羧酸与酯专题

§10 羧酸与酯
一、乙酸的物理性质：
有强烈刺激性气味的无色液体，沸点是117.9℃，熔点是16.6℃，易溶于水和乙醇。

当温度低于16.6℃时，乙酸就凝结成像冰一样的固体，所以无水乙酸又称冰醋酸。

二、乙酸的分子结构：
分子式：C2H4O2
结构简式：CH3COOH 官能团：—COOH（羧基）
乙酸的官能团羧基（—COOH）不能简单的把它看作是羰基（）和羟基（—OH）的加和，而是一个新的整体。

羧基中一个碳原子和两个氧原子的结合相对于氧原子和氢原子的结合较牢固，其中的氢原子可以电离为氢离子，从而使含羧基的物质具有酸性。

三、乙酸化学性质：
1、乙酸的酸性：
乙酸为弱酸，酸性比碳酸酸性强。

酸性：CH3COOH＞H2CO3＞苯酚＞HCO3－在水溶液里部分电离：
乙酸具有酸的通性：
a.能使紫色石蕊试液变红，以次鉴别乙酸和其他类含氧衍生物。

b.与金属反应放出H2。

c.与碱发生中和反应。

2CH3COOH+Cu(OH)2 → 2CH3COO－+Cu2++2H2O （形成蓝色溶液）
【说明】利用此原理可鉴别乙醛、乙酸、乙醇。

d. 与碱性氧化物反应，与某些盐反应。

2CH3COOH+CaCO3 → Ca2++2CH3COO－+CO2↑+H2O
2、酯化反应：（取代反应）
酸和醇起作用，生成酯和水的反应，叫做酯化反应
【实验】在试管中加入3mL乙醇、2mL冰醋酸，再慢慢加入40滴浓硫酸，小火加热。

【现象】在Na2CO3表面有果香味的无色透明油状液体生成，它是乙酸乙酯
【注意】⑴浓硫酸的作用：催化剂、吸水剂。

⑵反应过程:酸脱羟基、醇脱氢。

⑶饱和碳酸钠溶液作用：①除去挥发出的乙酸，便于闻到乙酸乙酯的气味中和乙酸，
②溶解挥发出的乙醇③降低乙酸乙酯的溶解度，便于分层析出。

⑷导气管不能伸入碳酸钠溶液中，防止加热不匀，液体倒吸。

⑸不光有机酸和醇可以发生酯化反应，无机含氧酸也可以和醇酯化。

例如：
⑹弯导管起冷凝回流作用
【例1】下列关于无水乙酸的说法正确的是（）
A、乙酸酸性较弱，不能是紫色石蕊试液变红。

B、乙酸分子中既有极性键又有非极性键。

C、乙酸在常温下能与NaOH、NaCO3、乙醇等发生化学反应。

D、相同温度、相同浓度的盐酸和醋酸溶液中，醋酸的pH较大。

【例2】某有机物分子式是C3H4O2，它的水溶液显酸性，既能跟碳酸钠溶液反应，能使溴水褪色。

写出这种有机物的结构简式。

【例3】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
【例4】（07上海，21）已知0.1mol/L的醋酸溶液中存在电离平衡：CH 3COOH CH3COO －＋H＋要使溶液中c(H＋)/c(CH
COOH)值增大，可以采取的措施是
3
A 加少量烧碱溶液
B 升高温度
C 加少量冰醋酸
D 加水
四、乙酸的制法及用途
(1)过去用发酵法。

用含糖物质发酵制得乙醇，乙醇被氧化为乙醛，乙醛再氧化为乙酸。

(2)乙烯氧化法。

从石油中得到乙烯。

2CH3CHO＋O2 −
−→
−催化剂2CH3COOH
−
(3)烷烃直接氧化法。

用石油炼制所产生的低沸点的烷烃(主要是C4—C6馏分)，在一定温度、压强和催化剂(如羧酸的钴盐等)存在下，被空气中氧气直接氧化，生成乙酸：
用途乙酸是一种重要的有机化工原料，用途极为广泛，可用于生产醋酸纤维、合成纤维(如维纶)、喷漆溶剂、香料、染料、医药以及农药等。

五、羧酸：
1.概念及通式：烃基跟羧基直接相连而构成的化合物叫羧酸。

通式为：R—COOH
饱和一元羧酸的通式：C n H2n O2（n≥1）
2.分类：
【说明】硬脂酸（C17H35COOH）、软脂酸（C15H31COOH）、油酸（C17H33COOH）等一元脂肪酸，由于烃基含有较多的碳原子，又叫高级脂肪酸。

