1、第二单元第二单元食品中的有机化合物食品中的有机化合物专专题题8有机化合物的获得与应用有机化合物的获得与应用第第2 2课课时时乙酸乙酸1.通过乙酸分子的球棍模型和空间填充模型,理解乙酸分子的结构和官能团,形成“结构决定性质”的观念,培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养。2.掌握乙酸的化学性质。依据实验探究目的设计并优化乙酸化学性质的实验方案,完成实验操作,根据实验现象总结乙酸的化学性质,培养学生的观察能力、实验探究能力,培养科学探究与创新意识的学科核心素养。3.通过认识乙酸的性质,体会性质决定用途的观念,联系生活和生产实际认识羧酸的重要用途。深刻认识化学对创造更多物质财富和精神财富、满足人民日益
2、增长的美好生活需要的重大贡献,培养科学态度与社会责任的学科核心素养。素养目标【知识铺垫】1.乙酸是一种一元弱酸,可与NaOH溶液发生中和反应,反应的化学方程式为CH3COOH+NaOHCH3COONa+H2O。2.乙醛可氧化生成乙酸,反应的化学方程式为2CH3CHO+O2 2CH3COOH。素养初探【自主梳理】一、乙酸的分子结构和物理性质1.分子结构 2.物理性质乙酸又称醋酸,纯净的乙酸在16.6 以下呈冰状固体,故又称冰醋酸。指纯净物 【微思考1】(1)在一种含氧酸中,是否是分子中含有几个氢原子就是几元酸?提示 不是。含氧酸中酸的元数取决于分子中能够发生电离的氢原子数,并不一定等于酸中氢原子
3、数目,如CH3COOH分子中含有4个H,但CH3COOH为一元酸;次磷酸H3PO2分子中含有3个H,但H3PO2为一元酸。(2)冬天实验室中温度太低,乙酸会凝结形成固体,那么如何从试剂瓶中取出乙酸?提示 把试剂瓶拿到温暖的室内,或者用热毛巾包裹试剂瓶,使固体熔化,即可倒出。二、乙酸的化学性质1.弱酸性乙酸在水中的电离方程式为CH3COOH CH3COO-+H+,是一元弱酸,具有酸的通性。从五个方面理解:与指示剂作用, 与金属、金属氧化物、碱、盐反应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)2CH3
4、COOH+Na2O2CH3COONa+H2O碱Cu(OH)2蓝色沉淀溶解,生成蓝色溶液2CH3COOH+Cu(OH)2(CH3COO)2Cu+2H2O弱酸盐(Na2CO3)产生气体2CH3COOH+Na2CO32CH3COONa+H2O+CO2可证明酸性:CH3COOHH2CO3 2.酯化反应(1)定义:醇和某些酸作用生成酯和水的反应。(2)乙醇和乙酸的酯化反应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,且能闻到浓郁的香味化学方程式CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOC2H5+H2O【微思考2】乙酸乙酯是乙醇分子中的乙氧基(CH3CH2O)取代了乙酸分子中羧
5、基上的羟基(OH)的生成物,那么酯化反应属于什么反应类型?提示 取代反应。【自我检测】1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)乙酸和乙醇都能与金属钠反应放出氢气,二者都是非电解质()(2)乙酸中的官能团为羧基,乙酸分子可看作乙基和羧基连接形成的化合物()(3)等物质的量的乙酸分别与金属钠和NaHCO3反应产生气体的物质的量相等()(4)乙醇、乙酸均可发生取代反应()(5)1 L 1 molL-1 CH3COOH溶液中,H+数目为NA() 2.既能跟钠、氢氧化钠反应,又能和碳酸钠反应的有机化合物是()A.苯B.乙醇C.乙酸 D.盐酸C3.已知硅酸(H2SiO3)是一种难溶于水的弱酸。为
