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    7.3.2乙酸 官能团与有机化合物的分类 学案(含答案)

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    7.3.2乙酸 官能团与有机化合物的分类 学案(含答案)

    1、第第 2 2 课时课时 乙酸乙酸 官能团与有机化合物的分类官能团与有机化合物的分类 学业要求 核心素养建构 1.了解乙酸的主要用途。 2.掌握乙酸的分子结构与主要性质。 3.了解乙酸与人们日常生活与健康的知识。 4.学会分析官能团与物质性质关系的方法 知识梳理 一、乙酸 1.物理性质 俗名 颜色 状态 气味 溶解性 挥发性 醋酸 无色 液体 强烈刺激性 易溶于水和乙醇 易挥发 2.组成和结构 3.化学性质 (1)弱酸性 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。 醋酸与碳酸酸性强弱的比较实验 (2)酯化反应 概念:酸与醇反应生成酯和水的反应。

    2、 反应特点:酯化反应是可逆反应且比较缓慢。 乙酸与乙醇的酯化反应 实验现象 a.饱和 Na2CO3溶液的液面上有透明的油状液体生成 b.能闻到香味 化学方程式 CH3COOHCH3CH2OH 浓硫酸 CH3COOC2H5H2O 微自测 1.下列关于乙酸性质的叙述中,错误的是( ) A.乙酸的酸性比碳酸强,所以它可以跟碳酸盐溶液反应,产生 CO2气体 B.乙酸具有氧化性,能跟钠反应放出 H2 C.乙酸分子中含有碳氧双键,所以它能使溴水褪色 D.温度低于 16.6 ,乙酸就凝结成冰状晶体 答案 C 二、酯 官能团 酯基(COOR) 低级酯的 物理性质 具有一定的挥发性,有芳香气味,难溶于水 化学性

    3、质 能与水发生水解反应,酸性条件下水解生成醇和酸,碱性 条件下水解生成醇和羧酸盐 低级酯的用途 用作饮料、糖果、化妆品中的香料和有机溶剂 微自测 2.下列有关酯的说法正确的是( ) A.酯是羧酸分子羧基中的OH 被OR取代后的产物,简写为 RCOOR B.酯类物质广泛存在于自然界中,都是具有芳香气味的液体 C.酯类物质难溶于水,也难溶于有机溶剂 D.酯类物质属于化学产品,饮料、糖果和糕点中不能使用酯类香料 解析 A.酯是羧酸分子羧基中的OH 被OR取代后的产物, 简写为 RCOOR, R 和 R可以相同,也可以不同,故 A 正确;B.低级酯(分子中含碳原子数少的酯) 是具有芳香气味的液体。高级

    4、酯(分子中含碳原子数较多的酯)在通常状况下一般 是固体,不一定具有芳香气味,故 B 错误;C.酯类物质都难溶于水而易溶于醇、 乙醚等有机溶剂,故 C 错误;D.日常生活中的饮料、糖果和糕点等常使用酯类 物质作为香料,故 D 错误。 答案 A 三、官能团与有机化合物的分类 常见的有机化合物类别、官能团和代表物 有机化 合物类别 官能团 代表物 结构 名称 结构简式 名称 烷烃 CH4 甲烷 烯烃 碳碳双键 CH2=CH2 乙烯 炔烃 CC 碳碳三键 CHCH 乙炔 芳香烃 苯 卤代烃 碳卤键(X 表 示卤素原子) CH3CH2Br 溴乙烷 醇 OH 羟基 CH3CH2OH 乙醇 醛 醛基 乙醛

    5、羧酸 羧基 乙酸 酯 酯基 乙酸乙酯 微自测 3.下列有机物中,含有两种官能团的是( ) A.CH3COOCH3 B.CH2=CHBr C. D. 解析 CH2=CHBr 分子中含有碳碳双键和碳溴键两种官能团。 答案 B 探究一 乙酸、碳酸、水和乙醇中羟基氢的活泼性比较 对比定性认知各物质中羟基氢的活泼性 探究素材 乙酸、碳酸、水和乙醇四种物质的性质比较 物质 乙醇 水 碳酸 乙酸 羟基氢的活泼性 逐渐增强 电离程度 不电离 微弱电离 部分电离 部分电离 酸碱性 中性 弱酸性 弱酸性 与 Na 反应 反应 反应 反应 与 NaOH 不反应 不反应 反应 反应 与 NaHCO3 不反应 不反应

