高二化學(xué)選修5第3章第三節(jié)羧酸酯課件2

1、高二化學(xué)選修高二化學(xué)選修5第三章烴的含氧衍生物第三章烴的含氧衍生物第三節(jié) 羧酸 酯一、羧酸一、羧酸1概念：由概念：由 與與 相連構(gòu)成的化合物。相連構(gòu)成的化合物。2通式：通式：R COOH ，官能團，官能團 。基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理烴基烴基羧基羧基COOH3分類分類(1)按分子中烴基的結(jié)構(gòu)分類按分子中烴基的結(jié)構(gòu)分類CH3COOHC17H35COOH(2)按分子中羧基的數(shù)目分類按分子中羧基的數(shù)目分類4通性：羧酸分子中都含有官能團通性：羧酸分子中都含有官能團 ，因此，因此都具有都具有 性，都能發(fā)生酯化反應(yīng)。性，都能發(fā)生酯化反應(yīng)。羧基羧基酸酸二、乙酸二、乙酸1俗名：俗名： ；分子式：；分子式： ；結(jié)

2、構(gòu)簡；結(jié)構(gòu)簡式：式： ，官能團：，官能團：COOH。2物理性質(zhì)物理性質(zhì)醋酸醋酸C2H4O2CH3COOH顏色顏色狀態(tài)狀態(tài)氣味氣味溶解性溶解性熔點熔點液體液體易溶于水易溶于水和乙醇和乙醇溫度低于溫度低于 時凝結(jié)時凝結(jié)成冰一樣的晶體，又稱成冰一樣的晶體，又稱 有刺激有刺激性氣味性氣味無色無色16.6 冰醋酸冰醋酸3.化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)(1)酸性：一元酸性：一元 酸，比碳酸酸性酸，比碳酸酸性 。電離方程式為。電離方程式為CH3COOHCH3COOH；乙酸具有酸的通性：乙酸具有酸的通性：能使紫色石蕊試液能使紫色石蕊試液 ；能與活潑金屬能與活潑金屬(如如Na)反應(yīng)放出反應(yīng)放出 ：2CH3COOH2Na2C

3、H3COONaH2；弱弱強強變紅變紅氫氣氫氣能與堿能與堿(如如NaOH)發(fā)生發(fā)生 反應(yīng)：反應(yīng)：CH3COOHOHCH3COOH2O；能與能與 氧化物氧化物(如如MgO)反應(yīng)：反應(yīng)：2CH3COOHMgOMg(CH3COO)2H2O；能與比醋酸酸性弱的弱酸鹽反應(yīng)，如碳酸鈉與醋酸反應(yīng)：能與比醋酸酸性弱的弱酸鹽反應(yīng)，如碳酸鈉與醋酸反應(yīng)： 。中和中和堿性堿性2CH3COOHCO322CH3COOCO2H2O3、飽和一元羧酸通式：、飽和一元羧酸通式：CnH2n+1COOH 或：或：CnH2nO2（與飽和酯相同）（與飽和酯相同）乙酸 乙酸的物理性質(zhì) 無色、有強烈刺激性氣味的液體，易溶于水、乙醇，無色、有強

4、烈刺激性氣味的液體，易溶于水、乙醇， 溫度低于溫度低于16.616.6時呈冰狀晶體，無水乙酸又叫冰乙酸。時呈冰狀晶體，無水乙酸又叫冰乙酸。乙酸的分子結(jié)構(gòu)乙酸的分子結(jié)構(gòu) 分子式：分子式： 結(jié)構(gòu)式：結(jié)構(gòu)式： 結(jié)構(gòu)簡式：結(jié)構(gòu)簡式： 電子式：電子式： 官能團：官能團： C2H4O2CHOOCHHHCH3COOHCOOH(羧基羧基) OH C C O HHH 無水乙酸又稱冰醋酸（熔點無水乙酸又稱冰醋酸（熔點16.616.6）。在室溫較低時，無水）。在室溫較低時，無水乙酸就會凝結(jié)成像冰一樣的晶體。請簡單說明在實驗中若遇到乙酸就會凝結(jié)成像冰一樣的晶體。請簡單說明在實驗中若遇到這種情況時，你將如何從試劑瓶中取

