
第二課時 乙酸
課題: 7.3.2 乙酸
課時
1
授課年級
高一
課標要求
認識乙醇、乙酸的結構及其主要性質(zhì)及應用;認識官能團與性質(zhì)的關系;知道氧化反應、取代反應等有機反應類型及有機化合物在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。
教材
分析
本節(jié)是人教版(1019版)必修第二冊第七章第三節(jié)《乙醇與乙酸》的內(nèi)容,主要包括乙醇和乙酸的組成、結構和性質(zhì),官能團與有機化合物的分類等內(nèi)容。
有機物在生產(chǎn)和生活中不僅種類豐富,而且在衣、食、住、行等多方面應用廣泛,其中,乙醇和乙酸是兩種人類比較常見和較早發(fā)現(xiàn)、制備和應用的有機化合物。通過本節(jié)對乙醇、乙酸等內(nèi)容的學習,學生可以進一步了解常見的有機反應類型,對有機物分子的結構特點和官能團有一定的認識,初步具備分析和探究有機物性質(zhì)的一般思路方法。
從教材的知識結構上看,乙醇是醇類物質(zhì)的代表物,乙酸是羧酸類物質(zhì)的代表物。從教材的整體編排上看,乙醇和乙酸是很重要的烴的含氧衍生物,它和我們的生活、生產(chǎn)實際密切相關;從知識內(nèi)涵和乙醇、乙酸的分子結構特點上看,乙醇是烴的延伸,乙酸是醇和酚、醛知識的鞏固、延續(xù)和發(fā)展,又是學好酯(油脂)類化合物的基礎,有著承上啟下的作用。
在第二節(jié)學習了乙烯,同時反應產(chǎn)物中涉及鹵代烴,學生已經(jīng)初步接觸了含有官能團的有機物。本節(jié)在此基礎上,結合乙醇的實例給出官能團的概念,讓學生從結構的角度理解決定有機物分類與化學性質(zhì)的特征基團,并從官能團轉(zhuǎn)化和物質(zhì)類別變化的角度認識有機物之間的轉(zhuǎn)化,初步認識有機合成。同時,教材在本節(jié)最后結合官能團的作用,從結構和性質(zhì)的角度對常見有機物進行分類,通過“方法導引”欄目初步總結認識有機物的一般思路,使學生掌握方法,進一步強化有機物的認知模型。
本節(jié)教學的重點是乙醇、乙酸的結構和性質(zhì),教學難點是乙醇的催化氧化和乙酸的酯化反應。根據(jù)教學內(nèi)容和課標要求,本節(jié)內(nèi)容分三個課時完成。第一課時“乙醇”,第二課時“乙酸”第三課時“官能團與有機化合物的分類及轉(zhuǎn)化”。
本課時為第二課時“乙酸”。食醋是日常生活中不可或缺的調(diào)味品,是另一典型有機代表物。對乙酸的結構和性質(zhì)的學習和理解,既是對烴類和乙醇知識的鞏固、延續(xù)和發(fā)展,又為以后學習羧酸類和酯類化合物奠定了基礎。建構“結構一-性質(zhì)--用途”的有機學習模式,深化“官能團決定有機物特性”的認知,同時借助實驗手段,發(fā)展學生設計實驗方案、探究物質(zhì)性質(zhì)的能力,逐步培養(yǎng)學生科學探究與創(chuàng)新意識的化學核心素養(yǎng)。同乙醇的教學相似,教學過程中可以采用實驗探究的基本方法,注重學生的動手參與和相互之間的交流;對乙酸的結構教學,注意充分發(fā)揮好模型和多媒體技術的作用,以加強直觀教學,便于學生理解。在學生已有知識的基礎上,突出從烴到烴的衍生物的結構變化,強調(diào)官能團與性質(zhì)的關系,在學生的頭腦中逐步建立烴基與官能團位置關系等立體結構模型,突出官能團決定有機物性質(zhì)的學科思維方法,培養(yǎng)學生證據(jù)推理與模型認知的化學核心素養(yǎng)。
教學目標
1.通過模型觀察,討論交流、知道乙酸的分子結構特點及物理性質(zhì)和化學性質(zhì),知道乙酸具有酸的通性且酸性比碳酸強,會寫乙酸與Na、NaOH、Na2CO3、NaHCO3等物質(zhì)反應的化學方程式。
2.通過設計實驗探究、動畫模擬演示,提高基本化學實驗技能,了解酯化反應的概念,知道乙酸的酯化反應原理和斷鍵部位,能正確書寫酯化反應方程式。
3.結合生活經(jīng)驗和化學實驗,初步體會有機物制備方法和特點,進一步認識乙酸對于人類日常生活、身體健康的重要性。
