高中化学第三章第三节第1课时羧酸学案新人教版选修5
第1课时羧酸
[学习目标定位] 1.知道羧酸的结构特点及简单分类。2.能够以乙酸为代表物质，掌握羧酸的性质及用途。
1．乙酸的组成与结构
乙酸的分子式为C2H4O2，结构式为，结构简式为CH3COOH，官能团是—COOH。2．乙酸的性质
(1)乙酸俗名醋酸，是一种无色液体，具有强烈刺激性气味，易溶于水和乙醇。
(2)乙酸是一种弱酸，其酸性比碳酸的强，具有酸的通性。在水中可以电离出H＋，电离方程式为
CH3COOH CH3COO－＋H＋。
①与酸碱指示剂作用，能使石蕊试液变红。
②与Mg反应的化学方程式为
Mg＋2CH3COOH===(CH3COO)2Mg＋H2↑。
③与CaO反应的化学方程式为
CaO＋2CH3COOH===(CH3COO)2Ca＋H2O。
④与Cu(OH)2反应的化学方程式为
Cu(OH)2＋2CH3COOH===(CH3COO)2Cu＋2H2O。
⑤与Na2CO3反应的化学方程式为
Na2CO3＋2CH3COOH===2CH3COONa＋CO2↑＋H2O。
探究点一羧酸
1．写出下列各种酸的结构简式，并填空：
①乙酸：CH3COOH；②硬脂酸：C17H35COOH；
③苯甲酸：C6H5COOH；④油酸：C17H33COOH；
⑤乙二酸：HOOC—COOH。
(1)从上述酸的结构可以看出，羧酸可以看作是由羧基和烃基相连而构成的化合物。其通式可表示为R—COOH，官能团为—COOH。
(2)按不同的分类标准对羧酸进行分类：
若按羧酸分子中烃基的结构分类，上述物质中的①②④属于脂肪酸，③属于芳香酸。若按羧酸分子中羧基的数目分类，上述物质中的①②③④属于一元酸，⑤属于二元酸。
2．羧酸可以表示为
(1)当①键断裂时，羧酸电离出H＋，因而羧酸具有酸的通性。
(2)当②键断裂时，—COOH中的—OH被取代，例如发生酯化反应时，羧酸脱去—OH而生成
相应的酯和水。
[归纳总结]
醇、酚、羧酸的结构中均有—OH，由于这些—OH所连的基团不同，—OH受相连基团的影响就不同。故羟基上的氢原子的活性也就不同，表现在性质上也相差较大，其比较如下：含羟基的物质
比较项目
醇酚羧酸
羟基上氢原子活泼性
在水溶液中电离极难电离微弱电离部分电离酸碱性中性很弱的酸性弱酸性
与Na反应反应放出H2反应放出H2反应放出H2
与NaOH反应不反应反应反应
与NaHCO3反应不反应不反应反应放出CO2
[活学活用]
1．羧酸是一类非常重要的有机物，下列关于羧酸的说法中正确的是( )
A．羧酸在常温常压下均为液态物质
B．羧酸的通式为C n H2n＋2O2
C．羧酸的官能团为—COOH
D．只有链烃基与羧基相连的化合物才叫羧酸
答案 C
解析
A ×常温常压下通常只有分子中含有10个碳原子以下的羧酸为液态，分子中含有10个碳原子以上的羧酸通常为固态。
B ×饱和一元羧酸的通式为
C n H2n O2。
C √
羧酸的官能团为羧基，可写为—COOH或写为
D ×羧酸除包括链烃基与羧基相连的有机物外，环烃基、芳香烃基等与羧基相连得到的有机物均为羧酸。
2．某有机物结构简式为，则用Na、NaOH、NaHCO3与等物质的量的该有机物恰好反应时，消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为( )
A．3∶3∶2 B．3∶2∶1
C．1∶1∶1 D．3∶2∶2
答案 B
解析由题意和所学知识得出Na能与羧基、醇羟基和酚羟基反应，NaOH能与羧基和酚羟基反应，而NaHCO3只能与羧基反应。所以本题正确答案为B。
探究点二乙酸乙酯的制备
1．按下列实验步骤，完成实验。
在一试管中加3 mL乙醇，然后边摇动试管边慢慢加入2 mL浓硫酸和2 mL冰醋酸，按下图所示连接好装置。用酒精灯小心均匀地加热试管3～5 min，产生的蒸气经导管通到饱和碳酸钠溶液的液面上。
(1)观察到的现象是在饱和碳酸钠溶液的上方有透明的油状液体产生，并可闻到香味。
(2)由实验得出的结论是在浓硫酸存在、加热的条件下，乙酸和乙醇发生酯化反应，生成无色、透明、不溶于水，且有香味的乙酸乙酯。
2．上述实验中反应的化学方程式为
CH3COOH＋C2H5OH 浓H2SO4
△CH3COOC2H5＋H2O。
3．实验思考：
(1)浓H2SO4的作用是催化剂和吸水剂。
(2)导气管末端不能浸入饱和Na2CO3溶液的原因是防止受热不均发生倒吸。
(3)饱和Na2CO3(aq)的作用是①吸收未反应的乙酸和乙醇；②降低乙酸乙酯的溶解度，有利于分层。
[归纳总结]
(1)酯化反应的原理
羧酸与醇发生酯化反应时，一般是羧酸分子中的羟基与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，用示踪原子法可以证明。
(2)无机酸也可以和醇发生酯化反应，如：
(硝化甘油，三硝酸甘油酯)
[活学活用]
答案 B
解析因乙酸在水溶液中存在平衡，故有两种形式：
4．酸牛奶中含有乳酸，其结构简式为。高级动物和人体的无氧呼吸可产生乳酸。
(1)乳酸可能发生的反应是(填序号)。
①取代反应②酯化反应③水解反应④消去反应⑤聚合反应⑥中和反应
(2)两分子乳酸在不同条件下可形成链状酯和六元环酯，它们的结构简式分别为、。
答案(1)①②④⑤⑥(2)
