归纳与整理

乙酸 羧酸【教学目标】1、使学生了解乙酸的结构和用途。2、使学生掌握乙酸的性质。3、使学生掌握羧酸的通式和通性。4、使学生掌握酯化反应的概念和乙酸乙酯的制取。5、使学生了解酯的水解，它与酯化反应是一对可逆反应。1、使学生了解乳酸的结构和性质。2、使学生了解乙酰水杨酸的结构性质。3.使学生了解酯化反应和酯的水解。【知识讲解】 一、乙酸 1、结构：分子式：C2H4O2，最简式：CH2O（与甲醛的分子式相同）结构简式：CH3CHO（可看作由CH3和COOH两种基团构成）2、物理性质乙酸俗称醋酸，它是一种无色有刺激性气味的液体，易挥发，熔、沸点较低，其熔点为16.6时，因此当温度低于16.6时，乙酸就凝成像冰一样的晶体，故无水乙酸又称冰醋酸。它易溶于水和乙酸等溶剂（因而乙酸不能将Cl2、Br2、I2等单质从其水溶液中萃取出来。）OOOOO3、化学性质主要由官能团COOH（羧基）决定1）酸性 CH3COOH CH3COO-+H+OO说明：羧基（-COOH）不能看作是由C和-OH简单结合在一起形成的，因而COOH的性质也不能看作醛、酮中C的性质加上醇、酚中OH的性质。因为COH中C与OH相互影响，使COH中的C不能与H2发生加成反应，COH中的OH比醇、酚中的OH一般更易电离出H+。 可使紫色石蕊试液变成红色。可与较活泼的金属反应产生H2，如：2CH3COOH+Zn=（CH3COO）2Zn+H2可与某些金属氧化物反应，如：2CH3COOH+CuO=(CH3COO)2Cu+2H2O可与某些碱反应：如2CH3COOH+Cu(OH)2=(CH3COO)2Cu+2H2O说明：CH3COOH虽是一种弱酸，但其许多盐却是可溶的，如：(CH3COO)2Zn、(CH3COO)2Cu、(CH3COO)2Pb、(CH3COO)2Hg等。可与某些弱酸盐反应：如：2CH3COOH+CaCO3=(CH3COO)2Ca+CO2+H2O（说明CH3COOH的酸性比H2CO3强）说明：由于CH3COOH是一种易挥发性酸，因而所得CO2中含少量CH3COOH(g)，可通过饱和NaHCO3溶液除去。2)酯化反应含氧酸和醇在一定条件下，生成酯和水的反应。浓H2SO41818CH3COOH+CH3CH2 OH CH3CO OCH2CH3+H2O (乙酸乙酯)说明：酯化反应也属于取代反应，它是取代反应中的一种。浓H2SO4的作用：催化剂，吸水剂。酯化反应一般条件：浓H2SO4、加热。酯化反应的特点：一般用“ ”表示。酯化反应的本质：含氧酸羧基中的OH与醇的羟基上的H原子结合成水，其余部分相互结合成酯(可通过同位素原子示踪法来测定该反应的机理。)无机含氧酸也可与醇反应生成酯，如CH3CH2OH+HONO2 CH3CH2ONO2(硝酸乙酯)+H2O饱和Na2CO3溶液的作用：A 降低乙酸乙酯的溶解度，使乙酸乙酯容易分层析出。 B 溶解乙酸乙酯中的乙酸、乙醇，便于闻到乙酸乙酯的香味。导管不能插入到饱和Na2CO3液面下，防止由于加热不均匀而造成Na2CO3溶液被倒吸入到反应的试管中。酯化反应既是含氧酸的性质，也是醇的性质。二、羧酸由烃基和羧基(COOH)相连而构成的化合物。通式可表示为RCOOH。COOH 饱和脂肪酸：如CH3COOH等。 脂肪酸 烃基 不饱和脂肪酸：如CH2=CHCOOH等 芳香酸：如 等。 