教學重、難點
重點:乙酸的結構及化學性質(zhì)(酸性、酯化反應)
難點:乙酸的酯化反應原理及實驗設計
核心素養(yǎng)
宏觀辨識與微觀探析:通過對乙酸的分子結構、物理性質(zhì)和化學性質(zhì)的探究,從官能團的角度認識乙酸的組成、結構、性質(zhì)和變化,學會由實物的表象解析實物的本質(zhì),形成“結構決定性質(zhì)”的觀念。
科學探究與創(chuàng)新意識:通過設計實驗探究乙酸的結構與性質(zhì),理解并掌握乙酸的性質(zhì)及在生活中的應用,培養(yǎng)和提高學生的實驗設計、操作、觀察及發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的綜合能力。
證據(jù)推理與模型認知:通過乙酸結構及性質(zhì)的學習,進一步認識官能團與有機物性質(zhì)關系,初步形成官能團(—OH、—COOH)決定有機物具有的性質(zhì)的認知模型。
學情分析
生活經(jīng)驗上,學生對乙酸的簡單物理性質(zhì)和化學性質(zhì)是有所了解,且乙酸也十分貼近生活,容易激起學生的探究欲望。但還沒有形成系統(tǒng)的認識。能力上,學生已經(jīng)具備一定的自學能力、理解能力以及思維創(chuàng)造能力,但對乙酸的認識主要還停留在宏觀表象階段,還沒有從微觀構造角度認識乙酸的結構與性質(zhì),上節(jié)課才初步形成有機物官能團的認識,但還沒有完全建立起“結構-性質(zhì)-用途”的有機物學習摸式。
教學過程
教學環(huán)節(jié)
教學活動
設計意圖
環(huán)節(jié)一、
情景導入
生活情境
【回顧1】什么叫烴的含氧衍生物,請舉例說明。
【學生】烴分子里的氫原子被含氧原子的原子團取代而衍生而來的物質(zhì)叫烴的含氧衍生物??梢苑譃榇?、酚、醛、羧酸、酯、酮、醚等。
【回顧2】酸具有哪些通性?請舉例說明。
【學生】酸的通性有與 金屬單質(zhì)、堿、堿性氧化物、鹽 等反應,還可使酸堿指示劑變色等。如鹽酸分別與金屬鈣、氧化鈣、氫氧化鈣(澄清石灰水)反應的離子方程式為 Ca+2H+== Ca2++H2↑、CaO+2H+ ==Ca2++H2O、 OH-+H+== H2O 。
【教師】評價、肯定。
【預習1】乙酸的分子組成、結構有和特點?
【學生】乙酸俗稱醋酸,其結構簡式為 CH3COOH ,官能團為 羧基(-COOH)。有強烈刺激性氣味的無色液體。當溫度低于其熔點時,乙酸能凝結成類似冰一樣的晶體,所以純凈的乙酸又叫冰醋酸,普通食醋中含有 3%~5% 的乙酸。
【預習2】乙酸具有哪些主要化學性質(zhì)?
【學生】乙酸具有 弱酸 性,能與醇發(fā)生 酯化 反應,其與乙醇反應生成 乙酸乙酯 。用 飽
和Na2CO3 溶液可以除去乙酸乙酯中的乙酸和乙醇。有關反應的化學方程式為:
2CH3COOH+Na2CO3 2CH3COONa+H2O+CO2↑、
CH3COOH+CH3CH2OHeq \(,\s\up7(濃硫酸) ,\s\d5(△))CH3COOCH2CH3+H2O。
【教師】評價、肯定。
【導入】傳說古代山西省有個釀酒高手叫杜康,他兒子黑塔跟父親也學會了釀酒技術后,黑塔覺得釀酒后把酒糟扔掉可惜,于是他把酒糟浸泡在水缸里,到了第二十一日的酉時,一開缸,卻發(fā)現(xiàn)一股濃郁的香氣撲鼻而來。黑塔忍不住嘗了一口,酸酸的,味道很美。燒菜時放了一些,味道特別鮮美,便貯藏著作為“調(diào)味醬”,這“調(diào)味醬”就是今天的醋。(圖片見PPT)
回顧舊知,預習新知,創(chuàng)設學生熟悉的生活情境,開啟探索乙酸之謎的課堂活動,激發(fā)學生探究的興趣。
環(huán)節(jié)二、
氧乙酸的結構與性質(zhì)
活動一、乙酸的物理性質(zhì)與結構特征
【過渡】煮排骨時放點食醋可增強鈣質(zhì)的吸收;燉魚時放點食醋可去腥提香。醋會讓大家滿口生津、唇齒留香,那么,食醋中撩撥我們味蕾、把菜調(diào)理得有滋有味的主要物質(zhì)是什么呢?