5、出無水乙酸。這種情況時，你將如何從試劑瓶中取出無水乙酸。 認(rèn)識乙酸的核磁共振氫譜，說明兩個吸收峰的意義及峰的面積認(rèn)識乙酸的核磁共振氫譜，說明兩個吸收峰的意義及峰的面積比比 請設(shè)計一個簡單的實驗，能一次性驗證乙酸溶液、請設(shè)計一個簡單的實驗，能一次性驗證乙酸溶液、COCO2 2水溶液、水溶液、苯酚溶液的酸性強弱順序為：乙酸碳酸苯酚。寫出實驗步驟、苯酚溶液的酸性強弱順序為：乙酸碳酸苯酚。寫出實驗步驟、現(xiàn)象及有關(guān)反應(yīng)方程式，并在右框中畫出實驗裝置的簡圖。現(xiàn)象及有關(guān)反應(yīng)方程式，并在右框中畫出實驗裝置的簡圖。苯酚鈉溶液碳酸鈉乙酸乙酸的酯化反應(yīng)【思考思考】1.濃硫酸的作用？濃硫酸的作用？ 催化劑和吸水劑催化

6、劑和吸水劑 2.飽和碳酸鈉溶液的作用？飽和碳酸鈉溶液的作用？ 吸收乙醇和乙酸吸收乙醇和乙酸 減小酯在水中的溶解度減小酯在水中的溶解度 3.導(dǎo)管不伸入液面下的原因？導(dǎo)管不伸入液面下的原因？ 防止碳酸鈉溶液倒吸防止碳酸鈉溶液倒吸實驗現(xiàn)象：實驗現(xiàn)象：飽和碳酸鈉溶液的液面上有透明的油狀液體，并可聞到香味。飽和碳酸鈉溶液的液面上有透明的油狀液體，并可聞到香味。乙酸乙酯乙酸乙酯CH3COHHOCH2CH3 CH3COCH2CH3+H2OOO濃濃H2SO4乙酸乙酯的制?。阂宜嵋阴サ闹迫。篛CH3C OH+OCH3CH2HOCH3CH2OCH3CH2O+1818濃濃H2SO4乙酸的酯化反應(yīng)乙酸的酯化反應(yīng)酸和醇

7、作用生成酯和水的反應(yīng)酸和醇作用生成酯和水的反應(yīng)濃硫酸、加熱濃硫酸、加熱酸脫羥基醇脫氫酸脫羥基醇脫氫酯化酯化反應(yīng)反應(yīng)概念概念條件條件規(guī)律規(guī)律濃濃H2SO4CH3COHHOCH2CH3 CH3COCH2CH3+H2OOO(2)酯化反應(yīng)酯化反應(yīng)(或取代反應(yīng)或取代反應(yīng))含義：酸和含義：酸和醇醇作用生成作用生成 的反應(yīng)。的反應(yīng)。斷鍵方式：酸脫斷鍵方式：酸脫 ，醇脫，醇脫 。乙酸與乙醇的反應(yīng)：乙酸與乙醇的反應(yīng)：酯和水酯和水羥基羥基氫氫三、酯三、酯2酯的性質(zhì)酯的性質(zhì)酯一般難溶于水，主要化學(xué)性質(zhì)是易發(fā)生酯一般難溶于水，主要化學(xué)性質(zhì)是易發(fā)生 反應(yīng)，其條件是反應(yīng)，其條件是 或或 ，有關(guān)化學(xué)方程式：，有關(guān)化學(xué)方程式

8、：(1)酸性條件酸性條件水解水解酸催化酸催化堿催化堿催化(2)堿性條件堿性條件思考醇、酚、羧酸的結(jié)構(gòu)中均有醇、酚、羧酸的結(jié)構(gòu)中均有OH，可分別稱，可分別稱之為之為“醇羥基醇羥基”、“酚羥基酚羥基”和和“羧羥基羧羥基”。由于這些。由于這些與與OH所連的基團不同，所連的基團不同，OH受相連基團的影響受相連基團的影響就不同。故羥基上的氫原子的活性也就不同，表現(xiàn)就不同。故羥基上的氫原子的活性也就不同，表現(xiàn)在性質(zhì)上也相差較大，可比較如下：在性質(zhì)上也相差較大，可比較如下：課堂互動講練課堂互動講練羥基的活性比較羥基的活性比較 比較比較 項目項目羥基羥基類型類型氫原氫原子活子活潑性潑性電離電離酸堿酸堿性性與與