    6、不反应 反应 探究题目 1.下列物质都能与金属钠反应放出 H2,产生 H2的速率排序正确的是( ) C2H5OH NaOH 溶液 醋酸溶液 A. B. C. D. 解析 金属钠与 NaOH 溶液反应,实质上是与其中的水反应,钠与水反应的速 率比乙醇快;醋酸溶液中氢离子浓度更大,与钠反应速率更快。 答案 C 对比定量认知羟基化合物的反应规律 探究素材 1.能与金属钠反应的有机物含有OH 或COOH,反应关系为 2Na2 OH H2或 2Na2 COOHH2。 2.能与 NaHCO3和 Na2CO3反应生成 CO2的有机物一定含有COOH,反应关系 为 NaHCO3COOHCO2或 Na2CO32

    7、 COOHCO2。 3.与碳酸盐或酸式盐反应生成 CO2的羟基化合物中含有COOH。 探究题目 2.在同温同压下,某有机物和过量 Na 反应得到 V1 L H2,另一份等量的该有机物 和足量的 NaHCO3反应得到 V2 L CO2,若 V1V20,则该有机物可能是( ) A. B.HOOCCOOH C.HOCH2CH2OH D.CH3COOH 解析 羟基与 Na 反应,与 NaHCO3不反应,羧基与 Na 和 NaHCO3都反应,且 2 OHH2,2 COOHH2,COOHCO2。因此能生成的 H2和 CO2相等的 只有 A 项。 答案 A 探究二 酯化反应实验 从多角度对酯化反应的分析 探

    8、究素材 实验原理 CH3COOHC2H5OH 浓硫酸 CH3COOC2H5H2O(酸去羟基 醇去氢) 装置特点 均匀加热的目的:能加快反应速率,并将生成的乙酸乙酯 及时蒸出,有利于乙酸乙酯的生成 作反应器的试管倾斜 45 度角的目的:增大受热面积 收集产物的试管内导气管末端要在液面以上,不能伸入液 面以下,其目的为防止倒吸 加入碎瓷片的作用:防止液体受热暴沸 长导管的作用:导气兼起冷凝回流作用 试剂的加入顺序 先加入乙醇,然后慢慢加入浓硫酸和乙酸 浓硫酸的作用 做催化剂,加快反应速率;做吸水剂,提高反应物的转化率; 饱和碳酸钠溶液 溶解乙醇,反应乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度 酯的分离 用分液法分

    9、离出乙酸乙酯 探究题目 3.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。 (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,较 合理的是_(选填“甲”或“乙”)。丙同学将甲装置进行了改进,将其中 的 玻 璃 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)按丙同学选择的装置组装仪器,在试

    10、管中先加入 3 mL 乙醇,并在摇动下缓缓 加入 2 mL 浓硫酸充分摇匀,冷却后再加入 2 mL 冰醋酸; (2)将试管固定在铁架台上; (3)在试管中加入适量的饱和 Na2CO3溶液; (4)用酒精灯对试管加热; (5)当观察到试管中有明显现象时停止实验。 (问题讨论) a.步骤(1)安装好实验装置,加入样品前还应检查_; b.写出试管发生反应的化学方程式(注明反应条件)_ _; c.试管中饱和 Na2CO3溶液的作用是_; _(填“能”或“不能”)换成 NaOH 溶液,原因_ _; d.从试管中分离出乙酸乙酯的实验操作是_。 解析 作为实验室制取乙酸乙酯的装置,导管与液面有空隙,防止液体

    11、倒吸,较 合理的是乙。丙同学将甲装置进行了改进,将其中的玻璃管改成了球形干燥管, 除起冷凝作用外,另一重要作用是能防止倒吸。a.步骤(1)安装好实验装置,实验 前即加入样品前, 还应检查装置的气密性; b.试管发生乙酸和乙醇的取代反应, 反应可逆,化学方程式 CH3COOHC2H5OH 浓硫酸 CH3COOC2H5H2O;c.试 管中饱和 Na2CO3溶液的作用是吸收乙醇, 除去乙酸, 降低乙酸乙酯的溶解度, 使其分层析出;不能换成 NaOH 溶液,原因为若用 NaOH 溶液,则 NaOH 会使 生成的乙酸乙酯又彻底水解,导致实验失败;d.乙酸乙酯不溶于水,从试管中 分离出乙酸乙酯的实验操作是

    12、分液。 答案 乙 能防止倒吸 (5)a.装置的气密性 b.CH3COOHC2H5OH 浓硫酸 CH3COOC2H5H2O c.吸收乙醇,除去乙酸, 降低乙酸乙酯的溶解度,使其分层析出 不能 若用 NaOH 溶液,则 NaOH 会 使生成的乙酸乙酯又彻底水解,导致实验失败 d.分液 从反应原理比较酯化反应和酯的水解 反应 探究素材 酯化反应与酯的水解反应的比较 酯化反应 酯的水解反应 反应关系 RCOOHROH 酯化 水解 RCOORH2O 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 RCOOH 和 ROH 的转化率 NaOH 能中和酯水解生成的 RCOOH,提高酯