【問題1】聯(lián)系生活中的食醋,觀察乙酸樣品,聞其氣味,閱讀教材P79頁內(nèi)容,思考乙酸具有哪些物理性質(zhì)?填寫表格內(nèi)容。
【教師】展示乙酸樣品、投影表格—乙酸的物理性質(zhì),引導分析。
【學生1】食醋是生活中常用的調(diào)味劑,有刺激性氣味,味道酸。醋中含有3%~5%的乙酸,所以乙酸又被稱為醋酸。
【學生2】填寫表格內(nèi)容,展示交流:
俗名
顏色
狀態(tài)
氣味
溶解性
熔點
沸點
揮發(fā)性
醋酸
無色
液體
有強烈的刺激氣味
易溶于水和乙醇
16.6℃
117.9℃
易揮發(fā)
【學生3】無水乙酸溫度較低時(低于16.6℃),會凝結成像冰一樣的晶體,所以無水乙酸又稱冰醋酸。若在實驗室中遇到這種情況時,可將試劑瓶用手或熱毛巾捂熱,也可放在溫水浴中溫熱,待冰醋酸熔化后,倒出即可。
【教師】評價、強調(diào):乙酸是一種重要的有機化工原料??捎糜谏a(chǎn)醋酸纖維、合成纖維、噴漆溶劑、香料、染料、醫(yī)藥以及農(nóng)藥等。同時,乙酸是食醋的重要成分,也可用于殺菌消毒。
【問題2】閱讀教材P79頁內(nèi)容,結合圖7-21,搭建并觀察乙酸分子的球棍模型,思考乙醇分子的組成和結構有何特點?填寫表格內(nèi)容。
【教師】展示乙酸的球棍模型,投影表格,引導分析。
【學生】觀察模型、閱讀教材,填寫表格內(nèi)容,展示交流:
分子式
結構式
結構簡式
球棍模型
空間填充模型
C2H4O2
CH3COOH
結構特點
含有特殊的原子團(官能團)羧基(—COOH或),C—C鍵、C—H鍵、C=O鍵、O—H鍵化學鍵
【教師】評價、強調(diào):乙酸屬于有機化合物中的羧酸。羧酸是由烴基與羧基相連構成的有機化合物。羧酸可以分為脂肪酸(如CH3COOH)和芳香酸(如),一元羧酸(如C17H33COOH)、二元羧酸(如HOOC-COOH,乙二酸)和多元羧酸等。羧酸的官能團是羧基(—COOH)。
【對應練習1】下列關于乙酸的說法中不正確的是( )
A.乙酸易溶于水和乙醇
B.無水乙酸又稱冰醋酸,它是純凈物
C.乙酸是一種重要的有機酸,是有強烈刺激性氣味的液體
D.乙酸分子中有四個氫原子,所以不是一元酸
【答案】D
【解析】乙酸是具有刺激性氣味的液體;盡管乙酸分子中含有4個氫原子,但在水中只有羧基上的氫原子能發(fā)生部分電離:CH3COOHCH3COO-+H+,因此乙酸是一元酸。
【對應練習2】下列說法正確的是( )
A.羧酸的官能團是羥基
B.羥基和氫氧根中含有的電子數(shù)不同
C.在氧氣中燃燒只生成二氧化碳和水的有機物一定是烴
D.乙醇與鈉反應生成氫氣,此現(xiàn)象說明乙醇具有酸性
【答案】B
【解析】羧酸的官能團是羧基,A項錯誤;羥基含9個電子,氫氧根離子含10個電子,B項正確;烴的含氧衍生物在氧氣中燃燒也生成二氧化碳和水,C項錯誤;乙醇溶于水不能電離出氫離子,所以乙醇不具有酸性,D項錯誤。
讓學生基于生活經(jīng)驗描述乙酸的物理性質(zhì),突出“化學源于生活”的理念。了解乙酸的用途,直觀感受“冰醋酸”。
認識乙酸的結構(官能團),為后續(xù)有機物的分類做鋪墊,強化“結構決定性質(zhì)”的理念。
檢測與評價,發(fā)現(xiàn)問題,調(diào)控課堂,提高教學的有效性和實效性。
活動二、探究乙酸的化學性質(zhì)
【過渡】生活中,乙酸除可以作調(diào)味品外,還可以除鐵銹,除水垢,中和松花蛋中的堿性物質(zhì)等,說明乙酸具有酸性,如何通過實驗來證明呢?
【問題1】結合教材P80頁”思考與討論”,根據(jù)下列藥品,設計實驗證明乙酸的酸性,填寫表格內(nèi)容。
藥品:鎂條、NaOH溶液、Na2CO3粉末、乙酸溶液、酚酞、石蕊 、氧化銅粉末
【學生】分小組討論,全班交流分享。
【教師】,投影表格,引導分析,巡視觀察。
【學生】結合表格形成的實驗方案分組實驗,完成表格內(nèi)容后,展示交流:
實驗
實驗內(nèi)容
實驗現(xiàn)象
實驗結論、反應方程式
實驗一
向一支盛有少量乙酸的試管里加入一小段鎂條
產(chǎn)生氣泡,手觸摸發(fā)熱
乙酸具有酸,與金屬反應產(chǎn)生并放熱:2CH3COOH+Mg==
Mg(CH3COO-)2+H2↑
實驗二
乙酸滴加到滴有酚酞的NaOH溶液中
紅色變成無色
酸堿中和反應:
CH3COOH+OH-==CH3COO-+H2O
實驗三
向一盛有少量碳酸鈉粉末的試管里,加入約3mL乙酸溶液
產(chǎn)生氣泡
乙酸酸性比碳酸強
2CH3COOH+Na2CO3==
2CH3COONa+H2O+CO2↑
實驗四
將石蕊試液滴加到乙酸中
溶液變紅色
乙酸具有酸的通性:
CH3COOHCH3COO-+H+
實驗五
將以酸加入到氧化銅粉末中
黑色固體溶解,生成藍色溶液
與堿性氧化物反應成鹽和水:
CuO+2CH3COOH== Cu2++2CH3COO-
結論
乙酸為一元弱酸,具有酸的通性,且酸性:CH3COOH>H2CO3
【教師】評價、強調(diào):乙酸可以看做是甲烷中的一個氫原子被羧基(—COOH)取代的產(chǎn)物,因此,乙酸屬于飽和一元羧酸,同乙醇一樣屬于烴的含氧衍生物。飽和一元羧酸通式為:CnH2nO2。
