高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 饮食中的有机化合物第2课时学案设计

这是一份高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 饮食中的有机化合物第2课时学案设计，共9页。学案主要包含了认识乙酸的酸性，乙酸的酯化反应等内容，欢迎下载使用。






学生自主学习


认识乙酸的酸性


1．乙酸的物理性质


乙酸是食醋中的主要有机化合物，故乙酸俗称醋酸。乙酸是一种有强烈刺激性气味的eq \(□,\s\up3(01))无色液体，沸点为117.9 ℃，熔点为16.6 ℃；当温度低于eq \(□,\s\up3(02))16.6_℃时，乙酸就凝结成像冰一样的晶体，所以无水乙酸又称eq \(□,\s\up3(03))冰醋酸。


2．乙酸的分子结构





3．乙酸的酸性


乙酸是一种常见的有机酸，其酸性eq \(□,\s\up3(08))弱于硫酸、盐酸等酸的酸性。乙酸具有酸的通性：


(1)能使紫色石蕊试液变eq \(□,\s\up3(09))红；


(2)能与活泼金属反应产生eq \(□,\s\up3(10))H2；


(3)能与NaOH等碱性物质发生eq \(□,\s\up3(11))中和反应。





乙酸的酯化反应


1．酯化反应：酸与醇反应生成eq \(□,\s\up3(01))酯和水的反应。酯化反应是eq \(□,\s\up3(02))可逆的。


2．乙酸与乙醇的酯化反应





课堂互动探究


一、认识乙酸的酸性





用食醋浸泡有水垢(主要成分CaCO3)的暖瓶或水壶，可以清除其中的水垢。这是利用了乙酸的什么性质？通过这个事实你能比较出乙酸与碳酸的酸性强弱吗？


提示：用食醋清除水垢是利用了乙酸的酸性，它之所以能清除水垢是因为CH3COOH能与CaCO3发生反应：2CH3COOH＋CaCO3―→(CH3COO)2Ca＋H2O＋CO2↑；该反应的发生可以说明CH3COOH的酸性比H2CO3的酸性强。





1．乙酸的酸性


(1)乙酸是一种弱酸，溶于水时可电离出H＋：


CH3COOHCH3COO－＋H＋。


(2)乙酸与活泼金属的反应：


2CH3COOH＋2Na―→2CH3COONa＋H2↑。


(3)乙酸与碱或盐的反应：


CH3COOH＋NaOH―→CH3COONa＋H2O；


2CH3COOH＋Na2CO3―→2CH3COONa＋CO2↑＋H2O；


CH3COOH＋NaHCO3―→CH3COONa＋CO2↑＋H2O。


2．羟基氢原子的活动性比较








知识拓展


弱酸指在溶液中不完全电离的酸，有机酸是弱酸的重要一类，常见的家用弱有机酸包括醋内的乙酸，柠檬及不少水果内的柠檬酸等；无机酸当中如用作抗菌剂的硼酸，及用在汽水当中的碳酸和磷酸等。








1．下列物质都能与Na反应放出H2，其产生H2的速率由快到慢排列正确的是( )


①C2H5OH ②CH3COOH(溶液) ③H2O


A．①>②>③ B．②>①>③


C．③>①>② D．②>③>①


答案 D


解析 Na与H2O反应比与C2H5OH反应剧烈，故反应速率③>①，CH3COOH部分电离，溶液显酸性，H2O只有极微弱的电离，显中性，故反应速率②>③，则反应速率由快到慢的顺序为②>③>①，故选D。


2．普通的食醋中一般含3%～5%(质量分数)的乙酸，无水乙酸常被称为冰醋酸。回答下列问题：


(1)乙酸可用于除水垢，写出乙酸与碳酸钙反应的化学方程式：________________________________，该反应说明乙酸的酸性比碳酸的________(填“强”或“弱”)。