硬脂酸、软脂酸为饱和酸，常为固体，不溶于水。

油酸是不饱和酸，常为液体，不溶于水
3.羧酸的化学性质（与乙酸相似）
1）有酸性
2）能发生酯化反应
【练习】完成下列化学反应方程式：
（1）乙酸＋乙醇
（2）乙二酸＋乙醇
（3）乙二酸＋乙二醇
①生成链状化合物
②生成环状化合物
③生成高聚物
注意：1、酯在酸（或碱）存在下，水解生成酸和醇。

2、酯的水解和酸的酯化反应是可逆的。

3、在有碱存在时，酯的水解趋于完全。

4、常见的羧酸：
（1）甲酸 (又叫蚁酸)
是一种无色有刺激性气味的液体，有腐蚀性，能与水混溶，它的酸性比碳酸强，但同样也是弱酸（但在脂肪酸中显最强的酸性），由于甲酸中有醛基，又有羧基，所以甲酸既具有羧酸的性质，也具有醛的性质。

在碱性条件下，甲酸能发生银镜反应，可与新制Cu（OH）2作用析出Cu2O 红色沉淀，可使酸性KMnO4溶液和溴水褪色（氧化反应）。

HCOOH＋2Ag(NH3)2OH水浴
−2Ag＋CO2↑＋3NH3＋H2O
−→
甲酸在浓硫酸和加热条件下可生成一氧化碳和水：
用途主要用作还原剂、印染工业上的媒染剂、医药上的消毒剂。

（2）苯甲酸（C7H6O2）
苯甲酸（C6H5COOH）俗名安息香酸，是芳香酸中组成最简单的酸。

苯甲酸
是白色针状晶体，熔点122.4℃，易升华，微溶于水，易溶于乙醇，乙醚。

苯甲酸比乙酸的酸性稍强。

苯甲酸是有机合成原料，除了可以制作香料外，还可用于制造染料、药物等，它的钠盐可作食物的防腐剂。

（3）高级脂肪酸
在一元羧酸里，有些酸分子的烃基含有较多的碳原子，这样的羧酸叫做高级脂肪酸．例如：硬脂酸（C17H35COOH）、软脂酸（C15H31COOH）和油酸（C17H33COOH）等都是重要的高级脂肪酸。

其中油酸的烃基里含有一个双键，属于不饱和高级脂肪酸，常温下是液态；硬脂酸和软脂酸的烃基里没有不饱和键，属于饱和高级脂肪酸，常温下是固态。

高级脂肪酸分子里含有羧基，具有羧酸的性质，它们能跟碱溶液反应生成盐，例如，
肥皂的主要成分就是高级脂肪酸的钠盐。

（4）乙二酸（又名草酸）
HOOC—COOH，由于直接相连的两个羧基的相互影响，使其酸性强于甲酸和其他二元酸，且具有较强还原性，可使酸性KMnO4溶液褪色；常用做漂白剂、除锈剂等。

六、羧酸的同分异构体
羧酸由于羧基只能在链端，因此羧酸只存在碳链异构，不存在官能团的位置异构．饱和一元羧酸和饱和一元酯的通式相同：C n H2n O2，当碳原子数相同时．二者互为类别异构。

例如，分子式符合C4H8O2的同分异构体有：
酸类：CH3－CH2－CH2－COOH，( CH3)2CH－COOH
酯类：HCOO－CH2－CH2－CH3，HCOO－CH( CH3)2，CH3－COO－CH2－CH3，CH3－CH2－COO－CH3。

七、酯
1.概念：醇跟含氧酸起反应生成的有机化合物叫做酯。

官能团或RCOOR′，读做某酸某酯
当R和R′均为饱和烷基时，且只有一个的酯叫饱和一元酯，其通式：C n H2n O2(n≥2)饱和一元酯和饱和一元羧酸的通式相同，说明碳原子数相同的饱和一元羧酸和饱和一元酯是同分异构体的关系，两者互为官能团的类别异构。