【過渡】乙酸除具有酸的通性外,在一定條件下還可以與乙醇發(fā)生反應。
【問題2】實驗探究:根據(jù)教材P80頁【實驗7-6】,完成實驗,觀察實驗現(xiàn)象,填寫表格內(nèi)容。
【教師】演示【實驗7-6】,邊講邊實驗,強調(diào)實驗注意事項,引導觀察、分析,投影表格。
【學生】觀察實驗現(xiàn)象,思考實驗原理,完成表格內(nèi)容:
實驗裝置
實驗步驟
在一支試管中加入3 mL乙醇,然后邊振蕩試管邊慢慢加入2mL濃硫酸和2mL乙酸,再加入幾片碎瓷片。連接好裝置,用酒精燈小心加熱,將產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)導管通到飽和Na2CO3溶液的液面上,觀察現(xiàn)象。
實驗現(xiàn)象
飽和Na2CO3溶液的液面上有 透明的油狀液體 生成,并可能聞到 香味 。
實驗結論
在濃硫酸、加熱的條件下,乙醇和乙酸發(fā)生反應,生成 無色、透明、不溶于水、有香味的油狀的液體。
化學方程式
CH3COOH+C2H5OHeq \(,\s\up7(濃硫酸) ,\s\d5(△))CH3COOC2H5+H2O
【教師】評價、強調(diào):有機化學中酸與醇反應生成酯和水的反應,叫做酯化反應。
【對應練習1】下列說法不正確的是( )
A.乙酸的沸點比乙醇的高
B.乙酸能和碳酸鈉反應生成二氧化碳氣體,說明乙酸的酸性強于碳酸
C.乙酸和乙醇生成乙酸乙酯的反應屬于酸堿中和反應
D.乙酸分子中雖然有4個氫原子,但乙酸是一元酸
【答案】C
【解析】A.乙酸的沸點為117.9℃,乙醇的沸點為78℃,A正確;B.乙酸能和碳酸鈉反應生成二氧化碳氣體,依據(jù)強酸制弱酸的原理,乙酸的酸性強于碳酸,B正確;C.乙酸和乙醇生成乙酸乙酯的反應屬于酯化反應,C不正確;D.乙酸分子中雖然有4個氫原子,但乙酸只含有1個-COOH,是一元酸,D正確;故選C。
【對應練習2】某同學利用圖所示裝置制備乙酸乙酯。實驗如下:
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①向濃H2SO4乙醇混合液中滴入乙酸后,加熱試管A
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②一段時間后,試管B中紅色溶液上方出現(xiàn)油狀液體
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③停止加熱,振蕩試管B,油狀液體層變薄,下層紅色溶液褪色
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④取下層褪色后的溶液,滴入酚酞后又出現(xiàn)紅色
結合上述實驗,下列說法正確的是( )
A. ①中加熱利于加快酯化反應速率,故溫度越高越好
B. ③中油狀液體層變薄主要是乙酸乙酯溶于Na2CO3溶液所致
C. ③中紅色褪去的原因可能是酚酞溶于乙酸乙酯中
D. 取②中上層油狀液體測其核磁共振氫譜,共有3組峰
【答案】D
【解析】A.①中加熱利于加快酯化反應速率,但溫度越高,制取乙酸乙酯的原料乙酸乙醇揮發(fā)更快,不利于提高轉(zhuǎn)化率,乙酸乙酯(沸點77.2℃),溫度越高,不利于乙酸乙酯收集到B中,故A錯誤;B.飽和碳酸鈉溶液能中和揮發(fā)出來的乙酸,使之轉(zhuǎn)化為乙酸鈉溶于水中,溶解揮發(fā)出來的乙醇;降低乙酸乙酯在水中的溶解度,③中油狀液體層變薄,不是乙酸乙酯溶于Na2CO3溶液所致,故B錯誤;C.碳酸鈉溶液呈堿性,能使酚酞變紅,停止加熱,振蕩試管,飽和碳酸鈉溶液能中和揮發(fā)出來的乙酸,紅色褪去,不是酚酞溶于乙酸乙酯中,故C錯誤;D.?、谥猩蠈佑蜖钜后w為乙酸乙酯,結構簡式為:CH3COOCH2CH3,該分子的核磁共振氫譜中有三組峰,其峰面積之比是3:2:3,故D正確。故選D。
教師提供試劑,讓學生自主設計實驗方案并動手操作獲取證據(jù),培養(yǎng)學生科學探究與實驗創(chuàng)新意識的化學核心素養(yǎng)。
初步認識酯化反應的概念,實驗基本操作,了解實驗注意事項,培養(yǎng)實驗設計、操作、觀察、分析等綜合能力。
檢測與評價,發(fā)現(xiàn)問題,調(diào)控課堂,提高教學的有效性和實效性。
環(huán)節(jié)三、
酯化反應與酯
活
活活動一、探究酯化反應的原理
【過渡】乙酸分子結構中含有多種化學鍵,不同的化學反應斷鍵方式可能不同,下面我們來探究乙酸發(fā)生酯化反應時的斷鍵方式。
【問題1】閱讀教材P80頁內(nèi)容,結合【實驗7-6】,思考酯化反應的概念及特點是什么?如何證明酯化反應的斷鍵方式?
【學生1】概念:酸與醇反應生成酯和水的反應叫酯化反應。
【學生2】特點:酯化反應是可逆反應,生成的酯會與水發(fā)生水解反應生成相應的醇與酸,同時,也屬于取代反應,且酯化反應比較緩慢。
【教師】評價、追問:根據(jù)乙酸與乙醇發(fā)生酯化反應的方程式,乙酸和乙醇可能有哪些斷鍵方式?
