题: 7.3.2 乙酸
课时
1
授课年级
高一
课标要求
认识乙醇、乙酸的结构及其主要性质及应用;认识官能团与性质的关系;知道氧化反应、取代反应等有机反应类型及有机化合物在一定条件下可以相互转化。
教材
分析
本节是人教版(1019版)必修第二册第七章第三节《乙醇与乙酸》的内容,主要包括乙醇和乙酸的组成、结构和性质,官能团与有机化合物的分类等内容。
有机物在生产和生活中不仅种类丰富,而且在衣、食、住、行等多方面应用广泛,其中,乙醇和乙酸是两种人类比较常见和较早发现、制备和应用的有机化合物。通过本节对乙醇、乙酸等内容的学习,学生可以进一步了解常见的有机反应类型,对有机物分子的结构特点和官能团有一定的认识,初步具备分析和探究有机物性质的一般思路方法。
从教材的知识结构上看,乙醇是醇类物质的代表物,乙酸是羧酸类物质的代表物。从教材的整体编排上看,乙醇和乙酸是很重要的烃的含氧衍生物,它和我们的生活、生产实际密切相关;从知识内涵和乙醇、乙酸的分子结构特点上看,乙醇是烃的延伸,乙酸是醇和酚、醛知识的巩固、延续和发展,又是学好酯(油脂)类化合物的基础,有着承上启下的作用。
在第二节学习了乙烯,同时反应产物中涉及卤代烃,学生已经初步接触了含有官能团的有机物。本节在此基础上,结合乙醇的实例给出官能团的概念,让学生从结构的角度理解决定有机物分类与化学性质的特征基团,并从官能团转化和物质类别变化的角度认识有机物之间的转化,初步认识有机合成。同时,教材在本节最后结合官能团的作用,从结构和性质的角度对常见有机物进行分类,通过“方法导引”栏目初步总结认识有机物的一般思路,使学生掌握方法,进一步强化有机物的认知模型。
本节教学的重点是乙醇、乙酸的结构和性质,教学难点是乙醇的催化氧化和乙酸的酯化反应。根据教学内容和课标要求,本节内容分三个课时完成。第一课时“乙醇”,第二课时“乙酸”第三课时“官能团与有机化合物的分类及转化”。
本课时为第二课时“乙酸”。食醋是日常生活中不可或缺的调味品,是另一典型有机代表物。对乙酸的结构和性质的学习和理解,既是对烃类和乙醇知识的巩固、延续和发展,又为以后学习羧酸类和酯类化合物奠定了基础。建构“结构一-性质--用途”的有机学习模式,深化“官能团决定有机物特性”的认知,同时借助实验手段,发展学生设计实验方案、探究物质性质的能力,逐步培养学生科学探究与创新意识的化学核心素养。同乙醇的教学相似,教学过程中可以采用实验探究的基本方法,注重学生的动手参与和相互之间的交流;对乙酸的结构教学,注意充分发挥好模型和多媒体技术的作用,以加强直观教学,便于学生理解。在学生已有知识的基础上,突出从烃到烃的衍生物的结构变化,强调官能团与性质的关系,在学生的头脑中逐步建立烃基与官能团位置关系等立体结构模型,突出官能团决定有机物性质的学科思维方法,培养学生证据推理与模型认知的化学核心素养。
教学目标
1.通过模型观察,讨论交流、知道乙酸的分子结构特点及物理性质和化学性质,知道乙酸具有酸的通性且酸性比碳酸强,会写乙酸与Na、NaOH、Na2CO3、NaHCO3等物质反应的化学方程式。
2.通过设计实验探究、动画模拟演示,提高基本化学实验技能,了解酯化反应的概念,知道乙酸的酯化反应原理和断键部位,能正确书写酯化反应方程式。
3.结合生活经验和化学实验,初步体会有机物制备方法和特点,进一步认识乙酸对于人类日常生活、身体健康的重要性。
教学重、难点
重点:乙酸的结构及化学性质(酸性、酯化反应)
难点:乙酸的酯化反应原理及实验设计
核心素养
宏观辨识与微观探析:通过对乙酸的分子结构、物理性质和化学性质的探究,从官能团的角度认识乙酸的组成、结构、性质和变化,学会由实物的表象解析实物的本质,形成“结构决定性质”的观念。
科学探究与创新意识:通过设计实验探究乙酸的结构与性质,理解并掌握乙酸的性质及在生活中的应用,培养和提高学生的实验设计、操作、观察及发现问题和解决问题的综合能力。
证据推理与模型认知:通过乙酸结构及性质的学习,进一步认识官能团与有机物性质关系,初步形成官能团(—OH、—COOH)决定有机物具有的性质的认知模型。
学情分析
生活经验上,学生对乙酸的简单物理性质和化学性质是有所了解,且乙酸也十分贴近生活,容易激起学生的探究欲望。但还没有形成系统的认识。能力上,学生已经具备一定的自学能力、理解能力以及思维创造能力,但对乙酸的认识主要还停留在宏观表象阶段,还没有从微观构造角度认识乙酸的结构与性质,上节课才初步形成有机物官能团的认识,但还没有完全建立起“结构-性质-用途”的有机物学习摸式。
教学过程
教学环节
教学活动
设计意图
环节一、
情景导入
生活情境
【回顾1】什么叫烃的含氧衍生物,请举例说明。
【学生】烃分子里的氢原子被含氧原子的原子团取代而衍生而来的物质叫烃的含氧衍生物。可以分为醇、酚、醛、羧酸、酯、酮、醚等。
【回顾2】酸具有哪些通性?请举例说明。
【学生】酸的通性有与 金属单质、碱、碱性氧化物、盐 等反应,还可使酸碱指示剂变色等。如盐酸分别与金属钙、氧化钙、氢氧化钙(澄清石灰水)反应的离子方程式为 Ca+2H+== Ca2++H2↑、CaO+2H+ ==Ca2++H2O、 OH-+H+== H2O 。
【教师】评价、肯定。
【预习1】乙酸的分子组成、结构有和特点?