2.物理性质、存在及用途：
物理性质：密度一般比水小，难溶于水，易溶于乙醇和乙醚等有机溶剂。

存在：酯类广泛存在于自然界。

低级酯是有芳香气味的液体，存在于各种水果和花草中。

用途：作溶剂，作制备饮料和糖果的香料。

3.化学性质：
酯在碱性条件下水解速率最快，其次是
酸性条件，中性条件下几乎不水解；在碱性条件下彻底水解，不可逆；在酸性条件下部分水解是可逆的。

【注意】羧酸和酯中都有
，它们不能和H 2发生加成反应
【随堂练习】
1．下列物质中，可一次性鉴别乙酸、乙醇、苯及氢氧化钡溶液的是（ ）
A ．金属钠
B ．溴水
C ．碳酸钠溶液
D ．紫色石蕊试液
2．用30g 乙酸和46g 乙醇反应，如果实际产率是理论产率的85%，则可得到的乙酸乙酯的质量是（ ）
A ．37.4g
B ．44g
C ．74.8g
D ．88g
3．除去乙酸乙酯中含有的乙酸，最好的处理和操作是（ ）
A ．蒸馏
B ．水洗后分液
C ．用过量饱和碳酸钠溶液洗涤后分液
D ．用过量氢氧化钠溶液洗涤后分液
4．下列各类物质中，具有相同最简式的是（ ）
A ．链状烷烃
B ．饱和一元羧酸
C ．链状单烯烃
D ．苯及苯的同系物
5．下列有机物中，刚滴入NaOH 溶液会出现分层现象，然后用水浴加热，分层现象逐渐消失的是（ ）
A ．乙酸
B ．苯酚溶液
C ．己烯
D ．乙酸乙酯
6．分子式为2105O H C 的有机物A 在硫酸做催化剂时得到两种分子量相等的产物，则A 的可能结构是（ ）
A ．
B ． C. D ． 7．有机物X 可以被还原为醇，也可以被氧化成一元羧酸，该醇与该一元羧酸反应可生成分子式为242O H
C 的有机物。

则下列结论中不正确的是（ ）
A ．X 具有还原性
B ．X 由三种元素组成
C ．X 中有甲基
D ．X 中含碳40%
8．由①OH - ②3CH - ③COOH - ④56H C - ⑤CHO -五种基团中有的两个不同基3223CH CH OCH C CH --||C 5
2H OC C H --||
O 3
3CH CH O C CH ----||O 3|H C 5223H OC C CH CH ---||O
团两两组合，形成的化合物的水溶液能使紫色石蕊试液变红的有（ ）
A ．2种
B ．3种
C ．4种
D ．5种
9．药物阿斯匹林的结构是mol 1阿斯匹林与足量的NaOH 水溶液反应，消耗NaOH 的物质的量是（ ）
A ．mol 1
B ．mol 2
C ．mol 3
D ．mol 4
10．在下列反应中，乙醇分子不存在通过断裂O C -键发生化学反应的是（ ）
A ．乙醇与浓硫酸共热消去水生成乙烯
B ．乙醇与浓硫酸共热脱去水生成乙醚
C ．乙醇与乙酸发生酯化反应形成乙酸乙酯
D ．乙醇与氢溴酸反应得到溴乙烷
11．下列物质中，不能与乙醇发生酯化反应的是（ ）
A ．乙醛
B ．硝酸
C ．苯甲酸
D ．硫酸
12．分别取等物质的量的下列各组中的两种物质在足量氧气中完全燃烧，耗氧量不同的是（ ）
A ．乙炔和乙醛
B ．异丁酸和乙醛
C ．乙二酸和氢气
D ．乙烷和甘油
13．有机物甲经氧化后得乙（分子式为Cl O H C 232），而甲经水解可得丙。

mol 1丙和mol 2乙反应得到一种含氯的酯（2486Cl O H C ）。

由此推断甲的结构简式为（ ）
A ．OH ClCH CH 22
B ．Cl HCOOCH 2
C ．ClCHO CH 2
D ．OH CH HOCH 22
14．某醇在适当条件下与足量的乙酸发生酯化，得到的酯化产物的相对分子质量a 与原来醇的相对分子质量b 的关系是84+=b a ，有关该醇应该具有的结构特点的描述正确的是
A ．该醇分子中一定具有甲基
B ．该醇分子中一定没有甲基
C ．该醇至少含有两个碳原子
D ．该醇分子中具有两个醇羟基
15．分子式为263O H C 的某液体N ，用下图所示实验进行处理：
D ，
E ，
F 。

17．用右图所示实验装置制取乙酸乙酯。

回答以下问题：
（1）在大试管中配制一定比例的乙醇、乙酸和浓硫酸的混合液的方法是：将 ，然后轻轻振荡试管，使之混合均匀。

OOH C
|||
O 3CH C --
（2）加入浓硫酸的目的是：。

（3）饱和碳酸钠溶液的作用是：。

（4）实验生成的乙酸乙酯，其密度比水（填“大”或“小”），有
气味。

（5）若实验中反应温度不当，使反应温度维持在140℃左右，此时副反应的主要有机产物是。

（6）与书中采用的实验装置的不同之处是：这位老师采用了球形干燥管代替了长导管，并将干燥管的末端插入了饱和碳酸钠溶液中，在此处球形干燥管的作用有：
①。

②。

18、某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置（如图），以环己醇制备环己烯
（1）制备粗品
将12.5mL环己醇加入试管A中，再加入lmL浓硫酸，摇匀后放入碎瓷片，缓慢加热
至反应完全，在试管C内得到环己烯粗品。

