PAGE12-第三節(jié)羧酸酯[明確學(xué)習目標]1.了解羧酸和酯的組成和結(jié)構(gòu)特點。2.駕馭羧酸和酯的化學(xué)性質(zhì)。3.駕馭酯化反應(yīng)的斷鍵規(guī)律。一、羧酸1．羧酸的定義及分類(1)概念由烴基和羧基相連構(gòu)成的有機化合物。(2)通式R—COOH，官能團是eq\o(□,\s\up3(01))羧基。飽和一元羧酸的通式：CnH2n＋1COOH或eq\o(□,\s\up3(02))CnH2nO2。2．羧酸的化學(xué)性質(zhì)(1)酸性羧酸具有酸的通性。酸性強弱比較：羧酸>碳酸>苯酚。(2)酯化反應(yīng)如丙酸與甲醇的反應(yīng)eq\o(□,\s\up3(07))CH3CH2COOH＋CH3OHeq\o(,\s\up16(濃H2SO4),\s\do16(△))CH3CH2COOCH3＋H2O。二、酯1．組成和結(jié)構(gòu)(1)酯是羧酸分子羧基中的eq\o(□,\s\up3(01))—OH被eq\o(□,\s\up3(02))—OR′取代后的產(chǎn)物，簡寫為eq\o(□,\s\up3(03))R—COOR′，R和R′可以相同，也可以不同。(2)羧酸酯的官能團是eq\o(□,\s\up3(04))。2．酯的性質(zhì)酯的密度一般小于水，難溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有機溶劑，低級酯是具有芳香氣味的液體。化學(xué)性質(zhì)是易發(fā)生eq\o(□,\s\up3(05))水解反應(yīng)，其條件是酸催化或堿催化，有關(guān)化學(xué)方程式：(1)酸性條件：CH3COOC2H5＋H2Oeq\o(,\s\up16(稀硫酸),\s\do16(△))CH3COOH＋C2H5OH。(2)堿性條件：CH3COOC2H5＋NaOHeq\o(→,\s\up16(△))CH3COONa＋C2H5OH。提示：用含有18O的乙醇(CH3CHeq\o\al(18,2)OH)與乙酸反應(yīng)，反應(yīng)后18O只存在于乙醇和乙酸乙酯中。2．試驗室制備乙酸乙酯，回答有關(guān)問題：(1)乙醇、乙酸和濃硫酸混合時，應(yīng)怎樣操作？(2)收集乙酸乙酯的試管內(nèi)盛有的飽和碳酸鈉溶液的作用是什么？(3)反應(yīng)中濃硫酸的作用是什么？(4)反應(yīng)中乙醇和乙酸的轉(zhuǎn)化率能達到百分之百嗎？(5)收集在試管內(nèi)的乙酸乙酯是浮在上層，還是沉在試管底部，還是與Na2CO3溶為一體？為什么？(6)用什么方法將收集到的乙酸乙酯分別出來？提示：(1)混合時應(yīng)向乙醇中漸漸加入濃硫酸，然后加入乙酸。(2)汲取蒸出的乙醇，中和乙酸，降低乙酸乙酯在水中的溶解度，便于分層。(3)濃硫酸是催化劑和吸水劑。(4)不能。因為是可逆反應(yīng)。(5)浮在上層，因乙酸乙酯不溶于水且比水輕。(6)用分液漏斗分液。

一、羧酸1．羧酸的分類(1)按分子中烴基的結(jié)構(gòu)分類(2)按分子中羧基的數(shù)目分類2．甲酸(1)結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)式：甲酸分子結(jié)構(gòu)比較特殊，不但有羧基，也有醛基，是一個具有雙重官能團的化合物。(2)化學(xué)性質(zhì)①具有羧酸的通性：酸性、能發(fā)生酯化反應(yīng)。②具有醛類的某些性質(zhì)：能發(fā)生銀鏡反應(yīng)、能與新制Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)。3．酯化反應(yīng)的規(guī)律(1)酸與醇反應(yīng)生成酯時，一般狀況下，酸脫去羥基，醇脫去羥基氫原子。(2)酯化反應(yīng)屬于取代反應(yīng)。[即時練]1．關(guān)于乙酸的下列說法不正確的是()A．乙酸是一種重要的有機酸，是具有劇烈刺激性氣味的液體B．乙酸分子中含有四個氫原子，所以乙酸是四元酸C．無水乙酸又稱冰醋酸，它是純凈物D．乙酸易溶于水和乙醇答案B解析乙酸的結(jié)構(gòu)簡式為CH3COOH，甲基(—CH3)不能電離出H＋，故乙酸屬于一元酸。2．下列事實能說明碳酸的酸性比乙酸弱的是()A．乙酸能發(fā)生酯化反應(yīng)，而碳酸不能B．碳酸和乙酸都能與堿反應(yīng)C．乙酸易揮發(fā)，而碳酸不穩(wěn)定易分解D．乙酸和Na2CO3反應(yīng)可放出CO2答案D解析能說明碳酸的酸性比乙酸弱的事實是碳酸鹽和乙酸反應(yīng)生成CO2。