9、Na反應(yīng)反應(yīng)與與NaOH反應(yīng)反應(yīng)與與NaHCO3反應(yīng)反應(yīng)能否能否由酯由酯水解水解生成生成醇羥基醇羥基 逐逐 漸漸 增增 強強極難極難電離電離中性中性反應(yīng)反應(yīng)放出放出H2不反不反應(yīng)應(yīng)不反不反應(yīng)應(yīng)能能酚羥基酚羥基微弱微弱電離電離很弱很弱的酸的酸性性反應(yīng)反應(yīng)放出放出H2反應(yīng)反應(yīng)不反不反應(yīng)應(yīng)能能羧羥基羧羥基部分部分電離電離弱酸弱酸性性反應(yīng)反應(yīng)放出放出H2反應(yīng)反應(yīng)反應(yīng)反應(yīng)放出放出CO2能能結(jié)論：羥基的活性：羧酸酚醇。結(jié)論：羥基的活性：羧酸酚醇。1羧酸都是弱酸，不同的羧酸酸性不同，羧酸都是弱酸，不同的羧酸酸性不同，但低級羧酸都比碳酸的酸性強。幾種簡單的羧但低級羧酸都比碳酸的酸性強。幾種簡單的羧酸的酸性關(guān)系

10、為甲酸苯甲酸乙酸丙酸。酸的酸性關(guān)系為甲酸苯甲酸乙酸丙酸。乙酸與乙酸與H2SO3、H2CO3、HF等幾種弱電解質(zhì)的等幾種弱電解質(zhì)的酸性關(guān)系為酸性關(guān)系為H2SO3HFCH3COOHH2CO3。2低級羧酸才會使紫色石蕊試液變紅，低級羧酸才會使紫色石蕊試液變紅，醇、酚、高級脂肪酸不會使紫色石蕊試液變紅。醇、酚、高級脂肪酸不會使紫色石蕊試液變紅。特別提醒特別提醒某有機物的結(jié)構(gòu)簡式如圖某有機物的結(jié)構(gòu)簡式如圖【思路點撥思路點撥】解決本題要注意以下解決本題要注意以下三點：三點：(1)反應(yīng)物中的官能團及官能團的變化反應(yīng)物中的官能團及官能團的變化情況。情況。(2)氫原子的活潑性順序為：氫原子的活潑性順序為：COO

11、H酚羥基醇羥基。酚羥基醇羥基。(3)所選試劑和不同官能團上的氫原子所選試劑和不同官能團上的氫原子反應(yīng)情況不同。反應(yīng)情況不同?！敬鸢复鸢浮縉aHCO3NaOH或或Na2CO3Na1下列物質(zhì)中最難電離出下列物質(zhì)中最難電離出H的是的是()ACH3COOHBC2H5OHCH2O DC6H5OH解析解析：選選B。四種物質(zhì)電離出四種物質(zhì)電離出H的順序為：的順序為：CH3COOHC6H5OHH2OC2H5OH。1反應(yīng)機理反應(yīng)機理羧酸與醇發(fā)生酯化反應(yīng)時，一般是羧酸分子中的羧酸與醇發(fā)生酯化反應(yīng)時，一般是羧酸分子中的羥基與醇分子中羥基上的氫原子結(jié)合生成水，其余部羥基與醇分子中羥基上的氫原子結(jié)合生成水，其余部分結(jié)合