低级脂肪酸 1、分类 碳原子数 高级脂肪酸：如硬脂酸：(C17H35COOH)，软脂酸(C15H31COOH)， 油酸(C17H33COOH) 一元酸 羧基 二元酸：如乙二酸(HOOCCOOH)，己二酸HOOC(CH2)4COOH 多元酸：2、饱和一元酸：CnH2n+1COOH(或CnH2nO2)C2H5CH31)命名与醛的命名相似如CH3CHCHCH2CH2COOH 5甲基4乙基己酸说明：羧酸的命名不作重点要求，只要求能够根据简单羧酸的名称能写出其结构简式。2)同分异构体饱和一元羧酸CnH2n+1COOH的羧酸类异构体数目由烷基CnH2n+1的异构体数决定，两者是相等的。如已知丁基C4H9有4种异构体；则C5H10O2也有4种羧酸异构体。3)物理性质：低级脂肪酸一般能溶于水，而高级脂肪酸一般难溶于水。4)化学性质与乙酸相似，重点要求掌握与醇发生的酯化反应。浓H2SO4RCOOH+ROH RCOOR+H2OO3、特殊的羧酸1)甲酸：HCOH，俗称蚁酸，具有醛基和羧基的通性，是最简单的一种有机酸，其酸性比乙酸强。能发生中和反应与酯化反应：HCOOH+NaOH=HCOONa+H2O HCOOH+ROH HCOOR+H2O氧化反应HCOOH可被银氨溶液、新制的Cu(OH)2悬浊液氧化。也可被KMnO4、Br2水等试剂所氧化。HCOOH+2Ag(NH3)2OH CO2+2Ag+4NH3+2H2OHCOOH+2Cu(OH)2 CO2+Cu2O+3H2O说明：甲酸、甲酸盐、甲酸酯中都含CHO，因而它们都可与银氨溶液、新制的Cu(OH)2悬浊液等发生反应。2)乙二酸：HOOCCOOH(俗名：草酸)酸性酯化反应：HOOCCOOH+CH3CH2OH HOOCCOOCH2CH3(乙二酸单乙酯)+H2O HOOCCOOH+2CH3CH2OH CH3CH2OOCCOOCH2CH3(乙二酸二乙酯)+2H2O HOOCCOOCH2CH2OH+H2O(乙二酸单乙二酯)OOOO HOOCCOOH+HOCH2CH2OH OO +2H2O (乙二酸乙二酯) 缩聚反应：nHOOCCOOH+nHOCH2CH2OH CCOCH2CH2On+2nH2O三、酯1、书写及命名某酸某酯CH3CH2ONO2硝酸乙酯 (CH3CH2O)3P=O 磷酸乙酯C17H35COOCH2 C17H33COOCH2C17H35COOCH2 硬脂酸甘油酯 C17H33COOCH 油酸甘油酯COOCH2C17H35COOCH2 C17H33COOCH2 苯甲酸苯甲酯 CH2=CHCOOCH3丙烯酸甲酯。2、饱和酯由饱和一元酸与饱和一元醇酯化反应得到的酯，可用通式表示：OCmH2m+1COCnH2n+1(或CnH2nO2)说明：符合CnH2nO2通式的有机物常见的为羧酸或酯(也可能为其它类的有机物)。因此在写分子组成符合CnH2nO2通式的同分异构体时 ，常需考虑羧酸和酯两类物质。如：C3H6O2 它的羧酸及酯类异构体有 CH3CH2COOH、HCOOC2H5、CH3COOCH31818H+或OH-3、化学性质水解反应RCOOR+ H2 O RCO OH+ROH说明：酯的水解反应既可在酸性条件下进行，也可碱性条件下进行。当在性条件下进行时，一般用酸的稀溶液，且水解程度较小，用“ ”表示；而在碱性条件下水解时，由于生成羧酸可和碱发生中和反应，因而水解程度较大，可用“”表示，反应可写成：RCOOR+OH-RCOO-+ROHOO该反应中的加热一般用水浴加热，而不用酒精灯直接加热，因酯的沸点一般较低，易挥发。该水解反应的实质：CO中，CO单键断裂，水分子中的OH接到C上，形成羧酸，而水分子中的H原子则接到O上形成HO。