第十二章第二节醛羧酸酯精选课件.ppt
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- 第十二 第二 羧酸 精选 课件
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1、第十二章第二节醛羧酸酯优选第十二章第二节醛羧酸酯一、醛一、醛1.1.概念概念由由_与与_相连而构成的化合物。结构通式可简相连而构成的化合物。结构通式可简写为写为_。2.2.饱和一元醛分子的通式为饱和一元醛分子的通式为_。烃基或氢原子烃基或氢原子醛基醛基RCHORCHOC Cn nH H2n2nO(n1)O(n1)3.3.甲醛、乙醛的分子组成和结构甲醛、乙醛的分子组成和结构4.4.甲醛、乙醛的物理性质甲醛、乙醛的物理性质分子式分子式结构简式结构简式官能团官能团甲醛甲醛_乙醛乙醛_颜色颜色状态状态气味气味溶解性溶解性甲醛甲醛无色无色_刺激性刺激性气味气味_水水乙醛乙醛_与水、乙醇与水、乙醇等等_C
2、HCH2 2O OHCHOHCHOC C2 2H H4 4O OCHCH3 3CHOCHOCHOCHO气体气体液体液体易溶于易溶于互溶互溶5.5.化学性质化学性质(以乙醛为例以乙醛为例)醛类物质既有氧化性又有还原性醛类物质既有氧化性又有还原性,其氧化还原关系为其氧化还原关系为醇醇 醛醛 羧酸羧酸请写出乙醛的主要化学反应方程式请写出乙醛的主要化学反应方程式氧化氧化氧化氧化还原还原6.6.在生产、生活中的作用和影响在生产、生活中的作用和影响(1)(1)醛是重要的化工原料,广泛应用于合成纤维、医药、染料醛是重要的化工原料,广泛应用于合成纤维、医药、染料等行业。等行业。(2)35%(2)35%40%4
3、0%的甲醛水溶液称为的甲醛水溶液称为_,具有杀菌消毒作用,具有杀菌消毒作用和防腐性能,常用作农药和消毒剂,用于种子消毒和浸制生物和防腐性能,常用作农药和消毒剂,用于种子消毒和浸制生物标本。标本。(3)(3)劣质的装饰材料中挥发出的甲醛,对环境和人体健康影响劣质的装饰材料中挥发出的甲醛,对环境和人体健康影响很大,是室内主要污染物之一。很大,是室内主要污染物之一。福尔马林福尔马林二、羧酸二、羧酸1.1.概念概念由由_与与_相连构成的有机化合物。结构通式可相连构成的有机化合物。结构通式可简写为简写为_。2.2.饱和一元羧酸分子的通式为饱和一元羧酸分子的通式为_。3.3.甲酸和乙酸的分子组成和结构甲酸
4、和乙酸的分子组成和结构烃基或氢原子烃基或氢原子羧基羧基RCOOHRCOOHC Cn nH H2n2nO O2 2(n1)(n1)分子式分子式结构简式结构简式官能团官能团甲酸甲酸_ _乙酸乙酸_CHCH2 2O O2 2HCOOHHCOOHCHOCHO、COOHCOOHC C2 2H H4 4O O2 2CHCH3 3COOHCOOHCOOHCOOH4.4.物理性质物理性质(1)(1)乙酸:乙酸:(2)(2)低级饱和一元羧酸:一般易溶于水且溶解度随碳原子数的低级饱和一元羧酸:一般易溶于水且溶解度随碳原子数的增加而降低。增加而降低。易易液态液态刺激性刺激性5.5.化学性质化学性质(1)(1)酸的通
5、性:乙酸是一种弱酸酸的通性:乙酸是一种弱酸,其酸性比碳酸其酸性比碳酸_,_,在水溶液里在水溶液里的电离方程式为的电离方程式为_。请写出乙酸表现酸性的主要的现象及化学反应方程式:请写出乙酸表现酸性的主要的现象及化学反应方程式:强强CHCH3 3COOH HCOOH H+CH+CH3 3COOCOO-红色红色2CH2CH3 3COOH+2Na 2CHCOOH+2Na 2CH3 3COONa+HCOONa+H2 22CH2CH3 3COOH+CaO (CHCOOH+CaO (CH3 3COO)COO)2 2Ca+HCa+H2 2O OCHCH3 3COOH+NaOH CHCOOH+NaOH CH3
