高中化学第七章有机化合物第三节第2课时乙酸官能团与有机化合物的分类课件新人教版必修第二册

高中化学第七章有机化合物第三节第2课时乙酸官能团与有机化合物的分类课件新人教版必修第二册

第 2 课时 　 乙酸 　 官能团与有机化合物的分类 知识铺垫 新知预习 自主测试 1 . 乙醇中所含官能团的名称为 羟基 , 乙醇的结构简式为 CH 3 CH 2 OH 或 C 2 H 5 OH 。 2 . 酸的通性主要表现在哪些方面 ? 答案 : (1) 使石蕊溶液变红色 ;(2) 与活泼金属反应放出氢气 ;(3) 与碱性氧化物反应生成盐和水 ;(4) 与碱发生中和反应生成盐和水 ;(5) 与某些盐反应生成新酸和新盐。 3 . 证明盐酸的酸性强于碳酸的 : 知识铺垫 新知预习 自主测试 一、乙酸的分子组成与结构 知识铺垫 新知预习 自主测试 二、乙酸的性质 1 . 物理性质 【微思考 1 】 纯净的乙酸为何被称为冰醋酸 ? 提示 因当温度低于熔点时 , 乙酸可凝结成类似冰一样的晶体。 知识铺垫 新知预习 自主测试 2 . 化学性质 (1) 弱酸性。 乙酸是一元 弱酸 , 在水中部分电离 , 电离方程式为 CH 3 COOH CH 3 COO - +H + , 其酸性比碳酸的酸性 强 , 具有酸的通性。请填写下图并写出 下列 反应的化学方程式 : 知识铺垫 新知预习 自主测试 (2) 酯化反应。 知识铺垫 新知预习 自主测试 ① 定义 : 酸与醇 反应生成 酯和水 的反应 , 叫做酯化反应。 ② 特点 : 知识铺垫 新知预习 自主测试 三、官能团与有机化合物的分类 知识铺垫 新知预习 自主测试 【微思考 2 】 是不是所有的有机化合物中都含有官能团 ? 提示 并非所有的有机化合物中都含有官能团 , 如烷烃、苯及其同系物等不含官能团。 知识铺垫 新知预习 自主测试 1 . 判断正误 ( 正确的打“ √ ” , 错误的打“ ×”) (1) 烷烃的官能团是碳碳单键 , 烯烃的官能团是碳碳双键。 ( 　　 ) (2) 可用食醋除去水壶中的水垢 ( 以 CaCO 3 为主 ) 。 ( 　　 ) (3) 在酯化反应中 , 加入过量的乙醇可以使乙酸完全转化为乙酸乙酯。 ( 　　 ) (4) 酯化反应又属于取代反应。 ( 　　 ) (5) 可用饱和 Na 2 CO 3 溶液除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸。 ( 　　 ) (6) 乙酸的分子中含有羧基 ( ) 和羟基 (—OH) 两种官能团。 ( 　　 ) 答案 : (1)× 　 (2) √ 　 (3)× 　 (4) √ 　 (5) √ 　 (6)× 解析 : (3) 酯化反应是可逆反应 , 反应物的转化率达不到 100% 。 知识铺垫 新知预习 自主测试 2 . 酯化反应是有机化学中的一类重要反应 , 下列对酯化反应理解不正确的是 ( 　　 ) A. 酯化反应的反应物肯定是醇与羧酸 B. 酯化反应一般需要加热 C. 酯化反应是有限度的 D. 酯化反应一般需要催化剂 答案 : A 解析 : 无机含氧酸与醇也可以发生酯化反应 , 所以 A 项错误。 知识铺垫 新知预习 自主测试 3 . 下列关于乙酸性质的叙述中 , 错误的是 ( 　　 ) A. 乙酸的酸性比碳酸的强 , 所以它可以与碳酸盐溶液反应 , 产生 CO 2 气体 B. 乙酸具有酸性 , 所以能与钠反应放出 H 2 C. 乙酸分子中含有碳氧双键 , 所以它能使溴水褪色 D. 乙酸在温度低于 16.6 ℃ 时 , 就凝结成冰状晶体 答案 : C 解析 : 乙酸尽管含有碳氧双键 , 但不能使溴水褪色 ,C 项错误。 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 乙酸、乙醇、 H 2 O 、 H 2 CO 3 中羟基氢原子的活泼性探究 问题探究 1 . 上图中巧除水垢的原理是什么 ? 提示 利用强酸制弱酸的原理 , 反应的离子方程式为 CaCO 3 +2CH 3 COOH === 2CH 3 COO - +Ca 2+ +CO 2 ↑+H 2 O 。 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 2 . 有下列四种物质编号为 ① H—O—H, 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 3 . 分析乙酸与碳酸钠溶液、乙醇反应时的断键位置。 