内容正文:
专题8 有机化合物的获得与应用
第二单元 食品中的有机化合物
第1课时 乙醇
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专题8 有机化合物的获得与应用
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知识整合 新知探究
01
随堂演练 巩固落实
02
课时作业 知能达标
03
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C2H6O
CH3CH2OH
C2H5OH
羟基
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无
小
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气泡
大
氢气
2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑
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淡蓝
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红
黑
红
刺激性
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随堂演练 巩固落实
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课时作业 知能达标
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专题8 有机化合物的获得与应用
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课程目标
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。
知识点一 乙醇的分子结构与物理性质
1.分子结构
分子式
结构式
结构简式
重要原子团
空间填充模型
_______
______________或___________
—OH
名称:______
2.物理性质
1.从氢原子连接原子的种类看,乙醇分子中的氢原子分为几类?
提示 分为两类,其中5个氢原子与碳原子相连,1个氢原子与氧原子相连。
2.能否用分液的方法分离酒精与水的混合物?为什么?
提示 不能;原因是乙醇与水互溶不分层,无法用分液漏斗分离。
1.乙醇的结构特点
(1)乙醇分子中有C—H、C—C、C—O、O—H 4种化学键;
(2)重要原子团为羟基,且羟基氢最活泼
2.用工业酒精制备无水乙醇的方法
工业酒精中约含乙醇96%(质量分数)以上,含乙醇99.5%以上的叫无水乙醇,制无水乙醇时,要加入新制的生石灰再进行蒸馏,直接蒸馏得不到无水乙醇。
1.下列有关乙醇物理性质的应用中不正确的是( )
A.由于乙醇能够溶解很多有机物和无机物,所以可用乙醇提取中药的有效成分
B.由于乙醇能够与水以任意比例互溶,所以酒厂可以勾兑各种浓度的酒
C.由于乙醇的密度比水小,所以乙醇中的水可以通过分液的方法除去
D.由于乙醇容易挥发,所以才有“酒香不怕巷子深”的说法
解析 由于乙醇能够与水以任意比例互溶,所以乙醇中的水不能通过分液的方法除去,应该用蒸馏的方法,C错误。
答案 C
2.比较乙烷和乙醇的分子结构,下列说法中错误的是( )
A.两个碳原子均以单键相连
B.分子里都含6个相同的氢原子
C.乙基与一个氢原子相连就是乙烷分子
D.乙基与一个羟基相连就是乙醇分子
解析 乙烷和乙醇的结构简式分别为CH3CH3、CH3CH2OH,乙醇分子可以看作乙基与一个羟基相连的产物。乙醇分子六个氢原子中其中五个分别连接在两个碳原子上,一个连接在氧原子上,故B项错误。
答案 B
知识点二 乙醇的化学性质与用途
1.乙醇与金属钠的反应
实验操作
向一支试管中加入1~2 mL无水乙醇,然后投入一小粒金属钠
实验现象
钠粒沉于乙醇的底部,钠粒表面有________产生
实验结论
钠的密度比乙醇的______,乙醇与钠反应产生________
化学方程式
________________________________________________
[特别提醒] (1)在乙醇分子中,被钠置换的氢是羟基中的氢,而不是乙基中的氢。
(2)CH3CH2OH中羟基中的氢能被置换,但CH3CH2OH是非电解质,不能电离出H+。
2.乙醇的氧化反应
(1)燃烧
乙醇在空气中易燃烧,反应的化学方程式为____________________ ____________________。
现象:火焰呈________色,同时放出大量的热。
eq \o(——→,\s\up17(点燃))2CO2+3H2O
CH3CH2OH+3O2
(2)催化氧化
实验
操作
实验
现象
______色的铜丝eq \o(——→,\s\up17(加热))变______色eq \o(——→,\s\up17(乙醇中))变______色闻到一种__________气味
化学
方程式
①乙醇被氧化的化学方程式:
________________________________________
②产物进一步被氧化的化学方程式:2CH3CHO+O2eq \o(——→,\s\up17(催化剂))2CH3COOH
2CH3CH2OH+O2eq \o(——→,\s\up17(Cu),\s\do15(△))2CH3CHO+2H2O
[特别提醒] 乙醇催化氧化的产物乙醛是无色、具有刺激性气味的液体,密度比水小,沸点为20.8 ℃,易挥发,易燃烧,与水、乙醇互溶。结构简式为CH3CHO或。
3.乙醇的用途
(1)用作酒精灯、内燃机等的燃料。
(2)用作化工原料。
(3)医疗上常用体积分数为75%的乙醇溶液作消毒剂。
1.如何证明一个乙醇分子中含有一个羟基?
提示 根据1 mol乙醇与足量金属钠反应产生0.5 mol氢气,即可证明一个乙醇分子中含有一个羟基。
2.钠与乙醇反应要比与水反应缓和的原因是什么?
提示 乙醇分子中羟基上的氢原子不如水分子中的氢原子活泼,所以乙醇与钠的反应比水与钠的反应要缓和得多。
3.乙醇催化氧化反应实验中铜丝是否参与反应?铜丝的作用是什么?
