2025版高一化学必修第二册（含不定项选择）第七章 第三节 第2课时 乙酸 官能团与有机化合物的分类

第2课时乙酸官能团与有机化合物的分类课标定向目标定位1.认识乙酸中的官能团,认识乙酸的结构及其主要性质与应用。(宏观辨识与微观探析)2.以乙烯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯为例认识有机化合物中的官能团,了解有机化合物的分类。(宏观辨识与微观探析)厘清重点掌握乙酸的组成、结构和化学性质。掌握酯化反应的原理、实质和实验操作突破难点深入理解“结构决定性质”这一基本规律。根据乙酸在生产、生活中的应用,进一步认识“结构、性质、用途”之间的关系学习任务一:乙酸的结构与性质必备知识·导学[引入]烧鱼时常加醋并加点酒,这样鱼的味道就变得无腥、香醇,特别鲜美。这是为什么呢?一、乙酸的分子结构分子式结构式结构简式官能团空间填充模型C2H4O2CH3COOH羧基:—COOH二、乙酸的物理性质俗名颜色状态气味溶解性挥发性醋酸无色液体强烈刺激性气味易溶于水和乙醇易挥发[注意]当温度低于16.6℃时,无水乙酸会凝结成冰一样的晶体,因此乙酸又称为冰醋酸。[思考]“冰”“干冰”“冰醋酸”成分各是什么?提示:“冰”是指固态的水;“干冰”是指固态的二氧化碳;“冰醋酸”是指纯净的乙酸,不一定是固态乙酸。三、乙酸的化学性质1.酸性乙酸是一种常见的有机酸,且其酸性强于碳酸,其电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+,具有酸的通性:[注意]所有醋酸盐均可溶,醋酸铅可溶但是难电离,是弱电解质。[思考]水垢的主要成分为碳酸钙,食醋除水垢的原理是什么?请写出相关反应的化学方程式。提示:食醋中含有3%~5%的乙酸,利用醋酸的酸性除去水垢。发生的反应为2CH3COOH+CaCO3(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑。2.酯化反应(1)实验装置:(2)实验操作、现象及结论实验操作在试管里先加入3mL乙醇,然后边振荡试管边慢慢地加入2mL浓硫酸和2mL乙酸,加入几片碎瓷片,并按如图所示连接装置,用酒精灯小心均匀加热,将产生的蒸气经导管通到饱和碳酸钠溶液的液面上实验现象饱和Na2CO3溶液的液面上有无色透明的油状液体产生;可以闻到香味实验结论乙酸和乙醇在浓硫酸催化作用下加热,可生成乙酸乙酯化学方程式CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5+H2O[思考]导管为什么不插入液面下?提示:乙醇、乙酸均易溶于水,易发生倒吸。(3)反应原理酯化反应取代反应+H—O—C2H5酯化反应:酸和醇反应生成酯和水的反应。[思考]乙醇和乙酸反应形成乙酸乙酯时的断键方式是什么?提示:通过同位素原子示踪法可以获得反应的信息如下:++H2O。故断键方式为酸脱羟基,醇脱氢。[思考]若乙酸分子中的氧都是18O,乙醇分子中的氧都是16O,则乙醇与过量乙酸在浓硫酸作用下发生酯化反应,一段时间后,分子中含有18O的物质有几种?提示:3种。根据酯化反应的原理:酸脱羟基醇脱氢,写出反应的化学方程式:在反应物乙酸、生成物乙酸乙酯和水分子中都存在18O。四、酯酯类物质一般难溶于水,密度比水小,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。酯的命名取决于生成该酯的酸和醇。乙酸乙酯会与水发生水解反应生成乙酸和乙醇,是酯化反应的逆过程。判对错·通教材判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)在标准状况下,醋酸是一种无色有强烈刺激性气味的液体。 (×)提示:醋酸的熔点为16.6℃,在标准状况下,醋酸为无色晶体。(2)在酯化反应中,只要乙醇过量,可以把乙酸完全反应生成乙酸乙酯。 (×)提示:酸和乙醇的酯化反应为可逆反应,乙酸不能完全转化生成乙酸乙酯。(3)酯化反应一定为取代反应。 (√)提示:酯化反应符合取代反应特点。(4)乙醇和乙酸均可以与Na反应放出氢气,因此含有相同的官能团。 (×)提示:乙醇官能团为羟基,乙酸官能团为羧基。核心要点·归纳1.乙酸的结构与化学性质2.乙酸、水、乙醇、碳酸的性质比较物质乙醇水碳酸乙酸酸碱性中性中性弱酸性弱酸性与Na反应反应反应反应与NaOH不反应不反应反应反应与NaHCO3不反应不反应不反应反应羟基中氢原子的活泼性CH3COOH>H2CO3>H2O>C2H5OH3.酯化反应实验中的注意事项(1)试剂的加入顺序:先加入乙醇,然后沿器壁慢慢加入浓硫酸,冷却后再加入乙酸。(2)导管末端不能插入饱和Na2CO3溶液中,防止挥发出来的CH3COOH、CH3CH2OH溶于水,造成溶液倒吸。(3)碎瓷片的作用:防暴沸。(4)浓硫酸的作用:①催化剂——加快反应速率。②吸水剂——提高CH3COOH、CH3CH2OH的转化率。(5)饱和Na2CO3溶液的作用:①降低乙酸乙酯的溶解度。②与挥发出来的乙酸反应。③溶解挥发出来的乙醇。④增大水层密度,便于分层。(6)长导管的作用:导气;冷凝气体。(7)酯的分离:采用分液法分离试管中的液体混合物,所得上层液体为乙酸乙酯。微点拨·拓教材酯可以发生取代反应,即酯化反应的逆过程,与水反应生成酸和醇,也称水解反应。乙酸乙酯在酸性条件下水解生成乙酸和乙醇,在碱性条件下生成乙酸盐和乙醇。学力诊断·测评1.下列关于乙酸的说法正确的是 ()①乙酸易溶于水和乙醇,其水溶液能导电②无水乙酸又称为冰醋酸,它是纯净物③乙酸分子里有四个氢原子,所以它不是一元酸④乙酸是一种重要的有机酸,常温下乙酸是有刺激性气味的液体⑤1mol乙酸与足量乙醇在浓硫酸作用下可生成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】选C。①由于乙酸易溶于水和乙醇,且乙酸为有机酸,溶于水能导电,故①正确;②由于无水乙酸又称冰醋酸,为一种物质,它属于纯净物,故②正确;③由于乙酸分子中含有一个羧基,能够电离出一个氢离子,属于一元酸,故③错误;④乙酸是一种重要的有机酸,常温下是有刺激性气味的液体,故④正确;⑤乙酸与乙醇作用生成乙酸乙酯的反应为可逆反应,即乙酸不能完全反应,故⑤错误;⑥乙酸可以是乙醇经过氧化反应生成的,故⑥正确。2.(2024·烟台高一检测)在实验室可用如图所示装置制取少量乙酸乙酯。有关叙述不正确的是 ()A.用蒸馏法从所得混合溶液中分离出乙酸乙酯B.长导管起冷凝、导气的作用C.饱和Na2CO3溶液的作用之一是吸收未反应的乙酸D.导管末端不插入饱和Na2CO3溶液中是为了防倒吸【解析】选A。用分液的方法从饱和Na2CO3溶液中分离出乙酸乙酯,故A错误;装置中长导管除了导气作用外,还具有冷凝的作用,故B正确;制备乙酸乙酯时常用饱和碳酸钠溶液吸收乙醇和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层,故C正确;由于乙醇和乙酸易溶于饱和碳酸钠溶液,若导管末端插入液面以下,容易发生倒吸现象,所以导管末端不插入饱和Na2CO3溶液中是为了防倒吸,故D正确。【补偿训练】下列关于乙酸的说法不正确的是 ()A.官能团为—COOHB.无色无味,易溶于水C.能与NaOH溶液反应D.能与CH3CH2OH反应【解析】选B。乙酸的官能团为羧基—COOH,故A正确;乙酸具有刺激性气味,故B错误;乙酸具有酸的通性,可以和碱发生中和反应,即能和氢氧化钠溶液反应,故C正确;乙酸中含有羧基,在催化剂的作用下可与乙醇发生酯化反应,故D正确。学习任务二:官能团与有机化合物的分类必备知识·导学物质类别与所含官能团类别官能团代表物烷烃—CH4甲烷烯烃碳碳双键CH2=CH2乙烯炔烃—C≡C—碳碳三键HC≡CH乙炔芳香烃—苯卤代烃碳卤键(X表示卤素原子)CH3CH2Br溴乙烷醇—OH羟基CH3CH2OH乙醇醛醛基CH3CHO乙醛羧酸羧基CH3COOH乙酸酯酯基CH3COOCH2CH3乙酸乙酯[结论]不是所有有机化合物中都含有官能团,如烷烃、苯和苯的同系物,分子结构中不含官能团。