3．某有機物的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示：答案(1)NaHCO3(2)NaOH或Na2CO3(3)Na解析由于酸性—COOH>H2CO3>酚羥基＞HCOeq\o\al(－,3)，所以(1)中應(yīng)加入NaHCO3，只與—COOH反應(yīng)；(2)中加入NaOH或Na2CO3，與酚羥基和—COOH反應(yīng)；(3)中加入Na，與三種都反應(yīng)。方法規(guī)律二、酯1．飽和一元酯的通式為CnH2nO2(n≥2)，分子式相同的羧酸、酯、羥基醛(酮)是同分異構(gòu)體。2．酯的命名依據(jù)水解后生成的酸和醇的名稱命名，稱為“某酸某酯”。如CH3CH2COOCH3，命名為丙酸甲酯。3．酯化反應(yīng)與酯的水解反應(yīng)的比較特殊提示：酯化反應(yīng)形成的鍵，即是酯水解反應(yīng)斷裂的鍵。4．羧酸與醇發(fā)生酯化反應(yīng)的類型(1)一元羧酸與一元醇之間的酯化反應(yīng)CH3COOH＋HOC2H5eq\o(,\s\up16(濃硫酸),\s\do16(△))CH3COOC2H5＋H2O。(2)一元羧酸與多元醇之間的酯化反應(yīng)(3)多元羧酸與一元醇之間的酯化反應(yīng)(4)多元羧酸與多元醇之間的酯化反應(yīng)反應(yīng)有三種情形，可得一般酯、環(huán)酯和高聚酯。如(5)羥基酸自身的酯化反應(yīng)此時反應(yīng)有3種情形，可得到一般酯、環(huán)狀交酯和高聚酯。如[即時練]4．化學(xué)式為C5H10O2的羧酸A可由醇B氧化得到，A和B可生成酯C(相對分子質(zhì)量為172)，符合此條件的酯有()A．1種B．2種C．3種D．4種答案D解析羧酸A可由醇B氧化得到，故醇B與羧酸A的碳原子數(shù)相等，碳架結(jié)構(gòu)相同，B為C4H9—CH2OH，A為C4H9COOH，而—C4H9有四種同分異構(gòu)體，故酯C有四種結(jié)構(gòu)。5．有多種同分異構(gòu)體，其中屬于酯類且含有苯環(huán)的同分異構(gòu)體有()A．3種B．4種C．5種D．6種答案D解析方法規(guī)律酯的同分異構(gòu)體的書寫以C5H10O2為例探討(1)官能團異構(gòu)種同分異構(gòu)體。(2)碳鏈異構(gòu)在中，R1的碳原子數(shù)由0增加到3，R2的碳原子數(shù)由4減小至1，同時留意R1、R2中的碳鏈異構(gòu)。即HCOOC4H9(4種)、CH3COOC3H7(2種)、C2H5COOC2H5(1種)、C3H7COOCH3(2種)，共9種。本課歸納總結(jié)1.羧酸是由烴基與羧基相連構(gòu)成的有機化合物，其官能團是羧基(—COOH)。2．酯化反應(yīng)的實質(zhì)是羧酸脫羥基醇脫氫。乙酸、乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3COOH＋C2H5OHeq\o(,\s\up16(濃H2SO4),\s\do16(△))CH3COOC2H5＋H2O。3．乙酸乙酯在酸性條件下的水解是可逆的，生成乙酸和乙醇。乙酸乙酯在NaOH溶液中的水解是不行逆的。反應(yīng)生成乙酸鈉和乙醇，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3COOC2H5＋NaOHeq\o(→,\s\up16(△))CH3COONa＋C2H5OH。4．羧酸與同碳原子數(shù)的酯互為同分異構(gòu)體。如C4H8O2屬于羧酸的結(jié)構(gòu)有2種，屬于酯的結(jié)構(gòu)有4種。1．乙酸是生活中常見的一種有機物，下列關(guān)于乙酸的說法中正確的是()A．乙酸的官能團為—OHB．乙酸的酸性比碳酸弱C．乙酸能夠與金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣D．乙酸能使紫色的石蕊溶液變藍答案C解析乙酸屬于羧酸，官能團為羧基—COOH，A錯誤；乙酸能與碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳，酸性比碳酸強，B錯誤；乙酸屬于羧酸，具有酸的通性，乙酸能夠與金屬鈉反應(yīng)生成乙酸鈉和氫氣，C正確；乙酸屬于羧酸，具有酸的通性，乙酸能使紫色的石蕊溶液變紅色，D錯誤。2．已知某有機物C6H12O2能發(fā)生水解反應(yīng)生成A和B，B能氧化成C。