第三節(jié) 《羧酸-酯》

第三節(jié)羧酸酯新課標(biāo)人教版化學(xué)選修5第三章烴的含氧衍生物

為何在醋中加少量白酒，醋的味道就會(huì)變得芳香而且不易變質(zhì)？

廚師燒魚時(shí)常加醋并加點(diǎn)酒，為何這樣魚味道就變得無(wú)腥、香醇，特別鮮美？

通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)大家便會(huì)知道其中的奧妙。

1．了解羧酸和酯的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。2．了解羧酸的分類及乙酸的物理性質(zhì)、酯的物理性質(zhì)及存在。3．掌握乙酸和乙酸乙酯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和主要性質(zhì)，理解乙酸的酯化反應(yīng)和乙酸乙酯水解反應(yīng)的基本規(guī)律。4．掌握羧酸和酯之間的相互轉(zhuǎn)化，學(xué)會(huì)合成與推斷中的應(yīng)用?！窘虒W(xué)目標(biāo)】

一、羧酸1、定義：由烴基與羧基相連構(gòu)成的有機(jī)化合物。2.分類(1)按分子中烴基的結(jié)構(gòu)分3.飽和一元羧酸通式：CnH2n+1COOH、CnH2nO24.物理性質(zhì)沸點(diǎn)比相應(yīng)的醇高；C原子數(shù)在4以下的能與水互溶，隨著分子中碳鏈的增長(zhǎng)，在水中的溶解度減小，低級(jí)脂肪酸一般易溶于水，高級(jí)飽和脂肪酸一般難溶于水的。

乙酸又叫醋酸，無(wú)色冰狀晶體（所以又稱冰醋酸），溶點(diǎn)16.6℃，沸點(diǎn)117.9℃。有刺激性氣味，易溶于水。二乙酸(冰醋酸)C2H4O21）物理性質(zhì)2）結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)式：電子式：CHOOCHHH∶OH∶C∶C∶O∶HHH∷∶∶∶∶∶吸收強(qiáng)度121086420結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：CH3COOH日常生活中，為什么可以用醋除去水垢？（水垢的主要成分包括ＣaCO3)說(shuō)明乙酸什么性質(zhì)？考考你科學(xué)探究碳酸鈉固體乙酸溶液苯酚鈉溶液酸性：Na2CO3+2CH3COOH

2CH3COONa+CO2↑+H2O乙酸>碳酸>苯酚【強(qiáng)調(diào)】

我們能聞到乙酸的氣味，說(shuō)明乙酸能揮發(fā)，但是乙酸的沸點(diǎn)比水的沸點(diǎn)高，故不易揮發(fā)。同時(shí)其熔點(diǎn)為16.6℃，比水的凝固點(diǎn)高得多，即在不太低的溫度下就凝結(jié)為冰一樣的晶體，故純乙酸又稱冰醋酸北方的冬天，氣溫低于0℃，保存在試劑瓶?jī)?nèi)的乙酸凝結(jié)成冰狀。如何能安全地將乙酸從試劑瓶中取出？

3）化學(xué)性質(zhì)乙酸是一種弱酸，其酸性強(qiáng)于碳酸CH3COOHCH3COO－＋Ｈ＋一般不發(fā)生加成反應(yīng)(1)、酸的通性（也不能與氫氣發(fā)生加成，即不能被還原）醇、酚、羧酸中羥基的比較CH3COOH乙酸C6H5OH苯酚CH3CH2OH乙醇與NaHCO3的反應(yīng)與Na2CO3的反應(yīng)與NaOH的反應(yīng)與鈉反應(yīng)酸性羥基氫的活潑性結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式代表物比碳酸弱比碳酸強(qiáng)能能能能能不能不能不能能，不產(chǎn)生CO2不能能能增強(qiáng)中性2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+H2O+CO2↑2CH3COOH+Mg=(CH3COO)2Mg+H2↑CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2OE、與某些鹽反應(yīng)：A、使紫色石蕊試液變色：B、與活潑金屬反應(yīng)：D、與堿反應(yīng)：C、與堿性氧化物反應(yīng)：2CH3COOH+Na2O=2CH3COONa+2H2O乙酸的化學(xué)性質(zhì)(1)酸的通性：CH3COOHCH3COO－+H+相同量的與鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉，碳酸氫鈉反應(yīng)的物質(zhì)的量之比。-CH2OHCOOHOH【思考】乙酸乙酯18OCH3—C—OH+H—O—C2H518OCH3—Ｃ—Ｏ—C2H5＋H2O濃H2SO４1）概念醇和含氧酸起作用，生成酯和水的反應(yīng)叫做酯化反應(yīng)。