12、生成酯，用示蹤原子法可以證明。分結(jié)合生成酯，用示蹤原子法可以證明。酯化反應(yīng)的規(guī)律酯化反應(yīng)的規(guī)律1所有的酯化反應(yīng)，條件均為濃所有的酯化反應(yīng)，條件均為濃H2SO4、加熱；酯化反應(yīng)為可逆反應(yīng)，書寫方程式時用加熱；酯化反應(yīng)為可逆反應(yīng)，書寫方程式時用“”。2利用自身酯化或相互酯化生成環(huán)酯的利用自身酯化或相互酯化生成環(huán)酯的結(jié)構(gòu)特點以確定有機物中羥基位置。結(jié)構(gòu)特點以確定有機物中羥基位置。特別提醒特別提醒下圖中下圖中A、B、C、D、E、F、G均為有機化合均為有機化合物。物。根據(jù)上圖回答問題：根據(jù)上圖回答問題：(1)D、F的化學(xué)名稱是的化學(xué)名稱是_、_。(2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式，并注明反應(yīng)類型寫出下列反應(yīng)

13、的化學(xué)方程式，并注明反應(yīng)類型_，_ _；_，_ _。(3)A的結(jié)構(gòu)簡式是的結(jié)構(gòu)簡式是_，1 mol A與足量與足量的的NaOH溶液反應(yīng)會消耗溶液反應(yīng)會消耗_mol NaOH。(4)符合下列符合下列3個條件的個條件的B的同分異構(gòu)體的數(shù)的同分異構(gòu)體的數(shù)目有目有_個。個。含有鄰二取代苯環(huán)結(jié)構(gòu)含有鄰二取代苯環(huán)結(jié)構(gòu)與與B有相同官能團有相同官能團不與不與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)溶液發(fā)生顯色反應(yīng)2某有機化合物某有機化合物X(C7H8O)與另一有機化合物與另一有機化合物Y發(fā)生如下反應(yīng)生成化合物發(fā)生如下反應(yīng)生成化合物Z(C11H14O2)。(1)X是下列化合物之一，已知是下列化合物之一，已知X不能與不能與Fe

14、Cl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，則溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，則X是是_(填標(biāo)填標(biāo)號字母號字母)。(2)Y的分子式是的分子式是_，可能的結(jié)，可能的結(jié)構(gòu)簡式是構(gòu)簡式是_和和_。(3)Y有多種同分異構(gòu)體，其中一種同分異構(gòu)體有多種同分異構(gòu)體，其中一種同分異構(gòu)體E發(fā)生銀鏡反應(yīng)后，其產(chǎn)物經(jīng)氧化可得到發(fā)生銀鏡反應(yīng)后，其產(chǎn)物經(jīng)氧化可得到F(C4H8O3)。F可發(fā)生如下反應(yīng)：可發(fā)生如下反應(yīng)：該反應(yīng)的類型是該反應(yīng)的類型是_，E的結(jié)構(gòu)簡式的結(jié)構(gòu)簡式是是_。(4)若若Y與與E具有相同的碳鏈，則具有相同的碳鏈，則Z的結(jié)構(gòu)簡式為的結(jié)構(gòu)簡式為_。解析解析：(1)符合符合X分子式分子式C7H8O的有選項的有選項B和和D，B中中OH直接連在苯

15、環(huán)上，屬于酚，直接連在苯環(huán)上，屬于酚，能與能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，所以選溶液發(fā)生顯色反應(yīng)，所以選D。(3)能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的Y的同分異構(gòu)體的同分異構(gòu)體E可可能為甲酸丙酯、甲酸異丙酯、能為甲酸丙酯、甲酸異丙酯、CH2OHCH2CH2CHO、CH3CHOHCH2CHO、CH3CH2CHOHCHO等多種有機物。此處可等多種有機物。此處可以通過以通過F來確定來確定E，已知，已知F可以脫水生成無支可以脫水生成無支鏈的五元環(huán)酯，則鏈的五元環(huán)酯，則F為為CH2OHCH2CH2COOH，則能被氧化成則能被氧化成F的的E的結(jié)構(gòu)簡式應(yīng)為的結(jié)構(gòu)簡式應(yīng)為CH2OHCH2CH2CHO。答案答案：(

