第2課時乙酸官能團與有機化合物的分類課標定向目標定位1.認識乙酸中的官能團,認識乙酸的結構及其主要性質與應用。(宏觀辨識與微觀探析)2.以乙烯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯為例認識有機化合物中的官能團,了解有機化合物的分類。(宏觀辨識與微觀探析)厘清重點掌握乙酸的組成、結構和化學性質。掌握酯化反應的原理、實質和實驗操作突破難點深入理解“結構決定性質”這一基本規律。根據乙酸在生產、生活中的應用,進一步認識“結構、性質、用途”之間的關系學習任務一:乙酸的結構與性質必備知識·導學[引入]燒魚時常加醋并加點酒,這樣魚的味道就變得無腥、香醇,特別鮮美。這是為什么呢?一、乙酸的分子結構分子式結構式結構簡式官能團空間填充模型C2H4O2CH3COOH羧基:—COOH二、乙酸的物理性質俗名顏色狀態氣味溶解性揮發性醋酸無色液體強烈刺激性氣味易溶于水和乙醇易揮發[注意]當溫度低于16.6℃時,無水乙酸會凝結成冰一樣的晶體,因此乙酸又稱為冰醋酸。[思考]“冰”“干冰”“冰醋酸”成分各是什么?提示:“冰”是指固態的水;“干冰”是指固態的二氧化碳;“冰醋酸”是指純凈的乙酸,不一定是固態乙酸。三、乙酸的化學性質1.酸性乙酸是一種常見的有機酸,且其酸性強于碳酸,其電離方程式為CH3COOHCH3COO-+H+,具有酸的通性:[注意]所有醋酸鹽均可溶,醋酸鉛可溶但是難電離,是弱電解質。[思考]水垢的主要成分為碳酸鈣,食醋除水垢的原理是什么?請寫出相關反應的化學方程式。提示:食醋中含有3%~5%的乙酸,利用醋酸的酸性除去水垢。發生的反應為2CH3COOH+CaCO3(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑。2.酯化反應(1)實驗裝置:(2)實驗操作、現象及結論實驗操作在試管里先加入3mL乙醇,然后邊振蕩試管邊慢慢地加入2mL濃硫酸和2mL乙酸,加入幾片碎瓷片,并按如圖所示連接裝置,用酒精燈小心均勻加熱,將產生的蒸氣經導管通到飽和碳酸鈉溶液的液面上實驗現象飽和Na2CO3溶液的液面上有無色透明的油狀液體產生;可以聞到香味實驗結論乙酸和乙醇在濃硫酸催化作用下加熱,可生成乙酸乙酯化學方程式CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5+H2O[思考]導管為什么不插入液面下?提示:乙醇、乙酸均易溶于水,易發生倒吸。(3)反應原理酯化反應取代反應+H—O—C2H5酯化反應:酸和醇反應生成酯和水的反應。[思考]乙醇和乙酸反應形成乙酸乙酯時的斷鍵方式是什么?提示:通過同位素原子示蹤法可以獲得反應的信息如下:++H2O。故斷鍵方式為酸脫羥基,醇脫氫。[思考]若乙酸分子中的氧都是18O,乙醇分子中的氧都是16O,則乙醇與過量乙酸在濃硫酸作用下發生酯化反應,一段時間后,分子中含有18O的物質有幾種?提示:3種。根據酯化反應的原理:酸脫羥基醇脫氫,寫出反應的化學方程式:在反應物乙酸、生成物乙酸乙酯和水分子中都存在18O。四、酯酯類物質一般難溶于水,密度比水小,易溶于乙醇、乙醚等有機溶劑。酯的命名取決于生成該酯的酸和醇。乙酸乙酯會與水發生水解反應生成乙酸和乙醇,是酯化反應的逆過程。判對錯·通教材判斷下列說法是否正確,正確的打“√”,錯誤的打“×”。(1)在標準狀況下,醋酸是一種無色有強烈刺激性氣味的液體。 (×)提示:醋酸的熔點為16.6℃,在標準狀況下,醋酸為無色晶體。(2)在酯化反應中,只要乙醇過量,可以把乙酸完全反應生成乙酸乙酯。 (×)提示:酸和乙醇的酯化反應為可逆反應,乙酸不能完全轉化生成乙酸乙酯。(3)酯化反應一定為取代反應。 (√)提示:酯化反應符合取代反應特點。(4)乙醇和乙酸均可以與Na反應放出氫氣,因此含有相同的官能團。 (×)提示:乙醇官能團為羥基,乙酸官能團為羧基。核心要點·歸納1.乙酸的結構與化學性質2.乙酸、水、乙醇、碳酸的性質比較物質乙醇水碳酸乙酸酸堿性中性中性弱酸性弱酸性與Na反應反應反應反應與NaOH不反應不反應反應反應與NaHCO3不反應不反應不反應反應羥基中氫原子的活潑性CH3COOH>H2CO3>H2O>C2H5OH3.酯化反應實驗中的注意事項(1)試劑的加入順序:先加入乙醇,然后沿器壁慢慢加入濃硫酸,冷卻后再加入乙酸。(2)導管末端不能插入飽和Na2CO3溶液中,防止揮發出來的CH3COOH、CH3CH2OH溶于水,造成溶液倒吸。(3)碎瓷片的作用:防暴沸。(4)濃硫酸的作用:①催化劑——加快反應速率。②吸水劑——提高CH3COOH、CH3CH2OH的轉化率。(5)飽和Na2CO3溶液的作用:①降低乙酸乙酯的溶解度。②與揮發出來的乙酸反應。③溶解揮發出來的乙醇。④增大水層密度,便于分層。(6)長導管的作用:導氣;冷凝氣體。(7)酯的分離:采用分液法分離試管中的液體混合物,所得上層液體為乙酸乙酯。微點撥·拓教材酯可以發生取代反應,即酯化反應的逆過程,與水反應生成酸和醇,也稱水解反應。乙酸乙酯在酸性條件下水解生成乙酸和乙醇,在堿性條件下生成乙酸鹽和乙醇。學力診斷·測評1.下列關于乙酸的說法正確的是 ()①乙酸易溶于水和乙醇,其水溶液能導電②無水乙酸又稱為冰醋酸,它是純凈物③乙酸分子里有四個氫原子,所以它不是一元酸④乙酸是一種重要的有機酸,常溫下乙酸是有刺激性氣味的液體⑤1mol乙酸與足量乙醇在濃硫酸作用下可生成88g乙酸乙酯⑥食醋中含有乙酸,乙酸可由乙醇氧化得到A.①②③④B.①②③⑥C.①②④⑥ D.②④⑤⑥【解析】選C。①由于乙酸易溶于水和乙醇,且乙酸為有機酸,溶于水能導電,故①正確;②由于無水乙酸又稱冰醋酸,為一種物質,它屬于純凈物,故②正確;③由于乙酸分子中含有一個羧基,能夠電離出一個氫離子,屬于一元酸,故③錯誤;④乙酸是一種重要的有機酸,常溫下是有刺激性氣味的液體,故④正確;⑤乙酸與乙醇作用生成乙酸乙酯的反應為可逆反應,即乙酸不能完全反應,故⑤錯誤;⑥乙酸可以是乙醇經過氧化反應生成的,故⑥正確。2.(2024·煙臺高一檢測)在實驗室可用如圖所示裝置制取少量乙酸乙酯。有關敘述不正確的是 ()A.用蒸餾法從所得混合溶液中分離出乙酸乙酯B.長導管起冷凝、導氣的作用C.飽和Na2CO3溶液的作用之一是吸收未反應的乙酸D.導管末端不插入飽和Na2CO3溶液中是為了防倒吸【解析】選A。用分液的方法從飽和Na2CO3溶液中分離出乙酸乙酯,故A錯誤;裝置中長導管除了導氣作用外,還具有冷凝的作用,故B正確;制備乙酸乙酯時常用飽和碳酸鈉溶液吸收乙醇和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度,便于分層,故C正確;由于乙醇和乙酸易溶于飽和碳酸鈉溶液,若導管末端插入液面以下,容易發生倒吸現象,所以導管末端不插入飽和Na2CO3溶液中是為了防倒吸,故D正確。【補償訓練】下列關于乙酸的說法不正確的是 ()A.官能團為—COOHB.無色無味,易溶于水C.能與NaOH溶液反應D.能與CH3CH2OH反應【解析】選B。乙酸的官能團為羧基—COOH,故A正確;乙酸具有刺激性氣味,故B錯誤;乙酸具有酸的通性,可以和堿發生中和反應,即能和氫氧化鈉溶液反應,故C正確;乙酸中含有羧基,在催化劑的作用下可與乙醇發生酯化反應,故D正確。學習任務二:官能團與有機化合物的分類必備知識·導學物質類別與所含官能團類別官能團代表物烷烴—CH4甲烷烯烴碳碳雙鍵CH2=CH2乙烯炔烴—C≡C—碳碳三鍵HC≡CH乙炔芳香烴—苯鹵代烴碳鹵鍵(X表示鹵素原子)CH3CH2Br溴乙烷醇—OH羥基CH3CH2OH乙醇醛醛基CH3CHO乙醛羧酸羧基CH3COOH乙酸酯酯基CH3COOCH2CH3乙酸乙酯[結論]不是所有有機化合物中都含有官能團,如烷烴、苯和苯的同系物,分子結構中不含官能團。