1、第四节 乙酸、羧酸和酯1了解乙酸的结构、性质及羧酸的官能团及其化学性质。2了解酯的结构与性质。一、乙酸和羧酸1乙酸(俗名醋酸)(1)分子结构分子式：，结构简式为或。官能团为，基本性质表现为OH键和CO键的断裂。(2)物理性质乙酸是一种具有强烈性气味的色液体，沸点是117.9，熔点是16.6，易溶于水和乙醇。C2H4O2CH3COOH羧基(COOH)刺激无(3)化学性质酸性：CH3COOH.乙酸是一种弱酸，具有：CH3COOHNaOH.2CH3COOHNa2CO3.酯化反应：酸和醇作用生成的反应。CH3COOH酸的通性CH3COONaH2O2CH3COONaCO2H2O酯和水2羧酸由与相连构成的
2、有机物统称为羧酸，羧酸共同的官能团为(COOH)。饱和一元羧酸的通式为。(1)羧酸的分类烃基羧基CnH2nO2(n1)羧基(2)羧酸的通性化学性质与乙酸相似，如都有酸性，都能发生酯化反应。(3)甲酸甲酸既有羧基又有醛基，所以能表现出羧酸和醛两方面的性质。具有COOH的性质HCOOHCH3OH(酯化反应)2HCOOHNa2CO3(复分解反应)具有CHO的性质，如：甲酸能发生银镜反应，也和Cu(OH)2反应：HCOOH2Cu(OH)2。HCOOCH3H2O2HCOONaCO2H2OCu2O3H2OCO2【自我检测】某校学习小组为探究乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱并证明乙酸为弱酸，进行下述实验，实验装置
3、如图(夹持仪器已略去)。(1)大理石与乙酸溶液反应的化学方程式为_。(2)装置A中反应产生的气体通入苯酚钠溶液中，实验现象为_，反应的离子方程式为_。(3)有学生认为(2)中的实验现象不足以证明碳酸的酸性比苯酚强，理由是_，改进该装置的方法是_。答案：(1)CaCO32CH3COOH=(CH3COO)2CaCO2H2O(2)试管内溶液出现浑浊(3)乙酸有挥发性，挥发出的乙酸也可以和苯酚钠溶液反应生成苯酚，使溶液变浑浊 在装置A和B之间连接一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶二、酯1概念：酸(羧酸或无机含氧酸)跟醇起反应生成的一类化合物叫做酯。2结构特点：，组成符合通式，与碳原子数相同的互为同分异构
4、体，重要代表物为乙酸乙酯(CH3COOC2H5)。CnH2nO2(n2)饱和一元羧酸3酯的性质(1)物理性质：酯溶于水，密度比水，低级酯有果香味。(2)化学性质：酯与水发生水解反应。例如：在无机酸作用下，酯水解生成酸和醇CH3COOC2H5H2O 。在碱液作用下，生成盐和醇(水解彻底)CH3COOC2H5NaOH 。不小CH3COOHCH3CH2OHCH3CH2OHCH3COONa【自我检测】某有机物X的分子式为C4H8O2，X在酸性条件下与水反应，生成分子内均含2个碳原子的有机物Y和Z，Y在铜催化下被氧化为W，W能发生银镜反应。(1)写出X和Z的结构简式：X_，Z_。(2)写出下列反应的化学
5、方程式：Y与浓硫酸的混合物共热发生消去反应_。W与新制Cu(OH)2反应_。答案：(1)CH3COOCH2CH3 CH3COOH(2)CH3CH2OH CH2=CH2H2OCH3CHO2Cu(OH)2 CH3COOHCu2O2H2O(1)实验原理(2)实验装置(3)反应特点通常反应速率较小。反应是可逆的、乙酸乙酯的产率较低。(4)反应的条件及其意义加热。加热的主要目的是提高反应速率，其次是使生成的乙酸乙酯挥发而收集，使平衡向正方向移动，提高乙醇、乙酸的转化率。以浓硫酸作催化剂，提高反应速率。以浓硫酸作吸水剂，提高乙醇、乙酸的转化率。制取实验应注意：浓硫酸的作用：催化剂和脱水剂(也有认为是吸水剂
6、)。盛反应液的试管要上倾45，这样液体受热面积大。导管末端不能插入Na2CO3溶液中，目的是防止受热不匀发生倒吸。不能用NaOH代替Na2CO3，因为NaOH溶液碱性很强，会使乙酸乙酯水解，重新变成乙酸和乙醇。实验中小火加热保持微沸，这样有利于产物的生成和蒸出。饱和Na2CO3溶液的作用是：冷凝酯蒸气、减小酯在水中的溶解度(利于分层)、吸收蒸出的乙酸及乙醇。(1)实验室制乙烯，温度计水银球插在乙醇与浓H2SO4的混合液液面以下，用以测定反应温度。(2)实验室蒸馏石油，温度计水银球插在蒸馏烧瓶支管口略下部位，用以测定蒸气馏分的温度。(3)乙酸乙酯水解实验，温度计水银球插在水浴缸中的水中，用以测定
