化学家园

乙酸 羧酸考点精讲

                                      

一、考纲要求

  1、了解乙酸的结构和用途；

  2、掌握乙酸的性质和制法；

  3、掌握羧酸的通式和通性；

  4、掌握酯化反应和乙酸乙酯的制取

二、重点要点

  1.乙酸的分子组成和结构

   分子式 C₂H₂O₂       结构式  结构简式 CH₃COOH   官能团 羧基-COOH

  2.乙酸的化学性质

   表现为O--H键和C--OH键能够断裂

  （1）弱酸性（断O--H键）

   CH₃COOHCH₃COO^-+H⁺(酸性比碳酸强)

   CaCO₃+2CH₃COOH(CH₃COO)₂Ca+CO₂↑+H₂O

   Cu(OH)₂+2CH₃COOH(CH₃COO)₂Cu+2H₂O

  （2）酯化反应（断C--OH键）  

   羧酸和醇作用生成酯和水的反应叫酯化反应。

  

注意：

   ①酯化反应的脱水方式是：羧基脱羧羟基（无机含氧酸脱羟基氢）而醇脱羟基氢，即"酸脱羟基醇脱氢"（可用同位素原子示踪法证明。）。

  ②酯化反应是可逆的：羧酸+醇酯+水   反应中浓硫酸的作用是作催化剂和吸水剂，除去生成物中的水使可逆反应向生成物方向移动。

  ③在酸化反应中使用饱和Na₂CO₃溶液的作用是吸收未反应的乙酸，溶解乙醇，降低酯的溶解度，增大水的密度，使酯浮于水面，容易分层析出，便于分离。

  ④乙酸乙酯中除乙酸杂质，只能用饱和的Na₂CO₃浓液，不能用NaOH溶液中和乙酸的方法。因为NaOH溶液碱性强，会促使乙酸乙酯水解，重新变成乙酸和乙醇，所以不能用NaOH溶液代替Na₂CO₃饱和溶液。

三、例题分析

[例1]下列化合物中，既显酸性，又能发生酯化反应和消去反应的是

 

提示：

  根据各类官能团的性质判断："-COOH"显酸性，"-COOH"和"-OH"能发生酯化反应，含有"-OH"或"-X"的能发生消去反应。综合判断，只有C符合题意。

参考答案：

  A选项，因含酚羟基和"-COOH"官能团，既是酸性，又能发生酯化反应，但不能发生消去反应，A不符合题意。 B选项，合"C=C"和"-COOH"官能团显酸性，能发生酯化反应，加成反应等但不能发生消去反应；B不符题意。C选项含有"-OH"和"-COOH"官能团，能发生酯化反应、消去反应，显酸性，符合题意。 D选项含"-OH" 和""能发生消去反应，水解反应，但不是酸性，亦不符合题意。  故正确答案应选C。

说明：

  本题重点考查了各官能团主要是"-COOH"、酚羟基、醇羟基的性质。这些都属于最基本的有机化学知识。只要第一遍学习，平时学习对这些知识给以足够重视，熟练掌握这些知识是比较容易的事，那么解答本题并非难事。

[例2]下一列各组物质中，具有相同最简式的是

       A.甲醛和甲酸     B.甲酸和乙酸    C.甲醛和乙酸     D.乙醛和乙醇

提示：

  只要写出分子式，然后得出最简式即可得出答案。

参考答案：

  先写出选项中各物质的分子式

  甲醛：CH₂O   甲酸：CH₂O₂    乙酸：C₂H₄O₂   乙醇：C₂H₅OH

  观察各分子式得甲醛与乙酸的最简式为CH₂O故正确选项为C。

说明：

     最简式，分子式这是化学中最基础的知识。掌握其含义，熟练写出其常见物质的这两种式子也是最基本的要求。

[例3]将质量相等的下列各物质完全酯化时，需醋酸质量最多的是

      A.甲醇   B.乙二醇   C.丙醇   D.甘油

提示：

    本题如果依据酯化反应方程式或关系式一一推算，显然费时费力。若能抓住酯化时醇羟基与羧基间物质的量的关系，导出判断相同质量4种醇消耗CH₃COOH的物质的量的依据，则可使过程简化。

