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正禾一本通
一轮总复习
多媒体课件
英语(人教版)
第七章 有机化合物
第三节 乙醇与乙酸
第1课时 乙醇
任务一
乙醇的结构与物理性质
教材基础·预习
任务二
乙醇的化学性质
教材基础·预习
核心能力·探究
课下巩固训练(十八)
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学习目标
素养解读
1.认识乙醇的结构及其主要性质与应用。
2.结合实例认识官能团与性质的关系,知道有机物之间在一定条件下是可以转化的
能从原子、分子水平分析乙醇及其反应的微观特征,推测其他醇类物质的性质,发展宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养
1.乙醇的组成与结构
分子式
结构式
结构简式
2.乙醇的物理性质
色、态
气味
密度
挥发性
水溶性
无色液体
比水
挥发
与水以任意
比例互溶
C2H6O
CH3CH2OH(或C2H5OH)
特殊香味
小
易
碳碳双键
碳碳三键
1个氢原子
—CH3
—CH2CH3
3.烃的衍生物与官能团
(1)烃的衍生物
烃分子中的 被其他原子或原子团所取代而生成的一系列化合物。
(2)官能团
决定有机化合物特性的 。 是醇类物质的官能团。
和 分别是烯烃和炔烃的官能团。
(3)烃基
烃分子失去 后的剩余部分叫烃基,可以用—R表示。如:甲基可表示为 ,乙基可表示为 。
氢原子
原子或原子团
羟基
【易错辨析】
(1)—OH与OH-的核外电子数相同( )
(2)烃的衍生物与其母体化合物相比,其性质因分子中取代基团的存在而不同( )
(3)羟基是醇类物质的官能团,决定醇类物质的化学性质( )
(4)烃的衍生物一般可看作由烃基和官能团相互结合而成,如CH3Cl是由—CH3和—Cl组成的( )
×
√
√
√
【对点练】
考向1 乙醇的结构与物理性质
1.下列有关乙醇的表述正确的是( )
A.乙醇分子中含有甲基,甲基的电子式为
B.乙醇的结构简式为C2H6O
C.乙醇分子中羟基的电子式为
D.乙醇分子的空间填充模型为
解析:选D。甲基的电子式为 ,A项错误;乙醇的结构简式
为CH3CH2OH或C2H5OH,B项错误;羟基的电子式为 ,为中性基团,C项错误。
2.下列有关乙醇的物理性质的应用不正确的是( )
A.由于乙醇的密度比水小,故乙醇中的水可以通过分液的方法除去
B.由于乙醇能够溶解很多有机物和无机物,故可用乙醇提取中药的有效成分
C.由于乙醇能够以任意比溶解于水中,故酒厂可以勾兑各种浓度的酒
D.由于乙醇容易挥发,故有“酒香不怕巷子深”的说法
解析:选A。乙醇与水能按任意比例互溶,故它们混合在一起不能用分液的方法进行分离,A错误。
考向2 烃的衍生物与官能团
3.决定乙醇主要化学性质的原子或原子团是( )
A.羟基
B.乙基(—CH2CH3)
C.氢氧根离子
D.氢离子
解析:选A。决定乙醇性质的原子团为羟基,羟基为乙醇的官能团。
4.下列物质中含有两种官能团的是( )
A.氯乙烯(CH2===CHCl)
B.苯乙烯( )
C.丙三醇( )
D.甲苯( )
解析:选A。决定有机化合物特性的原子或原子团叫做官能团。氯乙烯中含有和碳氯键两种官能团;苯乙烯中含有一种官能团;丙三醇中含有—OH一种官能团;甲苯中没有官能团。
人际交往中美酒必不可少。但研究表明50%~60%的交通事故与酒后驾驶有关,交警对驾驶员进行呼气酒精检测的原理是橙红色的酸性重铬酸钾溶液与呼出的酒精迅速反应生成蓝绿色的Cr3+, 。用酒精监测仪检测酒精含量,利用了乙醇的哪些性质?乙醇还有哪些重要用途?