7、水浴温度。(4)KNO3溶解度测定实验，水银球插入KNO3溶液中，用以测定溶液的温度。可用下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：_；_。(4)试管b中加有饱和Na2CO3溶液，其作用是_。(5)反应结束后，振荡试管，b静置。观察到的现象是_。解析：(1)液体混合一般应将密度大的液体加入到密度小的液体中。(2)加沸石或碎瓷片防止液体暴沸。(3)该酯化反应为可逆反应，升温可加快反应速率。及时将乙酸
8、乙酯蒸出减小生成物浓度，使平衡向正反应方向移动，有利于乙酸乙酯的生成。(4)挥发出的乙酸与碳酸钠溶液反应，乙醇溶于水。用碳酸钠溶液吸收乙酸和乙醇。且乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中溶解度更小，利于乙酸乙酯的收集。(5)乙酸乙酯为透明状液体不溶于水且比水轻。答案：(1)先加入乙醇，然后边摇动试管边慢慢加入浓硫酸，再加入冰醋酸(2)在试管a中加入几粒沸石(或碎瓷片)(3)加快反应速率 及时将产物乙酸乙酯蒸出，以利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移动(4)吸收随乙酸乙酯蒸出的少量酸性物质和乙醇(5)b中的液体分层，上层是透明的油状液体变式训练1.如图所示，在试管甲中先加入2 mL 95%的乙醇，并边摇动边缓缓加
9、入2 mL浓硫酸，充分摇匀，冷却后再加入2 g无水乙酸钠，用玻璃棒充分搅拌后将试管固定在铁架台上。在试管乙中加入5 mL饱和碳酸钠溶液，按图连接装置，用酒精灯对试管甲加热，当观察到试管乙中有明显现象时停止实验。试回答：(1)试管乙中观察到的现象是_。(2)加入浓硫酸的目的是_。(3)该实验中使用球形管除起冷凝作用外，另一重要作用是_。(4)试管乙中饱和碳酸钠溶液的作用是_解析：本题综合考查了乙醇、乙酸可发生酯化反应的性质、乙酸钠作为弱酸盐可与强酸反应生成弱酸的规律，以及实验的基本技能。甲中反应生成乙酸乙酯同时被蒸出，被冷却后与乙中的Na2CO3充分作用，除去混入的少量CH3COOH和CH3CH
10、2OH，得到较纯净且不与水溶液混溶的无色油状液体乙酸乙酯。答案：(1)液体分层，上层是无色透明的油状液体(2)制乙酸、催化剂和吸水剂(3)防止倒吸(4)降低乙酸乙酯在水中的溶解度和除去酯中混有的杂质(1)生成链状酯一元羧酸与一元醇的反应一元羧酸与二元醇或二元羧酸与一元醇的反应例如：无机含氧酸与醇形成无机酸酯高级脂肪酸和甘油形成油脂(2)生成环状酯多元醇与多元羧酸进行分子间脱水形成环酯羟基酸分子间形成环酯羟基酸分子内脱水形成环酯生成高分子酯(也为缩聚反应)酯化反应和酯的水解反应是烃的衍生物之间转化关系的重要组成部分，不论是哪一种酯化方式，要紧紧围绕酯化反应和酯的水解反应的实质来展开。(2009安
11、徽理综)是一种医药中间体，常用来制备抗凝血药，可通过下列路线合成：(1)A与银氨溶液反应有银镜生成，则A的结构简式是_。(2)BC的反应类型是_。(3)E的结构简式是_。(4)写出F和过量NaOH溶液共热时反应的化学方程式：_。(5)下列关于G的说法正确的是_。a能与溴单质反应b能与金属钠反应c1 mol G最多能和3 mol氢气反应d分子式是C9H6O3解析：(1)A催化氧化得乙酸，且A能发生银镜反应，所以A是乙醛，结构简式：CH3CHO。(2)羧基中的OH在PCl3存在条件下被Cl原子取代。(5)G结构中含苯环、酯基、醇羟基以及碳碳双键，能与Br2发生加成反应或取代反应，与金属钠发生反应生