提示 与碳酸钠溶液反应断裂 O—H 键 , 与乙醇发生酯化反应时断裂 C—O 键。 4 . 对比乙醇和乙酸的性质 , 分析鉴别乙醇和乙酸两种液体有哪些方法。 提示 闻气味 : 有特殊香味的是乙醇 , 有刺激性气味的是乙酸 ; 加石蕊溶液 : 能使石蕊溶液变红的是乙酸 ; 加碳酸钠溶液 : 能与碳酸钠溶液反应放出气体的是乙酸。 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 知识拓展 1 . 乙酸、水、乙醇、碳酸的性质比较 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 2 . 羟基化合物的反应规律 (1) 能与金属钠反应的有机物含有 —OH 或 —COOH, 反应关系为 2Na~2ROH~H 2 或 2Na~2RCOOH~H 2 。 (2) 能与 NaHCO 3 、 Na 2 CO 3 反应生成 CO 2 的有机物一定含有 —COOH, 反应关系为 NaHCO 3 ~RCOOH~CO 2 、 Na 2 CO 3 ~2RCOOH~CO 2 。 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 素能应用 典例 1 某有机物的结构简式为 , 下列关于该有机物的说法不正确的是 ( 　　 ) A.1 mol 该有机物能与 2 mol NaOH 发生反应 B.1 mol 该有机物能与 2 mol Na 反应生成 1 mol H 2 C.1 mol 该有机物能与 1 mol NaHCO 3 反应生成 1 mol CO 2 D.1 mol 该有机物最多能与 4 mol H 2 发生加成反应 答案 : A 解析 : —CH 2 OH 不与 NaOH 、 NaHCO 3 、 Na 2 CO 3 反应 ,—COOH 与 NaOH 、 Na 、 NaHCO 3 、 Na 2 CO 3 均能反应 , 苯环和碳碳双键均能与 H 2 加成。 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 变式训练 1 下列物质中 , 能与金属钠反应放出氢气 , 还能与碳酸钠溶液反应放出 CO 2 气体的是 ( 　　 ) A. 乙醇 B. 苯 C. 乙酸 D. 乙酸乙酯 答案 : C 解析 : 乙醇、乙酸均能与 Na 反应放出 H 2 , 苯和乙酸乙酯均不能与钠反应 ; 与 Na 2 CO 3 反应放出 CO 2 的有机物应含有 —COOH, 只有乙酸符合这一条件 , 故选 C 。 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 酯化反应 问题探究 食醋是我们日常生活中必不可少的调味品 , 厨师在烧菜时 , 总喜欢在加了酒之后再放些醋。于是菜就变得香喷喷的了 , 这种炒菜的方法确有其科学道理 , 因为酒与醋在热锅里碰了头 , 就会起化学反应生成香料 —— 乙酸乙酯 , 因此菜就有股香味了。在实验室用下图所示的装置制备乙酸乙酯。 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 1 . 实验步骤 (1) 反应液的混合 : 在试管中加入 3 mL 乙醇 , 然后边振荡试管边慢慢加入 2 mL 浓硫酸和 2 mL 乙酸 , 再加入几片碎瓷片。 (2) 连接好装置 , 用酒精灯小心加热 , 将产生的蒸气经导管通到饱和 Na 2 CO 3 溶液的液面上 , 观察现象。 2 . 实验现象 饱和 Na 2 CO 3 溶液的液面上有透明的油状液体生成 , 且能闻到香味。 3 . 实验结论 乙酸和乙醇在浓硫酸的催化作用并加热的条件下能发生酯化反应 , 生成乙酸乙酯和水。 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 [ 问题思考 ] (1) 酯化反应的实验中 , 浓硫酸的作用是什么 ? (2) 酯化反应的实验中 , 试管中饱和 Na 2 CO 3 溶液的作用是什么 ? (3) 酯化反应的实验中 , 竖立在试管中的导气管能否伸入到液面以下 , 其原因是什么 ? 提示 (1) 浓硫酸起催化剂和吸水剂的作用。 (2) 与挥发出来的乙酸反应 , 使之转化为乙酸钠而溶于水 ; 溶解挥发出来的乙醇 ; 降低乙酸乙酯在水中的溶解度 , 便于分层得到乙酸乙酯。 (3) 不能 , 防止倒吸。 