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第三单元醛羧酸
普通高中课程标准实验教科书—化学选修5[苏教版]
第三单元醛羧酸
学习目标
1.通过对乙醛性质的探究活动,学习醛的典型化学性质;
2.知道甲醛的结构,了解甲醛在日常生活、工农业生产中的用途,以及甲醛对人体健康的危害;
3.通过对乙酸性质的探究活动,了解羧酸具有酸性的原因,认识酯化反应的特点。
通过对甲酸化学性质探究活动的设计,认识甲酸的化学性质;
4.能初步概述重要有机化合物之间的相互转化关系。
乙醛
(一)
学习内容
回忆乙醇催化氧化反应的本质,写出其反应的方程式。
一、乙醛
(一)分子结构
写出乙醛的分子式、结构式、结构简式及官能团。
(二)物理性质
。
分析
的结构,推测其在化学反应中的断键方式。
(三)化学性质
1.加成反应
有机化学反应中氧化反应、还原反应的定义
醛类还原反应的应用
2.氧化反应
在一定温度和催化剂存在的条件下,乙醛能被空气中的氧气氧化成乙酸。
工业上可以利用此反应制取乙酸。
(1)催化氧化
[小结]乙醇
乙醛乙酸
(2)燃烧
(3)被弱氧化剂氧化
实验:
Ⅰ.银镜反应
现象
还原生成的银附着在试管壁上,形成银镜,所以这个反应叫银镜反应。
应用:
本实验成功的关键:
Ⅱ.和Cu(OH)2反应
现象
说明:
①此反应也可用于
②实验中所用的Cu(OH)2必须是,而且制备中须过量。
因为本实验需在条件下进行。
③医疗上利用本实验原理检测糖尿病。
(4)使酸性KMnO4和溴水溶液褪色
4.用途
制乙酸、工业制镜或保温瓶胆,另外还可以制丁醇、乙酸乙酯,是有机合成的重要原料。
例题分析
1.区别乙醛、溴苯和苯,最简单的方法是()
A.加酸性KMnO4溶液后振荡B.与新制Cu(OH)2共热
C.加蒸馏水后振荡D.加硝酸银溶液后振荡
2.丙烯醛(CH2==CHCHO)能发生的化学反应有()
①水化②消去③取代④氧化⑤还原⑥银镜⑦加聚⑧缩聚⑨水解
A.①③⑤⑦B.②④⑥⑧C.①④⑤⑥⑦⑧D.③④⑤⑥
3.相对分子质量为60的饱和一元醇氧化后生成A,A可与新制氢氧化铜加热反应生成红色
沉淀。
写出下列反应得化学方程式:
(1)一元醇转化为A。
(2)A与新制氢氧化铜作用。
同步练习
1.已知柠檬醛的结构简式为(CH3)2C=CHCH2CH2CH=C(CH3)CHO。
下列说法中,错误的是
()
A.它可使酸性高锰酸钾溶液褪色B.它能使溴水褪色
C.它可与银氨溶液反应D.若催化加氢,最终产物是C10H20O
2.洗涤做过银镜反应的试管最好选用下列哪种试剂()
A.30%氨水B.盐酸C.稀硝酸D.烧碱溶液
3.某学生在做乙醛的还原性实验时,取0.5mol/LCuSO4溶液和1mol/LNaOH溶液各1ml,
在一支洁净的试管内混合后,向其中又加入0.5ml40%的乙醛,然后加热,结果无红色
沉淀出现。
该同学实验失败的原因可能是()
A.加入乙醛太多B.加入乙醛太少
C.加入NaOH溶液的量不够D.加入CuSO4溶液的量不够
4.一定量某一元醛发生银镜反应可得21.6gAg,等质量的该醛完全燃烧可生成5.4g水,
则该醛可能是()
A.CH3CHOB.CH3CH2CHOC.C3H7CHOD.CH3CH=CHCHO
5.甲醛、乙醛、丙醛组成的混合物中氢元素的质量分数是9%,则氧的质量分数是()
A.16%B.37%C.48%D.无法计算
6.丙醛和另一种组成为C2nH2nO的物质X的混合物3.00g,与足量的银氨溶液作用后析出10.8g银,则混合物中所含X不可能是()
A.2-甲基丙醛B.乙醛C.丁酮D.丁醛
7.等物质的量的两种有机物,在足量
中完全燃烧,两种有机物耗氧不相同的是()
A.乙烯和乙醇B.乙炔和苯
C.
