人教版高中化學(xué)選修5-第三章章末復(fù)習(xí)：知識(shí)總結(jié)：從官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)羧酸的主要性質(zhì)

1、從官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)羧酸的主要性質(zhì)羧酸的代表物是乙酸，乙酸(CH3COOH)分子是由甲基(CH3)和官能團(tuán)羧基(COOH)組成的，其中羧基(COOH)是由羥基(OH)和羰基( )相連而成的，由于官能團(tuán)之間的相互影響，使得羧酸的化學(xué)性質(zhì)并不是羥基和羰基具有的化學(xué)性質(zhì)的簡(jiǎn)單加和。1.具有弱酸性(1)由于羰基的影響，使得羥基中的OH鍵的極性增強(qiáng)，在一定條件下，如在水分子的作用下，羥基能部分電離出H，表現(xiàn)出弱酸性，其酸性比碳酸強(qiáng)，具有酸的通性：乙酸的水溶液能使紫色石蕊溶液變紅，乙酸能與活潑金屬、堿性氧化物、堿及某些鹽發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。(2)隨著碳原子數(shù)增多，OH鍵的極性逐漸減弱，羧酸的酸性逐漸減弱，如常見(jiàn)羧

2、酸的酸性強(qiáng)弱為甲酸苯甲酸乙酸丙酸。如果一元羧酸分子中烴基含有較多碳原子(如高級(jí)脂肪酸等)，其酸性很弱。羧酸分子中的羰基受羥基的影響，使得羰基中的碳氧雙鍵難以與H2發(fā)生加成反應(yīng)。(3)乙醇、苯酚和乙酸的比較物質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式羥基中氫原子的活潑性酸性與鈉反應(yīng)與NaOH的反應(yīng)與Na2CO3的反應(yīng)與NaHCO3的反應(yīng)乙醇 CH3CH2OHCH3CH2OHC6H5 OHCH3COOH中性能不能不能不能苯酚C6H5OH 很弱，比碳酸弱能能能，但不放出CO2不能乙酸CH3COOH強(qiáng)于碳酸能能能能(4)用實(shí)驗(yàn)證明乙酸是弱酸方法1：配制一定濃度的CH3COONa溶液并測(cè)其pH，pH大于7，說(shuō)明CH3COONa屬于強(qiáng)堿

3、弱酸鹽，即證明乙酸為弱酸。方法2：取相同物質(zhì)的量濃度的鹽酸和乙酸，測(cè)得乙酸的pH大于鹽酸的，說(shuō)明乙酸部分電離，即證明乙酸為弱酸。方法3：取2.00 mL pH2的乙酸，加水稀釋至100倍后，再測(cè)乙酸溶液的pH，測(cè)得pH4，說(shuō)明稀釋可以促進(jìn)乙酸的電離，即證明乙酸為弱酸。例例題題 某有機(jī)物M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示，若等物質(zhì)的量的M在一定條件下分別與金屬鈉、氫氧化鈉溶液、碳酸氫鈉溶液反應(yīng)，則消耗的鈉、氫氧化鈉、碳酸氫鈉的物質(zhì)的量之比為A.1 1 1 B.2 4 1 C.1 2 1 D.1 2 2 答案 解析金屬鈉可以與M中的酚羥基、羧基發(fā)生反應(yīng)；氫氧化鈉溶液能使酯基水解，溴原子水解，也能與酚羥基和羧基反

4、應(yīng)；碳酸氫鈉溶液只能與羧基發(fā)生反應(yīng)，因此1 mol M消耗的鈉、氫氧化鈉、碳酸氫鈉的物質(zhì)的量分別為2 mol、4 mol、1 mol。2.酯化反應(yīng)(1)羧酸與醇發(fā)生酯化反應(yīng)時(shí)的結(jié)構(gòu)變化可以用同位素示蹤法進(jìn)行判斷，如用 標(biāo)記乙醇中的羥基氧，反應(yīng)結(jié)果如下所示：酯化反應(yīng)的一般過(guò)程是羧酸分子中的羥基與醇分子中的氫原子結(jié)合生成水，其余部分相互結(jié)合生成酯(“酸失羥基，醇失氫”)?？梢?jiàn)酯化反應(yīng)屬于取代反應(yīng)。H2O(2)乙酸的酯化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟：在一試管中加3 mL乙醇，然后邊振蕩邊慢慢加入2 mL濃硫酸和2 mL冰醋酸。用酒精燈小心均勻地加熱試管 35 min，產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)導(dǎo)管通到飽和碳酸鈉溶液的液面上

