高中人教版 (2019)第七章 有机化合物实验活动9 乙醇、乙酸的主要性质巩固练习
展开第七章 有机化合物
第三节 乙醇和乙酸
第2课时 乙酸
乙醇与乙酸是人类较早发现、制备和应用的有机化合物,在生活和生产中的用途广泛,学生十分熟悉:二者也是醇类和羧酸这两类经的含氧衍生物的典型代表。教材在第二节介绍了乙烯。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。
在介绍乙酸时,教材通过学生熟悉的食俗引人乙酸的物理性质,再通过结构简式引入羧基。基于学生的生活经验和已学过的无机酸的通性,学生容易理解乙酸的酸性。因此教材对这部分内容未作更多介绍,而是通过栏目让学生自行设计实验方案比较酸性。进行知识迁移,据养证据推用与科学探真的客科装心营养。这些内容可与“实验活动9”适当整合,以提高教学效率。酯化反应是重要的有机化学反应,教材用了较多的篇幅进行介绍,并结合具体的性质与用途附带介绍酯类物质。由于选择性必修模块“有机化学基础”还要继续学习该反应,此处的教材不涉及同位素示踪等与反应机理相关的内容,而是结合该反应的特征复习和应用化学反应速率和限度的知识。
【学习目标】
1、知道乙酸的组成、结构、官能团、物理性质及用途。
2、会运用乙酸的结构分析其化学性质。
3、掌握制备乙酸乙酯的实验
【核心素养】
1、微观探析:从官能团的角度认识乙酸的性质。
2、科学探究: 设计实验探究乙酸的性质。
重点:乙酸的结构和性质;
难点:乙酸的酯化反应。
球棍模型,冰醋酸,乙醇、浓硫酸等。
【引入】
日常生活离不开醋,用醋蒸汽熏蒸居室能杀灭细菌和病毒,防止感冒和传染病;煮排骨或烧鱼时加点醋,不但能使骨头里的钙、磷、铁等溶解到汤里而被人体吸收,而且还能保持食物中的维生素不被破坏,鱼骨梗喉,吞食几口醋,可使鱼骨酥软顺利咽下。另外醋还有降血压、防止动脉硬化和治疗冠心病的效果。食醋的用途,举不胜举,那么食醋中什么物质在起作用呢?它有着怎样的结构和性质呢?
【讲解】
一、乙酸的物理性质
食醋含醋酸 3%~ 5%
(1) 乙酸俗称醋酸,是一种有强烈刺激性气味的无色液体,易溶于水和乙醇。
(2) 熔点:16.6 ℃,温度低于熔点时,乙酸凝结成晶体,所以纯净的乙酸又称冰醋酸。
二、乙酸的结构
官能团:羧基,-COOH
三、乙酸的性质
1、酸性 乙酸是一元弱酸,具有酸的通性。
【课堂练习】
1、写出乙酸与下列物质反应的离子方程式:
①Na: 。
②NaOH: 。
③Na2O: 。
④Na2CO3: 。
【思考与讨论】
1、用食醋浸泡有水垢(主要成分是CaCO3)的暖水瓶或水壶,可以清除其中的水垢。这是利用了醋酸的什么性质?请写出相应的化学方程式?
2、如何比较乙酸与碳酸、盐酸的酸性强弱?请查阅资料,与同学们讨论,根据生活经验设计实验方案。
【过渡】烧鱼时常加醋并加点酒,这样鱼的味道就变得无腥、香醇。为什么?
