乙醇与乙酸

第九章有机化合物第二讲乙醇和乙酸基本营养物质考点一乙醇的结构和性质1．概念羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物。官能团为_______________。羟基(—OH)知识点一醇的概念、分类及命名2．分类甘油CH3CH2OHCH2OHCH2OH3．命名羟基羟基阿拉伯数字二、三……例如：命名为_________________。3甲基2戊醇[探究释疑]1．饱和一元醇的分子式为CnH2n＋2O(n≥1，整数)，通式为CnH2n＋1OH。2．醇的分类依据：可根据分子中—OH的数目分为:一元醇、二元醇、三元醇，也可根据分子中是否含有苯环，分为脂肪醇和芳香醇。3．醇的同分异构现象有：羟基的位置异构，官能团异构，如：芳香醇与酚类异构。[注意事项](1)醇命名时的主链应选择含有—OH的最长的碳链，但不一定是分子中最长的碳链。(2)有多个羟基的醇，应标明二醇、三醇……在其前面标明主链碳原子的数目，如：乙二醇、丙三醇，不能写作二乙醇、三丙醇。知识点二醇的性质及递变规律[]1．物理性质2．递变规律(1)沸点①相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点远远____烷烃②饱和一元醇随分子中碳原子数的增加，沸点逐渐升高③碳原子数目相同，羟基的个数越多沸点越高(2)溶解性甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇等低级醇可与水以____________。这是因为这些醇与水形成了____。高于任意比例互溶氢键知识点二醇的性质及递变规律3．化学性质知识点二醇的性质及递变规律乙醇的性质：[探究释疑]醇类的反应规律1．醇与钠的反应规律(1)钠原子置换的是羟基上的氢原子，不能置换烃基上的氢原子，1mol—OH与足量的钠反应可产生0.5molH2。(2)其他活泼金属，如K、Ca、Mg、Al等也能与醇反应，放出氢气。2．醇的消去反应规律醇分子中，连有羟基(—OH)的碳原子必须有相邻的碳原子且该相邻碳原子上还必须连有氢原子时，才可发生消去反应而形成不饱和键。表示为：含一个碳原子的醇(如CH3OH)无相邻碳原子，所以不能发生消去反应；与羟基(—OH)相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子的醇也不能发生消去反应。如等均不能发生消去反应。3．乙醇的催化氧化原理及醇的催化氧化规律(1)乙醇的催化氧化原理：2Cu＋O2=====△2CuO①CH3CH2OH＋CuO――→△CH3CHO＋H2O＋Cu②①＋②×2得：2CH3CH2OH＋O2――→Cu△2CH3CHO＋2H2O(2)醇的催化氧化规律：判断醇能否被催化氧化，关键在于羟基所连接的碳原子上有无氢原子。其具体规律如下：①与羟基(—OH)相连的碳原子上有2个氢原子的醇(R—CH2OH，伯醇)被氧化成醛。2R—CH2OH＋O2――→Cu△2R—CHO＋2H2O③与羟基(—OH)相连的碳原子上没有氢原子的醇(，叔醇)不能被催化氧化。实验探究乙醇消去反应的实验及注意事项问题：怎样验证乙醇在浓硫酸作用下加热到170℃发生反应生成乙烯？设计：将乙醇和浓硫酸加热后的生成物通入酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液中。操作:如下图所示，在圆底烧瓶中加入乙醇和浓硫酸(体积比约为1∶3)的混合液20mL，放入几片碎瓷片。加热混合液，使液体温度迅速升到170℃，将生成的气体通入KMnO4酸性溶液和溴的四氯化碳溶液中，观察并记录实验现象。实验现象酸性高锰酸钾溶液的紫色很快褪去；溴的四氯化碳溶液的颜色很快褪去。实验注意事项①浓硫酸的作用是催化剂和脱水剂。配制体积比为1∶3的乙醇与浓硫酸混合液时，要注意在烧杯中先加入95%的乙醇，然后滴加98%的浓硫酸，边滴加边搅拌，冷却备用(相当于浓硫酸的稀释)。②加热混合液时，温度要迅速上升，并稳定于170℃。