6、了确认乙酸、碳酸和硅酸的酸性强弱,某化学兴趣小组同学设计如图所示装置,可供选择的试剂有醋酸、碳酸、硅酸;碳酸钠固体、饱和NaHCO3溶液、硅酸钠溶液;澄清石灰水。(1)锥形瓶A内试剂是,分液漏斗中所盛试剂是。 (2)装置B中所盛试剂是,试剂的作用是;装置C中出现的现象是。 (3)由实验可知三种酸的酸性强弱为(用化学式表示)。 答案 (1)碳酸钠醋酸(2)饱和NaHCO3溶液除去挥发出来的CH3COOH蒸气有白色胶状沉淀产生(3)CH3COOHH2CO3H2SiO3新知一新知一 乙乙醇、水、碳酸、乙酸分子中羟基氢原子的活泼性比较醇、水、碳酸、乙酸分子中羟基氢原子的活泼性比较【问题探究】有A、B、
7、C、D四种物质CH3COOH、H2O、CH3CH2OH、H2CO3,进行如下实验:素养提升1.A、B、C、D分别是什么物质?提示 A:CH3COOH,B:H2O,C:CH3CH2OH,D:H2CO3。2.实验步骤、的目的是什么?提示 证明羟基氢的活泼性:步骤:A、DB、C,步骤:AD,步骤:BC。3.通过上述实验得出什么结论?提示 羟基氢的活泼性:CH3COOHH2CO3H2OC2H5OH。【深化拓展】羟基氢的活泼性比较 物质乙醇水碳酸乙酸羟基氢的活泼性电离程度不电离部分电离部分电离部分电离酸碱性中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
8、不反应反应【微点拨】羟基、羧基个数与生成气体的定量关系(1)Na可以和OH、COOH中的OH反应,且物质的量的关系为2Na2OHH2。(2)Na2CO3、NaHCO3和COOH反应产生CO2,物质的量的关系为Na2CO32COOHCO2,NaHCO3COOHCO2。【素能应用】例1 在同温同压下,某有机化合物和过量Na反应得到V1 L氢气,另一份等量的该有机化合物和足量的NaHCO3反应得到V2 L二氧化碳,若V1=V20,则该有机化合物可能是()A. B.HOOCCOOHC.HOCH2CH2OHD.CH3COOHA【变式设问】(1)选项A中物质为乳酸,试写出乳酸与Na、NaHCO3反应的化学
9、方程式。 提示 (2)等物质的量的HOOCCOOH与足量金属钠和NaHCO3充分反应,产生气体的物质的量之比是多少?提示 1 2。取1 mol HOOCCOOH进行分析,1 mol HOOCCOOH与Na反应生成1 mol H2,1 mol HOOCCOOH与NaHCO3反应生成2 mol CO2,因此产生气体物质的量之比为1 2。变式训练1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 mol苹果酸可与3 mol NaOH发生中和反应C.1 mol苹果酸与足量金属Na反应生成1 mol H2D.HOOCCH2CH(OH)COOH与苹果酸互为同分异构体
10、A规律方法常见含有C、H、O的有机化合物中(1)与NaHCO3溶液反应的有机化合物一定有COOH。(2)与Na2CO3溶液反应产生气体或使紫色石蕊溶液变红的有机化合物一定有COOH。(3)能与Na反应放出H2的有机化合物可能含有OH和COOH中的一种或两种。新知二新知二 乙乙酸的酯化反应酸的酯化反应【问题探究】在做完制取乙酸乙酯的实验后,某化学兴趣小组对实验装置进行了如下改进: 请探究以下问题:1.向试管中加入试剂时,能否先加入浓硫酸,再加入乙醇和乙酸?提示 不能。先加入浓硫酸,再加入乙醇和乙酸,相当于稀释浓硫酸,会使液体沸腾,使硫酸液滴向四周飞溅。2.上面的改进装置中用到的球形管除冷凝作用外
