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第七章 有机化合物
第三节 乙醇与乙酸
第1课时 乙醇
学习目标 核心素养
1.知道乙醇的组成、结构、官能团、物理性质及用途。
2.了解烃的衍生物的概念及官能团与性质的关系。
3.会运用乙醇的结构分析其化学性质。 1.宏观辨识与微观探析:能从元素和原子、分子水平认识乙醇的组成、结构、性质和变化,形成“结构决定性质”的观念,能从宏观和微观相结合的视角分析乙醇的性质与用途。
2.科学探究与创新意识:设计实验探究乙醇与钠、乙醇与氧气的催化氧化反应,并能分析、解释有关实验现象。
第1课时 乙醇
[对应学生用书第71页]
一、乙醇的物理性质与分子结构
1.物理性质
颜色 状态 气味 密度 挥发性 水溶性
无 色 液体 有 特殊 香味 比水 小 易挥发 与水以任意比例 互溶
无
特殊
小
互溶
第1课时 乙醇
2.分子结构
分子式 结构式 结构简式 官能团 分子模型
球棍模型 空间充填模型
C2H6O CH3CH2OH 或 C2H5OH 羟基: —OH
C2H6O
CH3CH2OH
C2H5OH
—OH
第1课时 乙醇
二、烃的衍生物与官能团
1.烃的衍生物
烃分子中的 氢原子 被其他原子或原子团所取代而生成的一系列化合物。如一氯甲烷、1,2-二溴乙烷、乙醇、乙酸等。
氢原子
第1课时 乙醇
2.官能团
(1)定义:决定有机化合物 特性 的原子或原子团。
(2)实例
物质 CH3CH2OH CH2CH2 CH≡CH
所含官能团 —OH —C≡C—
官能团的名称 羟基 碳碳双键 碳碳三键
特性
—OH
羟基
碳碳双键
碳碳三键
第1课时 乙醇
第1课时 乙醇
三、乙醇的化学性质及用途
1.乙醇与钠反应
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 无色无味 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
无色无味
水珠
不变浑浊
第1课时 乙醇
实验结论 乙醇与钠反应生成 氢气 ,化学方程式为 2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑
反应实质 钠置换了羟基中的氢生成氢气
跟钠和H2O
反应比较 剧烈程度比水 弱 ,钠沉在乙醇底部,且没有熔化成金属小球
氢气
2CH3CH2OH+
2Na2CH3CH2ONa+H2↑
弱
第1课时 乙醇
2.氧化反应
(1)燃烧
化学方程式: CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O 。
现象:乙醇在空气中燃烧,产生 淡蓝色 火焰,放出 大量的热 。
(2)催化氧化
CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O
淡蓝色
大量的热
第1课时 乙醇
实验
操作
实验现象 红色的铜丝变为 黑色 变为 红色 ,闻到 刺激性 气味
实验结论 乙醇被氧化为乙醛,化学方程式为 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
黑色
红色
刺激
性
2CH3CH2OH+O22CH3CHO
+2H2O
第1课时 乙醇
知识拓展 乙醛中所含官能团为醛基( ,可简写为—CHO),乙醛在适当条件下可被进一步氧化,生成乙酸(CH3COOH)
(3)与强氧化剂反应
反应原理:CH3CH2OH CH3COOH 。
CH3COOH
第1课时 乙醇
3.乙醇的用途
(1)用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料。
(2)用作生产医药、香料、化妆品、涂料等的化工原料。
(3)医疗上常用体积分数为 75% (体积分数)的乙醇溶液作消毒剂。
75%
第1课时 乙醇
2.下列物质不能氧化乙醇的是( )
A.氧气 B.氧化铜
C.酸性重铬酸钾溶液或酸性高锰酸钾溶液 D.硫酸
解析 乙醇可被氧气氧化成二氧化碳和水或乙醛;也可在加热条件下被CuO氧化成乙醛,也可被强氧化剂酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液氧化成乙酸,但不能被硫酸氧化。
答案 D
第1课时 乙醇
[对应学生用书第73页]
要点一 乙醇、水与钠反应的比较
1.如何证明一个乙醇分子中含有一个羟基?
提示:根据1 mol乙醇与足量的金属钠反应产生0.5 mol的氢气,即可证明一个乙醇分子中含有一个羟基。
第1课时 乙醇
2.在处理工业上废弃的金属钠时为什么用乙醇而不用水?