因为在140℃时的主要产物是乙醚(反应中，每两个乙醇分子间脱去一个水分子生成的产物)，反应的化学方程式为：2CH3CH2OH――→浓硫酸140℃CH3CH2OCH2CH3＋H2O③由于反应物都是液体而无固体，所以要向圆底烧瓶中加入几片碎瓷片，以防液体受热时局部温度过高而暴沸。④要选择量程在200℃～300℃之间的温度计，温度计的水银球要置于反应液的中央位置，因为需要测量反应液的温度。⑤实验结束后，应先取出导管再熄灭酒精灯，防止发生倒吸。⑥烧瓶中的液体逐渐变黑。因为浓硫酸有多种特性。在加热的条件下，无水酒精和浓硫酸混合物的反应除可生成乙烯等物质以外，浓硫酸还能将无水酒精氧化生成碳的单质等多种物质，碳的单质使烧瓶内的液体带上了黑色。1．乙醇消去反应实验要求迅速升温至170℃，因为在140℃时，反应主要生成乙醚。温度计应插入液面以下，但不能接触烧瓶底部，而蒸馏或分馏时水银球的位置为蒸馏烧瓶的支管口处。2．乙醇的消去反应与卤代烃的消去反应原理相似，产物均为不饱和烃，但反应条件不同：卤代烃的消去反应条件为：NaOH、乙醇加热乙醇的消去反应条件为：浓H2SO4、170℃。3．不能直接用KMnO4酸性溶液检验乙醇消去反应中的乙烯，因为乙醇的消去反应除生成乙烯外，还含有CO2、SO2等气体，而SO2与乙烯均能使KMnO4酸性溶液褪色，因此检验乙烯时应先用NaOH溶液除去SO2。知识点一羧酸1．羧酸概述(1)概念：由____与____相连构成的有机化合物。(2)通式：R—COOH，官能团：___________。烃基羧基—COOH考点一乙酸的结构和性质(3)分类①按分子中烃基的结构分类羧酸脂肪酸低级脂肪酸：如乙酸(CH3COOH)高级脂肪酸硬脂酸(C17H35COOH)软脂酸(C15H31COOH)油酸(C17H33COOH)芳香酸：如苯甲酸(C6H5COOH)1．羧酸概述(4)通性：羧酸分子中都含有羧基官能团，因此都具有酸的通性，都能发生酯化反应。②按分子中羧基的数目分类HCOOHHOOC—COOH1．羧酸概述2．羧酸的化学性质羧酸的化学性质主要取决于羧基，在羧基的结构中，有两个部位的键容易断裂：。当O—H键断裂时，容易电离出H＋，使羧酸具有______；当C—O键断裂时，羧基中的—OH易被其他基团取代。(1)酸性RCOOHRCOO－＋H＋，羧酸都是较弱的酸，但不同的羧酸酸性也不相同。酸性(2)酯化反应羧酸：—OH被取代，醇：H被取代。如乙酸与乙醇的反应：CH3COOH＋C2H5OH浓H2SO4△CH3COOC2H5＋H2O。2．羧酸的化学性质1．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CO2B练习：2．关于乙酸的下列说法不正确的是()A．乙酸是一种重要的有机酸，是具有强烈刺激性气味的液体B．乙酸分子中含有四个氢原子，所以乙酸是四元酸C．无水乙酸又称冰醋酸，它是纯净物D．乙酸易溶于水和乙醇B考点二乙酸乙酯的制备实验装置实验现象实验结论实验原理CH3COOH＋CH3CH2OH浓硫酸△CH3COOCH2CH3＋H2O在饱和碳酸钠溶液上方有透明的油状液体产生，并可闻到香味在浓硫酸存在和加热条件下，乙酸和乙醇发生酯化反应，生成了乙酸乙酯①向试管内添加药品时，应先加乙醇，再加浓硫酸，最后加冰醋酸；②浓硫酸的作用为充当催化剂和吸水剂；③反应体系中加入碎瓷片的作用是防止液体暴沸；④实验中加热的目的是为了提高反应速率，并且使生成的乙酸乙酯挥发，有利于收集，同时也提高了乙酸、乙醇的转化率；⑤导气管末端不要伸入饱和碳酸钠溶液中，防止液体倒吸；⑥饱和碳酸钠溶液的作用：一是吸收未反应的乙酸和乙醇，二是降低乙酸乙酯的溶解度，有利于分层；⑦该反应为可逆反应，发生酯化反应的同时，又有部分酯发生分解。说明:酯化反应断键位置可能的脱水方式：a.酸脱羟基醇脱氢；b.醇脱羟基酸脱氢。设计方案：利用同位素示踪法进行研究；用含有同位素示踪原子的C2H518OH和CH3COOH进行反应。实验结果测得乙酸乙酯中含有18O，水分子中不含18O，说明酯化反应中脱水断键方式为第一种，即酸脱羟基醇脱氢。