1、第一课时 羧酸第四节 羧酸 羧酸衍生物一、羧酸1.组成与结构定义：分子中烃基（或氢原子）和羧基（COOH）相连的化合物属于羧酸官能团：羧基 COHO饱和一元羧酸通式：CnH2n1COOHCmH2mO2或COOH与比它多一个碳原子的饱和一元醇Cm1H2(m1)2O等式量。2、分类：烃基不同脂肪酸芳香酸羧基数目一元羧酸二元羧酸多元羧酸羧酸低级脂肪酸低级脂肪酸高级脂肪酸高级脂肪酸硬脂酸C17H35COOH软脂酸C15H31COOH 油酸C17H33COOH白色固体白色固体液体甲酸、丙烯酸等乙二酸等甲酸(蚁酸) HCOOH柠檬酸HOCCOOHCH2COOHCH2COOH乙二酸（草酸）COOHCOOHC
2、H3COOH乙酸（醋酸）苯甲酸（安息香酸）COOHCH3CHCOOHOH乳酸3.常见的羧酸 乙酸属于一元弱酸,具有酸的通性,酸性比碳酸强。乙酸具有酸的通性,与Na:2CH3COOH+2Na2CH3COONa+H2;与NaOH:CH3COOH+NaOHCH3COONa+H2O;与Na2CO3:2CH3COOH+Na2CO32CH3COONa+CO2+H2O。乙酸与乙醇在浓硫酸的催化并加热条件下发生酯化反应生成乙酸乙酯和水。（1）乙酸）乙酸（2）甲酸）甲酸结构特点：既有羧基又有醛基结构特点：既有羧基又有醛基化学性质化学性质醛基醛基羧基羧基氧化反应氧化反应( (如银镜反应如银镜反应) )酸性，酯化反
3、应酸性，酯化反应 O HCOH蚁酸蚁酸( (甲酸甲酸) )HCOOH具有具有醛和和羧酸的性质的性质甲酸是一种无色、有甲酸是一种无色、有刺激性气味的液体，有腐蚀性，能与水、乙醇等互溶。气味的液体，有腐蚀性，能与水、乙醇等互溶。羧基醛基具有还原性用途：工业上作还原剂，也是合成医药、农药和染料等的原料(3)苯甲酸苯甲酸俗称安息香酸俗称安息香酸苯甲酸是一种无色晶体，易升华，微溶于水，易溶于乙醇。苯甲酸可以用于合成香料、药物等，它的钠盐是常用的食品防腐剂。COOH乙二酸是二元羧酸，无色晶体，可溶于水和乙醇。（(COOH)2H2O），加热至100时失水成无水草酸常用于化学分析的还原剂。也是重要的化工原料。
4、(4)乙二酸俗称草酸COOHCOOHHOOC-COOH HOOHCOCO名称甲酸苯甲酸乙二酸俗称蚁酸安息香酸草酸结构简式HCOOH物理性质无色、有刺激性气味的液体,有腐蚀性,能与水、乙醇等互溶无色晶体,易升华,微溶于水,易溶于乙醇无色晶体,通常含有两分子结晶水,可溶于水和乙醇名称甲酸苯甲酸乙二酸化学性质既表现羧酸的性质,又表现醛的性质表现羧酸的性质表现羧酸的性质用途工业上可用作还原剂,也是合成医药、农药和染料等的原料用于合成香料、药物等,它的钠盐是常用的食品防腐剂化学分析中常用的还原剂,也是重要的化工原料【思考与讨论】如何鉴别甲酸和乙酸?提示利用银氨溶液或新制的氢氧化铜。甲酸和乙酸都具有羧酸的
5、性质,但甲酸又具有醛的性质。几种羧酸的熔点和沸点名称结构简式熔点/沸点/甲酸HCOOH8101乙酸CH3COOH17118丙酸CH3CH2COOH21141正丁酸CH3CH2CH2COOH5166十八酸（硬脂酸）CH3(CH2)16COOH70383苯甲酸 COOH122249水溶性：甲酸、乙酸等分子中碳原子数较少的羧酸能够与水互溶。随着分子中碳原子数的增加，一元羧酸在水中的溶解度迅速减小，甚至不溶于水。高级饱和脂肪酸是不溶于水的蜡状固体。4.羧酸的物理性质 熔沸点：随着分子中碳原子数的增加，熔沸点逐渐升高。羧酸与相对分子质量相当的其他有机化合物相比，沸点较高，这与羧酸分子间可以形成氢键有关。