[思考]和含有的官能团相同吗?性质相同吗?提示:二者含有的官能团不同,前者含有羧基,后者含有酯基,因二者所含官能团不同,故性质不同。学力诊断·测评1.(2024·聊城高一检测)下列各项有机化合物的分类方法及所含官能团错误的是()A.醛类B.醇类—OHC.醛类D.CH3COOH羧酸类【解析】选C。A.醛的官能团为—CHO,则HCHO为醛类物质,A正确;B.—OH与苯甲基直接相连,则为醇类,B正确;C.为酯类物质,官能团为—COOR,C错误;D.含—COOH,则CH3COOH为羧酸类,D正确。2.(2024·日照高一检测)下列有机物中,属于烃的衍生物且含有两种官能团的是()A.CH3ClB.CH3CH2OHC.CH2=CHCOOH D.CH2=CH2【解析】选C。官能团为—Cl,故A不选;官能团为—OH,故B不选;官能团为碳碳双键、羧基,含C、H、O元素,属于烃的衍生物且含有两种官能团,故C选;官能团为碳碳双键,故D不选。【补偿训练】下列物质中属于羧酸的是 ()A.CH3CH2OH B.CH3CHOC.CH3COOH D.CH3COOCH2CH3【解析】选C。CH3CH2OH属于醇,故A错误;CH3CHO属于醛,故B错误;CH3COOH是由甲基与羧基相连得到,属于羧酸,故C正确;CH3COOCH2CH3属于酯,故D错误。学情检测·素养达标1.如图所示的某有机分子的空间填充模型,黑色的是碳原子,白色的是氢原子,灰色的是氧原子。该物质不具有的性质是 ()A.与氢氧化钠反应 B.与稀硫酸反应C.发生酯化反应 D.使紫色石蕊溶液变红【解析】选B。由空间填充模型知,该有机物为CH3COOH。CH3COOH能和NaOH发生中和反应,能使酸碱指示剂变色,能发生酯化反应。2.炒菜时,加入少量的酒和醋,可使菜变得香醇可口,原因是 ()A.有盐类物质生成 B.有酸类物质生成C.有醇类物质生成 D.有酯类物质生成【解析】选D。酒中含乙醇,醋中含乙酸,二者反应生成少量具有香味的乙酸乙酯。3.(双选)某学习小组设计以下两套装置用乙醇、乙酸和浓硫酸作原料分别制备乙酸乙酯(沸点为77.2℃)。下列说法正确的是 ()A.试剂加入顺序:乙醇、浓硫酸、乙酸B.使用饱和碳酸钠溶液,只能除去乙酸乙酯产品中的乙酸杂质C.可用分液的方法分离出乙酸乙酯D.装置a比装置b原料损失少【解析】选A、C。A.制取乙酸乙酯时,为确保实验安全,先将乙醇加入试管,然后缓慢加入浓硫酸,冷却到室温后再加入乙酸,即试剂加入顺序:乙醇、浓硫酸、乙酸,A正确;B.收集乙酸乙酯时,需使用饱和碳酸钠溶液,其作用是去除乙酸、溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度,B不正确;C.实验制得的乙酸乙酯浮在饱和碳酸钠溶液的表面,液体分为上下两层,可用分液的方法分离出乙酸乙酯,C正确;D.装置b使用水浴加热,便于控制温度,可减少乙醇、乙酸的挥发,所以装置b比装置a原料损失少,D不正确。4.维生素C是重要的营养素,其分子结构如图所示。从官能团的视角对其进行分类,下列判断正确的是()选项ABCD官能团碳碳双键酯基羟基醚键类别烯烃酯类醇类醚类【解析】选B。由维生素C的结构简式,可观察到维生素C含有羟基、酯基、碳碳双键,但其属于酯类物质,故选B。5.现有乙酸乙酯、乙酸、乙醇的混合物,如图所示是分离操作步骤的流程图。请回答下列问题:(1)加入试剂:a_________________,b_________________。

(2)分离方法:①_________,②_________,③______________。

(3)物质名称:A_________,C_________,E________