2016高二化学重难点专题突破从官能团的结构认识羧酸的主要性质.docx

2016高二化学（全国通用）重难点专题突破：从官能团的结构认识羧酸的主要性质羧酸的代表物是乙酸，乙酸(CH3COOH)分子是由甲基(—CH3)和官能团羧基(—COOH)组成的，其中羧基(—COOH)是由羟基(—OH)和羰基()相连而成的，由于官能团之间的相互影响，使得羧酸的化学性质并不是羟基和羰基具有的化学性质的简单加和。1．具有弱酸性(1)由于羰基的影响，使得羟基中的O—H键的极性增强，在一定条件下，如在水分子的作用下，羟基能部分电离出H＋，表现出弱酸性，其酸性比碳酸强，具有酸的通性：乙酸的水溶液能使紫色石蕊试液变红，乙酸能与活泼金属、碱性氧化物、碱及某些盐发生化学反应。(2)随着碳原子数增多，O—H键的极性逐渐减弱，羧酸的酸性逐渐减弱，如常见羧酸的酸性强弱为甲酸＞苯甲酸＞乙酸＞丙酸。如果一元羧酸分子中烃基含有较多碳原子(如高级脂肪酸等)，其酸性很弱。羧酸分子中的羰基受羟基的影响，使得羰基中的碳氧双键难以与H2发生加成反应。(3)乙醇、苯酚和乙酸的比较物质结构简式羟基中氢原子的活泼性酸性与钠反应与NaOH的反应与Na2CO3的反应与NaHCO3的反应乙醇CH3CH2OHCH3CH2OH＜C6H5OH＜CH3COOH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强于碳酸能能能能(4)用实验证明乙酸是弱酸方法1：配制一定浓度的CH3COONa溶液并测其pH，pH大于7，说明CH3COONa属于强碱弱酸盐，即证明乙酸为弱酸。方法2：取相同物质的量浓度的盐酸和乙酸，测得乙酸的pH大于盐酸的，说明乙酸部分电离，即证明乙酸为弱酸。方法3：取2.00 mL pH＝2的乙酸，加水稀释至100倍后，再测乙酸溶液的pH，测得pH＜4，说明稀释可以促进乙酸的电离，即证明乙酸为弱酸。典例6　某有机物M的结构简式如图所示，若等物质的量的M在一定条件下分别与金属钠、氢氧化钠溶液、碳酸氢钠溶液反应，则消耗的钠、氢氧化钠、碳酸氢钠的物质的量之比为(　　)A．1∶1∶1 B．2∶4∶1C．1∶2∶1 D．1∶2∶2解析　金属钠可以与M中的酚羟基、羧基发生反应；氢氧化钠溶液能使酯基和溴原子水解，也能与酚羟基和羧基反应；碳酸氢钠溶液只能与羧基发生反应。因此1 mol M消耗的钠、氢氧化钠、碳酸氢钠的物质的量分别为2 mol、4 mol、1 mol。答案　B2．酯化反应(1)羧酸与醇发生酯化，反应时的结构变化可以用同位素示踪法进行判断，如用O标记乙醇中的羟基氧，反应结果如下所示：CH3COOH＋H—O—C2H5CCH3O—OC2H5＋H2O酯化反应的一般过程是羧酸分子中的羟基与醇分子中的氢原子结合生成水，其余部分相互结合生成酯(“酸失羟基，醇失氢”)。可见酯化反应属于取代反应。(2)乙酸的酯化反应实验实验步骤：在一试管中加3 mL乙醇，然后边振荡边慢慢加入2 mL浓硫酸和2 mL冰醋酸。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。实验现象：饱和碳酸钠溶液的液面上有透明的油状液体产生，并可闻到香味。实验结论：在有浓硫酸存在、加热的条件下，乙酸和乙醇发生反应，生成无色、透明、不溶于水、有香味的液体——乙酸乙酯。反应方程式为CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOCH2CH3＋H2O注意事项：①浓硫酸溶解于乙醇、乙酸像溶解于水一样会放出大量的热。因此，将乙醇、乙酸、浓硫酸在试管中混合时，一定不要先加浓硫酸，否则会导致液体飞溅。②玻璃导管的末端不要插入饱和碳酸钠液体中，以防液体倒吸。③对试管进行加热时，一定要用小火使温度慢慢升高，并且不要升得过高，目的是尽量减少乙酸、乙醇的挥发，提高乙酸、乙醇的转化率；同时要有足够的反应时间，一般3～5 min为宜，否则生成的乙酸乙酯很少。④浓硫酸在该反应中的作用是催化剂和吸水剂。用浓硫酸吸收反应生成的水，促使化学平衡向着生成乙酸乙酯的方向移动，提高乙酸、乙醇的转化率。⑤饱和碳酸钠溶液的作用：一是通过碳酸钠与乙酸反应除去乙酸乙酯中的乙酸；二是通过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，便于分层，收集更多的乙酸乙酯。典例7　近年来流行喝果醋，苹果酸是一种由苹果发酵而成的具有解毒、降脂、减肥和止泻等明显药效的健康食品。苹果酸是这种饮料的主要酸性物质，苹果酸的结构如下所示：(1)苹果酸分子中所含官能团的名称是______、______。(2)苹果酸不可能发生的反应有________(选填序号)。①加成反应　②酯化反应　③加聚反应　④氧化反应　⑤消去反应　⑥取代反应(3)写出苹果酸与O2在铜催化作用下加热发生反应的化学方程式：_____________________________________________________