【學生】討論、交流:酯化反應可能有兩種斷鍵方式,一種酸中碳氧鍵斷裂,一種酸中氫氧鍵斷裂。
【教師】評價、投影:
【教師】強調(diào):化學上用同位素原子示蹤法驗證酯化反應的實質(zhì)(斷鍵方式),證明酯化反應主要是按a式進行的。用含18O的醇跟羧酸起酯化反應,形成含有18O的酯,證明這種酯化反應的實質(zhì)是羧酸脫去羧基上的羥基,醇脫去羥基上的氫原子。
【問題探究1】酯化反應實驗中,從試劑加入順序、長導管和濃硫酸的作用、酯的分離等方面分析,酯化反應實驗過程中要注意哪些問題?
【學生1】試劑的加入順序:先加入乙醇,然后沿器壁慢慢加入濃H2SO4,冷卻后再加入CH3COOH。
【學生2】長導管起導氣和冷凝回流的作用,導管末端未插入飽和Na2CO3溶液中。
【學生3】濃H2SO4的作用:催化劑—加快反應速率;吸水劑—提高CH3COOH、CH3CH2OH的轉(zhuǎn)化率。
【學生4】酯的分離:采用分液法分離試管中的液體混合物,所得上層液體即為乙酸乙酯。
【教師】評價、強調(diào):實驗時要用酒精燈緩慢加熱。原因一是加快反應速率;二是減少乙醇、乙酸的揮發(fā);三是將生成的乙酸乙酯及時蒸出,提高乙醇、乙酸的轉(zhuǎn)化率。
【問題探究2】在制備乙酸乙酯的實驗中,大試管中加入碎瓷片的目的是什么?該實驗中飽和碳酸鈉溶液的作用是什么?
【學生1】大試管中放入幾塊碎瓷片,目的是防止加熱過程中液體暴沸。
【實驗2】該實驗中飽和碳酸鈉溶液有三個作用:一是與揮發(fā)出來的乙酸反應;二是溶解揮發(fā)出來的乙醇;三是減小乙酸乙酯在水中的溶解度,便于分層,得到乙酸乙酯。
【教師】評價、追問:導管末端為什么不能插入飽和Na2CO3溶液中?
【學生】討論交流:實驗中,加熱時溫度可能不是很穩(wěn)定,揮發(fā)出來的CH3COOH、CH3CH2OH溶于水,易造成溶液倒吸。故導管末端不能插入飽和碳酸鈉溶液中。也可以在導管末斷連接一個干燥管、倒置漏斗或加裝空瓶等方法防止倒吸。
【教師】評價、強調(diào):因此,可用飽和Na2CO3溶液鑒別乙酸乙酯、乙醇、乙酸,現(xiàn)象分別是液體分層、液體不分層、產(chǎn)生氣泡。也可以用飽和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中的乙酸或乙醇等雜質(zhì)。
【對應練習1】乙酸分子的結構式為,下列反應及斷鍵部位正確的是( )
a.乙酸的電離,是①鍵斷裂 b.乙酸與乙醇發(fā)生酯化反應,是②鍵斷裂 c.在紅磷存在時,Br2與CH3COOH的反應:CH3COOH+Br2eq \(――→,\s\up7(紅磷))CH2Br—COOH+HBr,是③鍵斷裂 d.乙酸變成乙酸酐的反應:2CH3COOH→+H2O,是①②鍵斷裂
A.a(chǎn)bc B.Abcd C.bcd D.a(chǎn)cd
【答案】B
【解析】乙酸電離出H+時,斷裂①鍵;在酯化反應時酸脫羥基,斷裂②鍵;與Br2的反應,取代了甲基上的氫,斷裂③鍵;生成乙酸酐的反應,一個乙酸分子斷①鍵,另一個分子斷②鍵,所以B正確。
【對應練習2】乙酸與乙醇在濃硫酸催化作用下發(fā)生酯化反應,下列敘述不正確的是( )
A.產(chǎn)物用飽和碳酸鈉溶液吸收,下層得到有香味的油狀液體
B.反應中乙酸分子中的羥基被—O—CH2CH3取代
C.反應中乙醇分子的氫原子被取代
D.酯化反應中,濃硫酸作用為催化劑和吸水劑
【答案】A
【解析】題述反應生成的乙酸乙酯產(chǎn)物中含有乙酸和乙醇,可用飽和碳酸鈉溶液吸收乙酸和乙醇,同時可降低乙酸乙酯的溶解度,由于乙酸乙酯密度小于水,上層得到有香味的油狀液體,A錯誤;酯化反應中羧酸提供羥基,醇提供氫原子,因此反應中乙酸分子中羥基被—OC2H5取代,B、C正確;酯化反應中濃硫酸的作用為催化劑和吸水劑,D正確。
理解酯化反應的實質(zhì),進一步形成“結構決定性質(zhì)的化學思維,通過動畫模擬的形式了解微觀粒子之間的反應,形成宏觀辨識與微觀探析的化學校心素養(yǎng)。
創(chuàng)設問題情境,深度理解酯化反應的原理,培養(yǎng)實驗操作、觀察、分析等探究能力。
檢測與評價,發(fā)現(xiàn)問題,調(diào)控課堂,提高教學的有效性和實效性。
活
活
活活動二、認識酯
【過渡】乙酸乙酯中含有一個很重要的官能團—酯基,存在于鮮花、水果的香味。碳原子數(shù)較少、相對分子質(zhì)量較小低級酯具有揮發(fā)性、有芳香氣味、難溶于水??捎米黠嬃?、化妝品中的香料和有機溶劑。
【問題1】閱讀教材P80頁最后自然段,結合【實驗7-6】乙酸乙酯的制備,思考什么是酯?酯的結構有何特點?