提示:利用酒精监测仪检测酒精含量,利用了乙醇的挥发性和还原性。乙醇还被用作燃料、溶剂、消毒剂(75%的乙醇溶液)等。
水珠
不变
H2
2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑
1.乙醇的化学性质
(1)与钠的反应[实验7-4]
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 产生;
③澄清石灰水 浑浊
实验
结论
乙醇与钠反应生成 ,
化学方程式为
红
刺激性
(2)氧化反应
①燃烧
化学方程式
现象
产生 火焰,放出大量的热
②催化氧化[实验7-5]
实验操作
实验现象
灼烧时铜丝由红变 ,插入乙醇后又变 ;反复几次后,液体散发出 气味
淡蓝色
黑
实验
结论
乙醇在加热和有催化剂(如Cu 或Ag )存在等条件下,被氧
化生成了 ,化学方程式为
乙醛
乙醛的官能团是醛基( 或—CHO),适当的条件下可以被氧化为乙酸(CH3COOH)
(3)与强氧化剂反应
CH3CH2OHCH3COOH
2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O
乙醛
2.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、涂料的化工原料。
(3)医疗上常用体积分数为 的乙醇溶液作消毒剂。
75%
【易错辨析】
(1)乙醇分子式为C2H6O,故1 mol乙醇和足量的钠反应,可生成3 mol氢气( )
(2)乙醇和金属钠反应时,是乙醇分子中的O—H断裂( )
(3)乙醇分子中羟基上的氢原子不如水中的氢原子活泼( )
(4)乙醇催化氧化生成乙醛,乙醇能使酸性KMnO4溶液褪色,上述乙醇都表现还原性( )
×
√
√
√
问题1.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:乙醇羟基中的氢原子不如水分子中的氢原子活泼,因而乙醇与钠的反应比水与钠的反应缓和。
问题2.已知某有机物的分子式为C2H6O,根据各原子的成键特点可写出两种可能的结构式: ,如何确定该有机物的结构是哪一种?
提示:可以加入适量的钠,如果有气体生成,证明含有羟基,为
。
【要点归纳】
1.乙醇的结构特点、断键与性质的关系
2.钠与乙醇、水反应的比较
项目
与水反应
与乙醇反应
反应的化学方程式
2Na+2H2O===
2NaOH+H2↑
2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑
反应实质
水中氢原子被置换
羟基氢原子被置换
现象
浮、熔、游、响
无声响,沉于底部、不熔化
结论
羟基氢原子的活泼性
H2O>CH3CH2OH
密度大小
ρ(Na)<ρ(H2O)
ρ(Na)>ρ(CH3CH2OH)
化学定量计算关系
2H2O~2Na~H2
2CH3CH2OH~2Na~H2
3.乙醇与钠反应的应用
根据数量关系2—OH~2Na~H2,可以依据产生氢气的物质的量来判断醇分子中的羟基的数目。
4.醇的催化氧化反应
(1)反应实质
乙醇分子脱去羟基上的氢原子以及与羟基直接相连的碳原子上的氢原子形成碳氧双键,脱下的氢原子与氧化铜中的氧原子结合成水,使氧化铜变成铜。
(2)规律
①凡是含有R—CH2OH(R代表烃基)结构的醇,在一定条件下都能被氧化成醛。
2R—CH2OH+O22R—CHO+2H2O
②凡是含有 结构的醇,在一定条件下也能被氧化,但生成
物不是醛,而是酮( )。
③凡是含有 结构的醇通常情况下不能被催化氧化。
【典例分析】
【典例】 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明不正确的是( )
A.和金属钠反应时键①断裂
B.在铜或银催化共热下与O2反应时断裂①和③
C.在铜或银催化共热下与O2反应时断裂①和⑤
D.在空气中完全燃烧时①②③④⑤都断裂
答案:C
【对点练】 5.根据乙醇的性质可以推测异丙醇( )的性质,下列说法不正确的是( )
A.异丙醇能在空气中燃烧
B.异丙醇能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.异丙醇可与金属钠发生反应生成异丙醇钠和氢气
D.异丙醇在加热和有催化剂(Cu或Ag)存在的条件下,能被氧气氧化为丙醛
解析:选D。异丙醇中与羟基相连的碳原子上只有一个氢原子,在加热和有催化剂(Cu或Ag)存在的条件下,能被氧气氧化为丙酮,故D项错误。
6.某实验小组用下列装置进行乙醇的实验,试回答下列问题:
(1)A中发生反应的化学方程式为__________________________,
