3.3.1 乙醇（Word导学案）-【步步高】2023-2024学年高一化学必修第二册学习笔记（鲁科版2019，京粤闽皖豫宁陕）

第3节　饮食中的有机化合物 第1课时　乙醇 [核心素养发展目标]　1.认识乙醇的组成及结构，知道乙醇的官能团是羟基，形成“结构决定性质”的观念，培养“宏观辨识与微观探析”的能力。2.认识乙醇的主要物理性质并掌握乙醇的主要化学性质，能从多角度动态地分析乙醇的化学变化，培养“变化观念”的学科素养。3.认识乙醇的官能团和性质间的关系，能根据乙醇结构对性质进行实验探究，培养“科学探究与创新意识”。 一、乙醇的物理性质及分子结构 1．乙醇的物理性质 颜色 气味 状态 密度 溶解性 挥发性 无色 特殊香味 液体 比水小 和水以任意比例互溶 易挥发 思考1　下列对生活中乙醇的描述和应用分别体现了乙醇有哪些物理性质？ (1)病人发烧通常用酒精擦拭全身的方法降温。 (2)衣服上沾有少许汽油用酒精可以去除。 (3)酒香不怕巷子深。 (4)白酒的主要成分是乙醇和水。 (5)酒精灯用完后要盖上灯帽。 (6)用酒泡中药(药酒)——如泡枸杞。 提示　(1)易挥发　(2)优良的有机溶剂　(3)易挥发、有特殊香味　(4)易溶于水　(5)易挥发　(6)优良的有机溶剂 2．乙醇的分子结构 思考2　请完成关于—OH和OH－的表格填空。 羟基 氢氧根离子 电子式 电性 中性 带一个单位负电荷 电子数 9 10 质子数 9 9 来源 水分子失去一个氢原子后的剩余部分 水分子失去H＋后的剩余部分 存在 不能独立存在，必须和其他原子或原子团结合 存在于溶液或离子化合物中 1．判断正误 (1)乙醇可以看作乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代，故乙醇为烃(　×　) 提示　乙醇分子中含有氧元素，为烃的衍生物。 (2)乙醇的分子结构中含有氢氧根离子(OH－)，故乙醇应呈碱性(　×　) 提示　乙醇分子中不含氢氧根离子，含有羟基(—OH)，为中性基团，乙醇呈中性。 (3)乙醇的官能团为—OH，决定了乙醇的化学特性(　√　) 提示　羟基(—OH)是乙醇的官能团，决定了乙醇的化学特性。 (4)可以用分液的方法分离酒精和水的混合物(　×　) 提示　酒精和水互溶，无法用分液法分离，可用蒸馏法分离。 (5)乙醇是优良的有机溶剂，可以萃取溴水中的溴(　×　) 提示　乙醇和水互溶，不能作萃取剂萃取溴水中的溴。 2.某有机物(含C、H、O)分子结构如图所示，有关该有机物说法正确的是________(填序号)。 ①该有机物含有取代基团OH－ ②该有机物分子中碳和氢原子个数比为1∶3 ③该有机物的同分异构体的结构简式为CH3—O—CH3 ④该有机物溶于水呈酸性 ⑤该有机物分子中有3种类型的氢原子，都能电离出H＋ ⑥工业上获取无水该有机物的方法，常加入新制的生石灰，再进行蒸馏 答案　②③⑥ 解析　根据题给球棍模型可知，该有机物为CH3CH2OH，官能团为—OH，①错误；分子中碳原子和氢原子个数比为2∶6，即1∶3，②正确；CH3CH2OH的同分异构体为CH3—O—CH3，③正确；乙醇溶于水，溶液呈中性，④错误；根据分子结构，CH3CH2OH分子中含3种类型的氢原子，均不能发生电离，⑤错误；要得到无水乙醇，工业上常加入新制生石灰，再进行蒸馏，⑥正确。 二、乙醇的化学性质及用途 1．氧化反应 (1)燃烧 现象：乙醇在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量的热。 化学方程式：C2H5OH＋3O22CO2＋3H2O。 (2)催化氧化 实验操作 实验现象 红色的铜丝变黑色变红色 试管中的液体有刺激性气味 实验原理 ①2Cu＋O22CuO(铜丝变黑) ②CH3CHO＋H2O＋Cu(铜丝由黑变红) 实验结论 乙醇被氧化为乙醛，化学方程式为 2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O (3)被强氧化剂氧化 现象：乙醇能使酸性KMnO4溶液褪色。 结论：CH3CH2OH乙酸。 思考1　已知乙醛的结构式为，结合乙醇的结构，乙醇在发生催化氧化时断裂的化学键有哪些？是不是所有的醇都能被催化氧化生成醛？ 