（2）酯化反應(yīng)：②①—O—H①②1818同位素跟蹤法a．反應(yīng)機(jī)理：酸脫羥基醇脫氫

b．酯化反應(yīng)既取代反應(yīng)，也是分子間脫水的反應(yīng)。

[演示實(shí)驗(yàn)]乙酸與乙醇的反應(yīng)飽和Na2CO3出氣導(dǎo)管口不能插入Na2CO3液面下：防止倒吸先加入乙醇，再緩慢加入濃硫酸和冰醋酸，邊加邊振蕩。

為什么導(dǎo)管不插入飽和Na2CO3溶液中？有無(wú)其它防倒吸的方法？防止受熱不勻發(fā)生倒吸。飽和碳酸鈉溶液的作用：（1）中和揮發(fā)出來(lái)的乙酸，生成醋酸鈉。

（2）溶解揮發(fā)出來(lái)的乙醇。（3）抑制乙酸乙酯在水中的溶解。

硫酸的作用：催化劑；吸水劑該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，加濃硫酸可促進(jìn)反應(yīng)向生成乙酸乙酯的反應(yīng)方向進(jìn)行。簡(jiǎn)述：吸收乙醇,中和乙酸,抑制乙酸乙酯的溶解【思考】（1）加熱的目的是什么？主要目的是提高反應(yīng)速率，其次是使生成的乙酸乙酯揮發(fā)而收集，提高乙醇乙酸的轉(zhuǎn)化率。（2）在該反應(yīng)中，為什么要強(qiáng)調(diào)加冰醋酸和無(wú)水乙醇，而不用他們的水溶液？因?yàn)楸姿崤c無(wú)水乙醇基本不含水，可以促使化學(xué)平衡向生成酯的方向移動(dòng)。（3）為何要用飽和碳酸鈉溶液作吸收劑而不直接用水？由于乙醇的沸點(diǎn)（78.9℃）和乙酸的沸點(diǎn)（117.9℃）都較低，當(dāng)乙酸乙酯形成蒸氣被導(dǎo)出時(shí)，其中會(huì)混有少量乙醇和乙酸的蒸氣。冷卻后的乙酸乙酯跟乙酸、乙醇混溶在一起而難于分離。向剛收集到的酯中滴紫色石蕊試液，觀察到呈紫紅色；加飽和碳酸鈉溶液后，振蕩，有大量氣泡產(chǎn)生，紅色褪去，都能證明了酯中混有乙酸。思考與交流1）由于乙酸乙酯的沸點(diǎn)比乙酸、乙醇都低，因此從反應(yīng)物中不斷蒸出乙酸乙酯可提高其產(chǎn)率。2）使用過(guò)量的乙醇，可提高乙酸轉(zhuǎn)化為乙酸乙酯的產(chǎn)率。根據(jù)化學(xué)平衡原理，提高乙酸乙酯產(chǎn)率的措施有：3）使用濃H2SO4作吸水劑，提高乙醇、乙酸的轉(zhuǎn)化率。(3)一元羧酸與二元醇之間的酯化反應(yīng)(4)二元羧酸與二元醇之間的酯化反應(yīng)此時(shí)反應(yīng)有兩種情況：三、幾種常見的羧酸H—C—O—HOH—C—OROH—C—ONaO⑵有酸性

(3)有還原性（銀鏡反應(yīng)，與新制Cu(OH)2反應(yīng)）

⑴能發(fā)生酯化反應(yīng)甲酸的化學(xué)性質(zhì)?用一種試劑鑒別：乙醇、乙醛、乙酸、甲酸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：既有羧基又有醛基1、甲酸(HCOOH)

俗稱蟻酸2、乙二酸HOOC-COOH+2CH3CH2OH→HOOC-COOH+CH3CH2OH→(乙二酸二乙酯)(乙二酸乙酯)①酸性

②酯化反應(yīng)HOOC—COOH(俗名：草酸)HOOC—COOCH2CH3+H2O

CH3CH2OOC—COOCH2CH3+2H2O

HOOC—COOH+HOCH2CH2OH→+2H2OC-O-CH2O=O=C-O-CH2HOOC—COOCH2CH2OH+H2O(乙二酸單乙二酯)(乙二酸乙二酯)三苯甲酸C6H5COOH(安息香酸)酸性：HOOC-COOH>HCOOH>C6H5COOH>CH3COOH