6、3COONa+HCOONa+H2 2O O2CH2CH3 3COOH+NaCOOH+Na2 2COCO3 32CH2CH3 3COONa+COCOONa+CO2 2+H+H2 2O O(2)(2)酯化反应:酯化反应:CHCH3 3COOHCOOH和和CHCH3 3CHCH2 21818OHOH发生酯化反应的化学方程式为发生酯化反应的化学方程式为_。浓硫酸浓硫酸CHCH3 3COOH+CCOOH+C2 2H H5 51818OH CHOH CH3 3COCO1818OCHOCH2 2CHCH3 3+H+H2 2O O(1)用图示装置制取少量乙酸乙酯(酒精灯乙酸是有刺激性气味的液体C项,应为红色的
7、氧化亚铜,C项错误;(3)羟基酸既可以生成环酯,又可以生成链酯。答案:(1)加快反应速率1 mol A与足量金属Na反应生成2.【分析】醋酸熔点为16.()(2011福建高考)在水溶液里,乙酸分子中的CH3可以电离出H+A项,制备氢氧化铜,氢氧化钠要过量,A项错误;合A氧化为 可推知A为(2010浙江高考)实验室中提纯混有少量乙酸的乙醇,可采用先加生石灰,过滤后再蒸馏的方法化学性质(以乙醛为例)甲醛、乙醛的分子组成和结构(1)用图示装置制取少量乙酸乙酯(酒精灯【变式训练】某一有机物A可发生下列反应:6.6.羧酸在生产、生活中的作用羧酸在生产、生活中的作用(1)(1)乙酸乙酸(俗称俗称_)_)是
8、醋的成分之一;是醋的成分之一;(2)(2)许多羧酸是生物体代谢过程中的重要物质,许多动、植物许多羧酸是生物体代谢过程中的重要物质,许多动、植物体内含有有机酸;体内含有有机酸;(3)(3)羧酸还是重要的有机化工原料。羧酸还是重要的有机化工原料。醋酸醋酸三、酯三、酯1.1.概念概念羧酸分子羧基中的羧酸分子羧基中的OHOH被被OROR取代后的产物取代后的产物,简写为简写为_,_,官能团官能团_。2.2.酯的性质酯的性质(1)(1)低级酯的物理性质:低级酯的物理性质:RCOORRCOOR芳香芳香小小难难易易(2)(2)化学性质化学性质(水解反应水解反应):反应原理:反应原理:CHCH3 3COOCCO
9、OC2 2H H5 5在稀硫酸或在稀硫酸或NaOHNaOH催化作用下发生水解反应的化学方催化作用下发生水解反应的化学方程式分别为程式分别为_,_。无机酸只起无机酸只起_,碱除起,碱除起_外,还能中和生成的外,还能中和生成的酸,使水解程度酸,使水解程度_。CHCH3 3COOCCOOC2 2H H5 5+H+H2 2O CHO CH3 3COOH+CHCOOH+CH3 3CHCH2 2OHOH稀硫酸稀硫酸CHCH3 3COOCCOOC2 2H H5 5+NaOH CH+NaOH CH3 3COONa+CCOONa+C2 2H H5 5OHOH 催化作用催化作用催化作用催化作用增大增大3.3.酯在
10、生产生活中的作用酯在生产生活中的作用(1)(1)日常生活中的饮料、糖果和糕点等常使用酯类香料;日常生活中的饮料、糖果和糕点等常使用酯类香料;(2)(2)酯还是重要的化工原料。酯还是重要的化工原料。【思考辨析】【思考辨析】1.1.氢气、卤素均可以与碳碳双键和醛基加成。氢气、卤素均可以与碳碳双键和醛基加成。()()【分析】氢气可以与碳碳双键和醛基加成,卤素只能与碳碳双【分析】氢气可以与碳碳双键和醛基加成,卤素只能与碳碳双键加成,不能与醛基加成。键加成,不能与醛基加成。2.2.乙醛能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色。乙醛能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色。()()【分析】醛基有很强的还原性,能被酸性高锰酸钾