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 知识拓展 1 . 乙酸的酯化反应实验原理 (1) 化学方程式 : (2) 反应的实质 : 酸脱去羟基 , 醇脱去氢原子。 2 . 乙酸的酯化反应实验注意事项 (1) 装置特点。 ① 均匀加热目的 : 能增大反应速率 , 并将生成的乙酸乙酯及时蒸出 , 有利于乙酸乙酯的生成 ; ② 大试管倾斜 45 ° 角目的 : 增大受热面积 ; ③ 小试管内导气管末端要在液面以上 , 不能伸入液面以下 , 以防止倒吸。 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 (2) 酯的分离。 用分液法分离出乙酸乙酯。 (3) 试剂的作用。 ① 浓硫酸 : a. 催化剂 —— 增大反应速率 , 缩短达到平衡所需时间 ;b. 吸水剂 —— 吸收反应中生成的水 , 促使反应向生成乙酸乙酯的方向进行 , 提高 CH 3 COOH 、 CH 3 CH 2 OH 的转化率。 ② 饱和 Na 2 CO 3 溶液 : a. 中和挥发出来的乙酸 ; b. 溶解挥发出来的乙醇 ; c. 减小乙酸乙酯在水中的溶解度 , 便于分层 , 得到乙酸乙酯。 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 3 . 探究酯化反应的实质 —— 原子示踪法 用含 18 O 的乙醇参与反应 , 生成的乙酸乙酯 (CH 3 CO 18 OC 2 H 5 ) 分子中含 18 O, 表明反应物羧酸分子中的羟基与乙醇分子中羟基上的氢原子结合生成水 , 其余部分结合生成酯 ( 即水中的氧原子来自于羧酸 ) 。原理如下 : 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 素能应用 典例 2 实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下 : ① 在甲试管 ( 如图 ) 中加入 3 mL 乙醇、 2 mL 浓硫酸和 2 mL 乙酸的混合溶液 , 再加入几片碎瓷片。 ② 按图连接好装置 ( 装置气密性良好 ), 用小火均匀地加热 3~5 min 。 ③ 待试管乙收集到一定量产物后停止加热 , 撤出试管乙 , 并用力振荡 , 然后静置待分层。 ④ 分离出乙酸乙酯层 , 洗涤、干燥。 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 (1) 配制该混合溶液的主要操作步骤为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ; 反应中浓硫酸的作用是 　　　　　　　　　　　　　　　　 。   (2) 上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是 　　　　 ( 填字母 ) 。   A. 中和乙酸和乙醇 B. 中和乙酸并吸收部分乙醇 C. 乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度比在水中更小 , 有利于分层析出 D. 加速酯的生成 , 提高其产率 (3) 欲将乙试管中的物质分离开以得到乙酸乙酯 , 必须使用的仪器有 　　　　　　　 ; 分离时 , 乙酸乙酯应该从仪器 　　　　　　 ( 填 “ 下口放出 ” 或 “ 上口倒出 ”) 。   任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 答案 : (1) 将浓硫酸加入乙醇中 , 边加边振荡 , 然后再加入乙酸　作催化剂和吸水剂 (2)BC 　 (3) 分液漏斗　上口倒出 解析 : (1) 浓硫酸稀释或与其他溶液混合时会放出大量的热 , 操作不当会造成液体迸溅 , 故应将浓硫酸加入乙醇中 , 边加边振荡 , 然后再加入乙酸。 (2) 饱和碳酸钠溶液的作用是 : ① 中和乙酸并吸收部分乙醇 ; ② 降低乙酸乙酯的溶解度有利于分层析出。 (3) 分离不相混溶的液体应采用分液法 , 上层液体从分液漏斗的上口倒出 , 下层液体从分液漏斗的下口放出。 