【学生】乙酸俗称醋酸,其结构简式为 CH3COOH ,官能团为 羧基(-COOH)。有强烈刺激性气味的无色液体。当温度低于其熔点时,乙酸能凝结成类似冰一样的晶体,所以纯净的乙酸又叫冰醋酸,普通食醋中含有 3%~5% 的乙酸。
【预习2】乙酸具有哪些主要化学性质?
【学生】乙酸具有 弱酸 性,能与醇发生 酯化 反应,其与乙醇反应生成 乙酸乙酯 。用 饱
和Na2CO3 溶液可以除去乙酸乙酯中的乙酸和乙醇。有关反应的化学方程式为:
2CH3COOH+Na2CO3 2CH3COONa+H2O+CO2↑、
CH3COOH+CH3CH2OHeq \(,\s\up7(浓硫酸) ,\s\d5(△))CH3COOCH2CH3+H2O。
【教师】评价、肯定。
【导入】传说古代山西省有个酿酒高手叫杜康,他儿子黑塔跟父亲也学会了酿酒技术后,黑塔觉得酿酒后把酒糟扔掉可惜,于是他把酒糟浸泡在水缸里,到了第二十一日的酉时,一开缸,却发现一股浓郁的香气扑鼻而来。黑塔忍不住尝了一口,酸酸的,味道很美。烧菜时放了一些,味道特别鲜美,便贮藏着作为“调味酱”,这“调味酱”就是今天的醋。(图片见PPT)
回顾旧知,预习新知,创设学生熟悉的生活情境,开启探索乙酸之谜的课堂活动,激发学生探究的兴趣。
环节二、
氧乙酸的结构与性质
活动一、乙酸的物理性质与结构特征
【过渡】煮排骨时放点食醋可增强钙质的吸收;炖鱼时放点食醋可去腥提香。醋会让大家满口生津、唇齿留香,那么,食醋中撩拨我们味蕾、把菜调理得有滋有味的主要物质是什么呢?