5、。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：飽和碳酸鈉溶液的液面上有透明的油狀液體產(chǎn)生，并可聞到香味。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在有濃硫酸存在、加熱的條件下，乙酸和乙醇發(fā)生反應(yīng)，生成無(wú)色、透明、不溶于水、有香味的液體乙酸乙酯。注意事項(xiàng)：濃硫酸溶解于乙醇、乙酸像溶解于水一樣會(huì)放出大量的熱。因此，將乙醇、乙酸、濃硫酸在試管中混合時(shí)，一定不要先加濃硫酸，否則會(huì)導(dǎo)致液體飛濺。玻璃導(dǎo)管的末端不要插入飽和碳酸鈉液體中，以防液體倒吸。對(duì)試管進(jìn)行加熱時(shí)，一定要用小火使溫度慢慢升高，并且不要升得過(guò)高，目的是盡量減少乙酸、乙醇的揮發(fā)，提高乙酸、乙醇的轉(zhuǎn)化率；同時(shí)要有足夠的反應(yīng)時(shí)間，一般35 min 為宜，否則生成的乙酸乙酯很少。濃硫酸在該反應(yīng)中的作用是催化劑和

6、吸水劑。用濃硫酸吸收反應(yīng)生成的水，促使化學(xué)平衡向著生成乙酸乙酯的方向移動(dòng)，提高乙酸、乙醇的轉(zhuǎn)化率。飽和碳酸鈉溶液的作用：一是通過(guò)碳酸鈉與乙酸反應(yīng)除去乙酸乙酯中的乙酸；二是通過(guò)水的溶解除去混在乙酸乙酯中的乙醇；三是降低乙酸乙酯的溶解度，便于分層，收集更多的乙酸乙酯。例例題題 1-丁醇和乙酸在濃硫酸作用下，通過(guò)酯化反應(yīng)制得乙酸丁酯，反應(yīng)溫度為115125 ，反應(yīng)裝置如下圖。下列對(duì)該實(shí)驗(yàn)的描述錯(cuò)誤的是A.不能用水浴加熱B.長(zhǎng)玻璃管起冷凝回流作用C.提純乙酸丁酯需要經(jīng)過(guò)水、氫氧化鈉溶液洗滌D.加入過(guò)量乙酸可以提高1-丁醇的轉(zhuǎn)化率 答案 解析水浴溫度不會(huì)超過(guò)100 ，達(dá)不到反應(yīng)條件，A正確；長(zhǎng)玻璃管的作

7、用是冷凝回流，B正確；羧酸和醇的酯化仍為可逆反應(yīng)，增大一種反應(yīng)物的用量可提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，D正確；氫氧化鈉可以使乙酸丁酯水解，故不可用氫氧化鈉溶液洗滌，可用飽和碳酸鈉溶液，C錯(cuò)。例例題題 有機(jī)物XHOOCCH(OH)CH2COOH廣泛存在于水果中，蘋果、葡萄、西瓜、山楂內(nèi)含量最多。(1)在一定條件下有機(jī)物X不能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)類型有_(填序號(hào))。A.氧化反應(yīng) B.取代反應(yīng) C.酯化反應(yīng) D.加成反應(yīng) 答案 解析X含有羧基和醇羥基，所以它具有羧酸的性質(zhì)和醇的性質(zhì)。X能發(fā)生取代、酯化、氧化反應(yīng)，不能發(fā)生加成反應(yīng)。(2)寫出X與碳酸氫鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。X中醇羥基不能與碳酸氫鈉反應(yīng)，羧基能與碳酸氫鈉反應(yīng)：HOOCCH(OH)CH2COOH2NaHCO3 NaOOCCH(OH)CH2COONa2CO22H2O。HOOCCH(OH)CH2COOH2NaHCO3 NaOOCCH(OH)CH2COONa2CO22H2O 答案 解析(3)寫出X與O2在銅催化作用下加熱發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。銅催化氧化X生成酮：HOOCCOCH2COOH。 答案 解析