【學生1】定義:醇跟酸反應生成的一類化合物叫作酯,屬于烴的一種含氧衍生物。
【學生2】結構特點:一般通式可寫為R',簡寫為R'COOR,官能團酯基(可表示為或—COOR)。R和R′可以相同,也可以不同。R'是烴基,也可以是H,但R只能是烴基。
【學生3】命名:依據(jù)酸和醇的名稱命名為“某酸某酯”。如乙酸乙酯:CH3COOCH2CH3。
【教師】評價、強調(diào):飽和一元酸與飽和一元醇生成的酯與飽和一元酸是同分異構體。如乙酸(CH3COOH)與甲酸甲酯(HCOOCH3)。
【問題2】結合【實驗7-6】乙酸乙酯的性質(zhì),思考酯類有哪些重要的物理和化學性質(zhì)?
【學生1】物理性質(zhì):低級酯(如乙酸乙酯)密度比水小,難溶于水,易溶于乙醇和乙醚等有機溶劑,具有芳香氣味。
【學生2】化學性質(zhì):在酸或堿性條件下可以發(fā)生水解反應(酯化反應的逆過程),也屬于取代反應,且在堿性條件下水解可進行完全。如乙酸乙酯水解的反應方程式:
稀硫酸催化時水解反應可逆:CH3COOC2H5+H2Oeq \(,\s\up7(濃硫酸) ,\s\d5(△))CH3COOH+C2H5OH。
NaOH催化時水解反應不可逆:CH3COOC2H5+NaOHeq \(―――→,\s\up7(△))CH3COONa+C2H5OH。
【教師】評價、追問:酯化反應實驗中,可否用NaOH溶液代替飽和Na2CO3溶液?
【學生】討論交流:不能。NaOH的堿性太強,會促使生成的乙酸乙酯水解,使產(chǎn)率降低或無法得到乙酸乙酯。
【教師】評價、強調(diào):酯是有芳香氣味的液體,存在于各種水果和花草中。如梨里含有乙酸異戊酯,蘋果和香蕉里含有異戊酸異戊酯等。酯可用作溶劑(高檔化妝品),也可用作制備飲料和糖果的香料。
【對應練習1】下圖是分離乙酸乙酯、乙酸和乙醇混合物的實驗操作流程圖。
在上述實驗過程中,所涉及的三次分離操作分別是( )
A.①蒸餾、②過濾、③分液 B.①分液、②蒸餾、③蒸餾
C.①蒸餾、②分液、③分液 D.①分液、②蒸餾、③結晶、過濾
【答案】B
【解析】乙酸乙酯在飽和碳酸鈉溶液中溶解度很小,所以第一步用分液的方法分離出乙酸乙酯;然后得到的A中含有乙酸鈉和乙醇,由于乙酸鈉的沸點高,故第二步用蒸餾的方法分離出乙醇;第三步,加硫酸將乙酸鈉轉(zhuǎn)變?yōu)橐宜?,再蒸餾得到乙酸。
【對應練習2】酯類物質(zhì)廣泛存在于香蕉、梨等水果中。某實驗小組從梨中分離出一種酯,該酯在稀硫酸作用下加熱得到乙酸和另一種分子式為C6H14O的物質(zhì)。下列說法錯誤的是( )
A.乙酸分子中含有羧基
B.C6H14O可與金屬鈉發(fā)生反應
C.實驗小組分離出的酯可表示為C6H13COOCH3
D.稀硫酸是該反應的催化劑
【答案】C
【解析】A.乙酸分子中含有羧基官能團,故A正確;B.由題意知,C6H14O一定是醇,因此C6H14O可與金屬鈉發(fā)生反應,故B正確;C.根據(jù)酯能在酸性條件下水解生成相應的酸和醇,可知用乙酸與C6H14O反應脫去一分子的水即可得到酯CH3COOC6H13,故C錯誤;D.酯水解時需要酸或堿作催化劑,稀硫酸是該反應的催化劑,故D正確。故選:C。
了解酯的概念、結構特點及與生活的聯(lián)系,拓寬知識視野。
初步認識酯的物理性質(zhì),掌握酯化學性質(zhì)(水解反應)。深化、鞏固對酯化反應可逆性的認識。
檢測與評價,發(fā)現(xiàn)問題,調(diào)控課堂,提高教學的有效性和實效性。
環(huán)節(jié)四、課后鞏固
作業(yè)設計
1.酒精和醋酸是日常生活中的常用品,下列方法不能將二者鑒別開的是( )
A.聞氣味 B.分別用來浸泡水壺中的水垢,觀察水垢是否溶解
C.分別滴加NaOH溶液 D.分別滴加石蕊溶液
【答案】C
【解析】A項,酒精和醋酸氣味不同,可用聞氣味的方法鑒別;B項,水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2,可溶于醋酸但不溶于酒精,可鑒別;C項,酒精和NaOH溶液不反應,醋酸和NaOH溶液反應,但無明顯現(xiàn)象,不能鑒別;D項,醋酸使紫色石蕊溶液變紅,但酒精不能,可鑒別。
2.下列關于乙酸性質(zhì)的敘述中,錯誤的是( )
A. 乙酸的酸性比碳酸的強,所以它可以與碳酸鹽反應,產(chǎn)生CO2氣體
B. 乙酸具有酸性,所以能與鈉反應放出H2
C. 乙酸分子中含有碳氧雙鍵,所以它能使溴水褪色
D. 乙酸在溫度低于16.6℃時,就凝結成冰狀晶體
【答案】C
【解析】乙酸的酸性比碳酸的強,根據(jù)強酸制弱酸的原理可知,它可以與碳酸鹽反應,產(chǎn)生CO2氣體,A正確;乙酸屬于一元弱酸,具有酸性,所以能與鈉發(fā)生反應放出H2,B正確;乙酸的結構式為,分子中的碳氧雙鍵和Br2不能發(fā)生反應,C錯誤;乙酸俗稱冰醋酸,當溫度低于16.6℃時,就凝結成類似冰一樣的晶體,D正確。
3. 食醋中含有乙酸,下列關于乙酸的說法中正確的是( )
A.乙酸是有刺激性氣味的液體
B.乙酸分子中含有4個氫原子,是四元弱酸
C.乙酸中的乙醇可用直接加熱蒸餾的方法除去
D.乙酸酸性較弱,不能使紫色石蕊溶液變紅
【答案】A
【解析】乙酸中只有羧基中的氫原子才能電離,是一元弱酸,B項錯誤;直接加熱時乙酸與乙醇能發(fā)生反應生成乙酸乙酯,且乙酸也易揮發(fā),應先與堿混合反應后再蒸餾出乙醇,最后加入硫酸蒸餾出乙酸,C項錯誤;乙酸是弱酸,但能使紫色石蕊溶液變紅,D項錯誤。
4.下列關于乙酸的說法中,正確的是( )
