浙江省温州中学 杨振华

2011-11-28

专题 4 烃的衍生物 第三单元 醛 羧酸

⑴ 甲酸： HCOOH ( 蚁酸 )⑵苯甲酸： C6H5COOH (安息香酸 )

⑶ 草酸： HOOC-COOH ( 乙二酸 )⑷羟基酸：

2 、自然界中的有机酸

羧酸由烃基 ( 或氢原子 ) 与羧基相连构成的有机化合物。1 、定义：

3 、分类：

烃基不同

羧基数目

芳香酸

脂肪酸

一元羧酸

二元羧酸

多元羧酸

CH3COOHCH2 ＝ CHCOOH

C17H35COOH 硬脂酸

C17H33COOH 油酸

C15H31COOH 软脂酸C6H5COOH

HOOC － COOH

HO—C—COOH

CH2—COOH

CH2—COOH

CnH2n+1COOH

饱和一元酸通式

乙酸的物理性质：颜色状态： 无色液体

气味： 有强烈刺激性气味沸点： 117.9℃ （易挥发）熔点： 16.6℃

( 无水乙酸又称为 : 冰醋酸 )

溶解性： 易溶于水、乙醇等溶剂分子组成与结构

C2H4O2

CH3COOH结构简式：

分子式： 结构式： C H

H

H

H O

C O

思考：试推测乙酸的 1H-NMR 谱图？ 强度比 =3 1∶

CnH2n+1COOH 或 CnH2nO2饱和一元羧酸通式：符合通式 CnH2nO2 的有机物，还有酯类。

如乙酸有一种类别异构体：

乙酸C H

H

H

H O

C O CH

H

H

HO

C O甲酸甲酯

练习：试写出 C3H6O2 ，属于酸和酯的同分异构体。 HCOOCH2CH3 CH3COOCH3

H

O

C O C

H

H

C

H

H

H

C

H

H

H O

C O C

H

H

HCH3CH2COOH

甲酸乙酯 乙酸甲酯

官能团： 羟基羰基

（或— COOH ）O

—C—OH

C H

H

H

H O

C O羧基

羧基

受 C=O 的影响： C-O单键、 O-H 键更易断开

受 -OH 的影响 : 碳氧双键不易断开。

当氢氧键断裂时，容易电离出氢离子，使乙酸具有酸性。

D 、与碱反应：

E 、与盐反应：

C 、与碱性氧化物反应：

2CH3COOH + CaCO3 = Ca(CH3COO)2 + H2O + CO2↑

2CH3COOH + Mg(OH)2 = Mg(CH3COO)2 + H2O

2 CH3COOH + CuO = Cu(CH3COO)2 + H2O

水垢主要成份：Ｍ g(OH)2 和 CaCO3 ，故可用醋来除水垢。

化学性质 弱酸性： H2SO3 ＞ CH3COOH ＞ H2CO

3

A 、使酸碱指示剂变色：B 、与活泼金属反应：

CH3COOH CH3COO- + H+

2CH3COOH + Zn = Zn(CH3COO)2+ H2↑

1. 酸的通性

代表物 结构简式

羟基氢的活性

酸性 与钠反应

与 NaOH 的反

应

与 Na2CO3

的反应

乙醇

苯酚

乙酸

CH3CH2OH

C6H5OH

CH3COOH

增强

中性

比碳酸弱

比碳酸强

能

能

能

不能 不能

能，得到CO2

能，得到HCO3

-