【问题1】联系生活中的食醋,观察乙酸样品,闻其气味,阅读教材P79页内容,思考乙酸具有哪些物理性质?填写表格内容。
【教师】展示乙酸样品、投影表格—乙酸的物理性质,引导分析。
【学生1】食醋是生活中常用的调味剂,有刺激性气味,味道酸。醋中含有3%~5%的乙酸,所以乙酸又被称为醋酸。
【学生2】填写表格内容,展示交流:
俗名
颜色
状态
气味
溶解性
熔点
沸点
挥发性
醋酸
无色
液体
有强烈的刺激气味
易溶于水和乙醇
16.6℃
117.9℃
易挥发
【学生3】无水乙酸温度较低时(低于16.6℃),会凝结成像冰一样的晶体,所以无水乙酸又称冰醋酸。若在实验室中遇到这种情况时,可将试剂瓶用手或热毛巾捂热,也可放在温水浴中温热,待冰醋酸熔化后,倒出即可。
【教师】评价、强调:乙酸是一种重要的有机化工原料。可用于生产醋酸纤维、合成纤维、喷漆溶剂、香料、染料、医药以及农药等。同时,乙酸是食醋的重要成分,也可用于杀菌消毒。
【问题2】阅读教材P79页内容,结合图7-21,搭建并观察乙酸分子的球棍模型,思考乙醇分子的组成和结构有何特点?填写表格内容。
【教师】展示乙酸的球棍模型,投影表格,引导分析。
【学生】观察模型、阅读教材,填写表格内容,展示交流:
分子式
结构式
结构简式
球棍模型
空间填充模型
C2H4O2
CH3COOH
结构特点
含有特殊的原子团(官能团)羧基(—COOH或),C—C键、C—H键、C=O键、O—H键化学键
【教师】评价、强调:乙酸属于有机化合物中的羧酸。羧酸是由烃基与羧基相连构成的有机化合物。羧酸可以分为脂肪酸(如CH3COOH)和芳香酸(如),一元羧酸(如C17H33COOH)、二元羧酸(如HOOC-COOH,乙二酸)和多元羧酸等。羧酸的官能团是羧基(—COOH)。
【对应练习1】下列关于乙酸的说法中不正确的是( )
A.乙酸易溶于水和乙醇
B.无水乙酸又称冰醋酸,它是纯净物
C.乙酸是一种重要的有机酸,是有强烈刺激性气味的液体
D.乙酸分子中有四个氢原子,所以不是一元酸
【答案】D
【解析】乙酸是具有刺激性气味的液体;尽管乙酸分子中含有4个氢原子,但在水中只有羧基上的氢原子能发生部分电离:CH3COOHCH3COO-+H+,因此乙酸是一元酸。
【对应练习2】下列说法正确的是( )
A.羧酸的官能团是羟基
B.羟基和氢氧根中含有的电子数不同
C.在氧气中燃烧只生成二氧化碳和水的有机物一定是烃
D.乙醇与钠反应生成氢气,此现象说明乙醇具有酸性
【答案】B
【解析】羧酸的官能团是羧基,A项错误;羟基含9个电子,氢氧根离子含10个电子,B项正确;烃的含氧衍生物在氧气中燃烧也生成二氧化碳和水,C项错误;乙醇溶于水不能电离出氢离子,所以乙醇不具有酸性,D项错误。
让学生基于生活经验描述乙酸的物理性质,突出“化学源于生活”的理念。了解乙酸的用途,直观感受“冰醋酸”。
认识乙酸的结构(官能团),为后续有机物的分类做铺垫,强化“结构决定性质”的理念。
检测与评价,发现问题,调控课堂,提高教学的有效性和实效性。
活动二、探究乙酸的化学性质
【过渡】生活中,乙酸除可以作调味品外,还可以除铁锈,除水垢,中和松花蛋中的碱性物质等,说明乙酸具有酸性,如何通过实验来证明呢?
【问题1】结合教材P80页”思考与讨论”,根据下列药品,设计实验证明乙酸的酸性,填写表格内容。
药品:镁条、NaOH溶液、Na2CO3粉末、乙酸溶液、酚酞、石蕊 、氧化铜粉末
【学生】分小组讨论,全班交流分享。
【教师】,投影表格,引导分析,巡视观察。
【学生】结合表格形成的实验方案分组实验,完成表格内容后,展示交流:
实验
实验内容
实验现象
实验结论、反应方程式
实验一
向一支盛有少量乙酸的试管里加入一小段镁条
产生气泡,手触摸发热
乙酸具有酸,与金属反应产生并放热:2CH3COOH+Mg==
Mg(CH3COO-)2+H2↑
实验二
乙酸滴加到滴有酚酞的NaOH溶液中
红色变成无色
酸碱中和反应:
CH3COOH+OH-==CH3COO-+H2O
实验三
向一盛有少量碳酸钠粉末的试管里,加入约3mL乙酸溶液
产生气泡
乙酸酸性比碳酸强
2CH3COOH+Na2CO3==
2CH3COONa+H2O+CO2↑
实验四
将石蕊试液滴加到乙酸中
溶液变红色
乙酸具有酸的通性:
CH3COOHCH3COO-+H+
实验五
将以酸加入到氧化铜粉末中
黑色固体溶解,生成蓝色溶液
与碱性氧化物反应成盐和水:
CuO+2CH3COOH== Cu2++2CH3COO-
结论
乙酸为一元弱酸,具有酸的通性,且酸性:CH3COOH>H2CO3
【教师】评价、强调:乙酸可以看做是甲烷中的一个氢原子被羧基(—COOH)取代的产物,因此,乙酸属于饱和一元羧酸,同乙醇一样属于烃的含氧衍生物。饱和一元羧酸通式为:CnH2nO2。