还可以用________代替MnO2的作用。
(2)实验过程中M处铜丝网有红色和黑色交替出现的现象,请用化学方程式解释原因。
现象①红色变黑色:___________________________________;
现象②黑色变红色:__________________________________,
该反应类型为________________________。
(3)由于反应速率不易控制,在F装置中有可能产生倒吸,所以F装置可改用________装置(填字母)。
(4)实验室可对E部分采取合理的操作方法以防止安全隐患,请对此提出你的意见:_________________________。
解析:(4)乙醇催化氧化的反应是放热反应,反应放出的热量能够维持反应的进行,不必在E处持续加热。
答案:(1)2H2O22H2O+O2↑ FeCl3
(2)2Cu+O22CuO
CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O 氧化反应
(3)ab
(4)在反应开始后撤去E处酒精灯或不用E处酒精灯,反应开始时把红热的铜丝网直接放入E装置
课堂加练·课后检测
【课堂加练题组】
1.将两块相同的钠分别投入等量的乙醇和水中,下列说法错误的是( )
A.与甲相比,乙中钠块很快熔化成光亮的小球
B.钠块沉在乙醇液面下,说明乙醇的密度比钠小
C.乙比甲反应缓和,说明乙醇羟基中的氢原子不如水分子中的氢原子活泼
D.甲、乙烧杯外壁均发热,说明两个反应均放热
解析:选A。Na的密度比乙醇的密度大,乙中Na沉在底部,且钠的熔点比乙醇的沸点高,钠在乙醇中反应不会熔化成小球,A项错误、B项正确;乙醇羟基中的氢原子不如水分子中的氢原子活泼,故Na与乙醇反应比Na与水反应缓和得多,C项正确;甲、乙烧杯外壁均发热,说明Na与水和乙醇的反应均放热,D项正确。
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( )
答案:A
3.萜品醇可作为消毒剂、抗氧化剂和溶剂。已知α萜品醇的结构简式如图,则下列说法错误的是( )
A.1 mol该物质最多能和1 mol氢气发生加成反应
B.该物质属于烃的衍生物
C.该物质能使溴水褪色
D.分子式为C10H17O
解析:选D。A项,一个题述分子中含有1个碳碳双键,则1 mol该物质最多能和1 mol氢气发生加成反应,正确;B项,该分子中除有碳、氢原子外,还有氧原子,属于烃的衍生物,正确;C项,该有机物分子中含有碳碳双键,能使溴水褪色,正确;D项,该物质的分子式为C10H18O,错误。
4.如图是A分子的球棍模型和B分子的空间填充模型,回答下列问题:
(1)A和B的关系是_____________________。
(2)写出A分子在催化剂存在条件下加热和氧气反应的化学方程式:_______________________________________________________________。
(3)写出B分子和金属钠反应的化学方程式:___________________。
(4)B在加热条件下能够和HBr发生反应生成溴乙烷,该反应类型是_____________________________________。
解析:根据成键原则,可以判断A和B的结构简式分别是CH3OH(甲醇)和CH3CH2OH,它们结构相似,互称为同系物;它们都含—OH,甲醇和乙醇性质相似,能被氧化成相应的醛,能够与金属钠反应;根据B在加热条件下能与HBr发生反应生成溴乙烷的特点可知该反应为取代反应。
答案: (1)同系物 (2)2CH3OH+O22HCHO+2H2O
(3)2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑ (4)取代反应
【基础达标练】
1.下列关于乙醇的说法不正确的是( )
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)互为同分异构体
D.乙醇和乙烷都含有乙基(—CH2CH3),故化学性质相似
解析:选D。乙醇和乙烷都含有乙基(—CH2CH3),但羟基(—OH)是乙醇的官能团,决定其化学性质,而乙烷不含官能团,显然二者的化学性质不同。
2.下列说法中正确的是( )
A.乙醇分子中有—OH基团,所以乙醇溶于水后溶液显碱性
B.乙醇羟基中的氢原子比乙烷中的氢原子活泼
C.酒精分子中的所有氢原子均可被钠置换出来
D.乙醇与钠反应可以产生氢气,所以乙醇溶于水后溶液显酸性