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①乙酸易溶于水和乙醇,其水溶液能導電
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②無水乙酸又稱為冰醋酸,它是純凈物
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③乙酸分子里有四個氫原子,所以它不是一元酸
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④乙酸是一種重要的有機酸,常溫下乙酸是有刺激性氣味的液體
= 5 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑤1ml乙酸與足量乙醇在濃硫酸作用下可生成88g乙酸乙酯
= 6 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑥食醋中含有乙酸,乙酸可由乙醇氧化得到.
A. = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ② = 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④ = 5 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑤ = 6 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑥ B. = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ① = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ② = 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③ = 6 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑥
C. = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ① = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ② = 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④ = 6 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑥ D. = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ① = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ② = 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③ = 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④
【答案】C
【解析】①乙酸易溶于水和乙醇,在水中能電離,所以水溶液能導電,正確;②純乙酸俗稱冰醋酸,為純凈物,正確;③乙酸溶于水,只有一個氫能電離,是一元酸,錯誤;④乙酸常溫下呈液態(tài),有刺激性氣味,屬于有機物,正確; = 5 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑤1ml乙酸與足量乙醇在濃硫酸作用下可發(fā)生反應,但是反應不會徹底進行,生成的乙酸乙酯少于88g,錯誤;⑥食醋通常是含有乙酸(質(zhì)量分數(shù)2%~5%)的水溶液,除乙酸外還含有多種氨基酸和微量元素;乙醇在一定條件下與氧氣反應可生成乙酸,正確.故選C。
5.下列物質(zhì)中,能與醋酸發(fā)生反應的是( )
①石蕊 ②乙醇 ③乙醛 ④金屬鋁 ⑤氧化鎂 ⑥碳酸鈉 ⑦氫氧化銅
A.①③④⑤⑥⑦ B.②③④⑤
C.①②④⑤⑥⑦ D.全部
【答案】C
【解析】醋酸具有酸的通性,可使石蕊試液變紅色,可與Al、MgO、Na2CO3、Cu(OH)2等發(fā)生反應,可與乙醇發(fā)生酯化反應生成乙酸乙酯,但不能與乙醛發(fā)生反應。
6.實驗室用下圖裝置制取乙酸乙酯(使用的乙醇的結構簡式為),下列有關說法正確的是( )
A.在甲試管中加入藥品的順序:3mL、2mL濃硫酸和2mLCH3COOH
B.乙試管中的飽和碳酸鈉溶液可以換成氫氧化鈉溶液
C.從乙試管中分離得到純凈干燥的乙酸乙酯的操作是:振蕩、靜置、分液
D.生成的乙酸乙酯的結構簡式為
【答案】A
【解析】A.加入藥品的順序:先加密度小的液體,再加密度大的液體,有利于混合和熱量散失,A正確;B.乙酸乙酯會與氫氧化鈉溶液發(fā)生水解反應,B錯誤;C.分液后得到的乙酸乙酯中還含有少量的水分,需要加入干燥劑,蒸餾,C錯誤;D.酯化反應斷鍵的規(guī)律是“酸脫羥基醇脫氫”,所以生成的乙酸乙酯的結構簡式為,D錯誤;故選A。
7.二甘醇可用作溶劑、紡織助劑等,一旦進入人體會導致急性腎衰竭,危及生命。二甘醇的結構簡式:HO—CH2CH2—O—CH2CH2—OH,下列有關二甘醇的敘述中不正確的是( )
A.符合通式CnH2nO3 B.和乙醇中化學鍵類型相同
C.能和金屬鈉反應 D.能使酸性KMnO4溶液褪色
【答案】A
【解析】二甘醇分子式為C4H10O3,不符合通式CnH2nO3,A錯誤;二甘醇和乙醇中的化學鍵都是共價鍵,C—H、C—O、O—H,B正確;分子中含有羥基,可以與Na反應,C正確;分子中含有羥基,能被酸性高錳酸鉀氧化,D正確。