16、1)D(2)C4H8O2CH3CH2CH2COOHCH3CH(CH3)COOH(3)酯化反應(yīng)酯化反應(yīng)CH2OHCH2CH2CHO1反應(yīng)原料：乙醇、乙酸、濃反應(yīng)原料：乙醇、乙酸、濃H2SO4、飽和、飽和Na2CO3溶液。溶液。酯的制取酯的制取3反應(yīng)裝置：試管、酒精燈、導(dǎo)管、鐵架臺等。反應(yīng)裝置：試管、酒精燈、導(dǎo)管、鐵架臺等。4實驗方法：在一支試管里先加入實驗方法：在一支試管里先加入3 mL乙醇，乙醇，然后一邊搖動，一邊慢慢地加入然后一邊搖動，一邊慢慢地加入2 mL濃濃H2SO4和和2 mL冰醋酸，按如圖連接好裝置。用酒精燈小心均勻地加冰醋酸，按如圖連接好裝置。用酒精燈小心均勻地加熱試管熱試管3 m

17、in5 min，產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)導(dǎo)管通到飽和，產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)導(dǎo)管通到飽和Na2CO3溶液的液面上，此時可以觀察到有透明的油狀溶液的液面上，此時可以觀察到有透明的油狀液體浮在液面上。取下盛有飽和液體浮在液面上。取下盛有飽和Na2CO3溶液的試管，溶液的試管，并停止加熱，振蕩盛有飽和并停止加熱，振蕩盛有飽和Na2CO3溶液的試管后靜置，溶液的試管后靜置，待溶液分層后，可觀察到上層的透明油狀液體乙酸乙待溶液分層后，可觀察到上層的透明油狀液體乙酸乙酯，并可聞到果香氣味。酯，并可聞到果香氣味。 5注意事項注意事項(1)實驗中濃硫酸起催化劑和吸水劑作用。實驗中濃硫酸起催化劑和吸水劑作用。(2)盛反應(yīng)混合液的試管

18、要向上傾斜約盛反應(yīng)混合液的試管要向上傾斜約45，主要，主要目的是增大反應(yīng)混合液的受熱面積。目的是增大反應(yīng)混合液的受熱面積。(3)導(dǎo)管應(yīng)較長，除導(dǎo)氣外還兼起冷凝作用。導(dǎo)導(dǎo)管應(yīng)較長，除導(dǎo)氣外還兼起冷凝作用。導(dǎo)管末端只能接近飽和管末端只能接近飽和Na2CO3溶液的液面而不能伸入液溶液的液面而不能伸入液面以下，目的是防止受熱不均發(fā)生倒吸。面以下，目的是防止受熱不均發(fā)生倒吸。(4)實驗中應(yīng)小心均勻加熱使液體保持微沸，這實驗中應(yīng)小心均勻加熱使液體保持微沸，這樣有利于產(chǎn)物的生成和蒸出，以提高乙酸乙酯的產(chǎn)率。樣有利于產(chǎn)物的生成和蒸出，以提高乙酸乙酯的產(chǎn)率。(5)飽和飽和Na2CO3溶液的作用是吸收乙酸，溶解乙

19、溶液的作用是吸收乙酸，溶解乙醇，冷凝酯蒸氣且減小酯在水中的溶解度，以利于分醇，冷凝酯蒸氣且減小酯在水中的溶解度，以利于分層析出。層析出。(6)不能用不能用NaOH溶液代替飽和溶液代替飽和Na2CO3溶液，因溶液，因乙酸乙酯在乙酸乙酯在NaOH存在時易水解，幾乎得不到乙酸乙存在時易水解，幾乎得不到乙酸乙酯。酯。可用圖示裝置制取少量乙酸乙酯可用圖示裝置制取少量乙酸乙酯(酒精燈等在圖酒精燈等在圖中均已略去中均已略去)。請?zhí)羁眨?。請?zhí)羁眨?1)試管試管a中需加入濃中需加入濃硫酸、冰醋酸和乙醇各硫酸、冰醋酸和乙醇各2 mL，正確的加入順序及，正確的加入順序及操作是操作是_ _。(2)為防止為防止a中的液