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 变式训练 2 (2018 全国 Ⅰ ) 在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中 , 下列操作未涉及的是 ( 　　 ) 答案 : D 解析 : 制备乙酸乙酯所用原料为乙醇和冰醋酸 , 使用浓硫酸作催化剂和吸水剂 , 在加热条件下发生反应 ,A 项正确 ; 为防止倒吸 , 导管末端应位于饱和碳酸钠溶液的液面上方 ,B 项正确 ; 所得的乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液 , 而挥发出的乙醇和乙酸可被饱和碳酸钠溶液吸收 , 可用分液法将乙酸乙酯与饱和碳酸钠溶液分离 ,C 项正确 ; 整个过程不需要蒸发 ,D 项错误。 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 官能团和基、根 ( 离子 ) 的比较 问题探究 1 .1 mol —OH 、 OH - 分别含有电子和质子的物质的量为多少 ? 提示 1 mol —OH 含 9 mol 电子、 9 mol 质子 ;1 mol OH - 含 10 mol 电子、 9 mol 质子。 2 . 取代基一定是官能团吗 ? 提示 官能团一定是取代基 , 但取代基不一定是官能团。如 —CH 3 是取代基 , 但不是官能团 , 而 —OH 既是官能团 , 又是取代基。 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 3 . 某有机物的结构简式如图。 (1) 该有机物的分子含有 3 种官能团。 (2) 该 1 mol 有机物最多能与 3 mol Na 发生反应。 (3) 该 1 mol 有机物最多能与 3 mol H 2 发生加成反应。 (4) 该有机物可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色 , 原理相同吗 ? 提示 二者褪色原理不同 , 前者发生加成反应 , 后者发生氧化反应。 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 知识拓展 1 . 官能团、取代基和根 ( 离子 ) 的比较 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 2 . 特别提醒 (1) 对官能团的理解 : 官能团是决定有机化合物特性的原子或原子团。 (2) 注意表示方法的规范性 : 书写官能团的名称或结构简式时要 (3) 分子中官能团不同 , 其化学性质也不同 ; 分子中官能团相同 , 但若其连接方式和位置不同 , 化学性质也有所不同。如羟基直接连在苯环上可形成酚类物质 , 羟基连在链烃上可形成醇类物质。 (4) 硝基 (—NO 2 ) 和氨基 (—NH 2 ) 也属于官能团。 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 3 . 四种常见官能团的基本反应 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 素能应用 典例 3 用直线连接有机物和它所对应的类别 : A.CH 3 CH 2 CH 3 　　　　　 a. 酯 B.CH 2 =CH—CH 3 b. 羧酸 C.CH 3 COOCH 3 c. 醛 F.H 3 C—OH f. 烯烃 G.CH 3 CH 2 COOH g. 烷烃 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 典例 4 ( 双选 ) 莽草酸可用于合成药物达菲 , 其结构简式如图 , 下列关于莽草酸的说法正确的是 ( 　　 ) A. 分子式为 C 7 H 6 O 5 B.1 mol 该物质能与 4 mol Na 发生反应 C. 分子中含有两种官能团 D.1 mol 该物质能与 1 mol NaOH 发生反应 答案 : BD 解析 : A 项 , 莽草酸的分子式应为 C 7 H 10 O 5 ;C 项 , 分子中有三种官能团 —OH 、 —COOH 、 。 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 变式训练 3 我国本土药学家屠呦呦因为发现青蒿素而获得 2015 年的诺贝尔生理学或医学奖。已知二羟甲戊酸 ( ) 是生物合成青蒿素的原料之一 , 下列关于二羟甲戊酸的说法正确的是 ( 　　 ) A. 与乙醇发生酯化反应生成产物的分子式为 C 8 H 18 O 4 B. 