解析:选B。乙醇分子中有—OH基团,但是乙醇是非电解质,不能电离出OH-,水溶液不显示碱性,A错误;乙醇可以与钠反应,乙烷不能,乙醇羟基中的氢原子比乙烷中的氢原子活泼,B正确;Na置换出羟基中的氢原子,烃基上的氢原子不能置换出来,C错误;乙醇是非电解质,不能电离出氢离子,溶液不显酸性,D错误。
3.下列方法中可以证明乙醇分子中有一个氢原子与其他氢原子不同的是( )
A.1 mol乙醇完全燃烧生成3 mol水
B.乙醇可以制饮料
C.1 mol乙醇与足量的Na作用得0.5 mol H2
D.乙醇能溶于水
解析:选C。A项,乙醇燃烧时,所有的氢原子均参与反应生成H2O,无法证明乙醇分子中有一个氢原子与其他氢原子不同,错误;B项,无法证明,错误;C项,乙醇与足量钠反应,参与反应的氢原子占乙醇分子中氢原子总数的,说明其中一个氢原子与另外五个不同,正确;D项,为乙醇的物理性质,无法证明。
4.创新实验小组设计如图装置进行乙醇催化氧化的实验探究。下列叙述错误的是( )
A.甲、乙烧杯中的水均起冷却作用
B.铜网表面乙醇发生氧化反应
C.试管a收集到的液体中至少有两种有机物
D.反应开始后熄灭酒精灯,铜网仍能红热,说明乙醇的催化氧化是放热反应
解析:选A。甲烧杯内试管中产生乙醇蒸气,则甲烧杯内的水起加热作用,乙烧杯内试管中收集乙醛,则用乙烧杯中的水冷却乙醛蒸气,A错误;在硬质玻璃管内,铜网催化乙醇转化为乙醛,乙醇发生氧化反应,B正确;试管a收集到的液体中,有反应生成的乙醛和未反应的乙醇,还可能有其他有机物,则至少有两种有机物,C正确;反应开始后熄灭酒精灯,铜网仍能红热,则表明乙醇催化氧化时放热,从而说明乙醇的催化氧化是放热反应,D正确。
5.C2H5OH的官能团是—OH,含有—OH的物质具有与乙醇相似的化学性质,在Cu或Ag的催化下,下列物质不能与O2发生催化氧化反应的是( )
解析:选D。A、B、C项分子中与羟基相连的碳原子上均有氢原子,均能发生催化氧化反应;D项, 分子中与羟基相连的碳原子上没有氢原子,不能发生催化氧化反应。
已知分子中含有羟基的物质都能与钠反应产生氢气。乙醇、乙二醇
( )、丙三醇( )分别与足量金属钠作用,产生等量的氢气。这三种醇的物质的量之比为( )
A.6∶3∶2 B.1∶2∶3
C.3∶2∶1 D.4∶3∶2
解析:选A。羟基个数与被置换的氢原子个数之比为1∶1。三种醇与钠反应放出等量的氢气,则三种醇提供的羟基数相同,因此三种醇的物质的量之比为1∶∶=6∶3∶2。
7.按照下图装置(夹持装置已略)持续通入X气体或蒸气,可以看到a处有红色物质生成,b处变蓝,c处得到液体,则X气体或蒸气可能是(假设每个反应均完全)( )
A.CH3CH2OH B.CO或H2
C.NH3 D.H2
解析:选A。选项中气体均可还原CuO,但本题的关键点是所得产物冷凝后得到液体,该液体不可能是水(干燥管中盛有足量CuSO4),所以C处液体一定是乙醛,故X气体为乙醇。
8.乙醇汽油作为一种新型清洁燃料,是目前世界上可再生能源的发展重点,而且具有较好的经济效益和社会效益,终将成为汽油和柴油的替代品。
(1)写出乙醇完全燃烧的化学方程式:________________________。
(2)乙醇燃烧时如果氧气不足,可能还有CO生成。用如图装置验证乙醇的燃烧产物中有CO、CO2、H2O,应将乙醇的燃烧产物依次通过(按气流从左到右的顺序填装置编号)______________。
(3)实验时可观察到装置②中A瓶的石灰水变浑浊。A瓶溶液的作用是____________;B瓶溶液的作用是____________________;C瓶溶液的作用是____________________。
(4)装置③的作用是______________;装置①中所盛的是_____________,作用是______________________________。
(5)装置④中所盛的固体药品是_______,它可以验证的产物是________。
(6)尾气应如何处理?________________。
(7)海底有大量的甲烷水合物。等质量的甲烷和乙醇完全燃烧产生温室气体CO2较多的是________。
答案:(1)C2H5OH+3O22CO2+3H2O (2)④②③① (3)验证CO2存在 除去混合气体中的CO2 证明CO2是否被除尽 (4)将CO氧化成CO2 澄清石灰水 检验由CO与CuO反应所生成的CO2,从而确证有CO气体存在 (5)无水硫酸铜 H2O (6)点燃 (7)甲烷
【能力提升练】
9.在探究乙醇的实验中,得出的结论正确的是( )
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出现
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