11、溶液和溴水【分析】醛基有很强的还原性,能被酸性高锰酸钾溶液和溴水氧化,含有醛基的物质均可以使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色。氧化,含有醛基的物质均可以使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色。【解析】根据典型有机物之间的转化关系很容易推知A是酯化反应和酯的水解反应都属于取代反应。(2011山东高考)乙酸分子中含有羧基,可与NaHCO3溶液反应生成CO2(2012北京高考)用分离Na2CO3溶形,可得普通酯、环酯和高聚酯。氢气、卤素均可以与碳碳双键和醛基加成。(2)化学性质(水解反应):(3)劣质的装饰材料中挥发出的甲醛,对环境和人体健康影响很大,是室内主要污染物之一。(2)写出实现、转化的化学方程式,并在括号
12、中注明反应类型。【解题指南】根据酯化反应特点,结合化学反应速率的影响因素和化学平衡移动原理,综合考虑,分析解决具体问题。羧酸分子羧基中的OH被OR取代后的产物,简写为(4)多元羧酸与多元醇之间的酯化反应:此时反应有三种情(3)羧酸还是重要的有机化工原料。与羟基所连的碳原子上的氢原子数乙酸是具有强烈刺激性气味的液体;乙醛能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色。1 mol A与足量金属Na反应生成2.CH2CHCl2、CCl2CH3、CHClCH2Cl三种。3.3.冰醋酸为纯净物。冰醋酸为纯净物。()()【分析】醋酸熔点为【分析】醋酸熔点为16.6 16.6,当温度低于,当温度低于16.6 16.6 时,
13、醋酸凝时,醋酸凝结成像冰一样的晶体,称为冰醋酸,冰醋酸是纯醋酸,为纯净结成像冰一样的晶体,称为冰醋酸,冰醋酸是纯醋酸,为纯净物。物。4.4.甲酸能发生银镜反应,能与新制氢氧化铜反应生成红色沉甲酸能发生银镜反应,能与新制氢氧化铜反应生成红色沉淀。淀。()()【分析】甲酸含有醛基,具有醛的性质,所以能发生银镜反【分析】甲酸含有醛基,具有醛的性质,所以能发生银镜反应,能与新制氢氧化铜反应生成红色沉淀。应,能与新制氢氧化铜反应生成红色沉淀。5.5.醛基、酮羰基、羧基和酯基中的碳氧双键均能与氢气加成。醛基、酮羰基、羧基和酯基中的碳氧双键均能与氢气加成。()()【分析】氢气可以与醛基、酮羰基中的碳氧双键加
14、成,不能与【分析】氢气可以与醛基、酮羰基中的碳氧双键加成,不能与羧基和酯基中的碳氧双键加成。羧基和酯基中的碳氧双键加成。6.6.酯化反应和酯的水解反应都属于取代反应。酯化反应和酯的水解反应都属于取代反应。()()【分析】酯化反应是羧酸中的羟基被烷氧基取代,或醇中的羟【分析】酯化反应是羧酸中的羟基被烷氧基取代,或醇中的羟基氢原子被酰基取代,酯的水解是酯化反应的逆反应,故也属基氢原子被酰基取代,酯的水解是酯化反应的逆反应,故也属于取代反应。于取代反应。考点考点 1 1 醇、醛、酸、酯的转化醇、醛、酸、酯的转化1.1.醇催化氧化转化为醛或酮醇催化氧化转化为醛或酮(1)(1)醇的催化氧化规律:醇的催化
15、氧化规律:与羟基所连的碳原子上与羟基所连的碳原子上的氢原子数的氢原子数催化氧化情况催化氧化情况0 0不能被催化氧化不能被催化氧化1 1可以被催化氧化为酮,不能再继续氧可以被催化氧化为酮,不能再继续氧化为同碳原子数的酸化为同碳原子数的酸2 23 3可以被催化氧化为醛,并可以继续氧可以被催化氧化为醛,并可以继续氧化为同碳原子数的酸化为同碳原子数的酸(2)(2)有关物质的量的关系:有关物质的量的关系:氧化类型氧化类型数量关系数量关系羟基氧化羟基氧化成醛或酮成醛或酮n(n(被氧化的被氧化的OH)n(OH)n(消耗的消耗的O O2 2)=21)=21醛基氧化醛基氧化为羧基为羧基n nn(n(被氧化的被氧