[思考]和含有的官能團相同嗎?性質相同嗎?提示:二者含有的官能團不同,前者含有羧基,后者含有酯基,因二者所含官能團不同,故性質不同。學力診斷·測評1.(2024·聊城高一檢測)下列各項有機化合物的分類方法及所含官能團錯誤的是()A.醛類B.醇類—OHC.醛類D.CH3COOH羧酸類【解析】選C。A.醛的官能團為—CHO,則HCHO為醛類物質,A正確;B.—OH與苯甲基直接相連,則為醇類,B正確;C.為酯類物質,官能團為—COOR,C錯誤;D.含—COOH,則CH3COOH為羧酸類,D正確。2.(2024·日照高一檢測)下列有機物中,屬于烴的衍生物且含有兩種官能團的是()A.CH3ClB.CH3CH2OHC.CH2=CHCOOH D.CH2=CH2【解析】選C。官能團為—Cl,故A不選;官能團為—OH,故B不選;官能團為碳碳雙鍵、羧基,含C、H、O元素,屬于烴的衍生物且含有兩種官能團,故C選;官能團為碳碳雙鍵,故D不選。【補償訓練】下列物質中屬于羧酸的是 ()A.CH3CH2OH B.CH3CHOC.CH3COOH D.CH3COOCH2CH3【解析】選C。CH3CH2OH屬于醇,故A錯誤;CH3CHO屬于醛,故B錯誤;CH3COOH是由甲基與羧基相連得到,屬于羧酸,故C正確;CH3COOCH2CH3屬于酯,故D錯誤。學情檢測·素養達標1.如圖所示的某有機分子的空間填充模型,黑色的是碳原子,白色的是氫原子,灰色的是氧原子。該物質不具有的性質是 ()A.與氫氧化鈉反應 B.與稀硫酸反應C.發生酯化反應 D.使紫色石蕊溶液變紅【解析】選B。由空間填充模型知,該有機物為CH3COOH。CH3COOH能和NaOH發生中和反應,能使酸堿指示劑變色,能發生酯化反應。2.炒菜時,加入少量的酒和醋,可使菜變得香醇可口,原因是 ()A.有鹽類物質生成 B.有酸類物質生成C.有醇類物質生成 D.有酯類物質生成【解析】選D。酒中含乙醇,醋中含乙酸,二者反應生成少量具有香味的乙酸乙酯。3.(雙選)某學習小組設計以下兩套裝置用乙醇、乙酸和濃硫酸作原料分別制備乙酸乙酯(沸點為77.2℃)。下列說法正確的是 ()A.試劑加入順序:乙醇、濃硫酸、乙酸B.使用飽和碳酸鈉溶液,只能除去乙酸乙酯產品中的乙酸雜質C.可用分液的方法分離出乙酸乙酯D.裝置a比裝置b原料損失少【解析】選A、C。A.制取乙酸乙酯時,為確保實驗安全,先將乙醇加入試管,然后緩慢加入濃硫酸,冷卻到室溫后再加入乙酸,即試劑加入順序:乙醇、濃硫酸、乙酸,A正確;B.收集乙酸乙酯時,需使用飽和碳酸鈉溶液,其作用是去除乙酸、溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度,B不正確;C.實驗制得的乙酸乙酯浮在飽和碳酸鈉溶液的表面,液體分為上下兩層,可用分液的方法分離出乙酸乙酯,C正確;D.裝置b使用水浴加熱,便于控制溫度,可減少乙醇、乙酸的揮發,所以裝置b比裝置a原料損失少,D不正確。4.維生素C是重要的營養素,其分子結構如圖所示。從官能團的視角對其進行分類,下列判斷正確的是()選項ABCD官能團碳碳雙鍵酯基羥基醚鍵類別烯烴酯類醇類醚類【解析】選B。由維生素C的結構簡式,可觀察到維生素C含有羥基、酯基、碳碳雙鍵,但其屬于酯類物質,故選B。5.現有乙酸乙酯、乙酸、乙醇的混合物,如圖所示是分離操作步驟的流程圖。請回答下列問題:(1)加入試劑:a_________________,b_________________。

(2)分離方法:①_________,②_________,③______________。

(3)物質名稱:A_________,C_________,E________