高中第3章 简单的有机化合物第2节 从化石燃料中获取有机化合物第2课时学案
展开一、乙酸的物理性质与分子结构
1.物理性质
2.分子结构
二、乙酸的化学性质
1.弱酸性
乙酸在水中的电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+,是一元弱酸,具有酸的通性。
2.酯化反应
(1)定义
酸和醇生成酯和水的反应。
(2)乙醇和乙酸的酯化反应
微点拨:(1)虽然乙酸分子中有4个氢原子,但是只有羧基上的氢原子能电离出来,所以乙酸是一元酸。
(2)酯化反应是可逆反应,不能进行到底,故用“”。
(3)酯化反应也属于取代反应。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)乙酸的最简式是CH2O。( )
(2)冰醋酸是混合物。( )
(3)1 L 1 ml·L-1的CH3COOH溶液中,H+数目为NA。( )
(4)乙醇、乙酸均不能发生取代反应。( )
(5)制取乙酸乙酯时,适当增大乙醇的浓度,可使乙酸完全反应。( )
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×
2.酒精和醋酸是生活中的常用品,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看是否溶解
C.分别滴加NaOH溶液
D.分别滴加紫色石蕊试液
C [NaOH与乙酸反应无明显现象。]
3.酸牛奶中含有乳酸,其结构简式为,试回答下列问题:
(1)乳酸分子中含有________和________(写名称)两种官能团。
(2)乳酸跟足量金属钠反应的化学方程式:___________________________
_______________________________________________________________。
(3)乳酸跟碳酸钠溶液反应的化学方程式:___________________________
_______________________________________________________________。
(4)乳酸在浓硫酸存在下,两分子间相互反应,生成环状结构的物质,写出生成物的结构简式:_______________________________。
乙醇、水、碳酸、乙酸分子中羟基氢原子的活泼性比较
(素养养成——宏观辨识与微观探析)
为了探究乙醇、水、碳酸、乙酸分子中羟基氢原子的活泼性的相对强弱,某同学向四种液体(或溶液)中滴加2滴石蕊溶液。
(1)上述四支试管中有何现象?
提示:装有乙醇和水的试管中无明显现象,装有碳酸溶液和醋酸溶液的试管中紫色石蕊溶液变红。
(2)通过上述现象,得出什么结论?
提示:该实验能够说明乙醇和水中的羟基氢原子不如碳酸和乙酸中的羟基氢原子活泼。
(3)如何设计实验进一步比较羟基氢原子的活泼性?
提示:①将无水乙醇和水分别与金属钠反应,钠在水中反应更加剧烈,说明水中的羟基氢原子比乙醇中的更活泼;②将醋酸溶液滴到碳酸氢钠溶液中,发现有气泡生成,该气体能使澄清石灰水变浑浊,说明生成的气体是二氧化碳,可说明醋酸比碳酸酸性强,即醋酸中的羟基氢原子更活泼。
(说明:√表示反应,×表示不反应)
【例1】 在同温同压下,某有机物和过量Na反应得到V1 L氢气,另一份等量的该有机物和足量的NaHCO3反应得到V2 L二氧化碳,若V1=V2≠0,则该有机物可能是( )
A [钠既能与羟基反应,又能与羧基反应,且2—OH~H2或2—COOH~H2、—COOH~CO2;由题意知该有机物中既有羧基又有羟基,且羧基和羟基个数相等,故选A。]
羟基、羧基个数与生成气体的定量关系
(1)Na可以和所有的羟基反应,且物质的量的关系为2Na~2—OH~H2。
(2)Na2CO3、NaHCO3和—COOH反应产生CO2,物质的量的关系为Na2CO3~2—COOH~CO2,NaHCO3~—COOH~CO2。
1.下列物质都能与Na反应放出H2,其产生H2速率排列顺序正确的是( )
①C2H5OH ②CH3COOH溶液 ③NaCl溶液
A.①>②>③ B.②>①>③
C.③>①>② D.②>③>①