。例1

某課外小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室制取乙酸乙酯的裝置如圖4-1所示，A中放有濃硫酸，B中放有乙醇、無(wú)水醋酸鈉，D中放有飽和碳酸鈉溶液。

已知：

①無(wú)水氯化鈣可與乙醇形成難溶于水的CaCl2·6C2H5OH

②有關(guān)有機(jī)物的沸點(diǎn)：請(qǐng)回答：（1）濃硫酸的作用：_______；若用同位素18O示蹤法確定反應(yīng)產(chǎn)物水分子中氧原子的提供者，寫出能表示18O位置的化學(xué)方程式：__________。（2）球形干燥管C的作用是_______。若反應(yīng)前向D中加入幾滴酚酞，溶液呈紅色，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是（用離子方程式表示）________________；反應(yīng)結(jié)束后D中的現(xiàn)象是________________。（3）該小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)才取了加入過(guò)量的乙醇，目的是

，同時(shí)慢慢滴加乙酸并加熱蒸餾，原因是

。（4）從D中分離出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水，應(yīng)先加入無(wú)水氯化鈣，分離出_______；再加入（此空從下列選項(xiàng)中選擇）_________；然后進(jìn)行蒸餾，收集77℃左右的餾分，以得到較純凈的乙酸乙酯。

A、五氧化二磷 B、堿石灰C、無(wú)水硫酸鈉D、生石灰解析：乙酸乙酯的制備要注意濃H2SO4作用，Na2CO3溶液吸收時(shí)注意防止倒吸。答案：（1）催化劑和吸水劑(2)冷凝和防止倒吸 CO+H2OHCO3-+OH-

紅色褪去 且出現(xiàn)分層現(xiàn)象（3）增加乙醇的用量提高乙酸的轉(zhuǎn)化率和提高產(chǎn)率；蒸餾出乙酸乙酯，減小生成物，反應(yīng)正向進(jìn)行，提高產(chǎn)率，同時(shí)逐滴加入乙酸是增加反應(yīng)物的量，提高轉(zhuǎn)化率。（4）乙醇和水 C自然界中的有機(jī)酸資料卡片蟻酸(甲酸)HCOOH檸檬酸HO—C—COOHCH2—COOHCH2—COOH未成熟的梅子、李子、杏子等水果中,含有草酸、安息香酸等成分草酸（乙二酸）COOHCOOH安息香酸（苯甲酸）COOH四、酯1、定義：羧酸分子羧基中的━OH被━OR′取代后的產(chǎn)物。2、簡(jiǎn)式：RCOOR′練習(xí)：寫出硝酸和乙醇，苯甲酸和乙醇反應(yīng)的化學(xué)方程式CH3CH2OH+HONO2→CH3CH2ONO2+H2O

硝酸乙酯說(shuō)出下列化合物的名稱：（1）CH3COOCH2CH3

（2）HCOOCH2CH3

（3）CH3CH2O—NO23.酯的命名——“某酸某酯”

練習(xí)：寫出下列酯的名稱

（1）HCOOCH3

（2）CH3CH2CH2O—NO2

（3）4.酯的通式

飽和一元羧酸和飽和一元醇生成的酯（1）一般通式：（2）結(jié)構(gòu)通式：（3）組成通式：

CnH2nO2

5、酯的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及用途(1).酯的物理性質(zhì)①低級(jí)酯是具有芳香氣味的液體。②密度比水小。③難溶于水，易溶于乙醇和乙醚等有機(jī)溶劑。

【實(shí)驗(yàn)探究】請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探討乙酸乙酯在中性、酸性和堿性溶中，以及不同溫度下的水解速率。

試管編號(hào)123實(shí)驗(yàn)步驟1向試管內(nèi)加6滴乙酸乙酯，再加5.5mL蒸餾水。振蕩均勻向試管內(nèi)加6滴乙酸乙酯再加稀硫酸(1︰5)0.5mL；蒸餾水5mL。振蕩均勻向試管內(nèi)加6滴乙酸乙酯，再加30％的NaOH溶液0.5mL,蒸餾水5mL振蕩均勻?qū)嶒?yàn)步驟2將三支試管同時(shí)放入70～80℃的水浴里加熱約5min，聞各試管里乙酸乙酯的氣味實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論（1）酯的水解反應(yīng)在酸性條件好，還是堿性條件好？（堿性）（2）酯化反應(yīng)H2SO4和NaOH哪種作催化劑好？（濃H2SO4）（3）酯為什么在中性條件下