练习：可用图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中需加入浓硫酸、冰醋酸和乙醇各2mL，正确的加入顺序及操作是_____________________________________________________________。先加入乙醇，然后边摇动试管边慢慢加入浓H2SO4，再加入冰醋酸(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①_____________________________________________；②__________________________________________________________________。(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______________________________________________。在试管中加入几片沸石(或碎瓷片)加快反应速率及时将产物乙酸乙酯蒸出，有利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移动吸收随乙酸乙酯蒸出的乙酸和乙醇，降低乙酸乙酯的溶解度b中的液体分层，上层是透明的油状液体RCOOR′CnH2nO2(n≥2)[]1．酯的组成和结构(1)酯是羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的产物，简写为__________，R和R′可以相同，也可以不同。(2)羧酸酯的官能团是_____________。(3)饱和一元酯的通式为_______________。分子式相同的羧酸、酯、羟基醛是同分异构体。水解CH3COOC2H5＋H2O稀H2SO4△CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋NaOH――→△CH3COONa＋C2H5OH2．酯的性质酯一般难溶于水，主要化学性质是易发生_____反应，其条件是酸催化或碱催化，有关化学方程式：(1)酸性条件：_____________________________________________。(2)碱性条件：______________________________________________。[探究释疑]1．反应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．基本类型(1)一元醇与一元羧酸之间的酯化反应CH3COOH＋C2H5OH浓硫酸△CH3COOC2H5＋H2O(2)二元羧酸与一元醇之间的酯化反应(3)一元羧酸与二元醇之间的酯化反应(4)二元羧酸与二元醇之间的酯化反应此时反应一般有两种情况：(5)羟基酸的自身酯化反应1．酯化反应为可逆反应，参与反应的物质的转化率不可能达到100%。2．酯在酸性条件下水解为可逆反应，在强碱性条件下水解能完全反应，生成羧酸盐和水。3．酯化反应和酯类的水解反应均为取代反应。4．酯化反应中浓H2SO4的作用为催化剂和吸水剂。5．羧酸与酚也能生成酯。有机实验中应注意的问题1.加热方面(1)用酒精灯加热：火焰温度一般在400～500℃，教材中的实验需要用酒精灯加热的有乙烯的制备、乙酸乙酯的制备、蒸馏石油的实验、石蜡的催化裂化实验。(2)水浴加热：银镜反应(温水浴)、乙酸乙酯的水解(70～80℃水浴)、蔗糖的水解(热水浴)、苯的硝化反应。方法指导199页2.蒸馏操作中应注意的事项温度计的水银球位于蒸馏烧瓶的支管口处；烧瓶中加碎瓷片防暴沸；冷凝管一般选用直形冷凝管，冷凝剂的流动方向与被冷凝的液体的流动方向应相反。3.萃取、分液操作时应注意的事项萃取剂与原溶剂应互不相溶；若是分离，萃取剂不能与溶质发生反应；分液时下层液体从分液漏斗的下口放出，上层液体应从分液漏斗的上口倒出。有机实验中应注意的问题4.冷凝回流问题当需要使被汽化的物质重新流回到反应容器中时，可通过在反应容器的上方添加一个