12、成氢气，1 mol G中含有1 mol碳碳双键和1 mol苯环，可与4 mol H2加成；分子式C9H6O3。正确选项有a、b、d。答案：(1)CH3CHO(2)取代反应变式训练2.(2011广东惠州)(有机化学)某有机物X(C12H13O6Br)分子中含有多种官能团，其结构简式为已知向E的水溶液中滴入FeCl3溶液发生显色反应；G、M都能与NaHCO3溶液反应：(1)M的结构简式为_；G分子所含官能团的名称是_。(2)E不能发生的反应有(选填序号)_。A加成反应 B消去反应C氧化反应D取代反应(3)由B转化成D的化学方程式是_。(4)G在一定条件下发生反应生成分子组成为C4H4O4的有机物(
13、该有机物可使溴的四氯化碳溶液褪色)，请写出G发生上述反应的化学方程式_。(5)已知在X分子结构中，里含有能与FeCl3溶液发生显色反应的官能团，且E分子中苯环上的一氯代物只有一种，则X的结构简式是_。(6)F与G互为同分异构体，F的分子中只含有羧基、羟基和醛基三种官能团，且同一个碳原子上不能同时连有两个羟基。则F的分子结构有_种。解析：由题X水解经酸化后得OH、HOOCCH2CH(OH)COOH、OH，M为HOOCCOOH，可推得B为HOCH2CH2OH；G、M都能与NaHCO3溶液反应，G为HOOCCH2CH(OH)COOH，分子中含有羟基、羧基官能团。E为酚类，能发生加成、氧化、取代反应。
14、(4)G在一定条件下发生反应生成分子组成为C4H4O4的有机物，该有机物可使溴的四氯化碳溶液褪色，说明发生OH的消去，生成HOOCCH=CHCOOH。(5)X中含有6个氧原子，所以、结构中还有1个氧原子。在X分子结构中，里含有能与FeCl3溶液发生显色反应的官能团，且E分子中苯环上的一氯代物只有一种，所以E为对二苯酚。答案：(1)HOOCCOOH 羧基、羟基(2)B羧酸和酯是有机化学的重要组成部分，是历年高考的必考点。高考对羧酸和酯的考查以羧酸和醇的酯化反应及酯的水解为突破口，进行有机结构推断与合成。考查方式主要是依据多官能团有机物的结构推断有机物可能具有的化学性质、判断反应类型、同分异构体的
15、判断及书写、设计合理的实验方案进行有机物的区别和鉴定等。题型以选择题和有机推断题为主。解此类题只要牢牢把握官能团的结构和性质即可轻松入手。这部分知识点是高考有机部分考查的重点，既可独立命题，又可结合其他类别有机物进行综合命题。此部分内容容易与新材料、新医药等重大的化学相关事件联系，所以在以后的高考命题中该内容仍然是必不可少的部分。主要命题形式仍然是结合相关实践，创设情境，引入信息，根据有机物官能团的结构和性质及相互转化关系组成综合性有机化学试题，以推断为主，融分析、归纳、计算、有机实验等于一体，更加注重对考生的自学能力、理解能力、分析归纳能力、知识迁移能力等的考查。1(2010重庆)贝诺酯是由
16、阿斯匹林、扑热息痛经化学法拼合制备的解热镇痛抗炎药，其合成反应式(反应条件略去)如下：下列叙述错误的是()AFeCl3溶液可区别阿斯匹林和扑热息痛B1 mol阿斯匹林最多可消耗2 mol NaOHC常温下贝诺酯在水中的溶解度小于扑热息痛DC6H7NO是扑热息痛发生类似酯水解反应的产物解析：A项，FeCl3与扑热息痛中的酚羟基发生显色反应；B项，1 mol阿斯匹林最多可消耗3 mol NaOH；C项，贝诺酯是酯，在水中溶解度小，扑热息痛含有酚羟基，溶解度较大；D项，答案：B2(2010重庆)阻垢剂可防止工业用水过程中无机物沉积结垢，经由下列反应路线可得到E和R两种阻垢剂(部分反应条件略去)。(1
17、)阻垢剂E的制备A可由人类重要的营养物质_水解制得(填“糖类”、“油脂”或“蛋白质”)。B与新制的Cu(OH)2反应生成D，其化学方程式为_。D经加聚反应生成E，E的结构简式为_。(2)阻垢剂R的制备GJ为取代反应，J的结构简式为_。J转化为L的过程中，L分子中增加的碳原子来源于_。由L制备M的反应步骤依次为：HOOCCH2CH2COOHBr2 HOOCCH2CHBrCOOHHBr、_、_(用化学方程式表示)。1 mol Q的同分异构体T(碳链无支链)与足量NaHCO3溶液作用产生2 mol CO2，T的结构简式为_(只写一种)。解析：(1)油脂水解生成高级脂肪酸和甘油。醛被新制的Cu(OH)