醇、酚、羧酸中羟基的比较【知识归纳】C6H5ONa + CH3COOH → C6H5OH + CH3COONa

思考：乙酸能否与苯酚钠反应，可以的话，写出方程式。

能

能

C6H5OH + Na2CO3 → C6H5ONa + NaHCO3

1 、化合物 跟足量的下列哪种物质的溶液反应可得到一钠盐 C7H5O3Na （ ）

COOH

OH

A 、 NaOH B 、 Na2CO3 C 、 NaHCO3 D 、 NaCl

C

【知识应用】

2 ．确定乙酸是弱酸的依据是（ ）A. 乙酸可以和乙醇发生酯化反应B. 乙酸钠的水溶液显碱性C. 乙酸能使石蕊试液变红D.Na2CO3 中加入乙酸产生 CO2

B

3 、请写出反应产物：COONa

OHCH2OH

COONa

ONaCH2OH

COOH

OHCH2OH

COONa

ONaCH2ONa

NaHCO3 NaOH或 Na2CO3

Na

本质：酸脱羟基、醇脱氢。

2 、酯化反应

乙酸乙酯CH3COOH + HOC2H5 CH3COOC2H5+H2O

浓H2SO4

酸和醇起作用，生成酯和水的反应。

用同位素示踪法验证

1818

O O

CH3—C—OH+H—O—C2H5 CH3—C—O—C2H5 + H2O浓H2SO4

【知识回顾】

5、得到的反应产物是否纯净？主要杂质有哪些？不纯净；乙酸、乙醇

1 、加药品顺序：2 、加碎瓷片3 、试管倾斜加热4 、导管通到饱和 Na2CO3 溶液的液面上方

——防暴沸——增大受热面积

——防倒吸

乙醇→浓硫酸→醋酸

6、浓 H2SO4 的作用？

8 、为何用饱和的 Na2CO3 溶液吸收乙酸乙酯？①乙酸乙酯在无机盐溶液中溶解度减小 ,容易分层析出②吸收乙酸，溶解乙醇，便于闻到乙酸乙酯的香味

催化剂、吸水剂7 、长导管的作用？ 导气、冷凝

1. 由于乙酸乙酯沸点比乙酸、乙醇低，因此从反应物中不断蒸出乙酸乙酯，可提高其产率；

2.使用过量的乙醇，可提高乙酸转化为乙酸乙酯产率。3.使用浓 H2SO4作吸水剂，提高乙醇、乙酸的转化率。

乙酸与乙醇的酯化反应是可逆的，实验中，如果要提高乙酸乙酯的产率，你认为应当采取哪些措施？

阅读 P83 信息提示

根据化学平衡原理，提高乙酸乙醋产率措施有：

在可逆反应中，若改变化学平衡的条件，平衡会向削弱这种改变的方向移动。

CH3COOH CH3COO- + H+如： 当达到化学平衡时，若此时中和掉 H+ 离子，则 H+ 浓度降低，平衡要削弱这种改变，所以，平衡会向右移动，即继续电离出 H+ 。

2 、 若乙酸分子中的氧都是 18O ，乙醇分子中的氧都是16O ，二者在浓 H2SO4 作用下发生反应，一段时间后，分子中含有 18O 的物质有 种。生成物中水的相对分子质量为 。20

1 、 酯化反应属于（ ）．A. 中和反应 B. 不可逆反应 C. 离子反应 D.取代反应

D【知识应用】

3. 下列物质中，不能与乙醇发生酯化反应的是（ ）　 A ．乙醛 B ．硝酸　　 C ．苯甲酸 D ．硫酸

A

4.关于乙酸的下列说法中不正确的是 ( )A. 乙酸易溶于水和乙醇B. 无水乙酸又称冰醋酸，它是纯净物C. 乙酸是一种重要有机酸，是有刺激性气味的液体　　D. 乙酸分子里有四个氢原子，所以不是一元酸