6、 羧酸的化学性质主要取决于羧基官能团。由于受氧原子电负性较大等因素的影响，当羧酸发生化学反应时，羧基结构中下面两个部位的化学键容易断裂：5.羧酸的化学性质 （1）酸性 羧酸是一类弱酸,具有酸类的共同性质。与指示剂、H前金属、碱、碱性氧化物、盐反应HCOOH与与NaHCO3反应：反应：HCOOHHCOOHNaHCONaHCO3 3=HCOONa=HCOONaCOCO2 2H H2 2O O苯甲酸与苯甲酸与NaOH反应：反应：乙二酸与乙二酸与NaOH反应：反应： 甲酸、苯甲酸和乙二酸的酸性实验对象甲酸苯甲酸乙二酸实验操作 分别取0.01 molL-1三种酸溶液,滴入紫色石蕊溶液 分别取0.01 m
7、olL-1三种酸溶液,测pH现象紫色石蕊溶液变红色pH大于2结论甲酸、苯甲酸和乙二酸具有弱酸性思考与讨论：利用下图所示仪器和药品，设计一个简单的一次性完成的实验装置，比较乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱。请写出各装置中发生反应的化学方程式。CH3COOHABCNa2CO3饱和NaHCO3溶液苯酚钠溶液D EF GHJ注：D、E、F、G分别是双孔橡胶塞上的孔I设计实验如下CH3COOHNa2CO3饱和NaHCO3溶液苯酚钠溶液有气泡生成溶液变浑浊2CH3COOH+Na2CO32CH3COONa+H2O+CO2 CH3COOH+NaHCO3CH3COONa+H2O+CO2 CO2+H2O+C6H5ONa
8、C6H5OH+NaHCO3接口的顺序：ADEBCFGHIJ结论：酸性：乙酸 碳酸 苯酚以上比较乙酸、碳酸和苯酚溶液酸性强弱的装置中，饱和NaHCO3溶液的作用是什么？可否将其撤去?饱和NaHCO3溶液的作用是除去CO2中的乙酸蒸气,防止对碳酸酸性大于苯酚的检验产生干扰,故不能撤去。(2)酯化反应酯化反应(乙酸与乙醇反应乙酸与乙醇反应)乙酸与乙醇的酯化反应方程式：乙酸与乙醇的酯化反应方程式：断键位置:乙醇乙酸浓硫酸饱和Na2CO3溶液ab【实验要点注意】（1）反应机理：酸脱羟基 醇脱氢（2）醇和含氧酸起作用，生成酯和水的反应，称为酯化反应(属于取代反应)。并不是酸和醇的反应均为酯化反应，如乙醇和
9、氢卤酸反应。（3）浓硫酸的作用：催化、吸水(因为反应可逆)（4）导气管不伸入液面以下的原因：防止倒吸（由于受热不均引起倒吸）（5）饱和Na2CO3的作用：反应乙酸；溶解蒸出的乙醇；降低酯的溶解性，便于分层（盐析）。思考与讨论：乙酸与乙醇的酯化反应，从形式上看是羧基与羟基之间脱去一个水分子。脱水时有以下两种可能的方式，你能设计一个实验方案来证明是哪一种吗？浓硫酸CH3COHHOC2H5 CH3COC2H5H2OOO 浓硫酸CH3COHHOC2H5 CH3COC2H5H2OOO 说明酯化反应时，羧基脱说明酯化反应时，羧基脱OH，醇羟基脱，醇羟基脱H。我们可以用同位素示踪法用含有示踪原子的用含有示踪