和
D.
和
8.收集甲烷、乙醛、丁烷组成的混合气体,在同温同压下与CO2的密度相同,则这三种气
体的体积比依次为()
A.1:
2:
5B.3:
8:
6C.2:
5:
1D.1:
5:
2
9.在实验室里不宜长期放置,应在使用时配制的溶液是()
①酚酞试剂②银氨溶液③Na2CO3溶液④Cu(OH)2悬浊液⑤酸化的FeCl3溶液⑥硫化氢水溶液
A.只有②④B.除①之外C.只有②④⑥D.全部
10.下列四种变化有一种与其他三种反应类型不同的是()
A.
B.
C.
D.
11.8g某饱和一元脂肪醛与足量银氨溶液作用,生成5.4g银,该醛为()
A.甲醛B.丁醛C.丁烯醛D.己醛
12.实验室配制少量银氨溶液的方法是:
先向试管中加入
。
向其中滴入少量乙醛,片刻,可在试管内壁形成银镜。
形成银镜的化学方程式是。
13.写出下列反应的化学方程式。
①甲醛与银氨溶液混合水浴
②乙醛与新制氢氧化铜悬浊液反应
③苯甲醛(C6H5CHO)与足量氢气催化加成
14.一个重91.80g的洁净烧瓶中,加入两种饱和一元醛A和B的混合液4.68g,向混合液中加入足量的银氨溶液,并水浴加热,经充分反应后,过滤,仔细洗涤、干燥,称得瓶和固体质量共108.00g。
已知B比A的相对分子质量大14。
求:
(1)A和B各为什么醛?
(2)B在混合物中的质量分数。
乙醛
(二)
学习内容
一、乙醛
5.制法
(1)乙醇催化氧化法
(2)乙烯直接氧化法
(3)乙炔水化法
二、醛类
1.概念及通式
醛:
通式:
饱和一元醛:
通式:
2.分类
按醛基的数目可分为:
按烃基的饱和程度可分为:
按烃基中是否含有苯环可分为:
3.化学性质(用丙醛作代表)
(1)和H2加成被还原为醇
(2)氧化反应
a.燃烧
b.催化氧化成羧酸
c.被弱氧化剂氧化
Ⅰ.银镜反应
Ⅱ.和Cu(OH)2反应
d.使酸性KMnO4溶液和溴水褪色
问题:
(1)到现在为止,我们学过的有机物中能使酸性KMnO4溶液褪色的有哪些?
(2)能使溴水发生化学褪色的有机物又有哪些?
分别发生了什么类型的反应?
(3)苯及苯的同系物能使溴水褪色吗?