【过渡】乙酸除具有酸的通性外,在一定条件下还可以与乙醇发生反应。
【问题2】实验探究:根据教材P80页【实验7-6】,完成实验,观察实验现象,填写表格内容。
【教师】演示【实验7-6】,边讲边实验,强调实验注意事项,引导观察、分析,投影表格。
【学生】观察实验现象,思考实验原理,完成表格内容:
实验装置
实验步骤
在一支试管中加入3 mL乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入2mL浓硫酸和2mL乙酸,再加入几片碎瓷片。连接好装置,用酒精灯小心加热,将产生的蒸气经导管通到饱和Na2CO3溶液的液面上,观察现象。
实验现象
饱和Na2CO3溶液的液面上有 透明的油状液体 生成,并可能闻到 香味 。
实验结论
在浓硫酸、加热的条件下,乙醇和乙酸发生反应,生成 无色、透明、不溶于水、有香味的油状的液体。
化学方程式
CH3COOH+C2H5OHeq \(,\s\up7(浓硫酸) ,\s\d5(△))CH3COOC2H5+H2O
【教师】评价、强调:有机化学中酸与醇反应生成酯和水的反应,叫做酯化反应。
【对应练习1】下列说法不正确的是( )
A.乙酸的沸点比乙醇的高
B.乙酸能和碳酸钠反应生成二氧化碳气体,说明乙酸的酸性强于碳酸
C.乙酸和乙醇生成乙酸乙酯的反应属于酸碱中和反应
D.乙酸分子中虽然有4个氢原子,但乙酸是一元酸
【答案】C
【解析】A.乙酸的沸点为117.9℃,乙醇的沸点为78℃,A正确;B.乙酸能和碳酸钠反应生成二氧化碳气体,依据强酸制弱酸的原理,乙酸的酸性强于碳酸,B正确;C.乙酸和乙醇生成乙酸乙酯的反应属于酯化反应,C不正确;D.乙酸分子中虽然有4个氢原子,但乙酸只含有1个-COOH,是一元酸,D正确;故选C。
【对应练习2】某同学利用图所示装置制备乙酸乙酯。实验如下:
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①向浓H2SO4乙醇混合液中滴入乙酸后,加热试管A
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②一段时间后,试管B中红色溶液上方出现油状液体
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③停止加热,振荡试管B,油状液体层变薄,下层红色溶液褪色
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④取下层褪色后的溶液,滴入酚酞后又出现红色
结合上述实验,下列说法正确的是( )
A. ①中加热利于加快酯化反应速率,故温度越高越好
B. ③中油状液体层变薄主要是乙酸乙酯溶于Na2CO3溶液所致
C. ③中红色褪去的原因可能是酚酞溶于乙酸乙酯中
D. 取②中上层油状液体测其核磁共振氢谱,共有3组峰
【答案】D
【解析】A.①中加热利于加快酯化反应速率,但温度越高,制取乙酸乙酯的原料乙酸乙醇挥发更快,不利于提高转化率,乙酸乙酯(沸点77.2℃),温度越高,不利于乙酸乙酯收集到B中,故A错误;B.饱和碳酸钠溶液能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,③中油状液体层变薄,不是乙酸乙酯溶于Na2CO3溶液所致,故B错误;C.碳酸钠溶液呈碱性,能使酚酞变红,停止加热,振荡试管,饱和碳酸钠溶液能中和挥发出来的乙酸,红色褪去,不是酚酞溶于乙酸乙酯中,故C错误;D.取②中上层油状液体为乙酸乙酯,结构简式为:CH3COOCH2CH3,该分子的核磁共振氢谱中有三组峰,其峰面积之比是3:2:3,故D正确。故选D。
教师提供试剂,让学生自主设计实验方案并动手操作获取证据,培养学生科学探究与实验创新意识的化学核心素养。
初步认识酯化反应的概念,实验基本操作,了解实验注意事项,培养实验设计、操作、观察、分析等综合能力。
检测与评价,发现问题,调控课堂,提高教学的有效性和实效性。
环节三、
酯化反应与酯
活
活活动一、探究酯化反应的原理
【过渡】乙酸分子结构中含有多种化学键,不同的化学反应断键方式可能不同,下面我们来探究乙酸发生酯化反应时的断键方式。
【问题1】阅读教材P80页内容,结合【实验7-6】,思考酯化反应的概念及特点是什么?如何证明酯化反应的断键方式?
【学生1】概念:酸与醇反应生成酯和水的反应叫酯化反应。
【学生2】特点:酯化反应是可逆反应,生成的酯会与水发生水解反应生成相应的醇与酸,同时,也属于取代反应,且酯化反应比较缓慢。
【教师】评价、追问:根据乙酸与乙醇发生酯化反应的方程式,乙酸和乙醇可能有哪些断键方式?