参考答案：

    若某醇质量为1g,该醇分子量为M，该醇分子量含有x个羟基。则1g该醇含羟基（也即酯化时需羧基或醋酸）物质的量为：

  比较4种醇值，即可判断出正确答案。

 

  可见，相等质量的4种醇中，甘油酯化消耗的醋酸最多。故正确答案为D。

说明：

   本题考查对醇和羧酸酯化时二者量间关系的判断能力。

第一阶梯

[例1]向1mol酒石酸[HOOC（CHOH）₂COOH]中加入1L1mol/L的KOH溶液，得到最大量沉淀，再向其中加入1L1mol/LKOH溶液时，沉淀完全溶解，与此有关的下列叙述中，错误的是

     A.酒石酸是二元酸 

     B.酒石酸与铝盐性质相似

     C.酒石酸氢钾溶解度小 

     D.酒石酸钾的溶解度大

提示：

    从酒石酸的分子式可看出，酒石酸分子结构中含两个"-COOH"基团，故为二元酸。然后根据反应物之间的量的关系进行判断。

参考答案：

    依题意：

    

    沉淀溶解。说明酒石酸氢钾（酸式盐）不溶于水，而酒石酸钾（正盐）易溶于水。亦说明酒石酸氢钾溶解度小，而酒石酸钾（正盐）的溶解度大。这与Al³⁺与KOH反应生成具有两性的Al(OH)₃是不同的。所以正确答案应选B。

说明：

  注意从酒石酸的结构简式可知它是二元酸。

[例2]将20ml 0.1mol/L的醋酸与24ml 0.1mol/L的氢氧化钠混合后，溶液中各离子物质的量浓度由大到小的顺序是

  A.[Na⁺]＞[CH₃COO^-]＞[H⁺]＞[OH^-]

  B.[Na⁺]＞[CH₃COO^-]＞[OH^-]＞[H⁺]

  C.[OH^-]＞[Na⁺]＞[H⁺]＞[CH₃COO^-]

  D.[Na⁺]＞[OH^-]＞[H⁺]＞[CH₃COO^-]

提示：

   首先从中和反应看，中和后有多余的碱，溶液中有大量的醋酸钠。它们全部电离，而醋酸根可能跟H⁺结合（虽然因为溶液呈碱性受到了一些抑制），因此[Na⁺]＞[CH₃COO^-]。整个溶液应该是电中性的。

参考答案：

    由题知，醋酸与NaOH溶液混合后，碱有剩余，旦溶液中有大量的CH₃COONa，它们全部电离，CH₃COO^-+H⁺ CH₃COOH，因此，[Na⁺]＞[CH₃COO^-],只有A、B两项符合。因为溶液里碱性，所以[OH^-]＞[H⁺]所以A选项必须排除。电荷必须平衡，D项的情况，必然显正电性，应予排除。又无论是NaOH还是CH₃COONa，都是全部电离的，所以中和前后溶液Na⁺的总量并未变化，而OH^-却被中和掉一部分，所以[Na⁺]＞[OH^-],排除C项。只有B项为唯一答案。

说明：

  本题考查的知识是电离理论和中和理论。它涉及有机化合物，测试思维的敏捷性、灵活性，精确性和逻辑性。

[例3]怎样以H₂O、H₂¹⁸O、空气、乙烯为原料制取？写出有关反应的化学方程式。

提示：

  解题时，可采用从最终的目标产物倒推原料（或中间产物）的方法。如：

 

参考答案：

  有关反应的化学方程式为：

 

说明：

  <1>本题考查了以下三个方面的知识：

   ①烯、醇、醛、羧酸、酯的衍生关系；

   ②醇氧化成醛的反应原理

   ③酯化反应中羧酸和醇的脱水方式。

  <2>本题是一个同位素示踪原子的问题，它是揭示酯化反应的规律的实例，所以一定要正确地把握酯化反应规律：酸脱羟基醇羟基脱氢，才能解好本题。C₂H₅¹⁸OH，可用CH₂=CH₂与H₂¹⁸O起加成反应制得。而CH₃COOH则可用CH₂=CH₂氧化法制得，两者进一步合成