例1、只用水就能鉴别的一组物质是（ ）A、苯、乙酸、四氯化碳 B、乙醇、乙醛、乙酸C、乙醛、乙二醇、硝基苯 D、苯酚、乙醇、甘油分析：题给选项中易溶于水的物质有：乙酸、乙醇、乙醛、乙二醇、甘油等；不溶或难溶于水且比水轻的有：苯；难溶于水且比水重的有四氯化碳、硝基苯、苯酚等。四个选项中，只有A中三物质在溶解性及密度上各有差异。故本题答案为A。丙烯CO、H2催化剂催化剂O2MC3H4OA属x反应H2、催化剂B催化剂O2N浓H2SO4DC7H12O2属y反应高分子涂料例2、有一种广泛应用于汽车、家电产品上的高分子涂料，是按下列流程生产的，图中的M(C3H4O)和A都可以发生银镜反应，N和M的分子中碳原子数相等，A的烃基上一氯取代位置有三种。试写出：(1)物质的结构简式：A ，M ；物质A的同类别的同分异构体为 。(2)N+B D的化学方程式 。(3)反应类型：x ，y： 。CH3分析：解本题的关键是M的结构简式的确定。题给条件中M的信息较为丰富：M能发生银镜反应，表明其分子中含有CHO；又M的化学式为C3H4O，除去CHO外，其烃基为C2H3，只可能为CH2=CH；再加上M是丙烯催化氧化的产物，且还可以继续氧化为N。因此M一定是CH2=CHCHO，它氧化后的产物N为CH2=CHCOOH。根据D的化学式及生成它的反应条件，B与N生成D的反应只能属于酯化反应；即B+C3H4O2(N) C7H12O2(D)+H2O，由质量守恒定律可推得B的分子式应为：C4H10O，即B为丁醇，故A为丁醛。根据A的烃基上一氯取代物有三种，则A的结构简式为CH3CH2CH2CHO，它的同类物质的同分异构体为： CH3CHCHO。CH3D的结构简式为：CH2=CHCOOCH2(CH2)2CH3。故本题答案为：(1)CH3CH2CH2CHO，CH2=CHCHO，CH3CHCHO浓H2SO4(2)CH3CH2CH2CH2OH+CH2=CHCOOH H2O+CH2=CHCOOCH2(CH2)2CH3 (3)加成反应，加聚反应。例3、A、B、C三种饱和一元羧酸，它们的式量之比为23:30:44，若把5molA、3molB和2molC均匀混合，取此混合物5.86g恰好中和0.5molL-1Ba(OH)2溶液100ml，试求A、B、C的结构简式；并写出能发生银镜反应的B的同分异构体结构式。分析：三种不同的羧酸，均不知具体的式量，惟一明显的线索是混合羧酸与Ba(OH)2间的定量反应，最终要推算出三种羧酸各为什么，初看起来，似乎无处下手。但只要冥心静思，便可发现许多线索或突破口：由中和反应的实质知n(COOH)=n(OH-)，即为5.86g混合一元羧酸的总的物质的量；在此基础上，可挖掘出一个关键量；再根据3种羧酸的式量之比和混合羧酸的组成配比，得A的式量为23x，则B、C的式量分别为30x和44x，只含一个未知数(x)，利用平均式量，便可列式求解。解答：设A的式量为23x，则B、C的式量分别为30x和44x，与Ba(OH)2反应的混合羧酸的平均分子式为RCOOH，反应的羧基(COOH)的物质的量之和为y，则2RCOOH Ba(OH)22mol 1moly 0.5mol L-10.1L 得：那么，混合一元羧酸的平均式量为：，得x=2CH3故A的式量为46，由CnH2nO2知式中n=1，A为HCOOH；B的式量为60，由CnH2nO2，得n=2，结构简式为CH3COOH，且能发生银镜反应的B的同分异构体的结构式为HCOOCH3；又C的式量为88，由CnH2nO2得n=4，结构简式可能为CH3CH2CH2COOH或CH3CHCOOH。