【学生】讨论、交流:酯化反应可能有两种断键方式,一种酸中碳氧键断裂,一种酸中氢氧键断裂。
【教师】评价、投影:
【教师】强调:化学上用同位素原子示踪法验证酯化反应的实质(断键方式),证明酯化反应主要是按a式进行的。用含18O的醇跟羧酸起酯化反应,形成含有18O的酯,证明这种酯化反应的实质是羧酸脱去羧基上的羟基,醇脱去羟基上的氢原子。
【问题探究1】酯化反应实验中,从试剂加入顺序、长导管和浓硫酸的作用、酯的分离等方面分析,酯化反应实验过程中要注意哪些问题?
【学生1】试剂的加入顺序:先加入乙醇,然后沿器壁慢慢加入浓H2SO4,冷却后再加入CH3COOH。
【学生2】长导管起导气和冷凝回流的作用,导管末端未插入饱和Na2CO3溶液中。
【学生3】浓H2SO4的作用:催化剂—加快反应速率;吸水剂—提高CH3COOH、CH3CH2OH的转化率。
【学生4】酯的分离:采用分液法分离试管中的液体混合物,所得上层液体即为乙酸乙酯。
【教师】评价、强调:实验时要用酒精灯缓慢加热。原因一是加快反应速率;二是减少乙醇、乙酸的挥发;三是将生成的乙酸乙酯及时蒸出,提高乙醇、乙酸的转化率。
【问题探究2】在制备乙酸乙酯的实验中,大试管中加入碎瓷片的目的是什么?该实验中饱和碳酸钠溶液的作用是什么?
【学生1】大试管中放入几块碎瓷片,目的是防止加热过程中液体暴沸。
【实验2】该实验中饱和碳酸钠溶液有三个作用:一是与挥发出来的乙酸反应;二是溶解挥发出来的乙醇;三是减小乙酸乙酯在水中的溶解度,便于分层,得到乙酸乙酯。
【教师】评价、追问:导管末端为什么不能插入饱和Na2CO3溶液中?
【学生】讨论交流:实验中,加热时温度可能不是很稳定,挥发出来的CH3COOH、CH3CH2OH溶于水,易造成溶液倒吸。故导管末端不能插入饱和碳酸钠溶液中。也可以在导管末断连接一个干燥管、倒置漏斗或加装空瓶等方法防止倒吸。
【教师】评价、强调:因此,可用饱和Na2CO3溶液鉴别乙酸乙酯、乙醇、乙酸,现象分别是液体分层、液体不分层、产生气泡。也可以用饱和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中的乙酸或乙醇等杂质。
【对应练习1】乙酸分子的结构式为,下列反应及断键部位正确的是( )
a.乙酸的电离,是①键断裂 b.乙酸与乙醇发生酯化反应,是②键断裂 c.在红磷存在时,Br2与CH3COOH的反应:CH3COOH+Br2eq \(――→,\s\up7(红磷))CH2Br—COOH+HBr,是③键断裂 d.乙酸变成乙酸酐的反应:2CH3COOH→+H2O,是①②键断裂
A.abc B.Abcd C.bcd D.acd
【答案】B
【解析】乙酸电离出H+时,断裂①键;在酯化反应时酸脱羟基,断裂②键;与Br2的反应,取代了甲基上的氢,断裂③键;生成乙酸酐的反应,一个乙酸分子断①键,另一个分子断②键,所以B正确。
【对应练习2】乙酸与乙醇在浓硫酸催化作用下发生酯化反应,下列叙述不正确的是( )
A.产物用饱和碳酸钠溶液吸收,下层得到有香味的油状液体
B.反应中乙酸分子中的羟基被—O—CH2CH3取代
C.反应中乙醇分子的氢原子被取代
D.酯化反应中,浓硫酸作用为催化剂和吸水剂
【答案】A
【解析】题述反应生成的乙酸乙酯产物中含有乙酸和乙醇,可用饱和碳酸钠溶液吸收乙酸和乙醇,同时可降低乙酸乙酯的溶解度,由于乙酸乙酯密度小于水,上层得到有香味的油状液体,A错误;酯化反应中羧酸提供羟基,醇提供氢原子,因此反应中乙酸分子中羟基被—OC2H5取代,B、C正确;酯化反应中浓硫酸的作用为催化剂和吸水剂,D正确。
理解酯化反应的实质,进一步形成“结构决定性质的化学思维,通过动画模拟的形式了解微观粒子之间的反应,形成宏观辨识与微观探析的化学校心素养。
创设问题情境,深度理解酯化反应的原理,培养实验操作、观察、分析等探究能力。
检测与评价,发现问题,调控课堂,提高教学的有效性和实效性。
活
活
活活动二、认识酯
【过渡】乙酸乙酯中含有一个很重要的官能团—酯基,存在于鲜花、水果的香味。碳原子数较少、相对分子质量较小低级酯具有挥发性、有芳香气味、难溶于水。可用作饮料、化妆品中的香料和有机溶剂。
【问题1】阅读教材P80页最后自然段,结合【实验7-6】乙酸乙酯的制备,思考什么是酯?酯的结构有何特点?