11、,还有一个重要作用是什么?提示 防止倒吸。3.加热时要用小火缓慢、均匀加热,为什么?提示 防止乙酸、乙醇的大量挥发和液体的沸腾。4.若实验完成后,沿器壁向试管中慢慢加入一定量的紫色石蕊溶液,这时紫色石蕊溶液将存在于饱和Na2CO3溶液层和乙酸乙酯层之间(整个过程不振荡试管),试预测可能出现的现象(提示:Na2CO3溶液呈碱性)。提示 由于乙酸乙酯层中混有乙酸和乙醇,乙酸使石蕊溶液变红,Na2CO3溶液显碱性,使石蕊溶液变蓝,所以石蕊溶液将分为三层,由上而下呈红、紫、蓝色。【深化拓展】乙酸的酯化反应 实验装置 反应条件 浓硫酸(作催化剂和吸水剂),且加热 实验现象 试管中液体分层,上层为透明的油
12、状液体,并闻到浓郁香味 【微点拨】(1)酯化反应的特点:可逆反应、取代反应。(2)用分液法分离乙酸乙酯和饱和Na2CO3溶液的实验操作:静置分层后,把下层的饱和Na2CO3溶液从下口放出,关闭分液漏斗的活塞;更换烧杯把乙酸乙酯从分液漏斗的上口倒出。【素能应用】例2 某课外活动小组设计的实验室制取较多乙酸乙酯的装置如图所示,A中放有乙醇、无水醋酸钠和浓硫酸,B中放有饱和碳酸钠溶液。已知:无水CaCl2可与乙醇形成难溶于水的物质CaCl26C2H5OH;有关有机化合物的沸点:乙醚34.7 ,乙醇78.5 ,乙酸118 ,乙酸乙酯77.1 。试回答: (1)A中浓硫酸的作用是;若用同位素18O示踪法
13、确定反应产物水分子中氧原子的提供者,写出能表示18O位置的化学方程式: 。 (2)球形管C的两个作用是、,若反应前向B中溶液滴加几滴酚酞,溶液呈红色,反应结束后B中的现象是。 (3)从B中分离出的乙酸乙酯中还含有一定量的乙醇、乙醚和水,应先加入无水氯化钙,过滤分离除去;再加入无水硫酸钠干燥,然后进行蒸馏,收集77 左右的馏分,以得到较纯净的乙酸乙酯。 答案 (1)制乙酸、催化剂、吸水剂 (2)冷凝蒸气防止倒吸溶液分层,上层为无色油状液体,下层溶液颜色变浅(3)乙醇(或CaCl26C6H5OH)【变式设问】(1)实验时,烧瓶A中除了加入乙醇、无水醋酸钠和浓硫酸外,还应加入少量碎瓷片,其作用是什么
14、?提示 防止暴沸。(2)若开始加热后,发现烧瓶A中忘记加入碎瓷片,应如何操作?提示 停止加热,待烧瓶A冷却后再加入碎瓷片。技巧点拨酯化反应的断键方式为“酸脱羟基醇脱氢”,可运用同位素示踪法确定。 变式训练2取某一元醇13.00 g跟乙酸混合后,加入浓硫酸并加热,若反应完毕时,制得乙酸某酯15.80 g,回收该一元醇1.40 g,则该一元醇是()A.C7H15OHB.C6H13OHC.C5H11OHD.C2H5OHA规律方法制取乙酸乙酯的注意事项口诀加入乙醇加乙酸,混匀之后加硫酸。外加碎瓷防暴沸,催化吸水求硫酸。导管导气兼冷凝,为防倒吸液上面。产品除杂不可少,除酸除醇靠纯碱。素养脉络1.除去乙酸
15、乙酯中的乙酸最好的方法是()A.用水洗B.用盐酸洗C.用氢氧化钠溶液洗D.用饱和Na2CO3溶液洗D素养巩固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.分别滴加紫色石蕊溶液C3.在3支试管中分别加入:1 mL乙酸乙酯和3 mL水1 mL 溴苯和3 mL水1 mL乙酸和3 mL水。图中3支试管从左到右的排列顺序为()A.B.C.D.D4.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脱去羟基,醇脱去羟基上的氢原子D.酯化反应属于取代反应
16、A5.“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) 。 答案 (1)CH3COOH+CH3CH2OH 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+Na2CO32CH3COONa+CO2+H2O