16、化的CHO)n(CHO)n(消耗的消耗的O O2 2)=21)=212.2.酯化反应类型酯化反应类型(1)(1)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如:一元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如:CHCH3 3COOH+HOCCOOH+HOC2 2H H5 5 CH CH3 3COOCCOOC2 2H H5 5+H+H2 2O O(2)(2)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应,如:一元羧酸与多元醇之间的酯化反应,如:浓硫酸浓硫酸(3)(3)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如:多元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如:(4)(4)多元羧酸与多元醇之间的酯化反应:此时反应有三种情多元羧酸与多元醇之间的酯化反应:此时反应
17、有三种情形,可得普通酯、环酯和高聚酯。如:形,可得普通酯、环酯和高聚酯。如:(5)(5)羟基酸自身的酯化反应:此时反应有三种情形,可得到普羟基酸自身的酯化反应:此时反应有三种情形,可得到普通酯、环酯和高聚酯。如:通酯、环酯和高聚酯。如:(1)苯的硝化反应,实验室制乙烯,实验室制乙酸乙酯实验中浓硫酸所起的作用不完全相同,实验和中浓硫酸均起催化剂和吸水剂作用,实验中浓硫酸作催化剂和脱水剂。(2)写出实现、转化的化学方程式,并在括号中注明反应类型。B项,乙醛与新制氢氧化铜反应应放在酒精灯上直接加热至沸腾,B项错误;B项,能发生银镜反应的有机物一定含有醛基,不一定是醛;D项,连羟基的碳原子上有氢原子的
18、醇才能被催化氧化为醛或酮。(1)日常生活中的饮料、糖果和糕点等常使用酯类香料;合物A,可用于合成可降解塑料。氯代产物只有一种,说明其结构为苯环的对位有两个相同的取乙酸的酸性比碳酸强,苯酚溶液显酸性但酸性比碳酸弱,乙醇溶液呈中性。提示:试管b中装的物质为饱和的Na2CO3溶液,其作用为吸收未反应的乙酸和乙醇,降低乙酸乙酯的溶解度使其易分层析出。CH3COOH+HOC2H5 CH3COOC2H5+H2O(1)醇羟基和羧基均可与Na反应放出H2,而与NaHCO3反应放出CO2的只能是羧基。(3)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如:故水解产物为CH3COOH和C2H518OH,D项错误。根据表中数据,
19、反应的最佳条件是_。A_ _(1)能水解产生酸和醇的物质为酯,碱性条件下酯的水解产物为盐和醇。醛类物质既有氧化性又有还原性,其氧化还原关系为【解析】PCT水解生成CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+CH3CH2OH不用水浴加热是因为乙酸丁酯的沸点高于100【高考警示】【高考警示】(1)(1)能水解产生酸和醇的物质为酯,碱性条件下酯的水解产物能水解产生酸和醇的物质为酯,碱性条件下酯的水解产物为盐和醇。为盐和醇。(2)(2)酯化反应中,生成的酯基个数等于生成的水分子个数;酯酯化反应中,生成的酯基个数等于生成的水分子个数;酯水解时,水解的酯基个数等于消耗的水分子个数。水解时,水解的酯基个数
20、等于消耗的水分子个数。【典例【典例1 1】(2013(2013津南区模拟津南区模拟)最近,我国科学家发现有机化最近,我国科学家发现有机化合物合物A A,可用于合成可降解塑料。,可用于合成可降解塑料。(1)0.1 mol A(1)0.1 mol A与足量金属与足量金属NaNa反应生成反应生成2.24 L2.24 L气体气体(标准状况标准状况),0.1 mol A0.1 mol A与足量与足量NaHCONaHCO3 3溶液反应也生成溶液反应也生成2.24 L2.24 L气体气体(标准状标准状况况),由此可推断有机物,由此可推断有机物A A中含有的官能团名称为中含有的官能团名称为_;(2)(2)有机