(2)乙酸能与活泼金属反应，写出乙酸与镁反应的离子方程式：______________________________。


(3)乙酸可燃烧，写出乙酸燃烧的化学方程式：______________________。


答案 (1)2CH3COOH＋CaCO3―→(CH3COO)2Ca＋CO2↑＋H2O 强


(2)2CH3COOH＋Mg―→Mg2＋＋2CH3COO－＋H2↑


(3)CH3COOH＋2O2eq \(――→,\s\up15(点燃))2CO2＋2H2O


解析 依题意可得2CH3COOH＋CaCO3―→


(CH3COO)2Ca＋CO2↑＋H2O，由“强酸制弱酸”，说明乙酸的酸性比碳酸的强。


规律方法


—OH、—COOH反应的定量关系





二、乙酸的酯化反应





1．酯化反应属于取代反应吗？


提示：由取代反应的定义可知酯化反应属于取代反应。


2．制取乙酸乙酯时用于吸收乙酸乙酯的试管中，为什么导管末端不能插入饱和Na2CO3溶液中？


提示：防止发生倒吸。





1．酯化反应的实质





2．乙酸和乙醇酯化反应实验的注意事项





(1)试剂的加入顺序


先加入乙醇和乙酸，然后沿器壁慢慢加入浓H2SO4。


(2)导管末端不能插入饱和Na2CO3溶液中，防止造成溶液倒吸。


(3)浓H2SO4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。


(4)饱和Na2CO3溶液的作用


①溶解挥发出来的乙醇。


②与挥发出来的乙酸反应生成乙酸钠，除去乙酸。


③降低乙酸乙酯的溶解度，使溶液分层，便于分离得到酯。


(5)装置


①长导管的作用：导出乙酸乙酯和冷凝回流乙酸和乙醇。


②碎瓷片的作用：防止暴沸。


(6)产物分离


用分液法分离，上层油状液体为产物乙酸乙酯。


(7)实验中采取的加快反应速率的措施


①加热。


②使用无水乙醇和冰醋酸，增大反应物浓度。


③使用催化剂。





知识拓展


(1)发生酯化反应时，有机羧酸分子断C—O键，醇分子断O—H键。


(2)乙酸乙酯可以看做C2H5OH(或CH3COOH)中的—OC2H5(或CH3CO—)取代了CH3COOH(或C2H5OH)中的—OH(或—OH上的氢原子)而形成的化合物，因此酯化反应属于取代反应。


(3)可与醇发生酯化反应的酸既可以是有机羧酸(由烃基或氢原子和羧基相连构成的有机化合物称为羧酸，饱和一元羧酸的通式是CnH2nO2(n≥1)，甲酸是最简单的羧酸)，也可以是无机酸，如硝酸、硫酸等。





②酯化反应与水解反应的比较











3．在乙酸、乙醇和浓硫酸的混合物中，加入Heq \\al(18,2)O，过一段时间后，18O( )


A．只存在于乙酸分子中


B．存在于乙酸和乙酸乙酯分子中


C．只存在于乙醇分子中


D．存在于水和乙酸分子中


答案 D


解析 酯的水解反应是酯化反应的逆反应，酯化反应时酸脱羟基醇脱氢，则水解时COO中C—O键断裂，分别与水中的—OH和—H相结合，生成相应的酸和醇，所以加Heq \\al(18,2)O后，18O存在于水和乙酸中，D正确。


4. 可用如图所示装置制取少量乙酸乙酯(酒精灯等在图中均已略去)。请填空：





(1)试管a中需要加入浓硫酸、冰醋酸和乙醇各2 mL，正确的加入顺序及操作是____________。


(2)为防止a中的液体在实验时发生暴沸，在加热前应采取的措施是________________________________。


(3)实验中加热试管a的目的是：


①_____________________________________________；


②______________________________________________。


a中反应的化学方程式：____________________。


(4)球形干燥管c的作用是______________，


b烧杯中加有饱和Na2CO3溶液，其作用是_______________。


(5)若反应前向b中加入几滴酚酞，溶液呈红色，反应结束后b中的现象是________。


答案 (1)先加入2 mL乙醇和2 mL冰醋酸混合物，然后一边摇动试管一边慢慢地加入2 mL浓硫酸


(2)在试管中加入几片沸石(或碎瓷片)


(3)①加快反应速率 ②及时将产物乙酸乙酯蒸出，提高乙酸乙酯产率 CH3COOH＋CH3CH2OHeq \(,\s\up15(浓H2SO4),\s\d15(△))


(4)冷凝和防止倒吸 吸收蒸出的少量乙酸，溶解蒸出的少量乙醇，降低乙酸乙酯的溶解度


(5)下层红色变浅，出现分层现象


解析 (2)为了防止发生暴沸应在加热前向试管中加入几片沸石(或碎瓷片)。


(3)加热试管可提高反应效率，同时可将乙酸乙酯及时蒸出，有利于提高乙酸乙酯的产率。


(4)用Na2CO3溶液吸收产物时注意防止倒吸。乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中溶解度很小，而随乙酸乙酯蒸出的乙酸能与Na2CO3溶液反应，蒸出的乙醇能溶于溶液中，因此便于分离出乙酸乙酯。


(5)开始反应前b中存在Na2CO3，所以滴入酚酞溶液呈红色，反应结束后产物中除乙酸乙酯外，还有伴随蒸出的乙醇和乙酸，少量的乙酸和b中的OH－反应，从而使红色变浅，并且生成的乙酸乙酯不溶于水，所以出现分层现象。


规律方法


制取乙酸乙酯的注意事项


(1)乙酸乙酯的吸收一定注意防止倒吸，且吸收液不能用NaOH代替Na2CO3，因为NaOH溶液碱性很强，会使乙酸乙酯水解。


(2)实验中小火加热保持微沸，不能大火加热，这样有利于产物的生成和蒸发且减少反应物的蒸发。


本课小结








核心素养发展重点
学业要求
通过乙酸的学习，体会有机化学反应与无机化学反应在反应条件、反应试剂与生成物等方面的差异，深化“结构决定性质，性质反应结构”“性质决定用途”等学科观念。
1.了解乙酸的组成、物理性质和主要应用。


2.掌握乙酸的主要化学性质，掌握酯化反应的原理和实验操作。