【学生1】定义:醇跟酸反应生成的一类化合物叫作酯,属于烃的一种含氧衍生物。
【学生2】结构特点:一般通式可写为R',简写为R'COOR,官能团酯基(可表示为或—COOR)。R和R′可以相同,也可以不同。R'是烃基,也可以是H,但R只能是烃基。
【学生3】命名:依据酸和醇的名称命名为“某酸某酯”。如乙酸乙酯:CH3COOCH2CH3。
【教师】评价、强调:饱和一元酸与饱和一元醇生成的酯与饱和一元酸是同分异构体。如乙酸(CH3COOH)与甲酸甲酯(HCOOCH3)。
【问题2】结合【实验7-6】乙酸乙酯的性质,思考酯类有哪些重要的物理和化学性质?
【学生1】物理性质:低级酯(如乙酸乙酯)密度比水小,难溶于水,易溶于乙醇和乙醚等有机溶剂,具有芳香气味。
【学生2】化学性质:在酸或碱性条件下可以发生水解反应(酯化反应的逆过程),也属于取代反应,且在碱性条件下水解可进行完全。如乙酸乙酯水解的反应方程式:
稀硫酸催化时水解反应可逆:CH3COOC2H5+H2Oeq \(,\s\up7(浓硫酸) ,\s\d5(△))CH3COOH+C2H5OH。
NaOH催化时水解反应不可逆:CH3COOC2H5+NaOHeq \(―――→,\s\up7(△))CH3COONa+C2H5OH。
【教师】评价、追问:酯化反应实验中,可否用NaOH溶液代替饱和Na2CO3溶液?
【学生】讨论交流:不能。NaOH的碱性太强,会促使生成的乙酸乙酯水解,使产率降低或无法得到乙酸乙酯。
【教师】评价、强调:酯是有芳香气味的液体,存在于各种水果和花草中。如梨里含有乙酸异戊酯,苹果和香蕉里含有异戊酸异戊酯等。酯可用作溶剂(高档化妆品),也可用作制备饮料和糖果的香料。
【对应练习1】下图是分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇混合物的实验操作流程图。
在上述实验过程中,所涉及的三次分离操作分别是( )
A.①蒸馏、②过滤、③分液 B.①分液、②蒸馏、③蒸馏
C.①蒸馏、②分液、③分液 D.①分液、②蒸馏、③结晶、过滤
【答案】B
【解析】乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中溶解度很小,所以第一步用分液的方法分离出乙酸乙酯;然后得到的A中含有乙酸钠和乙醇,由于乙酸钠的沸点高,故第二步用蒸馏的方法分离出乙醇;第三步,加硫酸将乙酸钠转变为乙酸,再蒸馏得到乙酸。
【对应练习2】酯类物质广泛存在于香蕉、梨等水果中。某实验小组从梨中分离出一种酯,该酯在稀硫酸作用下加热得到乙酸和另一种分子式为C6H14O的物质。下列说法错误的是( )
A.乙酸分子中含有羧基
B.C6H14O可与金属钠发生反应
C.实验小组分离出的酯可表示为C6H13COOCH3
D.稀硫酸是该反应的催化剂
【答案】C
【解析】A.乙酸分子中含有羧基官能团,故A正确;B.由题意知,C6H14O一定是醇,因此C6H14O可与金属钠发生反应,故B正确;C.根据酯能在酸性条件下水解生成相应的酸和醇,可知用乙酸与C6H14O反应脱去一分子的水即可得到酯CH3COOC6H13,故C错误;D.酯水解时需要酸或碱作催化剂,稀硫酸是该反应的催化剂,故D正确。故选:C。
了解酯的概念、结构特点及与生活的联系,拓宽知识视野。
初步认识酯的物理性质,掌握酯化学性质(水解反应)。深化、巩固对酯化反应可逆性的认识。
检测与评价,发现问题,调控课堂,提高教学的有效性和实效性。
环节四、课后巩固
作业设计
1.酒精和醋酸是日常生活中的常用品,下列方法不能将二者鉴别开的是( )
A.闻气味 B.分别用来浸泡水壶中的水垢,观察水垢是否溶解
C.分别滴加NaOH溶液 D.分别滴加石蕊溶液
【答案】C
【解析】A项,酒精和醋酸气味不同,可用闻气味的方法鉴别;B项,水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2,可溶于醋酸但不溶于酒精,可鉴别;C项,酒精和NaOH溶液不反应,醋酸和NaOH溶液反应,但无明显现象,不能鉴别;D项,醋酸使紫色石蕊溶液变红,但酒精不能,可鉴别。
2.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】乙酸的酸性比碳酸的强,根据强酸制弱酸的原理可知,它可以与碳酸盐反应,产生CO2气体,A正确;乙酸属于一元弱酸,具有酸性,所以能与钠发生反应放出H2,B正确;乙酸的结构式为,分子中的碳氧双键和Br2不能发生反应,C错误;乙酸俗称冰醋酸,当温度低于16.6℃时,就凝结成类似冰一样的晶体,D正确。
3. 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,是四元弱酸
C.乙酸中的乙醇可用直接加热蒸馏的方法除去
D.乙酸酸性较弱,不能使紫色石蕊溶液变红
【答案】A
【解析】乙酸中只有羧基中的氢原子才能电离,是一元弱酸,B项错误;直接加热时乙酸与乙醇能发生反应生成乙酸乙酯,且乙酸也易挥发,应先与碱混合反应后再蒸馏出乙醇,最后加入硫酸蒸馏出乙酸,C项错误;乙酸是弱酸,但能使紫色石蕊溶液变红,D项错误。
4.下列关于乙酸的说法中,正确的是( )