提示　断裂的为氧氢共价键和与羟基相连的碳氢共价键，即：；并不是所有的醇都能被氧化为醛，只有在分子结构中含有—CH2OH的醇类才能被氧化为醛。 2．乙醇和钠的反应 实验操作 实验现象 ①钠开始沉于试管底部，最终慢慢消失，产生无色可燃性气体； ②烧杯内壁有水珠产生； ③向烧杯中加入澄清石灰水，不变浑浊 实验结论 乙醇与钠反应生成H2，化学方程式为2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑ 思考2　钠与乙醇反应置换乙醇中的哪种氢原子？1 mol完全反应生成多少摩尔H2? 提示　羟基上的氢原子；1 mol H2。 3．乙醇的用途 (1)乙醇可用作燃料。 (2)用于造酒原料、有机溶剂及化工原料等。 (3)医疗上用75%(体积分数)的乙醇溶液杀菌、消毒。 1．判断正误 (1)乙醇能使酸性KMnO4溶液褪色(　√　) 提示　乙醇能被酸性KMnO4溶液氧化为乙酸，使KMnO4溶液的紫红色褪去。 (2)乙醇与钠反应比水与钠反应缓慢，说明乙醇分子中羟基上的氢原子不如水分子中的氢原子活泼(　√　) (3)1 mol乙醇和足量的钠反应，能生成3 mol氢气(　×　) 提示　乙醇中只有羟基上的氢原子可以和钠反应，1 mol乙醇和钠反应生成0.5 mol氢气。 (4)CH3CH2OH在Cu作催化剂的条件下被O2氧化为乙酸(　×　) 提示　CH3CH2OH在Cu作催化剂加热条件下生成乙醛。 (5)乙醇与钠反应可以产生氢气，说明乙醇显酸性(　×　) 2.乙醇分子中的各种化学键如图所示，关于乙醇在各种反应中断裂键的说法不正确的是(　　) A．和金属钠反应时①键断裂 B．在铜催化共热下与O2反应时断裂①键和③键 C．在铜催化共热下与O2反应时断裂①键和⑤键 D．在空气中完全燃烧时断裂①②③④⑤键 答案　C 解析　根据乙醇的结构，在和钠反应时①键断裂，在铜催化共热下与O2反应时应为①和③键断裂，C错误；燃烧则①②③④⑤键全部断裂。 3.在加热条件下，乙醇转化为有机物R的过程如图所示，下列说法错误的是(　　) A．R的分子式为C2H4O B．乙醇发生还原反应 C．反应过程中固体有红黑交替变化的现象 D．乙二醇(HO—CH2—CH2—OH)也能发生类似的反应 答案　B 解析　根据图中的转化过程可知：氧化铜与乙醇发生反应生成铜与R，该反应中铜元素的化合价降低，氧化铜发生还原反应，则乙醇发生氧化反应生成乙醛(CH3CHO)，故R的分子式为C2H4O，A项正确、B项错误；铜为红色，与氧气发生反应生成黑色的氧化铜，黑色的氧化铜再与乙醇发生反应生成红色的铜，所以反应过程中固体有红黑交替变化的现象，C项正确；乙二醇分子中与羟基直接相连的碳原子上有氢原子，也能发生催化氧化生成乙二醛，D项正确。 题组一　乙醇的物理性质及用途 1．下列有关乙醇的表述不正确的是(　　) A．乙醇的空间填充模型为 B．乙醇的分子式为C2H6O C．乙醇的结构简式为CH3CH2OH D．羟基的电子式为 答案　A 解析　A中图为乙醇的球棍模型，错误。 2．下列有关乙醇的说法错误的是(　　) A．钠的密度大于乙醇，实验室可用乙醇保存金属钠 B．可用无水CuSO4检验工业酒精中是否含水 C．乙醇不能萃取出溴水中的溴 D．分离乙醇和水常用蒸馏的方法 答案　A 解析　钠可以和乙醇发生反应生成乙醇钠和氢气，故不能用乙醇保存金属钠，A项错误；无水CuSO4可以和水反应生成蓝色晶体，故可检验乙醇中是否含水，B正确；乙醇和水互溶，故乙醇不能萃取溴水中的溴，C正确；乙醇和水的沸点不同，故可以用蒸馏的方法分离乙醇和水，D正确。 3．下列有关酒精的说法错误的是(　　) A．医用酒精中乙醇的体积分数为75% B．向空气中喷洒大量酒精进行消毒，存在安全隐患 C．用工业酒精(含有甲醇)勾兑的酒不能饮用 D．酒精与84消毒液混合，可增强消毒效果 答案　D 解析　酒精易燃烧，向空气中喷洒大量酒精遇到明火会发生爆炸或引起火灾，存在安全隐患，B项正确；工业酒精中含有甲醇，甲醇有毒，故用工业酒精勾兑的酒不能饮用，C项正确；84消毒液具有氧化性，能将具有还原性的物质酒精氧化，同时降低了自身的消毒效果，D项错误。 题组二　乙醇的结构 4．