第二阶梯

[例1]A是一种可作为药物的有机化合物，请从下面反应图式中各有机物的关系（所有无机产物均已略去未写），推测有机化合物A、B、C、D、E、F的结构简式（Ф代表苯基）

 

提示：

     本题是推断题，有正向、逆向思维，并侧重考查思维的严密性。由反应原料ФCHO，和产物E的分子式是C₉H₆O₂相比较，由A→C→D→E都没有增加C原子数的信息，所以可推知ФCHO和CH₃CCHO一定生成了含九个碳原子的化合物A。由A→C用了弱氧化剂银氨溶液，推知A有醛基。由A→B可加2molH₂，推知A还有一个烯键。综合以上推知：A是ФCH=CHCHO。顺此而下可以依次推出其它各有机化合物，并以题目中给出的E的分子式予以验证。

参考答案：

  推导过程见[提示]。

 

说明：

   要能较好的解答该题，首先要有扎实的基础知识，不但-CHO，-COOH，，卤代烃等物质或官能团的性质要熟练，而且要十分清晰反应时物质的数量关系，并且要从结构深处了解物质或官能团的性质，即要拓宽知识面。

[例2]烃的含氧衍生物A的蒸气密度是相同条件下H₂的36倍。取36gA在空气中完全燃烧耗用标准状况下空气168L,(空气中O₂占)，生成物用浓H₂SO₄吸收，增重18g.通过足量石灰水，生成白色沉淀150g。A可使石蕊试液变红，也可使溴水褪色。求有机物A的分子式并确定其结构简式和名称。

提示：

    首先应搞清被浓H₂SO₄吸收后增重的18g物质应为水，而通过足量石灰水后生成的白色沉淀为CaCO₃(150g)以此可知烃的含氧衍生物燃烧后生成的CO₂和H₂O的物质的量，推出该有机物的分子组成，然后再由此物质的性质推出该物质的结构简式和名称。

参考答案：

  设A的分子式为C_xH_yO_z

  MC_xH_yO_Z=36×2=72

 

 

  解得z=2

    即A的分子式为C₃H₄O₂因为A可使石蕊变红，所以A中含-COOH，又因为A可使溴水褪色，所以A中含双键，综合得A的结构简式为：CH₂=CH-COOH，叫丙烯酸

    答：A的分子式为C₃H₄O₂，结构简式为：CH₂=CH-COOH，叫丙烯酸。

说明：

     该题重点考查利用燃烧反应确定分子组成的一般方法及双键，-COOH的性质。利用燃烧反应确定分子组成这是最基础的知识，也是常考知识，必须在第一遍学习时熟练掌握，即把研究烃，烃的衍生物的燃烧的规律应用于有机物分子组成的确定上。对于双键、-COOH的基本性质应该说毫不含糊，但也要引起同学注意，不要出现缺憾。

[例3]水蒸气跟灼热的焦炭反应，生成A和P的混合气体，它是合成多种有机物的原料气。下图是合成某些物质的路线，

 

     其中：D、G互为同分异构体；G、F是相邻的同系物；B、T属于同类有机物，T分子中的碳原子数是B的2倍，等物质的量的T、B与足量的金属钠反应，T产生的氢气是B的2倍，S能跟新制Cu(OH)₂反应，1molS能 生成1mol氧化亚铜。

（1）写出分子式：A      ，B      

（2）写出结构简式：B      ，D       ，S     

（3）写出反应类型：x      ,y      

（4）E→F的化学方程式为：      ；T与过量的G在浓H₂SO₄存在和加热条件下反应的化学方程式为    

提示：

    解本题应从A、B、P、S三种物质入手突破，水蒸气和焦炭反应的产物是CO和H₂；S能与新制Cu(OH)₂反应，旦1mol S能产生1mol Cu₂O，S为醛。然后可根据反应网络顺推得其它物质。