提示:乙醇中的氢氧键断裂比水中的氢氧键断裂难得多,即乙醇羟基中的氢原子不如水分子中的氢原子活泼,即乙醇与钠的反应比水与钠的反应缓慢。
第1课时 乙醇
乙醇、水都能与钠反应,比较如下表:
Na与水反应 Na与乙醇反应
化学方程式 2Na+2H2O2NaOH+H2↑ 2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑
反应实质 水中氢原子被置换 羟基氢原子被置换
现象 声现象 有“嘶嘶”声响 无声响
钠变化 浮、熔、游 沉于底部,慢慢消失
第1课时 乙醇
Na与水反应 Na与乙醇反应
结论 羟基氢的活泼性 H2O>CH3CH2OH
密度大小 ρ(Na)<ρ(H2O) ρ(Na)>ρ(CH3CH2OH)
定量计算关系 2H2O~2Na~H2 2CH3CH2OH~2Na~H2
第1课时 乙醇
[例1] 为了探究乙醇和金属钠反应的原理,做了如下四个实验:
甲:向小烧杯中加入无水乙醇,再放入一小块金属钠,观察现象,并收集产生的气体。
乙:设法检验甲收集到的气体。
丙:向试管中加入3 mL水,并加入绿豆粒大小的金属钠,观察现象。
丁:向试管中加入3 mL乙醚(CH3CH2OCH2CH3),并加入绿豆粒大小的金属钠,发现无任何现象产生。
第1课时 乙醇
(1)乙中检验气体的实验方法: ,得出的结论是 。
(2)从结构上分析,该实验选取水和乙醚作参照物的原因是 。
(3)丙的目的是欲证明 ;
丁的目的是欲证明 ;
根据丙和丁的结果,可以证明乙醇和金属钠反应的化学方程式应为 。
回答以下问题:
第1课时 乙醇
[解析] 乙醇与钠反应产生的气体有可能是H2或O2,若检验该气体,可将收集到的气体靠近明火,若能燃烧且发出爆鸣声,则该气体是氢气,否则是氧气。根据乙醇的结构分析知,选取水和CH3CH2OCH2CH3作参照物的原因是它们分别含有—OH和CH3CH2—;然后再证明羟基上的氢与钠能反应,乙基上的氢与Na不能反应。
[答案] (1)将收集到的气体靠近酒精灯火焰,点燃能燃烧且发出爆鸣声 该气体是氢气
(2)乙醇分子中含有乙基和羟基,而水分子中含羟基,乙醚分子中含有乙基
(3)羟基氢可和钠发生置换反应 乙基上的氢不能和钠发生置换反应
2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑
第1课时 乙醇
第1课时 乙醇
第1课时 乙醇
要点二 从化学键、官能团的角度分析乙醇的化学性质
1.乙醇与钠反应过程中,乙醇分子断什么键?
提示:断O—H键。
第1课时 乙醇
2.甘油( )能否发生催化氧化反应?若能反应最终产物是什么?
提示:能。产物为 。
第1课时 乙醇
1.乙醇的结构特点、断键位置与性质的关系
第1课时 乙醇
2.乙醇催化氧化反应的实质
总的化学方程式:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,反应中铜(也可用银)作催化剂。
第1课时 乙醇
3.醇的催化氧化反应规律
醇在有催化剂(铜或银)存在的条件下,可以发生催化氧化反应生成醛,但并不是所有的醇都能被氧化生成醛。
第1课时 乙醇
醇的结构 氧化情况及产物
含有R—CH2OH(R代表烃基)结构 都能被氧化成醛R—CHO
含有 结构 也能被氧化,但生成物不是醛,而是酮( )
含有 结构 不能被催化氧化
第1课时 乙醇
第1课时 乙醇
第1课时 乙醇
第1课时 乙醇
第1课时 乙醇
第1课时 乙醇
第1课时 乙醇
第1课时 乙醇
第1课时 乙醇
第1课时 乙醇
第1课时 乙醇
第1课时 乙醇
第1课时 乙醇
3.下列说法中正确的是( )
A.羟基与氢氧根有相同的化学式和电子式
B.乙醇是含—OH的化合物
C.常温下,1 mol乙醇可与足量的Na反应生成11.2 L H2
D.已知乙醇的结构式如图所示,则乙醇催化氧化时断裂的化学键为②③
第1课时 乙醇
解析 羟基的化学式是—OH,电子式是 ,氢氧根的化学式是OH-,电
子式是 ,A项错误;1 mol乙醇与足量的Na反应可以生成0.5 mol H2,在标准状况下是11.2 L,C项错误;乙醇发生催化氧化时断裂的化学键应为①③,D项错误。
答案 B
第1课时 乙醇
4.“对酒当歌,人生几何”“劝君更尽一杯酒,西出阳关无故人”“何以解忧,唯有杜康”等有关于酒的中国古诗词比比皆是,在历史长河中,酒不仅是一种具体的物质,而且成了一种文化的象征。酒的主要成分是一种常见的有机物——乙醇。
(1)乙醇是无色、有特殊香味的液体,密度比水 。
(2)工业上用乙烯与水反应可制得乙醇,该反应的化学方程式为 (不要求写反应条件)。
第1课时 乙醇
(4)乙醇能够发生氧化反应:
(3)属于乙醇的同分异构体的是 (选填编号)。
A. B.
C.甲醇 D.CH3—O—CH3E.HO—CH2CH2—OH
①46 g乙醇完全燃烧消耗 mol氧气。
②乙醇在铜作催化剂的条件下可被氧气氧化为乙醛,反应的化学方程式为 。
第1课时 乙醇
解析 (3)和乙醇互为同分异构体的物质应和乙醇有相同的分子式和不同的结构,符合条件的是D。
答案 (1)小 (2)CH2CH2+H2OCH3CH2OH
(3)D (4)①3 ②2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
第1课时 乙醇
1.下列关于乙醇的叙述不正确的是( )
A.乙醇易挥发
B.密度比水小,沸点比水高
C.乙醇是烃的含氧衍生物
D.用96%酒精溶液与生石灰通过加热蒸馏的方法制无水酒精
答案 B
1.(山西太原高一月考)下列有关金属钠在水中和乙醇中反应情况的对比,正确的是( )
A.钠能置换出水分子中所有的H,却只能置换出乙醇分子中羟基上的H
B.钠无论与水反应还是与乙醇反应都浮在液面上
C.钠无论与水反应还是与乙醇反应都要放出热量
D.钠在乙醇中反应更剧烈,是因为乙醇分子中含有的氢原子比水分子中的多
解析 钠的密度比水小、比乙醇大,性质活泼,与水反应生成氢氧化钠和氢气,与乙醇反应生成乙醇钠和氢气,与水反应较为剧烈。钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,不能置换出水分子中所有的H,A错误;钠的密度比水小、比乙醇大,钠与乙醇反应时,不浮在液面上,B错误;钠与水、乙醇的反应中钠都逐渐熔化,故两反应均为放热反应,C正确;钠与水反应较为剧烈,D错误。
答案 C
[例2] (陕西咸阳高一期中)下列对乙醇发生反应时的反应条件、断键位置及主要有机产物的叙述不正确的是( )
选项
反应
条件
断键
位置
主要有机产物
乙醇的
分子结构
A.与钠
反应
常温
①
CH3CH2ONa
B.催化
氧化
Cu或Ag
作催化剂
①③
CH3CHO
C.酯化
反应
浓硫酸,
加热
②
RCOOCH2CH3
(R为烃基)
D.生成
乙醚
浓硫酸,
140 ℃
①②
CH3CH2OCH2CH3
[解析] 乙醇常温下与钠发生置换反应,生成氢气,断①键,A正确;乙醇在Cu或Ag作催化剂的条件下发生催化氧化,断①③键,B正确;乙醇发生酯化反应,反应规律是“酸脱羟基醇脱氢”,断①键,C错误;乙醇发生分子间脱水,生成乙醚,断①②键,D正确。
[答案] C
2.某醇在铜作催化剂的条件下和氧气反应生成的产物为,则该醇为( )
解析 能被催化氧化生成相同碳原子数醛的醇,在分子中应含有—CH2OH结构,则该醇的结构为,故选A;B、D项中的醇不能被催化氧化生成醛;C项中的醇,其催化氧化生成的醛为。
答案 A
[对应学生用书第75页]
1.(河北张家口尚义一中高一段考)中国是酒的故乡,有着深厚的酒文化。酒精的学名是乙醇,下列有关说法错误的是( )
A.乙醇分子的球棍模型为
B.乙醇属于烃的衍生物
C.乙醇能使酸性KMnO4溶液褪色
D.要制得无水乙醇应加入生石灰蒸馏
解析 乙醇结构简式为CH3CH2OH,原子半径大小顺序是C>O>H,表示碳原子的球应大于表示氧原子的球,A错误。
答案 A
2.(陕西咸阳高一期中)化合物M()是合成药物盐酸沙格雷酯的中间体,M中含有的官能团为( )
A.酯基、羟基、碳碳双键
B.苯环、羟基、酯基
C.醛基、羟基、碳碳双键
D.苯环、羟基、碳碳双键
解析 化合物M中含有羟基、醛基和碳碳双键这三种官能团,苯环不是官能团,故选C。
答案 C
$$