10、原子的CH3CH218OH与与CH3COOH反应，反应，证实乙酸与乙醇的酯化反应是乙酸分子中羧基的羟基与乙醇分子中羟基的氢原子结合成水，其余部分相互结合成酯，其反应可用化学方程式表示如下：思考与讨论： 在制取乙酸乙酯的实验中，如果要提高乙酸乙酯的产率，你认为应当采取哪些措施？请结合化学反应原理的有关知识进行说明。1.某有机化合物能与碳酸氢钠溶液反应产生无色气体,则该有机化合物分子中含有的官能团是什么?提示该有机化合物分子中一定含有羧基。2.用食醋浸泡有水垢(主要成分CaCO3)的暖瓶,可以清除其中的水垢。清除水垢利用了醋酸的什么性质?通过这个事实你能比较出醋酸与碳酸的酸性强弱吗?写出反应的化学
11、方程式。提示利用食醋清除水垢是利用了醋酸的酸性,该反应的发生可以说明CH3COOH的酸性比H2CO3的酸性强,化学方程式为2CH3COOH+CaCO3(CH3COO)2Ca+H2O+CO2。典型物质中羟基氢原子活泼性比较羟基氢原子活泼性的比较物质醇水酚低级羧酸羟基氢原子活泼性在水溶液中电离程度不电离难电离微弱电离部分电离酸碱性中性中性很弱的酸性弱酸性与Na反应反应放出H2反应放出H2反应放出H2反应放出H2与NaOH反应不反应不反应反应反应与NaHCO3反应不反应水解不反应反应放出CO2与Na2CO3反应不反应水解反应生成NaHCO3反应放出CO2记住记住：羟基氢的活泼性：羟基氢的活泼性(酸性
12、酸性): 即：电离出的即：电离出的H+能力能力CH3COOHH2CO3HCO3-H2OC2H5OHC6H5OH能与NaHCO3反应生成气体是COOH的检验方法。结论：羟基的活性：羧酸酚醇。【特别警示】羟基氢活泼性的比较注意事项(1)羧酸均为弱酸，低级羧酸，酸性一般比H2CO3强，但高级脂肪酸酸性很弱。不同的羧酸酸性也不相同。酸性关系:甲酸苯甲酸乙酸丙酸。(2)苯酚能与碳酸钠溶液反应,但是不会产生CO2气体。某有机物能与碳酸氢钠溶液反应产生CO2气体,说明该有机物中一定含有羧基。(1)水溶液显酸性的有机化合物都属于羧酸。 ()提示：苯酚的水溶液也显酸性。(2)所有的羧酸都易溶于水。()提示：随着
13、分子中碳原子数的增加,一元羧酸在水中的溶解度迅速减小。(3)乙酸、乙醇分子间均易形成氢键。()提示：乙酸、乙醇分子中含有极性较强的OH,故分子间均易形成氢键。(4) 可以表现酮和醇的性质。()提示：羰基与羟基相连,相互影响,形成不同于酮和醇的性质的羧基。1判断正误判断正误(对的在括号内打对的在括号内打“”，错的在括号内打错的在括号内打“”。)(5)乙酸的酸性比H2CO3强,可以溶解石灰石。()提示：乙酸的酸性比H2CO3强,根据“强酸制弱酸”的规律可知,醋酸可以溶解石灰石。(6)含18O的乙醇与乙酸发生酯化反应生成的H2O中含18O。()提示：发生酯化反应时,醇断裂的是OH,羧酸断裂的是CO,
14、18O只能到乙酸乙酯中去。(7)1 mol C2H5OH和1 mol CH3COOH在浓硫酸作用下加热可以完全反应生成1 mol CH3COOC2H5。()提示：酯化反应为可逆反应,反应物不可能完全反应。2.下列说法正确的是()A.只有链烃基与羧基直接相连的化合物才叫羧酸B.饱和一元脂肪酸的组成符合通式CnH2nO2C.羧酸在常温下都呈液态D.羧酸的官能团是COOH解析：烃基(或氢原子)与羧基直接相连的化合物就是羧酸,A项错误;饱和一元脂肪酸的组成符合通式CnH2nO2,B项正确;高级脂肪酸在常温下呈固态,C项错误;书写官能团的结构简式不能漏掉“”,羧基应该写作COOH,D项错误。B3.下列关