    13、的水解率 加热方式 直接加热或水浴加热 水浴加热 反应类型 取代反应 探究题目 4.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,然 后将分离出的酯水解,得到了乙酸和另一种化学式为 C6H13OH 的物质。以下说 法中不正确的是( ) A.乙酸易溶于水 B.C6H13OH 可与金属钠反应 C.实验小组分离出的酯可表示为 C5H11COOC2H5 D.C6H13OH 分子中含有羟基,乙酸分子中含有羧基 解析 A.羧基属于亲水基团,因此乙酸易溶于水,故 A 正确;B.钠可以置换醇 中羟基上的氢,故 C6H13OH 可与金属钠发生反应,故 B 正确;C.酯能在酸性条 件下与水反应

    14、水解生成相应的酸和醇,可知用乙酸与醇 C6H13OH 脱去一分子的 水即可得到酯 CH3COOC6H13,故 C 错误; D.C6H13OH 是醇,分子含有羟基, 乙酸是羧酸,分子中含有羧基,故 D 正确。 答案 C 探究三 多官能团有机物性质的推断及有机物的鉴别和分离提纯 多官能团有机物性质推断类题解题模型 探究素材 解多官能团有机物性质推断类题的方法 探究题目 5.某有机物 X 的结构简式为,下列有关该有机物的说法正确的是 ( ) A.分子式为 C8H10O3 B.既可以发生加成反应又可以发生取代反应 C.分子中所有碳原子共面 D.含有两种官能团 解析 A.根据 X 的结构简式可知其分子式

    15、为 C8H12O3, 故 A 错误; B.该物质含有 碳碳双键可以发生加成反应,含有羧基、羟基,可以发生酯化反应,酯化反应属 于取代反应,故 B 正确;C.该物质中存在与同一饱和碳原子相连的 3 个碳原子, 不可能所有碳原子共面,故 C 错误;D.分子含有羧基、碳碳双键、羟基三种官 能团,故 D 错误。 答案 B 有机物的鉴别与提纯类题解题模型 探究素材 解有机物的鉴别与提纯类题的思路 探究题目 6.在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中,下列操作未涉及的是( ) 解析 A 项装置用于制备乙酸乙酯,B 项装置用于除去乙酸乙酯中的乙酸、乙醇 (纯化),C 项装置用于分离乙酸乙酯,D 项装置用于蒸发浓缩

    16、或蒸发结晶。只有 D 项操作在制备和纯化乙酸乙酯的实验过程中未涉及。 答案 D 1.下列说法不正确的是( ) A.乙醇、乙酸的沸点和熔点都比 C2H6、C2H4的沸点和熔点高 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 2.若乙酸分子中的氧都是 18O, 乙醇分子中的氧都是16O, 二者在浓硫酸作用下发 生反应,一段时间后,分子中含有 18O 的物质有( ) A.1 种 B.2 种 C.3 种 D.4 种 解析 根据酯化反应中酸脱羟基醇脱氢的规律写出反应的化学方程

    17、式,标明 18O 与 16O 的位置。 ,而酯化反应为可逆反应故含有 18O 的物质有 3 种。 答案 C 3.乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业,某学习小组设计以下两套装置用 乙醇、乙酸和浓硫酸作原料分别制备乙酸乙酯(沸点 77.2 )。下列有关说法不正 确的是( ) A.浓硫酸能加快酯化反应速率 B.不断蒸出酯,会降低其产率 C.装置 b 比装置 a 原料损失的少 D.可用分液的方法分离出乙酸乙酯 解析 乙酸与乙醇在浓硫酸作用下加热发生酯化反应,该反应为可逆反应,浓硫 酸吸水利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移动, 故浓硫酸的作用为催化剂、 吸水剂, 浓硫酸能加快酯化反应速率,A 项正确;制