4.甲醛
(1)分子结构
分子式:
结构式:
结构简式:
(2)物理性质和用途
甲醛也叫蚁醛,是一种无色具有强烈刺激性气味、有毒的气体,易溶于水。
甲醛是一种重要的有机原料,应用于塑料工业、合成纤维工业、制革工业等。
质量分数为35%~40%的甲醛水溶液叫福尔马林,具有杀菌和防腐能力,是一种良好的杀菌剂,可用于种子消毒和浸制生物标本。
此外,甲醛还是用于制氯霉素、香料、染料的原料。
(3)化学性质
A:
写出甲醛和H2的加成、银镜反应及与新制Cu(OH)2的反应方程式。
(1)
(2)
(3)
B:
缩聚反应P80
说明:
①浓HCl起催化剂作用。
②此反应要求水浴加热到100℃(沸水浴)。
③加聚反应的产物只有高分子化合物,而缩聚反应的产物除了高分子化合物外还有小分子生成。
(4)甲醛的用途
三、酮的结构和性质
1.酮的结构
2.酮的化学性质
3.酮的用途P81
例题分析
1.不能用水浴加热的实验是()
A.苯的硝化反应B.银镜反应C.制酚醛树脂D.由乙醇制乙烯
2.只用水就能鉴别的一组物质是:
()
A.苯、乙酸、四氯化碳 B.乙醇、乙醛、乙酸
C.乙醛、乙二醇、硝基苯 D.苯酚、乙醇、甘油
3.练习:
写出下列反应的化学方程式。
糖醛()与苯酚反应生成糖醛树脂(同甲醛与苯酚生成酚醛树脂类似)
同步练习
1.在2HCHO+NaOH(浓)HCOONa+CH3OH中,HCHO(甲醛)()
A.仅被氧化B.未被氧化,未被还原
C.仅被还原D.既被氧化,又被还原
2.使用哪组试剂,可鉴别在不同试剂瓶中的1—己烯、甲苯和丙醛三种无色液体()
A.银氨溶液和酸性KMnO4溶液B.高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液
C.三氯化铁溶液和银氨溶液D.银氨溶液和溴的四氯化碳溶液
3.某烃的衍生物x2.9g,与足量的银氨溶液完全反应后,析出10.8g银,则x的结构简式为()
A.CH3CHOB.CH3COCH3C.C2H5CHOD.C3H7CHO
4.测得某饱和一元醛含氧的质量分数为27.6%,则该醛含碳的质量分数为()
A.72.4%B.62.1%C.58.6%D.10.3%
5.下列叙述中,不正确的是()
A.含有醛基的化合物都能发生银镜反应
B.醛类化合物既能发生氧化反应又能发生还原反应
C.在有机化学反应里,加氢或失氧都是还原反应
D.在氧气中燃烧生成二氧化碳和水的有机物的组成里,一定含有氧元素
6.有机物甲能发生银镜反应,甲催化加氢还原成有机物乙,1mol乙跟足量金属钠反应,放出标准状况下的氢气22.4L,则乙一定不是()
A.HOCH2CH2OHB.CH3CH2OH
C.HOCH2CH(OH)CH3D.CH3CH(OH)CH(OH)CH3
7.已知甲醛(HCHO)分子中的4个原子是共平面的。
下列分子中所有原子不可能同时存在于同一平面上的是()
ABCD
8.某有机物的化学式为C5H8O,它能发生银镜反应和加成反应。
若将其跟H2加成,所得产物的结构简式可能是()
A.(CH3CH2)2CHOHB.(CH3)3CCH2OH
C.CH3CH2CH(CH2OH)2D.CH3(CH2)3CH2OH
11.甲醛在低温条件下,分子中的碳氧双键处可发生加聚反应,
生成物可以表示为。
有机物A的三个分子间加聚可以生成
环状化合物(如图),则A的结构简式是,
名称是。
12.久置的乙醛水溶液会产生分层现象,上层为无色油状液体,下层为水溶液。
据测定,上层物质为乙醛的环状聚合物(C2H4O)n,它的沸点比水的沸点高,分子中无醛基,乙醛的沸点是20.8℃,它在溶液中易被氧化,氧化产物的沸点是117.9℃,从久置的乙醛水溶液提取乙醛(仍得到乙醛水溶液),可利用如下反应:
(C2H4O)nnC2H4O+热量试回答下列问题:
(1)先分离混合物得到(C2H4O)n,其方法是:
将混合物放入分液漏斗中,静置分层后,打开活塞,将下层液体放入烧杯中,然后 。
(2)设计一简单实验证明久置的乙醛是否被氧化(写出简要操作步骤、
使用的试剂、实验现象和结论):
。
(3)当n=3时,试写出(C2H4O)n、的结构简式
。
(4)提取乙醛的装置如图,烧瓶中的液体是(C2H4O)n和6mol/l
H2SO4的H2SO4混合物,锥形瓶中盛放蒸馏水,加热混合物
至沸腾,(C2H4O)n缓缓分解,生成的气体导入锥形瓶中。
①冷凝管中冷凝水中的进口是 (填a或b)。
②若实验过程中不使用冷凝管冷却,随着蒸发的进行,溶液
中有黑色物质和刺激性气味气体生成。
请用化学方程式表示
这一现象:
。
③当锥形瓶内导管口气泡越来越少时,表明乙醛基本部分蒸出,实验结束。
拆除实验装置的第一步操作是:
。
3.某饱和一元醛和一元醇的混合物共3g,与足量的银氨溶液充分反应后得到银16.2g,试通过计算推断该混合物中醛的结构简式。
羧酸
(一)
学习内容
一、乙酸
1.乙酸的分子结构
2.乙酸的物理性质
探究:
室温较低时,无水乙酸就会凝结成像冰一样的晶体。
请简单说明在实验中若遇到这种情况时,你将如何从试剂瓶中取出无水乙酸。
3.乙酸的化学性质
(1)弱酸性
探究:
设计简单一次性完成的实验装置,验证乙酸、碳酸、苯酚溶液的酸性强弱
(4)酯化反应
①酯化反应定义
②酯化反应的机理
③乙酸的酯化反应
Ⅰ、有何实验现象?