若A、C都能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，則C6H12O2符合條件的結(jié)構(gòu)簡式有(不考慮立體異構(gòu))()A．3種B．4種C．5種D．6種答案B解析依據(jù)題中信息知A為甲酸，B為碳原子數(shù)為5的醇且能被氧化為醛，即B為C4H9—CH2OH，而C4H9—共有4種結(jié)構(gòu)，因此B有4種結(jié)構(gòu)，從而可以確定符合條件的結(jié)構(gòu)簡式有4種。3.烏頭酸的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示，下列關(guān)于烏頭酸的說法錯誤的是()A．分子式為C6H6O6B．烏頭酸能發(fā)生水解反應(yīng)和加成反應(yīng)C．烏頭酸能使酸性高錳酸鉀溶液褪色D．1mol烏頭酸最多可與3molNaOH反應(yīng)答案B解析由烏頭酸的結(jié)構(gòu)簡式可知其分子式為C6H6O6，A正確；烏頭酸不能發(fā)生水解反應(yīng)，能發(fā)生加成反應(yīng)，B錯誤；含有碳碳雙鍵，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，C正確；1個烏頭酸分子中含3個—COOH，因此1mol烏頭酸最多可與3molNaOH反應(yīng)，D正確。4．某有機物甲經(jīng)氧化后得乙(分子式為C2H3O2Cl)；而甲經(jīng)水解可得丙，1mol丙和2mol乙反應(yīng)得一種含氯的酯(C6H8O4Cl2)。由此推斷甲的結(jié)構(gòu)簡式為()答案A解析乙的結(jié)構(gòu)簡式應(yīng)為CH2ClCOOH，由1mol丙和2mol乙反應(yīng)得到C6H8O4Cl2，依據(jù)原子守恒：2CH2ClCOOH＋丙→C6H8O4Cl2＋2H2O，丙為C2H6O2且丙為二元醇，則丙為CH2OHCH2OH，丙由甲水解得到，則符合要求的為A選項。5．下列關(guān)于苯乙酸丁酯的描述中不正確的是()A．分子式為C12H16O2B．有3種不同結(jié)構(gòu)的苯乙酸丁酯C．既能發(fā)生加成反應(yīng)，又能發(fā)生取代反應(yīng)D．在酸、堿溶液中都能發(fā)生反應(yīng)答案B解析依據(jù)酯的命名原則——某酸某酯知，苯乙酸丁酯是由苯乙酸()和丁醇C4H9OH生成的一元酯。其分子結(jié)構(gòu)為，則分子式為C12H16O2；丁基(—C4H9)有4種結(jié)構(gòu)，故苯乙酸丁酯有4種同分異構(gòu)體。苯乙酸丁酯中的苯環(huán)可與H2發(fā)生加成反應(yīng)，也可與硝酸等發(fā)生取代反應(yīng)；酯基在酸、堿溶液中都能發(fā)生水解反應(yīng)，酯的水解反應(yīng)其實也屬于取代反應(yīng)。6．下圖中A、B、C、D、E均為有機化合物。已知：C能跟NaHCO3發(fā)生反應(yīng)，C和D的相對分子質(zhì)量相等，且E為無支鏈的化合物。依據(jù)上圖回答問題：(1)已知E的相對分子質(zhì)量為102，其中碳、氫兩種元素的質(zhì)量分數(shù)分別為58.8%、9.8%，其余為氧，C分子中的官能團名稱是________；化合物B不能發(fā)生的反應(yīng)是________(填字母序號)。a．加成反應(yīng)b．取代反應(yīng)c．消去反應(yīng)d．酯化反應(yīng)e．水解反應(yīng)(2)反應(yīng)②的化學(xué)方程式是___________________。(3)反應(yīng)②試驗中加熱的目的是________________。(4)A的結(jié)構(gòu)簡式是____________________。(5)寫出同時符合下列三個條件的B的全部同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式________。Ⅰ.含有間二取代苯環(huán)結(jié)構(gòu)Ⅱ.能發(fā)生水解反應(yīng)，但不屬于芳香酸形成的酯Ⅲ.與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)答案(1)羧基e(2)CH3COOH＋CH3CH2CH2OHeq\o(,\s\up16(濃硫酸),\s\do16(△))CH3COOCH2CH2CH3＋H2O(3)加快反應(yīng)速率，將產(chǎn)物乙酸丙酯蒸出，使平衡向生成乙酸丙酯的方向移動解析(1)E中C、H、O的個數(shù)比為eq\f(0.588,12