D [NaCl溶液中含H2O,Na与H2O反应比与C2H5OH反应剧烈,故反应速率③>①。 同理,CH3COOH溶液中不仅含有H2O,而且含有CH3COOH,—COOH中的羟基氢原子比水中的羟基氢原子还活泼,所以Na与CH3COOH溶液反应比与NaCl溶液反应剧烈得多,由此可知反应速率由大到小排列为②>③>①。]
2.苹果醋是一种由苹果发酵而成的具有解毒、降脂、减肥和止泻等明显药效的健康食品。苹果酸(2羟基丁二酸)是这种饮料的主要酸性物质,苹果酸的结构简式如图,下列说法不正确的是 ( )
A.苹果酸在一定条件下能发生酯化反应
B.苹果酸在一定条件下能发生催化氧化反应
C.1 ml苹果酸与足量金属钠反应最多可以产生1.5 ml H2
D.1 ml苹果酸与NaHCO3溶液反应最多消耗3 ml NaHCO3
D [A项,苹果酸分子中含—OH、—COOH,可发生酯化反应,正确;B项,苹果酸分子中与—OH相连的碳原子上有氢原子,可发生催化氧化反应,正确;C项,—OH、—COOH均与Na反应生成氢气,1 ml苹果酸能与足量Na反应产生1.5 ml氢气,正确;D项,1个苹果酸分子中含2个—COOH,为二元酸,羟基不与NaHCO3溶液反应,则1 ml苹果酸与NaHCO3溶液反应最多消耗2 ml NaHCO3,错误。]
乙酸乙酯的制备
(素养养成——科学探究与创新意识)
如图为制取乙酸乙酯的实验装置图。
(1)利用如图装置制备乙酸乙酯,这种装置与教材所给装置相比较突出的优点是什么?
提示:制备乙酸乙酯的反应是可逆反应,根据装置图的结构特点可判断,用分水器能够在反应进行时很容易把水分离出来,从而减少生成物的量,使平衡正向移动,提高乙酸乙酯的产率。
(2)为更好地测定酯层厚度,可预先向饱和Na2CO3溶液中滴加1滴酚酞溶液,现象是什么?
提示:由于碳酸钠溶液显碱性,能使酚酞溶液显红色,所以应该滴入酚酞溶液,实验现象是下层碳酸钠溶液呈红色,上层的酯层呈无色。
eq \x(实验装置)→
↓
eq \x(反应条件)→浓硫酸(作催化剂和吸水剂)且加热。
↓
eq \x(实验现象)→ eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(试管Ⅱ中液体分层,上层为透明的油状液体,,并闻到香味。))
↓
eq \x(实验结论)→ eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(在浓硫酸存在、加热条件下,乙醇和乙酸,发生反应,生成无色、透明、不溶于水、,有香味的液体——乙酸乙酯。))
↓
eq \x(除杂方法)→ eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1((1)所用试剂:饱和Na2CO3溶液。,(2)原理:①溶解乙醇,②与乙酸反应,, ③降低乙酸乙酯的溶解度。,(3)分离方法:分液法。))
↓
eq \x(注意事项)→ eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1((1)试管Ⅰ中碎瓷片的作用:防暴沸。,(2)反应液的混合:先向试管中加乙醇, 和乙酸的混合物,边摇动试管边加入, 浓硫酸。,(3)导气管末端位置:恰好和液面接触,, 目的是防倒吸。))
【例2】 “酒是陈的香”是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯,在实验室和工业上常采用如图所示装置来制取乙酸乙酯。
(1)写出装置中制取乙酸乙酯的化学方程式:__________________________
________________________________________________________________。
(2)装置中通蒸气的导管要置于饱和碳酸钠溶液液面上,而不能插入液面以下,目的是防止________________。
(3)实验制取的乙酸乙酯,可用________方法分离乙酸乙酯与饱和碳酸钠溶液,请用文字说明使用这种方法的理由:
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
___________________________________________________________。
(4)实验时,试管B观察到的现象是界面处产生浅红色,下层为蓝色,振荡后产生气泡,界面处浅红色消失,原因是(用化学方程式表示)______________。
