“羧酸”知识聚焦

曹发扬

羧酸是重要的烃的含氧衍生物，它既是中学有机化学知识的重点，又是高考考查的热点。为帮助学生掌握羧酸的有关知识，现对其进行归纳梳理，供参考。

1.羧酸的概念与官能团

分子由烃基和羧基相连而组成的有机化合物叫做羧酸。羧酸的官能团是羧基（—COOH）。

注意：甲酸（H—COOH）是由氢原子与羧基相连而构成的有机化合物；乙二酸（HOOC—COOH）是由两个羧基相连而构成的有机化合物。

2.羧酸的分类

（1）根据分子中烃基种类的不同，羧酸可分为脂肪酸（如丙酸CH3CH2COOH）和芳香酸

（如邻苯二甲酸COOHCOOH）。脂肪酸又分为饱和脂肪酸（如丁酸CH3CH2CH2COOH）和不饱和脂肪酸（如丙烯酸CH2=CHCOOH）。

（2）根据分子中羧基数目的不同，羧酸可分为一元羧酸（如丙酸CH3CH2COOH）、二元羧酸（如丙二酸HOOCCH2COOH）和多元酸。

（3）根据分子中碳原子数目多少的不同，羧酸可分为低级脂肪酸（如丙酸CH3CH2COOH）和高级脂肪酸（如硬脂酸C17H35COOH、油酸

C17H33COOH）。

3.一元羧酸分子式的通式

飽和一元脂肪酸分子式的通式为

CnH2n+1COOH或CnH2

nO2。

4.羧酸的化学性质

羧酸的化学性质由官能团羧基决定。

（1）酸性：羧酸一般具有酸性。这是因为羧酸能够电离出H+：

RCOOHRCOO-+H+

（2）酯化反应：羧酸跟醇能够发生酯化反应。其反应原理一般是羧酸分子里的酰基（COR）跟醇分子里的烃氧基（—OR′）结合生成酯（即脱水方式为“酸脱羟基醇脱氢”）。

R—COOH+H—OR′浓硫酸△R—COOR′+H2O

5.羧酸的代表物——乙酸

（1）分子结构：乙酸的分子式为C2H4O2，结构式为CHHHCOOH，结构简式为CH3COOH。

（2）化学性质：乙酸既具有酸性，又能够发生酯化反应。

①酸性（—COOH上的O—H键断裂）：乙酸具有酸性（具有酸的通性），在水溶液里能电离出H+：

CH3COOHCH3COOˉ+H+

a.使指示剂变色：乙酸能使紫色石蕊试液变红色。

b.与活泼金属反应：在金属活动性顺序表中，位于氢前面的金属都能与乙酸发生置换反应生成乙酸盐和氢气。如：

2CH3COOH+2Na2CH3COONa+H2↑

c.与碱性氧化物反应：乙酸能与碱性氧化物反应生成盐和水。如：

2CH3COOH+CaO（CH3COO）2Ca+H2O

d.与碱反应：乙酸能与碱发生中和反应。如：

CH3COOH+NaOHCH3COONa+H2O

e.与某些盐反应：乙酸能与酸性比乙酸弱的酸形成的盐（如碳酸盐）反应。如：

2CH3COOH+CaCO3

（CH3COO）2Ca+CO2↑+H2O

②酯化反应（—COOH上的C—O键断裂）：在有浓硫酸存在并加热的条件下，乙酸跟乙醇发生酯化反应，生成乙酸乙酯和水。CH3COOH +HOC2H5浓硫酸△

CH3COOC2H5+H2O

注意：酯化反应属于取代反应。

（3）乙酸乙酯的制备实验

①反应原理：

CH3COOH+C2H5OH浓硫酸△

CH3COOC2H5 +H2O

②实验装置：如图1所示。

图1③注意事项：a.反应物混合时，应先在试管中加入

乙醇，而后再慢慢加入浓硫酸，最后加入乙酸（也可先加

乙醇，再加乙酸，最后加浓硫酸）。b.盛反应液的试管口要

向上倾斜45°，目的是增加液体的受热面积（也可用圆底烧

瓶代替试管作反应器）。c.应用饱和Na2CO3溶液来吸收乙

酸乙酯。饱和Na2CO3溶液的作用：一是冷凝乙酸乙酯蒸

气；二是减小乙酸乙酯的溶解度，使其容易分层析出；三是吸收挥发出的少量乙酸和乙醇，便于闻到乙酸乙酯的香味。d.导管末端不能插入饱和Na2CO3溶液中，以免受热不均产生倒吸。e.实验中用小火微热，有利于乙酸乙酯的蒸出，同时可防止乙酸和乙醇的大量挥发。f.为防止爆沸可在反应器中加入沸石。g.结束实验时，应先拿去收集乙酸乙酯的试管，再熄灭酒精灯。

注意：不能用NaOH溶液代替Na2CO3溶液，因为NaOH溶液会使乙酸乙酯水解。

6.特殊的羧酸——甲酸

（1）甲酸的分子结构：甲酸是最简单的羧酸。甲酸的分子式为CH2O2，结构式为COHOH，结构简式为HCOOH。甲酸分子中既含有羧基，又含有醛基。

（2）甲酸的化学性质：由于甲酸结构的特殊性，使甲酸既具有羧酸的性质，又具有醛的性质。

①酸性：甲酸具有酸的通性，其酸性比乙酸强。

②酯化反应：甲酸能够与醇发生酯化反应，生成甲酸酯。如：

HCOOH+C2H5OH浓硫酸△HCOOC2H5 +H2O

③还原性：甲酸具有还原性，能够被银氨溶液、新制Cu（OH）2悬浊液氧化。

HCOOH+2Ag（NH3）2OH△CO2↑+2Ag↓+4NH3+2H2O

HCOOH+2Cu（OH）2△CO2↑+Cu2O↓+3H2O

注意：甲酸也能被酸性KMnO4溶液、溴水等强氧化剂氧化。

（收稿日期：2017-01-10）endprint