乙酸的化学性质及用途
酸性
羧酸中,例如乙酸,的羧基氢原子能够部分电离变为氢离子(质子)而释放出来,导致羧酸的酸性。乙酸在水溶液中是一元弱酸,酸度系数为4.8,pka=4.75(25℃),浓度为1mol/l的醋酸溶液(类似于家用醋的浓度)的ph为2.4,也就是说仅有0.4%的醋酸分子是解离的。
乙酸的酸性促使它还可以与碳酸钠、氢氧化铜、苯酚钠等物质反应。
2ch3cooh
+
na2co3
=2nach3coo
+
co2
↑+
h2o
2ch3cooh
+
cu(oh)2
=cu(ch3coo)2
+
2h2o
ch3cooh
+
c6h5ona
=c6h5oh
(苯酚)+
ch3coona
对于许多金属,乙酸是有腐蚀性的,例如铁、镁和锌,反应生成氢气和金属乙酸盐。因为铝在空气中表明会形成氧化铝保护层,所以铝制容器能用来运输乙酸。金属的乙酸盐也可以用乙酸和相应的碱性物质反应,比如最著名的例子:小苏打与醋的反应。除了醋酸铬(ii),几乎所有的醋酸盐能溶于水。
mg(s)+
2
ch3cooh(aq)
→
(ch3coo)2mg(aq)
+
h2(g)
nahco3(s)
+
ch3cooh(aq)
→
ch3coona(aq)
+
co2(g)
+
h2o(l)
乙酸能发生普通羧酸的典型化学反应,特别注意的是,可以还原生成乙醇,通过亲核取代机理生成乙酰氯,也可以双分子脱水生成酸酐。
同样,乙酸也可以成酯或氨基化合物。如乙酸可以与乙醇在浓
硫酸存在并加热的条件下生成乙酸乙酯(本反应为可逆反应,反应类型属于取代反应中的酯化反应)。
ch3cooh
+
ch3ch2oh<==>
ch3cooch2ch3
+
h2o
440℃的高温下,乙酸分解生成甲烷和二氧化碳或乙烯酮和水。
乙酸在常温下是一种有强烈刺激性酸味的无色液体。
乙酸的熔点为16.5℃(289.6
K)。沸点118.1℃(391.2
K)。相对密度1.05,闪点39℃,爆炸极限4%~17%(体积)。纯的乙酸在低于熔点时会冻结成冰状晶体,所以无水乙酸又称为
冰醋酸
。
乙酸易溶于水和乙醇,其水溶液呈弱酸性。乙酸盐也易溶于水。
化学性质:酸性,它可以和碳酸盐等发生反应产生气体;它可以和醇类发生聚合反应生成酯类;它也可以发生分子内脱水生成酯类。。。
一、教材
该部分内容出自人教版高中化学必修2第三章第三节的内容,“乙醇”这一部分涉及的内容有:乙醇的物理性质、乙醇的化学性质、乙醇的结构。在教学时要注意从结构的角度适当深化学生对乙醇的认识,建立有机物“(组成)结构—性质—用途”的认识关系,使学生了解学习和研究有机物的一般方法,形成一定的分析和解决问题的能力。
(过渡:教师不仅要对教材进行分析,还要对学生的情况有清晰明了的掌握,这样才能做到因材施教,接下来我将对学情进行分析。)
二、学情
学生在日常生活中已经对乙醇有了一定的认识,并且乐于去探究物质的奥秘,因此本节课从科学探究和生活实际经验入手,充分利用实验研究物质的性质与反应,再从结构角度深化认识。通过这样的设置培养学生的科学态度和探究精神。
(过渡:根据新课程标准,教材特点和学生实际,我确定了如下教学目标:)
三、教学目标
【知识与技能】
知道烃的衍生物认识到物质的结构与性质之间的关系能说出乙醇的物理性质和化学性质能写出乙醇的结构。
【过程与方法】
通过乙醇的结构和性质的学习,建立“(组成)结构—性质—用途”的有机物学习模式。
【情感态度与价值观】
体验科学探究的艰辛和乐趣,逐步形成严谨的科学态度,认识化学与人类生活的密切关系。
(过渡:根据新课标要求与教学目标,我确定了如下的重难点:)
四、教学重难点
【重点】乙醇的化学性质。
【难点】建立乙醇分子的立体结构模型。
(过渡:为了解决重点,突破重点,我确定了如下的教学方法:)
五、教学方法
实验探究法,讲授法
(过渡:好的教学方法应该在好的教学设计中应用,接下来我将重点说明我的教学过程。)
六、教学过程
教学过程包括了四个环节:导入新课、新课讲授、巩固提升、小结作业。我将会这样展开我的教学:
环节一:导入新课