    18、备乙酸乙酯的反应为可逆反应,不断 蒸出酯,有利于反应正向进行,会提高其产率,B 项错误;乙醇、乙酸易挥发, 甲装置采取直接加热的方法,温度升高快,温度不易控制,装置 b 采用水浴加热 的方法,受热均匀,相对于装置 a 原料损失的少,C 项正确;分离乙酸乙酯时先 将盛有混合物的试管充分振荡, 让饱和碳酸钠溶液将挥发出来的乙酸转化为乙酸 钠溶于水中,并溶解挥发出来的乙醇,降低乙酸乙酯在水中的溶解度,静置分层 后上层液体即为乙酸乙酯,D 项正确。 答案 B 4.“神十”宇航员使用的氧气瓶是以聚酯玻璃钢为原料。甲、乙、丙三种物质是 合成聚酯玻璃钢的基本原料。下列说法不正确的是(双选)( ) A.甲物质

    19、在一定条件下可以生成有机高分子化合物 B.1 mol 乙物质可与 2 mol 钠完全反应生成 2 mol 氢气 C.甲、乙、丙物质都能够使溴的四氯化碳溶液褪色 D.丙可以使酸性高锰酸钾溶液褪色 解析 A.甲物质含有碳碳双键可以发生加聚反应生成高分子化合物, 故 A 正确; B.乙物质含有两个羟基,1 分子乙与 Na 反应生成 1 分子氢气,所以 1 mol 乙物 质可与 2 mol 钠完全反应生成 1 mol 氢气,故 B 错误;C.甲、丙含有碳碳双键, 可以与溴发生加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色, 乙不与溴的四氯化碳溶液反应, 所以无法使溴的四氯化碳溶液褪色,故 C 错误;D.丙含有碳碳双键

    20、,可以被酸 性高锰酸钾溶液氧化,使其褪色,故 D 正确;故答案为 BC。 答案 BC 5.“酒是陈的香”,就是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯,在实验 室我们也可以用如图所示的装置制取乙酸乙酯。回答下列问题: (1)写出制取乙酸乙酯的化学反应方程式_ _。 (2)浓硫酸的作用是:_; _。 (3)饱和碳酸钠溶液的主要作用是_。 (4)装置中通蒸气的导管口位于饱和碳酸钠溶液的液面以上,不能插入溶液中, 目的是防止_。 (5) 若 要 把 制 得 的 乙 酸 乙 酯 分 离 出 来 , 应 采 用 的 实 验 操 作 是 _。 (6)生成乙酸乙酯的反应是可逆反应,反应物不能完全变成生成物,

    21、反应一段时 间后,就达到了该反应的限度,即达到化学平衡状态。下列描述能说明乙醇与乙 酸的酯化反应已达到化学平衡状态的有_(填序号)。 单位时间里,生成 1 mol 乙酸乙酯,同时生成 1 mol 水 单位时间里,生成 1 mol 乙酸乙酯,同时生成 1 mol 乙酸 单位时间里,消耗 1 mol 乙醇,同时消耗 1 mol 乙酸 正反应的速率与逆反应的速率相等 混合物中各物质的浓度不再变化 解析 (1)酯化反应的本质为酸脱羟基,醇脱氢,该反应方程式为:CH3COOH CH3CH2OH 浓硫酸 CH3COOC2H5H2O;(2)酯化反应中浓硫酸作催化剂,该反 应为可逆反应,浓硫酸吸水利于平衡向生

    22、成乙酸乙酯方向移动,浓硫酸的作用为 催化剂、吸水剂;(3)饱和碳酸钠溶液的作用是中和挥发出来的乙酸,使之转化 为乙酸钠溶于水中,便于闻乙酸乙酯的香味;溶解挥发出来的乙醇;降低乙酸乙 酯在水中的溶解度,便于分层得到酯;(4)导管不能插入溶液中,伸入液面下可 能发生倒吸;(5)分离乙酸乙酯时先将盛有混合物的试管充分振荡,让饱和碳酸 钠溶液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,静置分层后取上层得乙酸乙酯;(6)单位时间 里,生成 1 mol 乙酸乙酯,同时生成 1 mol 水,都表示正反应速率,不能说明到 达平衡状态,故错误;单位时间里,生成 1 mol 乙酸乙酯表示正反应速率, 生成 1 mol 乙酸表示逆反应速率,等于化学计量数之比,说明到达平衡,故正 确; 单位时间里, 消耗 1 mol 乙醇, 同时消耗 1 mol 乙酸, 都表示正反应速率, 不能说明到达平衡状态,故错误;正反应的速率与逆反应的速率相等,说明 到达平衡状态,故正确;混合物中各物质的浓度不再变化,反应到达平衡状 态,故正确。 答案 (1)CH3COOHC2H5OH 浓硫酸 CH3COOC2H5H2O (2) 催化剂 吸水 剂 (3) 除去乙酸,吸收乙醇,降低乙酸乙酯的溶解度 (4) 防止倒吸 (5)分液 (6)


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