(5)事实证明,此反应以浓硫酸为催化剂,也存在缺陷,其原因可能是________(填字母)。
a.浓硫酸易挥发,以致不能重复使用
b.会使部分原料炭化
c.浓硫酸有吸水性
d.会造成环境污染
[解析] (2)因为挥发出的乙醇和乙酸都易溶于水,且乙酸乙酯已经液化,所以长导管要在液面以上,防止倒吸。
(3)因为乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,溶液分层,所以可以用分液的方法进行分离。
(4)因为有挥发出的乙酸,能与碳酸钠溶液反应,产生二氧化碳,并且使表面的溶液显酸性,反应方程式为2CH3COOH+Na2CO3―→2CH3COONa+CO2↑+H2O。
(5)浓硫酸具有脱水性,能使部分原料炭化,且浓硫酸和碳等物质反应,生成污染性的二氧化硫。
[答案] (1)CH3COOH+CH3CH2OH eq \(,\s\up10(浓硫酸),\s\d10(△))
CH3COOC2H5+H2O (2)倒吸
(3)分液 乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,溶液分层
(4)2CH3COOH+Na2CO3―→2CH3COONa+CO2↑+H2O (5)bd
1.关于酯化反应的叙述不正确的是( )
A.浓硫酸在酯化反应中只起催化剂作用
B.酯化反应是有限度的
C.酯化反应的机理是酸去羟基,醇去羟基上的氢原子
D.酯化反应属于取代反应
A [A项,浓硫酸在酯化反应中起催化剂和吸水剂作用,错误;B项,酯化反应属于可逆反应,是有限度的,正确;C项,酯化反应的机理是酸脱去羟基,醇脱去羟基上的氢原子,正确;D项,酯化反应属于取代反应,正确。]
2.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的目的是及时将乙酸乙酯蒸出并加大反应速率
D.采用长玻璃导管有导气兼冷凝的作用
A [加入试剂的顺序为乙醇→浓硫酸→乙酸。]
1.下列关于乙酸的叙述中,不正确的是( )
A.乙酸分子式是C2H4O2,有4个氢原子,不是一元酸
B.乙酸是具有强烈刺激性气味的液体
C.乙酸易溶于水和乙醇
D.鉴别乙酸和乙醇的试剂可以是碳酸氢钠溶液
A [乙酸是具有强烈刺激性气味的液体,易溶于水和乙醇,为一元弱酸;乙酸与NaHCO3溶液反应生成CO2气体,而乙醇与NaHCO3溶液不反应。]
2.在3支试管中分别放有:①1 mL乙酸乙酯和3 mL水 ②1 mL溴苯和3 mL水 ③1 mL乙酸和3 mL水。图中3支试管从左到右的排列顺序为( )
A.①②③B.①③②
C.②①③ D.②③①
D [乙酸乙酯不溶于水,且密度小于水;溴苯不溶于水,密度比水大;乙酸易溶于水。]
3.(素养题)食醋是一种生活必备的食品调味剂。淘气的胖胖分别向盛有下列物质的玻璃杯中倒入适量食醋,他不会观察到明显现象的是盛哪种物质的玻璃杯( )
A.滴加了酚酞的红色NaOH溶液
B.锌粉
C.食盐粉末
D.小苏打粉末
C [A项,红色褪去;B项产生气泡;C项无明显现象;D项产生气泡。]
4.苹果酸的结构简式为,下列说法正确的是( )
A.苹果酸中能发生酯化反应的官能团有2种
B.1 ml苹果酸可与3 ml NaOH发生中和反应
C.1 ml苹果酸与足量金属Na反应生成1 ml H2
D.HOOC—CH2—CH(OH)COOH与苹果酸互为同分异构体
A [由苹果酸的结构简式可知,含有羟基和羧基2种官能团,两种官能团都能发生酯化反应,A项正确;1 ml苹果酸能与2 ml NaOH发生中和反应,B项错误;1 ml苹果酸能与3 ml Na反应产生1.5 ml H2,C项错误;选项D中的物质与苹果酸属于同一种物质。]
5.已知:Ⅰ.A是石油裂解气的主要成分,A的产量通常用来衡量一个国家的石油化工水平;
Ⅱ.2CH3CHO+O2 eq \(――→,\s\up10(催化剂),\s\d10(△))2CH3COOH。
现以A为主要原料合成乙酸乙酯,其合成路线如下图所示。
回答下列问题:
(1)写出A的结构式__________________________________。
(2)B、D分子中的官能团名称分别是________________、__________________。
(3)写出下列反应的反应类型:①______________,