D

3

5 ．下列物质中，可一次性鉴别乙酸、乙醇、苯及氢氧化钡溶液的是（ ）　 A ．金属钠 B ．溴水　 C ．碳酸钠溶液 D ．紫色石蕊试液

CD

6 ．除去乙酸乙酯中含有的乙酸，最好的处理（ ）A ．蒸馏 B ．水洗后分液C ．用过量饱和碳酸钠溶液洗涤后分液 　　　　　 D ．用过量氢氧化钠溶液洗涤后分液

C

7 ．胆固醇是人体必需的生物活性物质，分子式为C25H45O ，一种胆固醇酯是液晶材料，分子式为 C32

H49O2 ，合成这种胆固醇酯的酸是（ ） A.　 C6H13COOH B.　 C6H5COOH

C.　 C7H15COOH D.　 C6H5CH2COOH

B

C25H45O + 酸 → C32H49O2 + H2O

酸和醇酯化反应的类型①一元有机羧酸与一元醇。如：

CH3COOCH3 + H2OCH3COOH + HOCH3

浓H2SO4

乙酸甲酯②无机含氧酸与一元醇。如：

C2H5O—NO2 + H2OC2H5OH + HO—NO2

浓H2SO4

硝酸乙酯③一元酸与二元醇或多元醇。如：

+ H2OCH2

CH2

O

O

C

C

O

O

CH3

CH32

二乙酸乙二酯

浓 H2SO42

浓 H2SO4

C

CO

CH2

CH2O

O

O+ 2H2O

环乙二酸乙二酯

CH2 - OH

CH2 - OH

CH - OH + 3HO 一 NO2浓硫酸

△

④高级脂肪酸与甘油形成油脂。如：CH2 – OOCC17H35

CH2 – OOCC17H35

CH – OOCC17H35 + 3H2O浓硫酸

△

CH2 - OH

CH2 - OH

CH - OH + 3C17H35COOH

CH2 – O 一 NO2

CH2 – O 一 NO2

CH – O 一 NO2 + 3H2O

⑤多元醇与多元羧酸分子间脱水形成环酯。如：

硝化甘油

硬脂酸甘油酯

⑧多元羧酸与二元醇间缩聚成聚酯。如：

⑥羟基酸分子间形成交酯。如：

CH3CH CHCH3 +2H2OCOO

OOC

CH3CHCOOHOH

HOCHCH3

HOOC+ 浓硫酸

△

⑦羟基酸分子内脱水成环。如：

CH2COOH

CH2CH2OH浓硫酸

△O

CH2C

CH2CH2

=O+ H2O

+n HOOC COOH n HOCH2CH2OH一定条件

聚对苯二甲酸乙二酯

C C O CH2CH2 O n + 2n H2OO O

缩聚反应：有机物分子间脱去小分子，形成高分子聚合物的反应。

酯的水解 酯化反应是可逆反应，这是因为在相同的条件下(酸性条件 )，酯会发生水解，得到相应的酸和醇。如：

CH3COOC2H5 + H-OH 浓H2SO4 CH3COOH + HOC2H5

在酸性条件下，酯化反应和酯的水解是可逆反应。所以方程式表示的时候需用“ ”，酯在碱性条件下也可以水解，但是应用“→”。如：

CH3COOC2H5 + H-OH CH3COOH + HOC2H5

NaOH

CH3COONa + HOC2H5CH3COOC2H5 + NaOH △

三类重要的羧酸1 、甲酸 ——俗称蚁酸结构特点：既有羧基又有醛基

O

H—C—O—H

化学性质

醛基

羧基

氧化反应

酯化反应

还原反应银镜反应、碱性新制 Cu(OH)2

与 H2 加成

酸性

P84 问题解决

酸的通性与醇发生酯化反应

HCOOCH2CH3 + H2OHCOOH + HOCH2CH3

浓硫酸△

甲酸乙酯HCOOH + Na → 2 2 2 HCOONa + H2↑

HCOOH + 2Ag(NH3)OH → 2Ag↓+ (NH4)2CO3 + 2NH3↑+ H2O水浴△

2 、乙二酸 ——俗称草酸HO OHC

O

C

O

C

CO

CH2

CH2O

O

O + 2H2O

② 饱和一元脂肪酸酸性随烃基碳原子数的增加 而逐渐减弱。

酸性 : ① 常见羧酸酸性强弱顺序：

结构特点：分子内有两个羧基

ŨÁòËáCOOH

COOH+

CH2OH

CH2OH △

乙二酸 ＞ 甲酸 ＞ 乙酸 ＞ 丙酸

2 HCOOH + Cu(OH)2 → Cu(HCOO)2 + 2H2O

HCOOH + 2Cu(OH)2 → Cu2O↓+ CO2↑+ 3H2O△

3 、高级脂肪酸

名称 分子式 结构简式 状态

硬脂酸 C18H36O2 C17H35COOH 固态

软脂酸 C16H32O2 C15H31COOH 固态

油 酸 C18H34O2 C17H33COOH 液态

（ 1 ）酸性化学性质

（ 2 ）酯化反应

（ 3 ）油酸加成

1mol 有机物

最多能消耗下列各物质多少 mol?

(1) Na (2) NaOH (3) NaHCO3

HO CH-CH2

OH

COOH

CH2OH

练习练习

2. 用 18O标记的 CH3CH218OH 与乙酸反应制取乙酸乙酯，下列关于产物的说法中，正确的是（ ） A 、 18O只存在于乙酸乙酯中 B 、 18O只存在于水中 C 、 18O既存在于乙酸乙酯中，又存在于水中 D 、生成的乙酸乙酯的相对分子质量为 88

A

4 mol 2 mol 1 mol