在这一环节中我会以“乙醇汽油的利与弊”为话题,请学生谈一谈他们的想法,引发学生对社会问题的思考和警醒,培养学生的辩证意识。让学生在这个过程中意识到乙醇是一种与我们的生活联系密切的有机物,引入对乙醇的学习。
环节二:新课讲授
在这一环节中需要讲解乙醇的物理性质和化学性质。
1.乙醇的物理性质
我会让学生通过观察乙醇的颜色、状态、气味,结合自己的日常生活经验,得出结论。这一设计可以培养学生归纳总结概括的能力。
在讲解乙醇的化学性质之前,我会首先提问学生乙醇的分子式是什么,它的结构又是怎样的。既然物质的结构与性质是有所关联的,那么能否通过探究物质的性质推知物质的结构呢,从而进入接下来的学习。
2.乙醇的化学性质
教材涉及了两个性质:与钠的反应、氧化反应。
(1)乙醇与钠的反应
我会首先请学生观看乙醇与钠反应的视频,并请学生根据这一实验现象判断产物是哪种气体。接下来提出钠与烃不能反应,请学生判断乙醇分子中的氢的连接方式与烃分子中的氢的连接方式是否相同。接着让学生根据乙醇的分子式写出乙醇可能的结构简式,并最终通过小组讨论确定乙醇的结构简式为。在这里我会指出—OH即为羟基。
在此基础上,我会让学生对比乙醇和乙烷的结构简式有何不同,由此建立乙醇分子的立体结构模型。从中提出烃的衍生物的概念,并且说明之前学习的卤代烃、硝基苯都属于烃的衍生物,
物质的结构和性质有着极其紧密的关联,我会请学生思考为什么乙醇和乙烷的化学性质不同,乙醇与钠反应的本质是什么,并写出相应的化学方程式,引出有关官能团的学习,由此建立有机物“结构—性质”的学习模式。
(2)乙醇的氧化反应
首先请学生写出乙醇在空气中燃烧的化学方程式,思考乙醇还能不能发生其他的氧化反应。接着请学生自主实验3-3,观察实验现象,根据教材判断生成的具有刺激性气味的气体是什么,铜丝的作用是什么。并且通过分析铜丝先变黑后变红的过程写出由乙醇生成乙醛的化学方程式:
在这里我会详细讲解在乙醇生成乙醛的过程中,乙醇分子内的化学键是如何断裂的,由此提出新的问题,如果醇经催化氧化能生成醛,醛应该具有怎样的结构。在这一过程中培养学生的分析与解决问题的能力。
最后请学生阅读教材了解其他的有关乙醇、乙醛、乙酸相互转化的信息。
环节三:巩固提升
在这一环节我会请学生完成学案上有关乙醇的题,达到学以致用的目的。
环节四:小结作业
化学学习不仅要关注学生学习的结果,还要关心学生学习的过程。课程最后,我会请学生回答本堂课的收获有哪些,可以回答学到了哪些知识,也可以回答学习的感受。
我也会给学生布置开放性的作业,比如将本节课的知识应用于生活生产中,或者让学生搜集相关资料。这一作业的设置也能够体现出化学与实际生活的联系,让学生感受到化学的无处不在。
七、板书设计
最后说一下我的板书,板书内容包括乙醇的物理性质、化学性质,乙醇的化学性质有2个,我将其提纲挈领地反映在板书里,便于学生清楚它们之间的逻辑关系。
教学反思一篇通过本节课的学习,学生不仅获得了乙醇的性质知识,而且充分体会了假说和推理在学习中的应用,逐步了解通过实验现象剖析反应的本质,体会到有机化学反应的条件不同产物也不同,并为学生进一步探究乙醇的性质留下充分的余地。在教学实施过程中,也暴露出部分学生的探究能力不足,少数学生对教师的依赖程度较大,不能体会到探究的乐趣,在以后的教学实践中应更注重对不能层次学生的关注。
设置“身边的化学”,把乙醇的学习和生活与社会联系起来,体现化学教育中的sts思想。学生提出了许多乙醇应用的例子,一时难解释,引导学生课后查阅相关资料,拓展知识面。
从现象到本质:观察乙醇推断物理性质;观察实验现象推断性质,如乙醇与钠的反应,金属钠浮在水面上说明密度比水小;通过生成的气体具有能燃烧的特性,推断可能是氢气等。学生能感觉到乐趣。
通过展示模型,让学生观察描述,写出结构式,结构简式,讨论结构特征。让学生开展探究,推断乙醇可能具有的化学性质,充分调动学生学习的积极性。
这节课的教学中,看出学生的动手操作能力很差,在以后的教学中要加强对学生实验能力的培养,能做的实验必须做,没有条件创造条件也要做.