【实验探究】
【实验7-6】
在一支试管中加入3 mL 乙醇,然后边振荡试管边加慢慢加入2 mL浓硫酸,和2 mL 乙酸 ,在加入几片碎瓷片。连接好装置,用酒精灯小心加热,将产生的蒸汽经导管通入饱和碳酸钠液面之上 ,观察现象 。
现象: 1、碳酸钠液面分层,上层有无色油状液体 ; 2、可闻到香味。
结论:在浓硫酸存在并加热的条件下,乙酸和乙醇发生了化学反应。
【讲解】
2、酯化反应
酯化反应(取代反应):酸和醇起作用,生成酯和水的反应。
酯化反应是可逆反应,乙酸乙酯会与水反应生成酸和醇。
酯基:
注意事项:
仪器 | 酒精灯 | 用酒精灯加热的目的:加快反应速率;将生成的乙酸乙酯及时蒸出,有利于乙酸乙酯的生成 |
试管 | 作反应器的大试管倾斜45°角的目的:增大受热面积 | |
导气管 | 导气管末端的位置:不能伸入液面以下,防止倒吸 | |
试剂 | 反应物 | 先加入乙醇,然后慢慢加入浓硫酸和乙酸 |
催化剂 | 浓硫酸作催化剂和吸水剂,既加快了反应速率又提高了反应物的转化率 | |
吸收剂 | 用饱和碳酸钠溶液吸收乙酸乙酯的目的:溶解乙醇,和乙酸反应,降低乙酸乙酯的溶解度,便于液体分层 | |
操作 | 分离出乙酸乙酯的方法是分液 |
【思考与交流】
(1) 导管末端为什么不能插入饱和Na2CO3溶液中?
(2) 浓硫酸的作用是什么?
(3) 饱和Na2CO3溶液的作用是什么?
(4) 碎瓷片的作用是什么?
(5) 酯的分离方法是什么?
(6) 酯化反应可能哪些脱水方式?如何确定?
【生活常识】
酯是有芳香气味的液体,存在于各种水果和花草中。
【过渡】
通过对乙烯、乙醇和乙酸性质的学习,我们认识到官能团对有机物的性质具有决定作用,含有相同官能团的有机物在性质上具有相似之处。因此我们可以根据有机物分子中所含官能团的不同,从结构和性质上对数量庞大的有机物进行分类(如表7-2)。
【讲解】
【方法引导】
认识一种有机物,可先从结构入手,分析其碳骨架和官能团,了解它所属的有机物类别;再结合这类有机物的一般性质,推测该有机物可能具有的性质,并通过实验进行验证;在此基础上进一步了解该有机物的用途。另外,还可以根据有机物发生的化学反应,了解其在有机物转化(有机合成)中的作用。与认识无机物类似,认识有机物也体现了“结构决定性质”的观念。各类有机物在结构和性质上具有的明显规律性,有助于我们更好地认识有机物。
【课堂练习】
1.下列物质都能与金属钠反应放出H2,产生H2的速率由大到小的顺序正确的是( )
①C2H5OH ②水 ③醋酸溶液
A.①>②>③ B.②>①>③ C.③>②>① D.③>①>②
2.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。下列有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
3.将1 mol乙醇(其中的羟基氧用18O标记)在浓硫酸存在并加热下与足量乙酸充分反应。下列叙述不正确的是( )
A.生成的水分子中一定含有18O
B.生成的乙酸乙酯中含有18O
C.可能生成45 g乙酸乙酯
D.不可能生成相对分子质量为88的乙酸乙酯
4.下列物质和乙酸为同系物的是( )
A. B.CH2=CH—COOH
C. D.
5.某有机物的结构简式如图所示:
(1)1 mol该有机物和过量的金属钠反应最多可以生成________H2。
(2)该物质最多消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为________。
6.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______________________________________。
酯化反应在有机合成中的应用非常广泛,因此乙酸的酯化反应是教学重点和难点,课堂探究活动应该围绕酯化反应展开,乙酸和乙醇的酯化反应实验涉及浓硫酸的使用和加热操作,有一定的危险性,以教师演示较为宜。在课堂活动中,实验操作部分有教师完成,但是观察实验、发现问题,探究规律的任务由学生完成,教师也要设计一系列驱动型问题帮助学生达成学习目标。
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