①A中碎瓷片的作用是____________，导管B除了导气外还具有的作用是____ __。

②试管C置于冰水浴中的目的是_____________________________。

（2)制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。

加入饱和食盐水，振荡、静置、分层，环己烯在______层(填上或下)，分液后用_________ (填入编号)洗涤。

a．KMnO4溶液b．稀H2SO4 c．Na2CO3溶液
②再将环己烯按右上图装置蒸馏，冷却水从_________口进入。

蒸馏时要加入生石灰，目的是______________ ____。

③收集产品时，控制的温度应在_________左右，实验制得的环己烯精品质量低于理论产量，可能的原因是（）
a．蒸馏时从70℃开始收集产品b．环己醇实际用量多了
c．制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
（3）以下区分环己烯精品和粗品的方法，合理的是_________。

a．用酸性高锰酸钾溶液b．用金属钠c．测定沸点
【课后作业】
一、选择题(每小题只有一个答案符合题意)
1．下列物质中，最容易电离出H+的是（）
A ．CH 3COOH
B ．
C 2H 5OH C ．H 2O
D ．C 6H 5OH
2．下列各组化合物中不属于酯类的一组化合物是 （ ） ①C 2H 5-SO 3H ②C 6H 5NO 2 ③ ④CH 3OCOCH 3 ⑤(COOC 2H 5)2
⑥C 2H 5OCOOC 2H 5 ⑦CH 3-COCH 2O-CH 3 ⑧CH 3OCOOH ⑨HCOOCH 3
A ．①②⑤ B．②⑦ C ．②③⑧ D ．④⑥⑨
3．将甲基、羟基、羧基和苯基四种不同原子团，两两结合后形成的化合物的水溶液呈
酸的有机物有 （ ）
A ．2种
B ．3种
C ．4种
D ．5种
4．下列各物质不能与水发生反应的是 （ ）
A ．乙苯
B ．乙烯
C ．氯乙烷
D ．乙酸乙酯
5．某酯的分子式是C n+3H 2n+4O 2，它是分子式为C n H 2n-2O 2的A 与有机物B 反应生成物，B 的分子式是（ ）
A ．C 3H 6O
B ．
C 3H 6O 2 C ．C 3H 8O
D ．C 2H 6O
6．不饱和脂肪酸是常见的保健品，DHA(分子式为C 22H 32O 2)是近年来倍受关注的一元不饱和高级脂肪酸(分子中只含有双键)，它对大脑细胞的生长发育具有重要意义，许多海洋生物食品含有丰富的DHA 。

则在一个DHA 分子中含有的碳碳双键数为 （ ）
A ．4个
B ．5个
C ．6个
D ．7个
7．A 、B 、C 、D 都是含C 、H 、O 的单官能团化合物，A 水解得B 和C ，B 氧化可以得到C 或D 。

D 氧化也得到C 。

若M(X)表示X 的摩尔质量，则下式中正确的是 （ ）
A ．M(A)=M(B)=M(C)
B ．2M(D)=M(B)+M(C)
C ．M(B)<M(D)<M(C)
D ．M(D)<M(B)<M(C)
8．下列物质在一定条件下，不能和H 2发生加成反应的是 （ ）
A ．CH 3CH 2CHO
B ．
C ．CH 3COOH
D ． 9．0.1 mol 阿斯匹林(其学名为乙酰水杨酸，结构简式为 )与足 量的NaOH 溶液反应，最多消耗NaOH 的物质的量
A ．0.1 mol
B ．0.2 mol
C ．0.3 mol
D ．0.4 mol
二、选择题(每题有1-2个选项符合题意)
10．下列有机物中，既能发生消去反应，又能发生酯化反应，还能发生催化氧化的是（ ）
A ．CH 3OH
B ．BrCH 2CH 2COOH
C ．
D ． 11．某有机物具有下列性质，能发生银镜反应；滴入酚酞试液不变色；加入少量碱液并滴入酚酞试液，共煮后红色消失。