15、于乙酸的说法正确的是()A.常温下是一种无色无味的液体B.能与乙醇发生酯化反应C.不能与NaHCO3反应放出CO2D.能与溴水发生加成反应解析：乙酸具有刺激性气味,A项错误;含COOH,能与乙醇发生酯化反应,B项正确;含COOH,能与NaHCO3反应放出CO2,C项错误;不含碳碳双键、三键,不能与溴水发生加成反应,D项错误。B4.酯化反应是有机化学中的一类重要反应,下列对酯化反应理解不正确的是()A.酯化反应的产物只有酯B.酯化反应可看成取代反应C.酯化反应是有限度的D.浓硫酸可作酯化反应的催化剂解析：A项,酯化反应的产物还有水;B项,酯化反应属于取代反应,B项正确;C项,酯化反应是可逆反应;
16、D项,常用浓硫酸作酯化反应的催化剂和吸水剂。A5.分枝酸可用于生化研究,其结构简式如下图。下列关于分枝酸的叙述正确的是()A.分子中含有2种官能团B.可与乙醇、乙酸反应,且反应类型相同C.1 mol分枝酸最多可与3 mol NaOH发生中和反应D.可使溴的CCl4溶液、酸性KMnO4溶液褪色,且原理相同解析：分子中含有羟基、羧基、醚键、碳碳双键4种官能团,A项错误;该物质可与乙醇、乙酸发生酯化反应,反应类型相同,B项正确;1 mol分枝酸最多可与2 mol NaOH发生中和反应,C项错误;褪色原理不相同,前者发生的是加成反应,后者发生的是氧化反应,D项错误。B6某同学利用下列装置探究苯酚、甲酸
17、、碳酸的酸性强弱，下列说法不某同学利用下列装置探究苯酚、甲酸、碳酸的酸性强弱，下列说法不正确的是正确的是()A装置装置a中试剂为甲酸，中试剂为甲酸，b中试剂为碳酸钠中试剂为碳酸钠固体固体B装置装置c中试剂为饱和碳酸氢钠溶液中试剂为饱和碳酸氢钠溶液C装置装置d中试剂为苯酚溶液中试剂为苯酚溶液D酸性强弱顺序为甲酸酸性强弱顺序为甲酸碳酸碳酸苯酚苯酚解析：装置a中试剂为甲酸，b中试剂为Na2CO3固体，c中试剂为饱和NaHCO3溶液，用于除去CO2中的甲酸蒸气，CO2通入苯酚钠溶液(d)中；根据实验现象可探究苯酚、甲酸、碳酸的酸性强弱顺序：甲酸碳酸苯酚。综合上述分析C项错误。C7某有机物的结构简式为某
18、有机物的结构简式为 ，下列关于它的性质的，下列关于它的性质的叙述中不正确的是叙述中不正确的是()A该有机物具有酸性，能与纯碱反应该有机物具有酸性，能与纯碱反应B该有机物可以水解，且水解产物只有一种该有机物可以水解，且水解产物只有一种C1 mol该有机物最多能与该有机物最多能与7 mol NaOH反应反应D该有机物能与溴水发生取代反应该有机物能与溴水发生取代反应解析：该物质的苯环上连有羧基，因此具有酸性，羧基和酚羟基均能与纯碱反应，A选项正确；该物质中含有酯基，因此可以发生水解反应，且水解产物只有一种(3,4,5-三羟基苯甲酸)，B选项正确；能与NaOH反应的有5个酚羟基、1个酯基、1个羧基，其
