高中化学备课参考 羧酸 酯
第三节羧酸酯
一、羧酸
1.羧酸的定义
羧酸是指分子里烃基跟羧基直接相连的有机化合物。
（1）羧基（或—COOH）是羧酸的官能团。
（2））甲酸（）是分子组成和结构最简单的羧酸。甲酸的分子组成有特殊性，
即甲酸分子里没有烃基，但有醛基。
2.羧酸的分类及命名
（1）根据分子里羧基的数目分类
①—元羧酸如HCOOH（甲酸，俗名蚁酸）、CH3COOH（乙酸）、C6H5—COOH（苯甲酸）等。
②二元羧酸如（乙二酸）。
③多元羧酸（略）
（2）根据分子里的烃基是否饱和分类
①饱和羧酸如HCOOH、CH3COOH。
②不饱和羧酸如CH2==CH—COOH（丙烯酸）C6H5—COOH。
（3）根据物质是否具有芳香性分类
①脂肪羧酸如CH3COOH、、（1，6己二酸）。
②芳香羧酸如、（苯乙酸）。
3.羧酸的通式
一元脂肪羧酸的通式为R—COOH，饱和一元脂肪羧酸的通式为C n H2n O2
4.乙酸的分子组成与结构
分子式C2H4O2结构式结构简式CH3COOH
乙酸从结构上可以看成是甲基和羧基（或—COOH）相连而构成的化合物。
5.乙酸的物理性质
乙酸是具有：强烈刺激性气味的液体，沸点117.9 ℃，熔点16. 6℃，乙酸易溶于水和乙醇。当温度低于熔点时，乙酸凝结成类似冰一样的晶体，所以纯净的乙酸又称为冰醋酸
6.乙酸的化学性质
（1）乙酸的酸性
CH3COOH CH3COO-+H+
乙酸是弱酸，但乙酸具有酸的通性。
（2）酯化反应
-HO+HO—CH2CH3CH3COOCH2CH3+H2O
乙酸的酯化反应
注意：①试剂的添加顺序；
②导管末端不要插入到接受试管液面以下；
③加热开始要缓慢。
问题①：为什么要先加入乙醇，然后边振荡边慢慢加入浓硫酸和乙酸？
此操作相当于浓硫酸的稀释，乙醇和浓硫酸相混会瞬间产生大量的热量,并且由于乙醇的密度比浓硫酸小，如果把乙醇加入浓硫酸中，热量会使得容器中的液体沸腾飞溅，可能烫伤操作者。
问题②：导管末端为什么不能插入到接受试管液面以下？
防止加热不均匀，使溶液倒吸。
问题③：为什么刚开始加热时要缓慢？
防止反应物还未来得及反应即被加热蒸馏出来，造成反应物的损失。
1、浓硫酸的作用：催化剂；除去生成物中的水，使反应向生成物方向进行。
2、饱和碳酸钠溶液可以除去乙酸，溶解乙醇，减少乙酸乙酯在溶液中的溶解量。
3、酯化反应：酸跟醇反应生成酯和水的反应
在上述反应中，生成水的氧原子由乙酸的羟基提供，还是由乙醇的羟基提供？用什么方法可以证明呢？
脱水有两种情况，（1）酸脱羟基醇脱氢；（2）醇脱羟基酸脱氢。在化学上为了辨明反应历程，常用同位素示踪法。即把某些分不清的原子做上记号，类似于侦察上的跟踪追击。事实上，科学家把乙醇分子中的氧原子换成放射性同位素18O，结果检测到只有生成的乙酸乙酯中才有18O，说明脱水情况为第一种，即乙酸与乙醇在浓硫酸作用下发生酯化反应的机理是“酸脱羟基醇脱氢”。放射性同位素示踪法可用于研究化学反应机理，是匈牙利科学家海维西(G.Hevesy)首先使用的，他因此获得1943年诺贝尔化学奖。
反应机理：酸脱羟基醇脱氢
二、酯
1.概念
酯是羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的产物，简写为RCOOR′，其中R和R′可以相同，也可以不同。低级酯是具有芳香气味的液体，密度一般小于水，并难溶于水，易溶于有机溶剂。
2.分类
根据生成酯的酸的不同，酯可分为_有机酸酯_和无机酸酯，通常所说的酯是指有机酸（羧酸）
酯
3.羧酸酯的通式
羧酸酯的一般通式为ROOR′
羧酸酯的特征性结构（官能团）是
4.乙酸乙酯的分子组成和结构
化学式C4H8O2结构式结构简式CH3COOC2H5
5.乙酸乙酯的化学性质
（1）.酸催化水解
CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+C2H5OH
①酯水解反应中的“无机酸”不包括浓H2SO4，因为在浓H2SO4作用下，上列反应应向左进行。
②酯在酸催化下的水解反应与酯化反应互为可逆反应。
③该反应须在水浴加热条件下进行。
（2）.碱催化水解
??CH3COONa+C2H5OH
CH3COOC2H5+NaOH?→
①酯碱性条件下的水解不可逆。
②该反应也须在水浴加热下进行。
6.羧酸酯的存在、物理性质和主要用途
酯类广泛地存在于自然界里，低级酯是有芳香气味的液体，存在于各种水果和花草中。例如，梨中含有乙酸异戊酯，苹果和香蕉中含有异戊酸异戊酯等。酯一般密度比水小，难溶于水，易溶于乙醇和乙醚等有机溶剂。酯可用作溶剂，并用作制备饮料和糖果的水果香料。【例题】
例1鱼胆弄破后会使鱼肉粘上难溶于水的胆汁酸（一种酸，酸性与乙酸相当）而变苦，要减少这种苦味，用来洗涤的最佳物质是（）