Ⅱ、导管为何不伸入饱和碳酸钠溶液中?
Ⅲ、为何用饱和碳酸钠溶液吸收乙酸乙酯?
Ⅳ、浓硫酸的作用是什么?
④应用
a苯二甲酸与乙二醇:
缩聚反应:
b酯化反应与高分子材料P84
二、羧酸
1.羧酸的概念
2.饱和一元羧酸的通式
3.羧酸的分类
4、羧酸的化学性质
三、甲酸
1.甲酸的结构
2.甲酸的性质
①具有羧酸的性质
②具有醛的性质
四、乙二酸
俗称“草酸”,无色透明晶体,通常含两个结晶水,((COOH)2•2H2O),加热至100℃时失水成无水草酸,易溶于水和乙醇,不溶于乙醚等有机溶剂。
是最简单的饱和二元羧酸,是二元羧酸中酸性最强的,具有一些特殊的化学性质。
例题分析
1.关于乙酸的下列说法中不正确的是()
A.乙酸易溶于水和乙醇
B.无水乙酸又称冰醋酸,它是纯净物
C.乙酸是一种重要的有机酸,具有刺激性气味的液体
D.乙酸分子里有四个氢原子,所以不是一元酸
2.下列物质中不属于羧酸的是()
A.乙二酸B.苯甲酸C.硬脂酸D.石炭酸
3.下列说法正确的是()
A.凡能发生银镜反应的有机物一定是醛
B.羧酸在常温下都是液态的
C.烃基与羧基直接相连的化合物一定是羧酸
D.凡是有酸性的有机物一定是羧酸
4.乙烯是一种重要的石油化工原料,现以乙烯、空气、H218O为原料制备乙酸乙酯
写出制备过程中的反应方程式
(制备乙醛只能用2CH2=CH2+O22CH3CHO,不能用乙醇催化氧化)
同步练习
1.能证明醋酸是弱酸的事实是()
A.醋酸能与水以任意比混合
B.醋酸能与NaHCO3溶液反应放出CO2
C.1mol/L的CH3COONa溶液的pH约为9
D.1mol/L的CH3COOH水溶液能使紫色石蕊试液变红
2.下列关于乙酸乙酯的各种说法中正确的是()
A.制备乙酸乙酯时需要用水浴加热才能进行
B.乙酸乙酯中含有乙酸时,可用NaOH溶液除去
C.乙酸乙酯是一种优良的溶剂
D.乙酸羟基中的18O原子在乙酸乙酯中
E.利用化学平衡原理
3.用括号内的试剂和分离方法,除去下列物质中的少量杂质,正确的是()
A.乙酸乙酯中的乙酸(饱和Na2CO3溶液,分液)
B.苯中的甲苯(溴水,分液)
C.溴苯中的溴(KI溶液,分液)
D.乙醇中的乙酸(NaOH溶液,蒸馏)
4.“脑黄金”是一种饱和程度很高的脂肪酸,它的分子式中含6个碳碳双键,学名为二十六碳
六烯酸,它的分子组成是()
A.C25H34COOHB.C25H39COOHC.C26H41COOHD.C26H47COOH
5.将甲基、羟基、羧基、苯基四种不同的原子团,两两结合构成的化合物的水溶液呈酸性
的有几种?