20、體在實驗時發(fā)生暴沸，在加熱中的液體在實驗時發(fā)生暴沸，在加熱前應(yīng)采取的措施是前應(yīng)采取的措施是_ _。(3)實驗中加熱試管實驗中加熱試管a的目的是：的目的是：_；_。(4)試管試管b中加有飽和中加有飽和Na2CO3溶液，其作用是溶液，其作用是_ _。(5)反應(yīng)結(jié)束后，振蕩試管反應(yīng)結(jié)束后，振蕩試管b，靜置。觀察到的現(xiàn)，靜置。觀察到的現(xiàn)象是象是_?！舅悸伏c撥思路點撥】解決本題要注意以下三點：解決本題要注意以下三點：(1)濃硫酸和其他試劑混合時的添加順序。濃硫酸和其他試劑混合時的添加順序。(2)酯化反應(yīng)的條件和反應(yīng)限度。酯化反應(yīng)的條件和反應(yīng)限度。(3)產(chǎn)物的凈化。產(chǎn)物的凈化?！窘馕鼋馕觥?1)濃濃H2S

21、O4溶于水會放出大量溶于水會放出大量熱，因此應(yīng)先加入乙醇，然后邊搖動試管邊慢熱，因此應(yīng)先加入乙醇，然后邊搖動試管邊慢慢加入濃慢加入濃H2SO4，最后再加入冰醋酸。，最后再加入冰醋酸。(2)為了防止反應(yīng)時發(fā)生暴沸，在加熱前應(yīng)為了防止反應(yīng)時發(fā)生暴沸，在加熱前應(yīng)在試管中加入幾粒沸石在試管中加入幾粒沸石(或碎瓷片或碎瓷片)。(3)加熱試管可提高反應(yīng)速率，同時可將乙加熱試管可提高反應(yīng)速率，同時可將乙酸乙酯及時蒸出，有利于提高乙酸乙酯的產(chǎn)率。酸乙酯及時蒸出，有利于提高乙酸乙酯的產(chǎn)率。(4)乙酸乙酯在飽和乙酸乙酯在飽和Na2CO3溶液中的溶解度很小，溶液中的溶解度很小，而蒸出的乙酸和乙醇在其中的溶解度很大，

22、因此便于而蒸出的乙酸和乙醇在其中的溶解度很大，因此便于分離出乙酸乙酯。分離出乙酸乙酯。(5)試管內(nèi)液體分層，上層為透明的油狀液體。試管內(nèi)液體分層，上層為透明的油狀液體?！敬鸢复鸢浮?1)先加入乙醇，然后邊搖動試管邊慢慢先加入乙醇，然后邊搖動試管邊慢慢加入濃加入濃H2SO4，再加入冰醋酸，再加入冰醋酸(2)在試管中加入幾粒沸石在試管中加入幾粒沸石(或碎瓷片或碎瓷片)(3)加快反應(yīng)速率加快反應(yīng)速率及時將產(chǎn)物乙酸乙酯蒸出，有利于平衡向生成乙及時將產(chǎn)物乙酸乙酯蒸出，有利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移動酸乙酯的方向移動(4)吸收隨乙酸乙酯蒸出的乙酸和乙醇，降低酯的溶吸收隨乙酸乙酯蒸出的乙酸和乙醇，降低酯的

23、溶解度解度(5)b中的液體分層，上層是透明的油狀液體中的液體分層，上層是透明的油狀液體(1)在乙酸和乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)的過程中，濃在乙酸和乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)的過程中，濃H2SO4起到起到了哪些作用？在乙醇制乙烯的過程中濃了哪些作用？在乙醇制乙烯的過程中濃H2SO4起什么作用？起什么作用？(2)如何除去乙酸乙酯中含有的雜質(zhì)乙酸和乙醇？如何除去乙酸乙酯中含有的雜質(zhì)乙酸和乙醇？【提示提示】(1)在酯化過程中，濃在酯化過程中，濃H2SO4作催化劑作催化劑和吸水劑。在乙醇制乙烯的過程中濃和吸水劑。在乙醇制乙烯的過程中濃H2SO4起催化作起催化作用和脫水作用。用和脫水作用。(2)乙酸乙酯難溶于飽和乙酸乙酯難溶于飽和Na2CO3溶液，乙酸由于溶液，乙