②______________,④______________。
(4)写出下列反应的化学方程式:
①_________________________________________________;
②_________________________________________________;
④_________________________________________________。
(5)设计实验区别B和D:______________________________________
____________________________________________________________
___________________________________________________________。
[解析] 根据Ⅰ.可判断出A为乙烯,再根据合成路线及反应条件不难得出B为CH3CH2OH,C为CH3CHO,D为CH3COOH。
[答案] (1) (2)羟基 羧基
(3)①加成反应 ②氧化反应 ④酯化反应(或取代反应)
(4)①CH2===CH2+H2O eq \(――→,\s\up10(催化剂),\s\d10(△))CH3CH2OH
②2CH3CH2OH+O2 eq \(――→,\s\up10(Cu),\s\d10(△))2CH3CHO+2H2O
④CH3COOH+CH3CH2OH eq \(,\s\up10(浓硫酸),\s\d10(△))CH3COOCH2CH3+H2O
(5)分别取少量待测液于试管中,滴加少量石蕊溶液,若溶液变红,则所取待测液为乙酸,另一种为乙醇(或其他合理方法)
发 展 目 标
体 系 构 建
1.能从原子、分子水平认识乙酸的组成、结构。
2.通过了解乙酸的结构与性质之间的关系,认识官能团与物质性质之间的关系,构建“结构决定性质”的观念。
3.通过酯化反应实验的探究,培养“科学探究与创新意识”的学科素养。
颜色
状态
气味
溶解性
熔点
俗称
无色
液体
强烈刺激性
易溶于水
16.6 ℃
冰醋酸
分子式
结构式
结构简式
官能团
空间填充模型
名称
化学式
C2H4O2
CH3COOH
羧基
—COOH
反应
现象
化学方程式
紫色的石蕊溶液
溶液变红色
—
活泼金属(Zn)
产生气体
2CH3COOH+Zn―→(CH3COO)2Zn+H2↑
碱性氧化物(Na2O)
—
2CH3COOH+Na2O―→2CH3COONa+H2O
碱(NaOH)
—
CH3COOH+NaOH―→CH3COONa+H2O
弱酸盐(CaCO3)
产生气体
2CH3COOH+CaCO3―→(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑
实验操作
实验现象
饱和Na2CO3溶液的液面上有无色透明的油状液体生成,且能闻到香味
化学方程式
CH3COOH+CH3CH2OH eq \(,\s\up10(浓硫酸),\s\d10(△))CH3COOC2H5+H2O
乙醇
水
碳酸
乙酸
羟基氢原子的活泼性
eq \(――――→,\s\up10(逐渐增强))
电离程度
不电离
部分电离
部分电离
部分电离
酸碱性
-
中性
弱酸性
弱酸性
与Na
√
√
√
√
与NaOH
×
×
√
√
与NaHCO3
×
×
×
√
化学必修 第二册第2节 从化石燃料中获取有机化合物第2课时学案及答案: 这是一份化学必修 第二册第2节 从化石燃料中获取有机化合物第2课时学案及答案,共10页。学案主要包含了煤的干馏,一水等内容,欢迎下载使用。
鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 从化石燃料中获取有机化合物第1课时学案: 这是一份鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 从化石燃料中获取有机化合物第1课时学案,共13页。学案主要包含了从天然气,天然气水合物的主要成分是甲烷,乙烯等内容,欢迎下载使用。
鲁科版 (2019)必修 第二册第1节 认识有机化合物第1课时学案: 这是一份鲁科版 (2019)必修 第二册第1节 认识有机化合物第1课时学案,共10页。学案主要包含了乙醇的物理性质与分子结构,乙醇的化学性质和用途等内容,欢迎下载使用。