【一周一练】 一、选择题1、下列说法中正确的是（ ）A、只有链烃基与羧基直接相连才叫羧基B、饱和一元脂肪酸的组成符合通式CnH2nO2C、羧酸的酸性都比碳酸的弱COOHCH3D、甲酸乙酯，乙酸甲酯，丙酯互为同分异构体2、邻甲基苯甲酸 有多种同分异构体，其中属于酯类且结构中含有苯环和甲基的同分异构体有（ ）A、3种 B、4种 C、5种 D、6种3、由某一元芳香醇A和一元羧酸B形成的酯的相对分子质量为212，分子内碳原子数量氢和氧原子数之和，该酯不能使溴的四氯化碳溶液褪色。又知A可以氧化成B。下列有关叙述正确的是（ ）A、A的相对分子质量比B大16B、该酯分子结构中一定不存在双键C、B的相对分子质量比A大14D、酯、A、B3种分子中都含有一种相对分子质量大于60的相同基团4、某物质中可能有甲醇、甲酸、乙醇、甲酸乙酯几种物质中的一种或几种，在鉴定有下列现象：有银镜反应加入新制Cu(OH)2悬浊液，沉淀不溶解。与含有酚酞的NaOH溶液共热时发现溶液中红色逐渐变浅至无色。下列叙述正确的是（ ）A、有甲酸乙酯和甲酸 B、有甲酸乙酯和乙醇C、有甲酸乙酯，可能有甲醇 D、几种物质都有 5、下列说法正确的是（ ） A、酸和醇发生的反应一定是酯化反应 B、酯化反应中羧酸脱去羧基中的羟基，醇脱去羟基的H原子 C、浓H2SO4在酯化反应中只起催化作用 D、欲使酯化反应生成的酯分离并提纯，可将酯蒸气的导管伸入饱和碳酸钠溶液的液面下，再用分液分离6、下列物质中，C、H元素质量比固定的是（ ）A、羧酸 B、芳香烃 C、饱和一元醇 D、烯烃 7、某有机物mg与过量钠反应生成VL气体。该有机物mg与过量小苏打反应，生成相同状况下的气体VL。则此有机物可能是下列中的（ ）A、HO(CH2)2CHO B、HO(CH2)2COOH C、HOOC-COOH D、(CH3)3CCOOH8、A、B、C、D都是含C、H、O的单官能团化合物，A水解得B和C，B氧化可以得到C或D，D氧化也可得到C。若M(X)表示X的摩尔质量，则下式中正确的是（ ）A、M(A)=M(B)+M(C) B、2M(D)=M(B)+M(C)C、M(B)M(D)M(C) D、M(D)M(B)M(C)9、某一元醇10g与乙酸反应生成乙酸某酯的质量为11.52g，反应后又回收该醇1.8g，则醇的相对分子质量为（ ）A、88 B、102 C、116 D、196 10、重氮甲烷能与酸性物质反应：如：RCOOH+CH2N2RCOOCH3+N2。下列物质中能与重氮甲烷反应，但产物不是酯的是（ ）A、HCHO B、C6H5CH2OH C、C6H5COOH D、C6H5OH11、把9.0g乙二酸和某二元醇混合，在一定条件下完全酯化，生成wg环酯和3.6g水，则该醇的相对分子质量可以表示为（ ）A、10w-54 B、5w+13.5 C、45w-3.67 D、2w+10.8二、填空题11、有4种相同浓度的溶液(蚁酸 碳酸 乙酸 石炭酸)它们的酸性由强到弱的顺序是 .12、现有乙酸乙酯、乙酸、乙醇的混合物，采取适当步骤回收乙酸乙酯、乙酸和乙醇，请在下面（ ）内填写所用试剂，在 内填写所用分离方法，在 内填写有关物质的名称乙酸乙酯乙 酸乙 醇()()13、A是一种酯，分子式是C14H12O2，A可以由醇B和羧酸C发生酯化反