提示 铜丝参与化学反应,铜丝先被O2氧化成CuO,后又被乙醇还原为Cu,铜丝在反应中起催化剂的作用。
1.乙醇化学反应与断键情况关系
化学反应
键的断裂
与钠反应
断①键
燃烧
断①②③④⑤键
催化氧化
断①③键
2.乙醇与钠反应得出的结论
(1)密度关系
金属钠与乙醇反应时沉在乙醇的底部,而与水反应时浮在水面上,说明三者的密度关系为ρ水>ρ钠>ρ乙醇。
(2)氢原子的活动性
乙醇与钠反应时没有熔化成小球,也没有发出响声,这说明乙醇分子中羟基中的氢原子不如水分子中的氢原子活泼。
(3)数量关系
1 mol乙醇跟足量钠反应,产生0.5 mol H2,说明钠只能与羟基(—OH)中的氢原子反应而不能与乙基中的氢原子反应。该关系可延伸为1 mol羟基(—OH)跟足量钠反应,产生0.5 mol H2。
3.乙醇的催化氧化实质
总的化学方程式:2CH3CH2OH+O2eq \o(——→,\s\up17(Cu),\s\do15(△))2CH3CHO+2H2O,反应中铜(也可用银)作催化剂。
1.下列有关乙醇的说法正确的是( )
A.乙醇的结构简式为C2H6O
B.乙醇分子中含有OH—
C.乙醇分子中有2个甲基
D.乙醇与二甲醚互为同分异构体
解析 乙醇的结构简式为C2H5OH或CH3CH2OH,其分子中含有羟基和乙基。
答案 D
2.乙醇分子中的各种化学键如图所示,下列关于乙醇在各种反应中断裂键的说法中不正确的是( )
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断裂①②③④⑤
解析 乙醇与钠反应生成乙醇钠,是羟基中的O—H键断裂,A正确;乙醇催化氧化生成乙醛时,断裂①和③化学键,B正确;乙醇完全燃烧时化学键①②③④⑤全部断裂,D正确。
答案 C
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)乙醇结构中有—OH,所以乙醇溶于水,可以电离出OH-而显碱性( )
(2)乙醇燃烧生成二氧化碳和水,说明乙醇具有氧化性( )
(3)乙醇与钠反应可以产生氢气,所以乙醇显酸性( )
(4)乙醇与钠反应非常平缓,所以乙醇羟基上的氢原子不如水中羟基上的氢原子活泼( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√
2.下列说法中,不正确的是( )
A.乙醇与金属钠反应时,是乙醇分子中羟基中的O—H键断裂
B.检验乙醇中是否含有水,可加入少量无水硫酸铜,若变蓝则含水
C.乙醇在一定条件下可氧化成CH3COOH
D.甲烷、乙烯、苯、乙醇都是无色不溶于水的有机化合物
解析 乙醇与金属钠反应生成乙醇钠,是乙醇分子中羟基中的O—H键断裂;检验乙醇中是否含有水可用无水硫酸铜作检验试剂,若变蓝则表明乙醇中含水;乙醇在酸性KMnO4溶液中可氧化成乙酸;甲烷、乙烯、苯都不溶于水,但乙醇却能与水以任意比例混溶。
答案 D
3.下列试剂中,能用于检验酒精中是否含有水的是( )
A.CuSO4·5H2O
B.无水硫酸铜
C.浓硫酸
D.金属钠
解析 CuSO4·5H2O本身是蓝色的,遇水无现象,A项错误;无水硫酸铜遇水变蓝,用于检验水的存在,正确;C项,浓硫酸作吸水剂,B项错误;金属钠与乙醇或水都反应生成氢气,不能检验是否含有水,D项错误。
答案 B
4.按下图装置,持续通入气体X,可看到a处有红色物质生成,b处变蓝,c处得到液体,则气体X可能是( )
A.H2
B.CO和H2
C.NH3
D.CH3CH2OH(蒸气)
解析 四个选项中的气体或蒸气都可还原CuO,且均有H2O产生,故都可满足a、b处的现象,但要在c处得到液体,只有D项符合,CH3CH2OH+CuOeq \o(——→,\s\up17(△))CH3CHO+H2O+Cu。
答案 D
5.下图是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)写出B在催化剂存在条件下加热和氧气反应的化学方程式:__________________________________________________________。
(2)A和B都可以作汽车的燃料,被称为“绿色燃料”,请用化学方程式表示A作汽车燃料的原理___________________________。
(3)写出B和金属钠反应的化学方程式: ____________________。
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,它们的结构相似,都含—OH,故性质相似,能被氧化成相应的醛,能够燃烧。
答案 (1)2CH3CH2OH+O2eq \o(——→,\s\up17(催化剂),\s\do15(△))2CH3CHO+2H2O
(2)2CH3OH+3O2eq \o(——→,\s\up17(点燃))2CO2+4H2O
(3)2CH3CH2OH+2Na—→2CH3CH2ONa+H2↑
$$