能发生加成反应 , 不能发生取代反应 C. 在铜催化下可以与氧气发生反应 D. 标准状况下 ,1 mol 该有机物可以与足量金属钠反应产生 22.4 L H 2 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 答案 : C 解析 : A 项 , 二羟甲戊酸结构中含一个 —COOH, 与乙醇发生酯化反应生成物中有一个酯基 , 其分子式为 C 8 H 16 O 4 , 错误 ;B 项 , 不能发生加成反应 , 错误 ;C 项 , 该物质含 —CH 2 OH, 在铜催化下能与氧气发生反应 , 正确 ;D 项 ,1 mol 该有机物与足量金属钠反应可生成 1.5 mol 氢气 , 错误。 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 1 . 四氯化碳按官能团分类应该属于 ( 　　 ) A. 烷烃 B. 烯烃 C. 卤代烃 D. 羧酸 答案 : C 解析 : 四氯化碳的官能团为碳氯键 , 按照官能团分类应属于卤代烃。解答此类试题 , 注意把握常见有机物的官能团。烷烃中不含官能团 , 烯烃的官能团为碳碳双键 , 卤代烃的官能团为碳卤键 , 羧酸的官能团为羧基。 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 2 . 下图是某有机物分子的空间充填模型 , 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 答案 : B 解析 : 由空间充填模型知 , 该物质为 CH 3 COOH, 显酸性 , 能使紫色石蕊溶液变红 , 能与 NaOH 反应 , 能与醇发生酯化反应。 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 3 . 下列关于乙醇和乙酸两种物质的说法不正确的是 ( 　　 ) A. 都能发生取代反应 B. 都能使紫色石蕊溶液变红 C. 都能发生酯化反应 D. 都能与金属钠反应生成 H 2 答案 : B 解析 : 乙醇和乙酸能发生酯化反应 , 且酯化反应属于取代反应 ,A 、 C 两项正确 ; 乙酸能使紫色石蕊溶液变红 , 但乙醇不能 ,B 项错误 ; 乙醇和乙酸都能与金属钠反应生成 H 2 ,D 项正确。 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 4 . 巴豆酸的结构简式为 CH 3 —CH=CH—COOH 。现有 ① 氯化氢、 ② 溴水、 ③ 纯碱溶液、 ④ 2- 丁醇、 ⑤ 酸性 KMnO 4 溶液 , 试根据巴豆酸的结构特点 , 判断在一定条件下 , 能与巴豆酸反应的物质是 ( 　　 ) A. 只有 ②④⑤ B. 只有 ①③④ C. 只有 ①②③④ D. ①②③④⑤ 答案 : D 解析 : 该有机物含有碳碳双键和羧基两种官能团 , 所以可以发生加成、氧化、酯化等反应。 任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 5 . 如图 , 在试管 a 中先加入 3 mL 95% 的乙醇 , 边摇动边缓缓加入 2 mL 浓硫酸并充分摇匀 , 冷却后再加入 2 mL 冰醋酸 , 用玻璃棒充分搅拌后将试管固定在铁架台上 , 在试管 b 中加入 7 mL 饱和碳酸钠溶液 , 连接好装置。用酒精灯对试管 a 加热 , 当观察到试管 b 中有明显现象时停止实验。 (1) 加入浓硫酸的作用是 　 。   (2) 试管 b 中观察到的主要现象是 　 。   (3) 实验中球形干燥管除起冷凝作用外 , 另一个 重要作用是 　　　　　　　 。   (4) 饱和 Na 2 CO 3 溶液的作用是   　 。   任务一 任务二 任务三 素养脉络 随堂检测 答案 : (1) 作催化剂和吸水剂 (2) 上层出现无色油状液体 (3) 防倒吸 (4) 减少乙酸乙酯在溶液中的溶解 , 除去乙酸 , 溶解乙醇 解析 : (1) 制备乙酸乙酯的实验中 , 浓硫酸作催化剂和吸水剂。 (2) 饱和 Na 2 CO 3 溶液吸收乙酸乙酯蒸气后 , 液体出现分层现象 , 其中上层为乙酸乙酯 , 是无色油状液体。 (3) 球形干燥管上部容积较大 , 能有效防止试管 b 中液体发生倒吸。 (4) 饱和 Na 2 CO 3 溶液既能吸收乙酸和乙醇 , 又能降低乙酸乙酯的溶解度 , 使液体容易分层。