19、中酯基水解后生成1个羧基和1个酚羟基，所以1 mol该有机物最多能与8 mol NaOH反应，故C选项错误；酚羟基的邻位和对位上的氢原子易被溴取代，故该有机物能与溴水发生取代反应，D选项正确。C8某有机物具有下列性质：某有机物具有下列性质：能发生银镜反应；能发生银镜反应；滴入石蕊溶液不变色；滴入石蕊溶液不变色；加入少量碱液并滴入酚酞溶液，加热后红色消失。则原有机物可能是下加入少量碱液并滴入酚酞溶液，加热后红色消失。则原有机物可能是下列物质中的列物质中的()A甲酸乙酯甲酸乙酯B乙酸甲酯乙酸甲酯 C乙醛乙醛 D甲酸甲酸解析：能发生银镜反应的有机物，其分子结构中一定含有醛基，排除选项B；滴入石蕊溶液
20、不变色，说明溶液不呈酸性，即不含有羧基，排除选项D；加入少量碱液并滴入酚酞溶液，加热后红色消失，说明该有机物能与碱溶液发生反应，排除选项C。A9下列关于羧酸化学性质的说法中，正确的是下列关于羧酸化学性质的说法中，正确的是()A羧酸是弱酸，其酸性比碳酸的弱羧酸是弱酸，其酸性比碳酸的弱B羧酸能够发生酯化反应，该反应也是取代反应羧酸能够发生酯化反应，该反应也是取代反应C羧酸发生化学反应的部位只有羧基羧酸发生化学反应的部位只有羧基D羧酸一定是由烃基与羧基连接而成羧酸一定是由烃基与羧基连接而成解析：A项，有的羧酸比H2CO3的酸性强，有的比H2CO3的酸性弱；C项，有的羧酸烃基也可以反应，如不饱和烃基的
21、加成反应；D项，甲酸分子是氢原子与COOH相连而成。B10某同学在学习了乙酸的性质后，根据甲酸的结构某同学在学习了乙酸的性质后，根据甲酸的结构( )对对甲酸的化学性质进行了下列推断，其中不正确的是甲酸的化学性质进行了下列推断，其中不正确的是()A能与碳酸钠溶液反应能与碳酸钠溶液反应B能发生银镜反应能发生银镜反应C不能使酸性不能使酸性KMnO4溶液褪色溶液褪色D能与单质镁反应能与单质镁反应解析：甲酸分子中含有醛基和羧基两种官能团，具有醛与羧酸的双重性质。C11巴豆酸的结构简式为巴豆酸的结构简式为CH3CH=CHCOOH。现有。现有HCl溴的四溴的四氯化碳溶液氯化碳溶液纯碱溶液纯碱溶液2-丁醇丁醇
22、酸性酸性KMnO4溶液，根据巴豆酸溶液，根据巴豆酸的结构特点，判断在一定条件下能与巴豆酸反应的物质是的结构特点，判断在一定条件下能与巴豆酸反应的物质是()AB C D解析：因为含有 ，所以巴豆酸可以与HCl、Br2发生加成反应，也可以被酸性KMnO4溶液氧化；因为含有COOH，所以可与2-丁醇发生酯化反应，也可与Na2CO3反应。D12.已知某有机化合物的结构简式为请回答下列问题:(1)当和反应时,可转化为(2)当和反应时,可转化为(3)当和反应时,可转化为(4)向溶液中通入足量CO2时,反应后溶液中溶质的成分是。NaHCO3NaOH(或Na2CO3)NaNaHCO3和解析：首先判断出该有机化合物所含官能团为羧基(COOH)、酚羟基(OH)和醇羟基(OH),然后判断各官能团活泼性:羧基酚羟基醇羟基,最后利用官能团的性质解答。由于酸性:COOHH2CO3酚羟基 ,所以(1)中应加入NaHCO3,只与COOH反应;(2)中加入NaOH或Na2CO3,与酚羟基和COOH反应;(3)中加入Na,与三种官能团都反应。(4)酸性:COOHH2CO3酚羟基,可据“强酸制弱酸”原理得出结论。