实验步骤及现象
实验结论
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,收集到标准状况下的气体112 mL
乙醇分子中有1个氢原子与氧原子相连,其余的与碳原子相连
解析:选C。应用无水CuSO4检验酒精中是否含水,A错误;乙醇燃烧生成二氧化碳和水,只能推测乙醇中含碳、氢两种元素,无法确定是否含有氧元素,B错误;过量乙醇与钠反应产生的氢气的量是由钠决定的,与乙醇中氢原子的类型无关,D错误。
10.(2024·河北名校联考)某化学兴趣小组同学利用如图所示装置(夹持与加热装置已略去)来进行乙醇的脱水反应实验,下列说法错误的是( )
A.P2O5在该反应中起催化剂作用
B.若将盛装水的试剂瓶撤去后进行实验,实验过程中观察到试管中的酸性高锰酸钾溶液褪色,一定是生成的乙烯使其褪色
C.实验过程中,可能发生的反应有2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O
D.该实验过程中所生成的乙烯,其所有原子一定位于同一平面上
解析:选B。若将盛装水的试剂瓶撤去后进行实验,实验过程中观察到试管中的酸性高锰酸钾溶液褪色,不一定是生成的乙烯使其褪色,可能是挥发出来的乙醇使酸性高锰酸钾溶液褪色,B错误;实验过程中,可能发生分子间的脱水,生成CH3CH2OCH2CH3,C正确;乙烯分子中所有原子一定位于同一平面上,D正确。
11.(2024·福建厦门联考)橙花醇的结构简式如图,根据乙烯和乙醇的有关性质,下列有关橙花醇的说法不正确的是( )
A.分子式为C10H18O
B.能发生取代反应、加成反应
C.所有的C原子有可能共平面
D.能用酸性高锰酸钾溶液检验其中是否含有碳碳双键
解析:选D。根据结构简式可知,该有机物的分子式为C10H18O,A正确;含有碳碳双键、羟基,能发生取代反应、加成反应,B正确;由于单键可以旋转,所有的C原子有可能共平面,C正确;碳碳双键、羟基都能使高锰酸钾溶液褪色,不能用酸性高锰酸钾溶液检验其中是否含有碳碳双键,D错误。
12.将W1 g光亮的铜丝在空气中加热一段时间后,迅速伸入下列物质中,取出干燥,如此反复几次,最后取出铜丝用蒸馏水洗涤、干燥,称得其质量为W2 g。实验时由于所伸入的物质不同,铜丝的前后质量变化可能不同,下列所插物质与铜丝的质量关系正确的是( )
A.NaOH溶液,W1=W2
B.无水乙醇,W1=W2
C.NaHSO4溶液,W1<W2
D.CO,W1>W2
解析:选B。铜丝在空气中加热,转变成氧化铜。A项,氧化铜不与NaOH溶液反应,因为铜丝增加了氧的质量,即W2>W1,故错误;B项,乙醇与CuO发生反应CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O,铜丝质量不变,故正确;C项,CuO+2H+===Cu2++H2O,铜转变成Cu2+,质量减少,W1>W2,故错误;D项,CO+CuOCu+CO2,铜丝质量不变,W1=W2,故错误。
13.(1)各种酒类的主要成分为乙醇,下列说法正确的是________(填字母)。
A.查酒驾是利用可被乙醇氧化为Cr3+而使溶液颜色发生变化
B.乙醇分子中的官能团为OH-
C.当138 g乙醇完全转化为CH3CHO时,乙醇分子中有6 mol共价键断裂
D.乙醇能与水以任意比例互溶
(2)酒中除了含有乙醇外,还含有一些其他醇类及酯类等物质。下列是一些醇类香料的结构简式:
①下列说法正确的是________(填字母)。
A.可用酸性KMnO4溶液检验有机物a的分子中是否含有碳碳双键
B.将有机物a加入溴的四氯化碳溶液中发生的是取代反应
C.0.5 mol有机物e完全燃烧需标准状况下O2的体积为145.6 L
D.等物质的量的上述5种有机物与足量钠反应时消耗钠的量相等
②有机物b的同分异构体有很多,其中含有—CH2OH,且苯环上只有一个取代基的同分异构体有________种,写出其中一种被催化氧化的化学方程式:___________________________________________________________。
解析:(1)查酒驾是利用可被乙醇还原为Cr3+而使溶液颜色发生变化,A项错误;乙醇的官能团为—OH,而不是OH-,B项错误;1 mol CH3CH2OH催化氧化生成CH3CHO时,断裂1 mol O—H、1 mol C—H,所以当138 g(3 mol)CH3CH2OH完全反应时,乙醇分子中有6 mol共价键断裂,C项正确。
答案:(1)CD (2)①D ②5
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