8.某學習小組在實驗室制取乙酸乙酯的主要步驟如下:
①配制2 mL濃硫酸、3 mL乙醇(含18O)和2 mL乙酸的混合溶液。
②按如圖連接好裝置并加入混合液,用小火均勻加熱3~5 min。
③待試管乙收集到一定量產(chǎn)物后停止加熱,撤出試管乙用力振蕩,然后靜置待分層。
④分離出乙酸乙酯,洗滌、干燥。
回答問題:
(1)裝置中球形干燥管,除起冷凝作用外,另一重要作用是________________。
(2)步驟②安裝好實驗裝置,加入藥品前還應檢查__________________________。
(3)反應中濃硫酸的作用是________________。
(4)上述實驗中飽和碳酸鈉溶液的作用是______(填字母)。
a.中和乙酸并吸收乙醇 b.中和乙酸和乙醇
c.減少乙酸乙酯的溶解 d.加速酯的生成,提高其產(chǎn)率
(5)步驟③所觀察到的現(xiàn)象是__________________________________________;
從試管乙中分離出乙酸乙酯的實驗操作名稱是__________________________。
【答案】(1)防止倒吸 (2)裝置的氣密性 (3)催化劑、吸水劑 (4)ac (5)試管乙中的液體分成上下兩層,上層無色,下層為紅色液體,振蕩后下層液體的紅色變淺 分液
【解析】(1)干燥管一是起冷凝的作用,二是起防倒吸的作用,因為乙酸和乙醇易溶于碳酸鈉溶液。(2)因為產(chǎn)生蒸氣,因此加藥品前,要檢驗裝置的氣密性。(3)濃硫酸作催化劑和吸水劑。(4)乙酸乙酯中混有乙酸和乙醇,乙醇易溶于水,乙酸可以和碳酸鈉反應,因此碳酸鈉溶液的作用是除去乙酸、吸收乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度,即選項a、c正確。
(5)乙酸乙酯是不溶于水的液體,且密度小于水,現(xiàn)象:試管乙中出現(xiàn)液體分層,上層無色,下層為紅色液體,振蕩后下層液體的紅色變淺;采用分液的方法進行分離。
及時鞏固、消化所學,促進掌握必備知識,評價教學效果,為后期優(yōu)化教學方案提供依據(jù),培養(yǎng)分析問題和解決問題等關鍵能力。
課堂總結
板書
設計
第三節(jié) 乙醇與乙酸
第二課時 乙酸
一、乙酸的結構與性質(zhì)
1、物理性質(zhì)
俗名:醋酸,無色、有強烈刺激性氣味的液體,易溶于水,易揮發(fā)。
2、結構特征
分子式:C2H4O2 結構簡式:CH3COOH
結構式:官能團:羧基(—COOH)
3、化學性質(zhì)
(1)酸通性:CH3COOHCH3COO-+H+
(2)酯化反應:CH3COOH+C2H5OHeq \(,\s\up7(濃硫酸) ,\s\d5(△))CH3COOC2H5+H2O
(3)實驗及注意事項
二、酯化反應與酯
1、酯化反應的原理
(酸脫羥基,醇脫氫)
2、酯
(1)結構特點:R'COOR,官能團:酯基(—COOR)
(2)化學性質(zhì):水解(取代)反應
稀硫酸催化(可逆):CH3COOC2H5+H2Oeq \(,\s\up7(濃硫酸) ,\s\d5(△))CH3COOH+C2H5OH。
NaOH催化(不可逆):CH3COOC2H5+NaOHeq \(―――→,\s\up7(△))CH3COONa+C2H5OH。
教學
反思
本課時內(nèi)容中“乙酸的酸性”學生在初中已經(jīng)接觸過,利用酸的通性喚起學生的記憶,重點引導學生對酸性強弱進行實驗探究。教學過程中由學生提出方案,教師配合進行演示(或分組實驗)實驗,最終引導學生認識乙酸具有酸的通性。酯化反應的實驗過程中需要注意的幾個地方,教師通過創(chuàng)設問題情境,引導、啟發(fā)學生自己提出問題,再進一步思考為什么,最后總結歸納,形成“提出問題、解決問題”的學習過程與方法。酯化反應本質(zhì)的理論解釋,則由教師直接給出,緊扣教材,沒有過多拓展,僅從教材定義和取代反應的角度加以認識,輔以球棍模型和多媒體展示,重點突出了羧基官能團對乙酸性質(zhì)的決定作用。教學緊密聯(lián)系生活實際,充分體現(xiàn)了教學過程就是解決問題的過程,牢牢抓住了學生的注意力,活躍了課堂氣氛,提高了課堂效率。同時,教學充分發(fā)揮了實驗在課堂教學中的作用,使抽象的理論知識化為生動形象的實驗現(xiàn)象,大大激發(fā)了學生的學習興趣,深化了學生對知識的理解。根據(jù)教學內(nèi)容結合我國的釀醋技術和食醋文化,對學生加強了“化學服務于生活”的教育,使學生認識到化學科學對社會可持續(xù)發(fā)展的貢獻,很好地培養(yǎng)了學生的科學態(tài)度與社會責任的化學核心素養(yǎng)。
這是一份人教版 (2019)必修 第二冊第七章 有機化合物第三節(jié) 乙醇與乙酸教案及反思,共9頁。教案主要包含了教學目標,教學重難點,教學過程等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份人教版 (2019)第三節(jié) 乙醇與乙酸教案及反思,文件包含人教版2019高中化學必修二73乙醇與乙酸第一課時教案docx、人教版2019高中化學必修二73乙醇與乙酸第二課時教案docx等2份教案配套教學資源,其中教案共11頁, 歡迎下載使用。
這是一份人教版 (2019)必修 第二冊第三節(jié) 乙醇與乙酸教案
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