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①乙酸易溶于水和乙醇,其水溶液能导电
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②无水乙酸又称为冰醋酸,它是纯净物
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③乙酸分子里有四个氢原子,所以它不是一元酸
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④乙酸是一种重要的有机酸,常温下乙酸是有刺激性气味的液体
= 5 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑤1ml乙酸与足量乙醇在浓硫酸作用下可生成88g乙酸乙酯
= 6 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑥食醋中含有乙酸,乙酸可由乙醇氧化得到.
A. = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ② = 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④ = 5 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑤ = 6 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑥ B. = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ① = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ② = 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③ = 6 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑥
C. = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ① = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ② = 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④ = 6 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑥ D. = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ① = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ② = 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③ = 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④
【答案】C
【解析】①乙酸易溶于水和乙醇,在水中能电离,所以水溶液能导电,正确;②纯乙酸俗称冰醋酸,为纯净物,正确;③乙酸溶于水,只有一个氢能电离,是一元酸,错误;④乙酸常温下呈液态,有刺激性气味,属于有机物,正确; = 5 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑤1ml乙酸与足量乙醇在浓硫酸作用下可发生反应,但是反应不会彻底进行,生成的乙酸乙酯少于88g,错误;⑥食醋通常是含有乙酸(质量分数2%∼5%)的水溶液,除乙酸外还含有多种氨基酸和微量元素;乙醇在一定条件下与氧气反应可生成乙酸,正确.故选C。
5.下列物质中,能与醋酸发生反应的是( )
①石蕊 ②乙醇 ③乙醛 ④金属铝 ⑤氧化镁 ⑥碳酸钠 ⑦氢氧化铜
A.①③④⑤⑥⑦ B.②③④⑤
C.①②④⑤⑥⑦ D.全部
【答案】C
【解析】醋酸具有酸的通性,可使石蕊试液变红色,可与Al、MgO、Na2CO3、Cu(OH)2等发生反应,可与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,但不能与乙醛发生反应。
6.实验室用下图装置制取乙酸乙酯(使用的乙醇的结构简式为),下列有关说法正确的是( )
A.在甲试管中加入药品的顺序:3mL、2mL浓硫酸和2mLCH3COOH
B.乙试管中的饱和碳酸钠溶液可以换成氢氧化钠溶液
C.从乙试管中分离得到纯净干燥的乙酸乙酯的操作是:振荡、静置、分液
D.生成的乙酸乙酯的结构简式为
【答案】A
【解析】A.加入药品的顺序:先加密度小的液体,再加密度大的液体,有利于混合和热量散失,A正确;B.乙酸乙酯会与氢氧化钠溶液发生水解反应,B错误;C.分液后得到的乙酸乙酯中还含有少量的水分,需要加入干燥剂,蒸馏,C错误;D.酯化反应断键的规律是“酸脱羟基醇脱氢”,所以生成的乙酸乙酯的结构简式为,D错误;故选A。