参考答案：

   因水蒸气和焦炭反应的产物是CO和H₂，即A与P组成的混合物为H₂和CO；又题知：1mol S能与新制Cu(OH)₂反应产生1mol Cu₂O,故S为醛，B、T可与足量的金属钠反应，T产生H₂是B 的2倍，S与H₂加成可得T，由此可知：T为二元醇，B为一元醇。B是CO和H₂在催化剂作用下反应后的产物，因此可知B为CH₃OH，T为乙二醇，S为羟基乙醛。其它物质可根据反应顺推得到：B为CH₃OH，氧化得E为HCHO，HCHO（E）氧化得HCOOH（F），B与F反应得HCOOCH₃、D与G为同分异构体，所以G为CH₃COOH，B与P在催化剂作用下反应生成CH₃COOH，CH₃COOH比CH₃CH₃OH多一个碳原子，可推知P为CO。故答案为（1）H₂；CO（2）CH₃OH；HCOOCH₃；CH₂OHCHO；（3）酯化反应；加成（或还原）反应，（4）HCHO+2Ag(NH₃)₂OHHCOOH+2Ag↓+4NH₃↑

     H₂O+2CH₃COOH+CH₂OH-CH₂OHCH₃COOOCH₂-CH₃COOOCH₂+2H₂O

说明：

   本题涉及的物质基本上没有超过中学课本范围，但把无机物与有机物的相互转化联系起来，提高了题目的综合性和难度。只有准确，熟练，全面掌握基础知识，才能顺利解答。

四、检测题

1．下列物质中，既能与氢氧化钠溶液反应，又能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是

  A.C₁₇H₃₅COOH     B.HCOOH    C.     D.CH₂=CH-CH₃

2．羟酸分子里的官能团是

  A.     B.     C.     D.-C_nH_2n+1

3．关于乙酸的下列说法中不正确的是

  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.乙酸分子里含有4个氢原子，所以乙酸不是一元酸。

  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

4．下列物质在一定条件下，不能和氢气发生加成反应的是

  A.乙醛       B.丙酮    C.乙酸      D.甲苯

5．将乙醛和乙酸分离的正确方法是

  A.加热分馏

  B.先加入烧碱溶液，之后蒸出乙醛；再加入浓H₂SO₄，蒸出乙酸，

  C.加入碳酸钠后，通过萃取的方法分离

  D.利用银镜反应进行分离

6．某一元醇10g与乙酸反应生成乙酸某酯的量为11.57g,反应后又回收到该醇1.8g，则醇的相对分子质量接于

  A.88     B.102     C.116     D.196

7．能使酸性KMnO₄溶液和溴水褪色的羧酸是

   A.丁酸     B.油酸     C.硬脂酸     D.软脂酸

8．除去硬脂酸中混有的油酸的方法是

  A.加浓氢氧化钠溶液

  B.催化加氢

  C.加溴水

  D.加饱和食盐水后分解

9．分子式为C_xH_yO₂的有机物1mol在氧气中充分燃烧后生成二氧化碳和水蒸气的体积相等，消耗的的氧气在标况下占体积112L。则x的值为

    A.2     B.3     C.4      D.5

10．草酸（HOOC-COOH）溶液跟酸性KMnO₄溶液混合时看不到颜色变化，但经过一段时间后，混合溶液然迅速褪色，此反应的方程式为：2KMnO₄+H₂SO₄+5H₂C₂O₄→K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O，下列有关叙述中正确的是

  A.突然褪色的原因是溶液已混合。

  B.突然褪色的原因是生成的微量K₂SO₄起催化作用 

  C.突然褪色的原因是生成的微量Mn²⁺起催化作用

  D.可能是外界大气压强发生突变而导致溶液褪色。

答案：

 1、B   2、C   3、B   4、C   5、D

 6、B   7、B   8、B   9、C   10、C

【作者: 长空星雨】【访问统计:】【2007年12月22日 星期六 22:56】【注册】【打印】