有机物Ⅰ和Ⅱ的结构式如下，下列说法不正确的是(　　) A．Ⅰ和Ⅱ互为同分异构体 B．Ⅰ和Ⅱ物理性质有所不同 C．Ⅰ和Ⅱ化学性质相同 D．Ⅰ和Ⅱ所含元素的质量分数相同 答案　C 解析　Ⅰ和Ⅱ两者结构不同，分子式都为C2H6O，互为同分异构体，因为官能团不同，化学性质不相同，故C错误。 5.乙醇的球棍模型如图所示，下列有关乙醇的说法中，不正确的是(　　) A．乙醇属于烃的衍生物，其结构简式为CH3CH2OH B．乙醇可看作乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代后的产物 C．乙醇与二甲醚(CH3OCH3)燃烧的产物相同 D．乙醇和乙烷都含有乙基(—CH2CH3)，故其化学性质相似 答案　D 解析　乙醇和乙烷都含有乙基(—CH2CH3)，但羟基(—OH)是乙醇的官能团，其决定乙醇的化学性质，而乙烷不含官能团，显然二者的化学性质不同。 6．下列有机物和乙醇具有相同官能团的是(　　) A．苯乙烯() B．丙三醇() C．丙酮() D．乙醚(CH3CH2—O—CH2CH3) 答案　B 解析　苯乙烯含有，官能团和乙醇不同，丙三醇含有—OH，官能团和乙醇相同，丙酮含有，官能团和乙醇不同，乙醚中含有，官能团和乙醇不同，故选B。 题组三　乙醇的化学性质 7．酒后驾车是引发交通事故的重要原因之一。交警对驾驶员进行呼气酒精检测的原理是橙色的酸性K2Cr2O7溶液遇乙醇迅速生成蓝绿色的Cr3＋。下列对乙醇的描述与此测定原理有关的是(　　) ①乙醇的沸点低　②乙醇的密度比水小　③乙醇有还原性　④乙醇的组成中含有氧元素 A．②④ B．②③ C．①③ D．①④ 答案　C 解析　①乙醇的沸点低，易挥发，若饮酒，呼出的气体中含有乙醇，与测定原理有关；②乙醇的密度比水小，与测定原理无关；③K2Cr2O7遇乙醇迅速生成蓝绿色的Cr3＋，Cr元素的化合价由＋6价降低为＋3价，K2Cr2O7被还原，则乙醇具有还原性，与测定原理有关；④乙醇的组成中含有氧元素，与测定原理无关。 8．将质量为m g的铜丝燃烧变黑，立即放入下列物质中，能使铜丝变红，且质量仍为m g的是(　　) A．盐酸 B．酒精 C．稀硫酸 D．二氧化碳 答案　B 解析　铜丝燃烧生成黑色的CuO，如遇稀硫酸和盐酸，发生反应：CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O，使质量减少；遇酒精又生成Cu单质，质量不变。 9．乙醇催化氧化制取乙醛(沸点为20.8 ℃，能与水混溶)的装置(夹持装置已略)如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．向蒸馏烧瓶中滴入H2O2溶液前需打开K B．实验开始时需先加热②，再通入O2，然后加热③ C．装置③中发生的反应为2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O D．实验结束时需先将④中的导管移出，再停止加热 答案　B 解析　A对，向蒸馏烧瓶中滴入H2O2溶液前需打开K，避免生成的氧气使装置内压强过大；B错，实验时应先加热③，以起到预热的作用，使乙醇充分反应；C对，催化条件下，乙醇可被氧化生成乙醛，发生的反应为2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O；D对，实验结束时需先将④中的导管移出，再停止加热，以避免发生倒吸。 10．(2022·潍坊高一检测)探究乙醇性质的实验中，下列描述正确的是(　　) A．金属钠沉在乙醇液面之下，熔化成小球，剧烈反应 B．向乙醇的水溶液中滴入几滴酚酞，溶液变红色 C．将灼热的铜丝伸入乙醇中，铜丝溶解，生成刺激性物质 D．向乙醇中滴加酸性KMnO4溶液，紫红色褪去 答案　D 解析　乙醇中羟基上的氢的活泼性小于水中氢的活泼性，所以钠与乙醇反应较缓慢，不会熔化成小球，故A错误；乙醇不显碱性，向其水溶液中滴入几滴酚酞，溶液不变红色，故B错误；将灼热的铜丝伸入乙醇中，铜丝表面由黑色变为红色，不会溶解，故C错误；乙醇具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故D正确。 11．下列说法不正确的是(　　) A．