乙酸,也叫醋酸、冰醋酸,化学式CH3COOH,是一种有机一元酸,为食醋主要成分。纯的无水乙酸(冰醋酸)是无色的吸湿性固体,凝固点为16.6℃(62℉),凝固后为无色晶体,其水溶液中弱酸性且腐蚀性强,蒸汽对眼和鼻有刺激性作用。
物理性质:乙酸在常温下是一种有强烈刺激性酸味的无色液体.乙酸的熔点为16.6℃(289.6 K).沸点117.9℃(391.2 K).相对密度1.05,闪点39℃,爆炸极限4%~17%(体积).纯的乙酸在低于熔点时会冻结成冰状晶体,所以无水乙酸又称为冰醋酸.乙酸易溶于水和乙醇,其水溶液呈弱酸性.乙酸盐也易溶于水.
化学性质:
酸性:
羧酸中,例如乙酸,的羧基氢原子能够部分电离变为氢离子(质子)而释放出来,导致羧酸的酸性.乙酸在水溶液中是一元弱酸,酸度系数为4.8,pKa=4.75(25℃),浓度为1mol/L的醋酸溶液(类似于家用醋的浓度)的pH为2.4,也就是说仅有0.4%的醋酸分子是解离的.乙酸的酸性促使它还可以与碳酸钠、氢氧化铜、苯酚钠等物质反应.
2CH3COOH + Na2CO3 =2CH3COONa + CO2 ↑+ H2O
2CH3COOH + Cu(OH)2=Cu(CH3COO)2 + 2H2O
CH3COOH + C6H5ONa =C6H5OH (苯酚)+ CH3COONa
二聚物:
乙酸的晶体结构显示,分子间通过氢键结合为二聚体(亦称二缔结物),二聚体也存在于120℃的蒸汽状态.二聚体有较高的稳定性,现在已经通过冰点降低测定分子量法以及X光衍射证明了分子量较小的羧酸如甲酸、乙酸在固态及液态,甚至气态以二聚体形式存在.当乙酸与水溶和的时候,二聚体间的氢键会很快的断裂.其它的羧酸也有类似的二聚现象.(两端连接H)
溶剂:
液态乙酸是一个亲水(极性)质子化溶剂,与乙醇和水类似.因为介电常数为6.2,它不仅能溶解极性化合物,比如无机盐和糖,也能够溶解非极性化合物,比如油类或一些元素的分子,比如硫和碘.它也能与许多极性或非极性溶剂混合,比如水,氯仿,己烷.乙酸的溶解性和可混合性使其成为了化工中广泛运用的化学品.
化学反应:
对于许多金属,乙酸是有腐蚀性的,例如铁、镁和锌,反应生成氢气和金属乙酸盐.因为铝在空气中表面会形成氧化铝保护层,所以铝制容器能用来运输乙酸.金属的乙酸盐也可以用乙酸和相应的碱性物质反应,比如最著名的例子:小苏打与醋的反应.除了醋酸铬(II),几乎所有的醋酸盐能溶于水.
Mg(s)+ 2 CH3COOH(aq)→ (CH3COO)2Mg(aq) + H2(g)
NaHCO3(s)+ CH3COOH(aq) →CH3COONa(aq) + CO2(g) + H2O(l)
乙酸能发生普通羧酸的典型化学反应,特别注意的是,可以还原生成乙醇,通过亲核取代机理生成乙酰氯,也可以双分子脱水生成酸酐.同样,乙酸也可以成酯或氨基化合物.如乙酸可以与乙醇在浓硫酸存在并加热的条件下生成乙酸乙酯(本反应为可逆反应,反应类型属于取代反应中的酯化反应).
CH3COOH + CH3CH2OH CH3COOCH2CH3 + H2O
440℃的高温下,乙酸分解生成甲烷和二氧化碳或乙烯酮和水.
鉴别:
乙酸可以通过其气味进行鉴别.若加入氯化铁,生成产物为深红色并且会在酸化后消失,通过此颜色反应也能鉴别乙酸.乙酸与三氧化砷反应生成氧化二甲砷,通过产物的恶臭可以鉴别乙酸.
醋酸见光受热不容易分解。但其是可以分解的,将醋酸变成醋酸钠,可在碱石灰存在下加热脱羧分解生成甲烷,另醋酸中,甲基上如果连接吸电子基,则加热下就易脱羧放出CO2。如丙酮酸加热,生成CO2+CH3CHO