()
A.2种B.3种C.4种D.5种
6.将甲酸、乙酸、乙二醇以及浓硫酸的混合溶液加热,得到的二元酯共有()
A.1种B.2种C.3种D.四种
7.下列有机物的酸性由强到弱排列正确的是()
A.碳酸、甲酸、乙酸、苯酚B.乙酸、甲酸、碳酸、苯酚
C.甲酸、碳酸、乙酸、苯酚D.甲酸、乙酸、碳酸、苯酚
8.用18O标记的CH3CH218OH与乙酸反应制取乙酸乙酯,下列关于产物的说法中,正确的是
()
A.18O存在于乙酸乙酯中
B.18O存在于水中
C.18O既存在于乙酸乙酯中,又存在于水中
D.生成的乙酸乙酯的相对分子质量为88
9.某羧酸衍生物A,其分子式为C6H12O2,实验表明A和氢氧化钠溶液共热生成B和C,B
和盐酸反应生成有机物D,C在铜催化和加热条件下氧化为E,其中D、E都不能发生银
镜反应。
由此判断A可能的结构有()
A.6种B.4种C.3种D.2种
10.一定质量的某有机物和足量钠反应,可得到气体VAL,等质量的该有机物如果与足量的纯碱反应,可得到气体VBL,若同温同压下VA>VB,则该有机物可能是()
A.HO(CH2)2COOHB.HO—(CH2)2—CHO
C.HOOC—COOHD.CH3COOH
11.的同分异构体中属于酯类且结构中含苯环的同分异构体有()
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
12.设计实验证明乙酸具有弱酸性?
13.甲酸具有下列性质:
①挥发性②酸性③比碳酸的酸性强④还原性⑤能发生酯化发反应
在下列各实验分别表现了甲酸的什么性质?
填相应得编号。
(1)在碳酸钠溶液中加入甲酸有气体放出,说明甲酸具有
(2)在甲酸钠晶体中加入浓磷酸,加热后放出能使湿润蓝色石蕊试纸变红的气体,说明甲酸具有
(3)与乙醇、浓硫酸混合后共热,能闻到一种香味,说明甲酸
(4)甲酸溶液中加入氢氧化铜,能看到溶液变蓝色,说明甲酸具有
(5)在新制氢氧化铜中加入甲酸溶液,加热后有红色沉淀生成,说明甲酸具有
14.某化合物A仅含C、H、O三种元素。
完全燃烧1molA需要4mol氧气,金属钠不能使A释放出氢气,但A可被氧化剂氧化为B。
7.4gB可与4.6g乙醇恰好完全反应生成具有水果香味的C。
回答下列问题:
(1)通过计算确定A、B、C的结构简式
(2)B与乙醇反应生成C的质量为多少?
羧酸
(二)
学习内容
思考
Ø什么是酯化反应?
写出乙酸、甲酸分别和乙醇的酯化反应的化学方程式。
此反应中浓H2SO4的作用是什么?
Ø写出一元羧酸和一元醇发生酯化反应的化学方程式(以通式表示羧酸和醇)?
Ø酯化反应的过程中,羧酸和醇脱水的规律是怎样的?
五、酯
1.酯的概念
探究:
Ⅰ写出硝酸和乙醇,苯甲酸和乙醇反应的化学方程式
Ⅱ乙酸与氢溴酸加热能否生成酯?
讨论无机酸生成酯的条件是什么?
2.酯的命名
3.酯的通式
4.酯的性质
①酯的物理性质
②酯的化学性质
探究:
乙酸与乙醇的酯化反应是可逆的,在制取乙酸乙酯的实验中,如果要提高乙酸乙酯的产率,你认为应当采取哪些措施?