18、2氧化，生成羧酸。D中含有 双键，发生加聚反应可得E。(2)和HBr发生了两次取代反应，Br原子取代了羟基，生成了CH2BrCH2Br。从题目信息中可得出，JL过程中只有CO2能提供碳原子，所以L分子中增加的碳原子来源于CO2。HOOCCH2CHBrCOOH在碱性条件下发生消去反应，生成NaOOCCH=CHCOONa，再加酸，使NaOOCCH=CHCOONa转化为HOOCCH=CHCOOH。1 mol T能和NaHCO3作用产生2 mol CO2，可知T中必含两个羧基。答案：(1)油脂(2)CH2BrCH2Br CO2HOOCCH2CHBrCOOH3NaOHNaOOCCH=CHCOONaNaB
19、r3H2ONaOOCCH=CHCOONaH2SO4HOOCCH=CHCOOHNa2SO4 1乙酸分子的结构式为 ，下列反应及断键部位正确的是()(1)乙酸的电离及与酸的通性有关的反应是键断裂(2)乙酸与乙醇的酯化反应是键断裂(3)在红磷存在时，Br2与CH3COOH的反应为：CH3COOHBr2(4)乙酸变成乙酸酐的反应为：2CH3COOH A仅(1)(2)(3)B(1)(2)(3)(4)C仅(2)(3)(4)D仅(1)(3)(4)解析：(1)乙酸是弱酸，其电离方程式为：CH3COOHCH3COOH，即键(OH键)断裂。(2)乙酸酯化遵循规律“酸脱羟基”，故键断裂。(3)由题给方程式知溴原子取
20、代甲基上的氢原子键断裂。(4)生成乙酸酐同时生成H2O，必为一个分子脱去氢原子，另一个分子脱去OH。故键都断裂。答案：B2(2011福州质检)下图是分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇混合物的实验操作流程图：在上述实验过程中，所涉及的三次分离操作分别是()A蒸馏 过滤 分液B分液 蒸馏 蒸馏C蒸馏 分液 分液D分液 蒸馏 结晶、过滤解析：此题是一个综合性的试题，根据物质的分离过程选择合适的操作，对实验和物质的性质都有较高的要求。乙酸乙酯是一种不溶于水的有机物，乙酸与饱和碳酸钠溶液反应生成乙酸钠，易溶于水，乙醇与水可以任意比互溶，所以操作是分液；A是乙酸钠和乙醇，乙醇易挥发，所以操作是蒸馏；B是乙酸钠溶液，
21、加入硫酸生成了乙酸和硫酸钠，乙酸易挥发，所以操作是蒸馏，所以答案是B。答案：B3苹果酸是一种常见的有机酸，其结构为(1)苹果酸分子所含官能团的名称是_、_。(2)苹果酸不可能发生的反应是_(选填序号)。加成反应 酯化反应 加聚反应 氧化反应 消去反应 取代反应(3)物质A(C4H5O4Br)在一定条件下可发生水解反应，得到苹果酸和溴化氢。由A制取苹果酸的化学方程式是_。解析：从苹果酸的结构可看出分子含两个羧基和一个羟基，羟基和羧基能发生的反应是酯化、氧化、消去、取代，不能发生加成和加聚反应。答案：(1)羧基 羟基(2)4(2009山东理综)下图中X是一种具有水果香味的合成香料，A是直链有机物，
22、E与FeCl3溶液作用显紫色。请根据上述信息回答：(1)H中含氧官能团的名称是_，BI的反应类型为_。(2)只用一种试剂鉴别D、E、H，该试剂是_。(3)H与J互为同分异构体，J在酸性条件下水解有乙酸生成，J的结构简式为_。(4)D和F反应生成X的化学方程式为_。解析：E的分子式为C6H6O且与FeCl3溶液作用显紫色，由此推出E为 ，由X和F的分子式得到D的分子式是C4H8O2且为酸，由题意知A是直链有机物，故B为CH3CH2CH2CH2OH，C为CH3CH2CH2CHO，D为CH3CH2CH2COOH；A既能与银氨溶液反应又能与H2在催化剂Ni和加热条件下发生加成反应，且与2 mol H2反应，说明除了醛基外还有双键，由此推出H为不饱和酸，J是H的同分异构体且能发生水解生成乙酸，故J的结构简式为CH3COOCHCH2；由B(醇)在浓H2SO4和加热的条件下生成不饱和烃()，此反应类型是消去反应；溴水与E反应生成白色沉淀，与H因发生加成反应而褪色，与D没有明显现象，故可用溴水鉴别D、E、H。答案：(1)羧基 消去反应(2)溴水练规范、练技能、练速度