A.水
B.纯碱
C.食盐
D.食醋
解析：胆汁酸酸性与乙酸相当，比碳酸强，可用纯碱消除。
答案：B
例2．实验室用如图所示的装置制取乙酸乙酯。
（1）在大试管中配制一定比例的乙醇、乙酸和浓硫酸的混合溶液的方法是______________，然后轻轻振荡试管，使之混合均匀。
（2）装置中通蒸气的导管要插在饱和Na2CO3溶液的液面上，不能插入溶液中，目的是防止Na2CO3溶液的倒吸。造成倒吸的操作上的原因是__________________。
（3）浓硫酸的作用是_____________________________________________。
（4）饱和Na2CO3溶液的作用是__________________________。
（5）实验生成的乙酸乙酯，其密度比水_________（填“大”或“小”），有_________气味。（6）若实验中温度过高，使反应温度达到140 ℃左右时，副反应的主要有机产物是_________（填物质名称）。
解析：（1）同浓H2SO4溶于水放出大量的热一样，浓H2SO4溶于乙醇（或乙酸）也会放出大量的热。由于乙醇、乙酸密度小，所以不可将乙醇（或乙酸）加入浓H2SO4中，否则会引起液体的飞溅。向试管中加液正确操作有三：
①乙醇、乙酸、浓H2SO4
②乙醇、浓H2SO4、乙酸
③乙酸、浓H2SO4、乙醇
（2）酒精灯的火焰受空气流动的影响，忽强忽弱，这样试管内液体受热不均匀，当试管受热由强转弱时，若导管插在Na2CO3（aq）液面以下，就会引起液体的倒吸。
（3）制取乙酸乙酯的反应原理为：
CH3COOH+HOC2H5CH3COOC2H5+H2O
浓H2SO4能加快该化学反应速率，且反应前后质量和化学性质都没有改变，所以是催化剂。浓H2SO4具有脱水性，可以使有机分子间的H和O按原子个数比2∶1生成水，因而也是脱水剂。浓H2SO4具有吸水性，将水吸附，有利于反应正向进行，故而又是吸水剂。（4）同乙酸乙酯一同导出的还有乙酸和乙醇蒸气，饱和Na2CO3（aq）可以溶解乙醇，反应掉乙酸，同时又能减少酯在水中的溶解，有利于酯水分层。
（5）酯的密度比水小，乙酸乙酯有果香味。
（6）温度达到140 ℃时，就会发生下列反应：
C2H5OH+HOC2H5C2H5OC2H5+H2O
答案：（1）将浓H2SO4慢慢倒入乙醇和乙酸的混合溶液〔或将浓H2SO4慢慢倒入乙醇（或乙酸）中，冷却后再加入乙酸（或乙醇）〕
（2）加热不均匀
（3）催化剂、脱水剂、吸水剂（三中选二）
（4）吸收乙醇，反应乙酸，减少酯的溶解，有利于分层
（5）小果香
（6）乙醚
例3 （1）具有支链的化合物A的分子式为C4H6O2，A可以使Br2的四氯化碳溶液褪色。1 mol A和1 mol NaHCO3能完全反应，则A的结构简式是__________________。
写出与A具有相同官能团的A的所有同分异构体的结构简式____________________。（2）化合物B含有C、H、O3种元素，相对分子质量为60，其中碳的质量分数为60%，氢的质量分数为13.3%。B在催化剂Cu的作用下被氧气氧化成C，C能发生银镜反应，则B 的结构简式是_________________ 。
（3）D在NaOH水溶液中加热反应，可生成A的钠盐和B，相应的化学反应方程式是__________________。
解析：（1）由A可使Br2的CCl4溶液褪色，则知A分子中含有碳碳双键或三键，由1 mol A 可与1 mol NaHCO3完全反应，则知A分子中含有1个—COOH，结合A的分子式C4H6O2可知：A分子中含碳碳双键而不含三键，又A分子中具有支链，所以A的结构简式为
。与A 具有相同官能团的物质的结构简式，可在—COOH 不变的情况下，改
变C==C 和另一碳原子的相对位置得到。即有CH 3—CH==CH —COOH 或CH 2==CH —CH 2COOH 。
（2）B 分子中C 、H 、O 元素的原子个数比为：N （C ）∶N （H ）∶N （O ）=16
%3.13%601:1%3.13:12%60--=3∶8∶1,所以最简式为C 3H 8O ，B 的相对分子质量为60，所以B 的分子式为C 3H 8O 。由于B+O 2?→?Cu C ，C 可发生银镜反应，故C 含—CHO 。B 分
子中羟基在碳链的一端，结构简式为CH 3CH 2CH 2OH 。
（3）由于D+NaO ?→?+CH 3CH 2CH 2OH ，所以D 的结构简式为
，相应的化学方程式为：
+NaOH +CH 3CH 2CH 2OH 。
答案：（1）
CH 3—CH==CH —COOH 、CH 2==CH —CH 2COOH （2）CH 3CH 2CH 2OH
（3）
—CH 3+NaO +Ona+CH 3CH 2CH 2OH