5.小结:
几种衍生物之间的关系
例题分析
1.分子式为C4H8O2不能使蓝色石蕊试纸变红,但能发生水解的有机物有()
A.2种B.3种C.4种D.5种
2.用9g草酸(乙二酸)跟某二元醇完全酯化,生成mg环酯和3.6g水,则该醇的相对分
子质量可表示为()
A.5m-27B.10m-54C.m-5.4D.m+5.4
3.某混合物中可能含有甲酸、乙酸、甲醇和甲酸甲酯四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加入新制的Cu(OH)2悬浊液,沉淀不溶解;③与含酚酞
的NaOH溶液共热时,发现红色变浅;则下列结论中正确的是()
A.四种物质都有B.有甲酸甲酯和甲酸
C.有甲酸甲酯和甲醇D.有甲酸甲酯,可能与甲醇
同步练习
1.分子式为C4H8O2的物质
(1)其水溶液显酸性,则其可能的结构简式是
(2)若该物质能水解成B、C两种物质,且B能氧化成C,则其可能的结构简式是
(3)若该物质能发生银镜反应且能水解,则其可能的结构简式是
(4)若该物质能发生银镜反应但不能水解,则其可能的结构简式是
2.下列有机物滴入NaOH溶液中会出现分层现象,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
3.0.1mol阿司匹林(结构简式为)与足量NaOH溶液反应,最多
消耗NaOH的物质的量为()
A.0.1molB.0.2molC.0.3molD.0.4mol
4.具有一个醇羟基的有机物A与8g乙酸充分反应生成了10.2g乙酸某酯,经分析还有2g
乙酸剩余。
下列醇中,可能为A的是()
A.C2H5OHB.C6H5-CH2-OHC.CH3CH(OH)CHOD.CH3CH(OH)CH3
5.可在有机物中引入羟基的反应类型有:
①取代,②加成,③消去,④酯化,⑤氧化,⑥还原。
正确的为()
A.①②③ B.①④⑤⑥ C.①②⑤⑥ D.①②③⑥
6.某有机物的结构简式如图,它在一定条件下可能发生的反应有()
①加成②水解③酯化④氧化⑤中和⑥消去
A.②③④B.①③⑤⑥
C.①③④⑤D.②③④⑤⑥
7.为测定某有机物的分子式和结构简式,进行了下表所列各步实验。
请填写下表的空白:
实验内容
实验结论
①将此有机物燃烧,生成物只有水和CO2
②该有机物最多只能与等物质的量的乙醇反应,生成有水果香气味的液体
③该0.1mol有机物恰好与0.1molBr2反应
④8.6g此有机物溶于水,配成200ml溶液,取出20ml用1mol/LNaOH溶液滴定,消耗10mlNaOH溶液
⑤该有机物中只有一个甲基
结构简式:
8.胆固醇是人体必需的生物活性物质,分子式为C25H45O,一种胆固醇酯是液晶材料,分子
式为C32H49O2,合成这种胆固醇酯的酸是()
A.C6H13COOHB.C6H5COOH
C.C7H15COOHD.C6H5CH2COOH
9.某有机物甲经氧化后得乙(分子式为C2H3O2Cl),而甲经水解可得丙。
1mol丙和2mol乙
反应得一种含氯的酯(C6H8O4Cl2)。
由此推断甲的结构简式为()
A.HCOOCH2ClB.CH2ClCH2OHC.CH2ClCHOD.HOCH2CH2OH
10.现有A、B、C、D、E、F六种化合物,它们分别由下列五种原子团的两种不同基团组成:
—CH3、—OH、—C6H5、—COOH、—CHO。
①A是无色晶体,在空气中会逐渐变成粉红色。
②B、C、F都能发生银镜反应,B、C均能与氢加成变成醇,C的相对分子质量大于B,F的相对分子质量小于D。
③1molD可以与1molNaOH完全反应生成一种化合物,也可与2molNaOH完全反应生成另一种化合物。
D可以与A的钠盐反应生成A。
④E是由B氧化而成。
试回答下列问题:
(1)写出A、D、F的结构简式:
A,B,F
(2)B发生银镜反应的化学方程式
(3)C与氢气反应得化学方程式是
(4)上述具有酸性的化合物中,酸性由强到弱的顺序是
11.在红磷存在时,羧酸跟溴起反应,可以在连接羧基的碳原子上导入溴原子。
例如:
红磷、溴
RCH2COOHRCHBrCOOH
把下列各步变化中指定分子式的有机物的结构简式填入空格内:
1
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