7.二甘醇可用作溶剂、纺织助剂等,一旦进入人体会导致急性肾衰竭,危及生命。二甘醇的结构简式:HO—CH2CH2—O—CH2CH2—OH,下列有关二甘醇的叙述中不正确的是( )
A.符合通式CnH2nO3 B.和乙醇中化学键类型相同
C.能和金属钠反应 D.能使酸性KMnO4溶液褪色
【答案】A
【解析】二甘醇分子式为C4H10O3,不符合通式CnH2nO3,A错误;二甘醇和乙醇中的化学键都是共价键,C—H、C—O、O—H,B正确;分子中含有羟基,可以与Na反应,C正确;分子中含有羟基,能被酸性高锰酸钾氧化,D正确。
8.某学习小组在实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下:
①配制2 mL浓硫酸、3 mL乙醇(含18O)和2 mL乙酸的混合溶液。
②按如图连接好装置并加入混合液,用小火均匀加热3~5 min。
③待试管乙收集到一定量产物后停止加热,撤出试管乙用力振荡,然后静置待分层。
④分离出乙酸乙酯,洗涤、干燥。
回答问题:
(1)装置中球形干燥管,除起冷凝作用外,另一重要作用是________________。
(2)步骤②安装好实验装置,加入药品前还应检查__________________________。
(3)反应中浓硫酸的作用是________________。
(4)上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是______(填字母)。
a.中和乙酸并吸收乙醇 b.中和乙酸和乙醇
c.减少乙酸乙酯的溶解 d.加速酯的生成,提高其产率
(5)步骤③所观察到的现象是__________________________________________;
从试管乙中分离出乙酸乙酯的实验操作名称是__________________________。
【答案】(1)防止倒吸 (2)装置的气密性 (3)催化剂、吸水剂 (4)ac (5)试管乙中的液体分成上下两层,上层无色,下层为红色液体,振荡后下层液体的红色变浅 分液
【解析】(1)干燥管一是起冷凝的作用,二是起防倒吸的作用,因为乙酸和乙醇易溶于碳酸钠溶液。(2)因为产生蒸气,因此加药品前,要检验装置的气密性。(3)浓硫酸作催化剂和吸水剂。(4)乙酸乙酯中混有乙酸和乙醇,乙醇易溶于水,乙酸可以和碳酸钠反应,因此碳酸钠溶液的作用是除去乙酸、吸收乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度,即选项a、c正确。
(5)乙酸乙酯是不溶于水的液体,且密度小于水,现象:试管乙中出现液体分层,上层无色,下层为红色液体,振荡后下层液体的红色变浅;采用分液的方法进行分离。
及时巩固、消化所学,促进掌握必备知识,评价教学效果,为后期优化教学方案提供依据,培养分析问题和解决问题等关键能力。
课堂总结
板书
设计
第三节 乙醇与乙酸
第二课时 乙酸
一、乙酸的结构与性质
1、物理性质
俗名:醋酸,无色、有强烈刺激性气味的液体,易溶于水,易挥发。
2、结构特征
分子式:C2H4O2 结构简式:CH3COOH
结构式:官能团:羧基(—COOH)
3、化学性质
(1)酸通性:CH3COOHCH3COO-+H+
(2)酯化反应:CH3COOH+C2H5OHeq \(,\s\up7(浓硫酸) ,\s\d5(△))CH3COOC2H5+H2O
(3)实验及注意事项
二、酯化反应与酯
1、酯化反应的原理
(酸脱羟基,醇脱氢)
2、酯
(1)结构特点:R'COOR,官能团:酯基(—COOR)
(2)化学性质:水解(取代)反应
稀硫酸催化(可逆):CH3COOC2H5+H2Oeq \(,\s\up7(浓硫酸) ,\s\d5(△))CH3COOH+C2H5OH。
NaOH催化(不可逆):CH3COOC2H5+NaOHeq \(―――→,\s\up7(△))CH3COONa+C2H5OH。
教学
反思
本课时内容中“乙酸的酸性”学生在初中已经接触过,利用酸的通性唤起学生的记忆,重点引导学生对酸性强弱进行实验探究。教学过程中由学生提出方案,教师配合进行演示(或分组实验)实验,最终引导学生认识乙酸具有酸的通性。酯化反应的实验过程中需要注意的几个地方,教师通过创设问题情境,引导、启发学生自己提出问题,再进一步思考为什么,最后总结归纳,形成“提出问题、解决问题”的学习过程与方法。酯化反应本质的理论解释,则由教师直接给出,紧扣教材,没有过多拓展,仅从教材定义和取代反应的角度加以认识,辅以球棍模型和多媒体展示,重点突出了羧基官能团对乙酸性质的决定作用。教学紧密联系生活实际,充分体现了教学过程就是解决问题的过程,牢牢抓住了学生的注意力,活跃了课堂气氛,提高了课堂效率。同时,教学充分发挥了实验在课堂教学中的作用,使抽象的理论知识化为生动形象的实验现象,大大激发了学生的学习兴趣,深化了学生对知识的理解。根据教学内容结合我国的酿醋技术和食醋文化,对学生加强了“化学服务于生活”的教育,使学生认识到化学科学对社会可持续发展的贡献,很好地培养了学生的科学态度与社会责任的化学核心素养。
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