该有机物可能是 （ ）
A ．甲酸
B ．乙酸甲酯
C ．甲醇
D ．甲酸乙酯
12．某有机物的水溶液，它的氧化产物甲和还原产物乙都能和金属钠反应放出H 2。

甲和乙反应可生成丙，甲和丙均能发生银镜反应。

这种有机物是 （ ）
A ．甲醇
B ．甲醛
C ．甲酸
D ．甲酸甲酯
13．已知酸性强弱：羧酸>碳酸>酚。

下列含溴化合物中的溴原子在适当条件下都能被羟基取代，所得产物能跟NaHCO 3溶液反应的是 （ ）
C C O O O CH 2O
CH 2CH 3CCH 3O CH 3OOCCH 3COOH CH 3CHCH 3
OH OH
CH 3CHCOOH
A ．
B ．
C ．
D ．
14．在同温同压下，某有机物和过量Na 反应得到V 1 L 氢气，另一份等量的有机物和足量的NaHCO
3反应得V 2 L 二氧化碳，若V 1=V 2≠0，则有机物可能是 （ ）
A ．CH 3CH 2OH
B ．HOOC-COOH
C ．HOCH 2CH 2OH
D ．CH 3COOH
15．具有一个羟基的化合物A 10g ，与乙酸反应生成乙酸某酯11.2g ，回收未反应的A 1.8g ，则A 的式量为（ ）
A ．98
B ．116
C ．158
D ．278
16．分子式均为C 3H 6O 2的三种常见有机物，它们共同具有的性质最可能是 （ ）
A ．都能发生加成反应
B ．都能发生水解反应
C ．都能跟稀硫酸反应
D ．都能和氢氧化钠溶液反应
17．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物，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
18．在乙酸和乙醇的反应中，浓硫酸是 （ ）
A ．催化剂
B ．氧化剂
C ．吸水剂
D ．反应物
19．某有机物在一定条件下既可以氧化成羧酸，又可以还原成醇，该酸和该醇可生成分子式为C 4H 8O 2的酯，则下列说法错误的是 （ ）
A ．该有机物既有氧化性又有还原性
B ．该有机物能发生银镜反应
C ．将该有机物和分子式C 4H 8O 2的酯组成混合物，只要总质量一定不论怎样调整二者的物质的量之比，完全燃烧时得到二氧化碳的量必定相等
D ．该有机物是乙酸的同系物
20．拟除虫菊酯是一类高效、低毒、对昆虫具有 强烈触杀作用的杀虫剂，其中对光稳定的溴氰菊醋的结构简式如右图：下列对该化合物叙述正确的是 （ ）
A ．属于芳香烃
B ．属于卤代烃
C ．在酸性条件下不水解
D ．在一定条件下可以发生加成反应
21．将乙醛和乙酸分离的正确方法是 （ ）
A ．加热蒸馏
B ．先加入烧碱溶液，之后蒸出乙醛；再加入浓硫酸，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
22．某有机物燃烧时，生成等物质的量的CO 2和H 2O ，该有机物还能与新制氢氧化铜悬浊液反应。

则该有机物可能是 （ ）
A ．CH 3CHO
B ．CH 2=CHCOOH
C ．CH 3COOH
D ．CH 2=CHCHO
23．某物质中可能有甲醇、甲酸、乙醇、甲酸乙酯几种物质中的一种或几种，在鉴定时有下列现象：①有银镜反应 ②加入新制Cu(OH)2悬浊液，沉淀不溶解，③与含有酚酞的NaOH 溶液共热时发现溶液中红色逐渐变浅至无色，下列叙述中正确的是（ ）
A ．有甲酸乙酯和甲酸
B ．有甲酸乙酯和乙醇
NO 2CH 2Br NO 2Br NO 2C-Br O NO 2Br
C ．有甲酸乙酯，可能有甲醇
D ．几种物质都有
24．下列各组物质中最简式相同，但既不是同系物又不是同分异构体的是
（ ） A ．丙烯和环丙烷 B ．甲醛和乙酸
C ．乙酸和甲酸甲酯
D ．乙醛和乙酸乙酯
25．有机物
不能发生的反应是 （ ） A ．酯化 B ．取代 C ．消去 D ．水解
26．某药物结构简式如右图所示： （ ） 该物质1摩尔与足量NaOH 溶液反
应，消耗NaOH 的物质的量为 A ．3摩尔 B ．4摩尔 C ．3n 摩尔 D ．4n 摩尔
参考答案
CH 3-CH-C-OH OH O
[CH 2－C ]
n CH 3 O ＝C －Ｏ－CH 2－CH 2－O －C
CH 3－－O
11。