体积分数为75%的乙醇水溶液，可用于杀菌、消毒 B．1 mol乙醇与足量Na反应生成标准状况下11.2 L的H2 C．苯中含有少量乙醇，加水可除去乙醇 D．用乙醇作萃取剂可以将碘从碘水中萃取出来 答案　D 解析　乙醇和水互溶，不能将碘从碘水中萃取出来。 12．乙醇能发生如下反应： ①CH3CH2OH＋3O22CO2＋3H2O； ②2Cu＋O22CuO，CH3CH2OH＋CuOCH3CHO＋H2O＋Cu。 由以上反应得出的结论错误的是(　　) A．由反应①②可知，条件不同，乙醇与O2反应的产物不同 B．由反应②可知，Cu是乙醇氧化生成乙醛的催化剂 C．由反应①可知，乙醇燃烧时，碳碳键、碳氢键、碳氧键、氢氧键均断裂 D．由反应②可知，乙醇氧化为乙醛时，只断开氢氧键 答案　D 解析　由反应①可知，乙醇在氧气中燃烧生成CO2和H2O；由反应②可知，乙醇与O2在铜作催化剂的条件下反应生成CH3CHO和H2O。条件不同，乙醇与O2反应的产物不同，故A正确；由反应②可知，Cu参与反应，但在反应前后质量和化学性质不变，是催化剂，故B正确；由反应①可知，乙醇燃烧时，碳碳键、碳氢键、碳氧键、氢氧键均断裂，故C正确；由反应②可知，乙醇氧化为乙醛时，断开了氢氧键、碳氢键，故D错误。 13．(2022·襄阳高一检测)为探究乙醇与金属钠反应得到的H2中是否混有乙醇，设计实验装置如图。下列说法错误的是(　　) A．实验前需检查装置气密性 B．实验过程中，可观察到钠粒表面有气泡产生 C．若H2中混有乙醇，则可观察到涂有澄清石灰水的烧杯内壁变浑浊 D．将涂有澄清石灰水的烧杯换成干燥的烧杯，可以检验是否有H2生成 答案　D 解析　有气体参加的或制取气体的反应装置在实验前都需检查装置气密性，A正确；Na的金属活动性强，能够与水或乙醇反应产生氢气，故实验过程中，可观察到钠粒表面有气泡产生，B正确；H2燃烧产生H2O，不能使澄清石灰水变浑浊，乙醇燃烧产生CO2和H2O，CO2能够使澄清石灰水变浑浊，故若H2中混有乙醇，可观察到涂有澄清石灰水的烧杯内壁变浑浊，C正确；无论是乙醇还是H2燃烧都会产生H2O，D错误。 14．有机物的结构可用键线式表示，如CH2==CHCH==CH2可表示为。香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料，其键线式为，下列有关香叶醇的叙述正确的是(　　) A．香叶醇的分子式为C10H18O B．不能使溴的四氯化碳溶液褪色 C．不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D．能发生加成反应，不能发生取代反应 答案　A 解析　香叶醇中含“”和“—OH”，碳碳双键能使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色，能发生加成反应，羟基能发生取代反应。 15．在探究乙醇的有关实验中，得出的结论正确的是(　　) 选项 实验步骤及现象 实验结论 A 在酒精试样中加入少量CuSO4·5H2O，搅拌，试管底部有蓝色晶体 酒精试样中一定含有水 B 在乙醇燃烧火焰上方罩一冷的干燥烧杯，内壁有水珠出现，另罩一内壁涂有澄清石灰水的烧杯，内壁出现白色沉淀 乙醇由C、H、O三种元素组成 C 将灼烧后表面变黑的螺旋状铜丝伸入约50 ℃的乙醇中，铜丝能保持红热一段时间 乙醇催化氧化反应是放热反应 D 在0.01 mol金属钠中加入过量的乙醇充分反应，收集到标准状况下气体112 mL 乙醇分子中有1个氢原子与氧原子相连，其余与碳原子相连 答案　C 解析　CuSO4·5H2O不能再结合水，加入到酒精试样中后无现象，故无法证明酒精中是否含水，A错误；由现象知，乙醇燃烧生成CO2和H2O，可以说明乙醇中含有C和H元素，但不能确定是否含有氧元素，B错误；由现象“铜丝能保持红热一段时间”，可以说明反应为放热反应，C正确；0.01 mol Na和过量乙醇充分反应生成标准状况下112 mL氢气，但因为乙醇过量，无法确定就是一个H与O相连，D错误。 16．某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。