21、物有机物A A在在CuCu作催化剂时可被氧气氧化为作催化剂时可被氧气氧化为 则则A A的结构简式为的结构简式为_;(3)(3)两分子两分子A A在一定条件下可以生成一种环酯,该环酯的结构简在一定条件下可以生成一种环酯,该环酯的结构简式为式为_;(4)A(4)A在一定条件下生成一种可降解塑料在一定条件下生成一种可降解塑料(聚酯聚酯)的反应方程式为的反应方程式为_。【解题指南】解答本题注意以下【解题指南】解答本题注意以下3 3点:点:(1)(1)醇羟基和羧基均可与醇羟基和羧基均可与NaNa反应放出反应放出H H2 2,而与,而与NaHCONaHCO3 3反应放出反应放出COCO2 2的只能是羧基。
22、的只能是羧基。(2)(2)醇催化氧化时,脱去的是羟基上的和与羟基相连的碳原子醇催化氧化时,脱去的是羟基上的和与羟基相连的碳原子上的氢。上的氢。(3)(3)羟基酸既可以生成环酯,又可以生成链酯。羟基酸既可以生成环酯,又可以生成链酯。【解析】【解析】“0.1 mol A0.1 mol A与足量金属与足量金属NaNa反应生成反应生成2.24 L2.24 L气体气体(标标准状况准状况),0.1 mol A0.1 mol A与足量与足量NaHCONaHCO3 3溶液反应也生成溶液反应也生成2.24 L2.24 L气气体体(标准状况标准状况)”)”说明有机物说明有机物A A中含有一个羟基和一个羧基,结中含
23、有一个羟基和一个羧基,结合合A A氧化为氧化为 可推知可推知A A为为 答案:答案:(1)(1)羟基、羧基羟基、羧基 (2)(2)【变式训练】某一有机物【变式训练】某一有机物A A可发生下列反应:可发生下列反应:已知已知C C为羧酸,且为羧酸,且C C、E E均不发生银镜反应,则均不发生银镜反应,则A A的可能结构有的可能结构有 ()()A.1A.1种种 B.2B.2种种 C.3C.3种种 D.4D.4种种【解析】选【解析】选B B。A A分子中只有两个氧原子,分子中只有两个氧原子,A A中只含有一个酯中只含有一个酯基,基,A A水解生成的水解生成的D D为醇,为醇,D D氧化为氧化为E E,
24、E E为酮,为酮,B B为盐,为盐,C C为酸,为酸,C C、E E中碳原子之和与中碳原子之和与A A中碳原子相等,因为中碳原子相等,因为C C、E E均不发生银镜均不发生银镜反应,即反应,即C C、E E中均没有醛基,所以只有两种可能:中均没有醛基,所以只有两种可能:C C为为CHCH3 3CHCH2 2COOH,ECOOH,E为为CHCH3 3CH(OH)CHCH(OH)CH3 3;C C为为CHCH3 3COOH,ECOOH,E为为CHCH3 3CHCH2 2CH(OH)CHCH(OH)CH3 3,相应的,相应的A A有两种结构。有两种结构。考点考点 2 2 乙酸乙酯的制备乙酸乙酯的制备
25、1.1.实验原理实验原理CHCH3 3COOH+CHCOOH+CH3 3CHCH2 2OH CHOH CH3 3COOCHCOOCH2 2CHCH3 3+H+H2 2O O2.2.反应特点反应特点浓硫酸浓硫酸3.3.实验装置实验装置4.4.反应的条件及其意义反应的条件及其意义(1)(1)加热加热,主要目的是提高反应速率主要目的是提高反应速率,其次是使生成的乙酸乙酯其次是使生成的乙酸乙酯挥发而收集挥发而收集,使平衡向正反应方向移动使平衡向正反应方向移动,提高乙醇、乙酸的转化提高乙醇、乙酸的转化率。率。(2)(2)以浓硫酸作催化剂以浓硫酸作催化剂,提高反应速率。提高反应速率。(3)(3)以浓硫酸作
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