(注：乙醇、乙醛沸点低且易挥发) (1)实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象，请写出相应的化学方程式：____________。在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行，说明该乙醇氧化反应是________反应。 (2)甲和乙两个水浴的作用不相同。 甲的作用是________；乙的作用是_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)反应进行一段时间后，试管a中能收集到不同的物质，它们是________；集气瓶中收集到的气体的主要成分是________________。 答案　(1)2Cu＋O22CuO、CH3CH2OH＋CuOCH3CHO＋H2O＋Cu　放热 (2)加热　冷却　(3)乙醛、乙醇、水　氮气 解析　(1)在乙醇的催化氧化实验中，Cu作催化剂，反应过程中，红色的Cu先生成黑色的CuO，黑色的CuO又被乙醇还原为红色的Cu。有关的化学方程式为2Cu＋O22CuO、CuO＋CH3CH2OHCu＋CH3CHO＋H2O。(2)甲中水浴加热的目的是获得平稳的乙醇气流，乙中冷水浴的目的是为了冷凝乙醛。(3)生成的CH3CHO和H2O以及挥发出来的乙醇进入试管a被冷凝收集。 17．经测定乙醇的分子式是C2H6O，由于有机化合物普遍存在同分异构现象，推测乙醇分子的结构可能是下列两种之一： Ⅰ.　Ⅱ. 为确定其结构，应利用物质的特殊性质进行定性、定量实验。现给出乙醇、钠、水及必要的仪器，甲、乙、丙三名学生利用如图所示装置进行实验确定乙醇分子的结构。图中量气装置由甲、乙两根玻璃管组成，它们用橡皮管连通，并装入适量水。甲管有刻度(0～200 mL)，供量气用；乙管可上下移动，以调节液面高低。 (1)学生甲得到一组实验数据： 乙醇的物质的量 氢气的体积(标准状况下) 0.01 mol 0.112 L 根据以上数据推断，乙醇的结构应为__________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)，原因是_____________ ________________________________________________。 (2)学生乙认为：为了较准确地测量氢气的体积，除了必须检查整个装置的气密性外，在读取反应前后甲管中液面读数的过程中，应注意__________(填字母)。 a．视线与凹液面最低处相平 b．等待片刻，待乙管中液面不再上升时，立刻读数 c．读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平 d．读数时不一定使甲、乙两管液面相平 (3)学生丙不想通过称取乙醇的质量来确定乙醇的物质的量，那么他还需要知道的数据是____________________________________。 答案　(1)Ⅰ　乙醇和钠反应产生氢气，由表格中数据可知0.01 mol乙醇与钠反应产生0.005 mol氢气，说明1个乙醇分子中只有1个氢原子与其他氢原子不同，可确定乙醇分子的结构为Ⅰ　(2)ac　(3)乙醇样品的密度 解析　(1)Ⅰ中有5个氢原子直接与碳原子形成C—H键，有1个氢原子直接与氧原子形成O—H键，Ⅱ中6个氢原子全部与碳原子形成C—H键。与足量的钠反应，若乙醇分子的结构是Ⅰ，则有4种可能情况：①6个氢原子全部反应；②有5个氢原子反应；③只有1个氢原子反应；④都不反应。若乙醇分子的结构是Ⅱ，则只有2种可能的情况：①6个氢原子全部反应；②都不反应。分析实验数据可知，只有1个氢原子被置换出来，显然乙醇分子的结构应为Ⅰ。(2)在读数时，仰视和俯视都会对读数的准确性造成影响，因此一定要平视凹液面最低处；若甲、乙两管液面不相平，则仪器内部的压强与外部大气压不同，会造成误差，因此读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平。(3)如果不直接称取乙醇的质量，可以用量筒或其他仪器量出乙醇的体积，然后用其体积乘以密度求出质量，再进一步确定其物质的量。 学科网（北京）股份有限公司 $$