内容正文:
第二单元 食品中的有机化合物
第1课时 乙醇
课程标准
核心素养目标
1.了解烃的衍生物和官能团的概念。
2.掌握乙醇的组成及主要性质。
3.了解乙醇的主要用途及与人类日常生活和健康的关系。
4.初步学会分析官能团与性质关系的方法。
1.(宏观辨识与微观探析)知道乙醇的组成、结构、物理性质及用途。
2.(变化观念与平衡思想)了解烃的衍生物的概念及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。
3.(科学探究与创新意识)会运用乙醇的结构分析其性质,能设计实验探究乙醇的结构及性质。
[对应学生用书P67]
一、乙醇的物理性质及分子结构
1.乙醇
(1)乙醇是由碳、氢、氧三种元素组成的有机化合物,可以与水任意比例互溶。
(2)乙醇的物理性质
俗称
颜色
状态
密度
溶解性
挥发性
气味
酒精
无色
液态
比水小
能与水任意比例互溶,易溶于有机溶剂
易挥发
特殊香味
2.乙醇的组成与结构
分子式
C2H6O
结构式
结构简式
C2H5OH或C2H5—OH
球棍模型
空间填充模型
二、乙醇的化学性质及用途
1.乙醇的化学性质
(1)乙醇与金属钠的反应
①实验探究
实验操作
实验现象
a.钠开始沉于试管底部,最终慢慢消失,产生无色无味气体;
b.试管内壁有水珠产生;
c.向试管中加入澄清石灰水,石灰水不变浑浊
实验结论
乙醇与钠反应生成氢气,化学方程式为2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑
②反应实质
金属钠可以保存在煤油(多种烃的混合物)中,实验表明烷烃分子中与碳原子相连的氢不能被金属钠置换,而乙醇分子中羟基(—OH)上的氢原子能被金属钠置换生成氢气,但反应比钠与水要缓慢得多。
由结构决定性质可得,乙基对羟基的影响使得羟基氢的活性降低。
[微点拨]乙醇与钠反应是置换反应,不是取代反应。
(2)氧化反应
①乙醇的催化氧化
实验操作
实验现象
红色的铜丝灼烧变为黑色,插入乙醇中,反复几次变为红色,闻到特殊气味
实验结论
乙醇被氧化为乙醛,化学方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
②乙醇的燃烧
乙醇作为酒精灯的燃料,在空气中燃烧时,火焰呈淡蓝色,放出大量的热,化学方程式为CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O。
2.官能团
(1)定义:对有机物的性质起着决定性作用的基团叫作官能团。
(2)实例
物质
CH3CH2OH
CH3CHO
CH2===CH2
CH≡CH
CH3Cl
所含
官能团
—OH
—CHO
—C≡C—
官能团
的名称
羟基
醛基
碳碳双键
碳碳三键
碳氯键
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%的乙醇溶液作消毒剂。
4.乙醛
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进一步被氧气氧化,生成乙酸(CH3COOH),化学方程式为2CH3CHO+O22CH3COOH。
微诊断(判断正误)
(1)为提高消毒效果,医疗上可选择体积分数为95%的乙醇溶液进行消毒( × )
(2)乙醇分子中羟基上的氢原子不如水中的氢原子活泼( √ )
(3)乙醇能使酸性高锰酸钾溶液褪色( √ )
(4)乙醇的官能团为羟基,其电子式为 ( × )
(5)乙醇能电离出H+,所以乙醇是电解质,能与NaOH溶液反应( × )
[对应学生用书P68]
探究__乙醇的结构与性质
酒精检测仪
[问题探究]
(1)乙醇的分子式是C2H6O,要验证其含有的官能团,需要做的实验是什么?
提示:测其pH及与金属钠反应实验,若pH呈中性,且与钠反应生成氢气,说明含有羟基。
(2)乙醇与钠反应生成氢气,如何从定量的角度分析是钠与羟基的反应?
提示:1 mol乙醇与足量的钠反应生成H2的物质的量是0.5 mol。
(3)酒精检测仪中乙醇蒸气发生反应的基团是什么?
提示:羟基。
1.氢氧根与羟基的区别
名称
氢氧根(OH-)
羟基(—OH)
电子式
电性
带负电的阴离子
电中性
稳定性
稳定
不稳定
能否独立存在
能独立存在于溶液或离子化合物中
不能独立存在,必须和其他原子团或原子结合
2.醇的催化氧化
(1)反应历程
(2)反应实质
乙醇分子脱去羟基上的氢原子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。
(3)规律:凡是含有R—CH2OH(R代表烃基或氢原子)结构的醇,在一定条件下都能被氧化成醛。
2R—CH2OH+O22R—CHO+2H2O
【例】 可以证明乙醇分子中有一个氢原子与另外的氢原子不同的方法是( )
A.1 mol乙醇完全燃烧生成3 mol水
B.乙醇可以制酒精饮料
C.1 mol乙醇跟足量的Na作用得到0.5 mol H2
D.1 mol乙醇可以生成1 mol乙醛
C 解析:乙醇分子中有6个氢原子,其中5个与碳原子相连形成C—H键,一个与氧原子相连形成O—H键,要证明O—H键上的氢原子与C—H键上的氢原子不同,方法是用定量的乙醇与足量的金属钠反应,测量产生的氢气的量,C符合题意。
关于乙醇的说法正确的是( )
A.乙醇结构中有—OH,所以乙醇溶于水可以电离出OH-而显碱性
B.乙醇燃烧生成二氧化碳和水,说明乙醇具有氧化性
C.除去乙醇中的微量水可加入金属钠,使其完全反应
D.羟基决定了乙醇的性质
D 解析:乙醇不能电离出OH-,A错误;乙醇燃烧发生的是氧化反应,表现了乙醇的还原性,B错误;乙醇和水均与金属钠反应生成气体,C错误;乙醇的官能团是羟基,决定了乙醇的性质,D正确。
[对应学生用书P69]
1.乙醇能发生如下反应:
①CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O;
②2Cu+O22CuO,CH3CH2OH+CuOCH3CHO+H2O+Cu
由以上反应不能得出的结论是( )
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、碳氢键均断裂
D.由反应②可知,乙醇氧化为乙醛时,只断开氢氧键
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,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,B正确;由反应①可知,乙醇燃烧时,碳碳键、碳氢键均断裂,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,D错误。
2.某化学反应过程如图所示。由图得出的判断错误的是( )
A.生成物M的化学式为C2H4O,它有刺激性气味
B.乙醇发生了还原反应
C.铜是此反应的催化剂
D.反应中铜颜色有红、黑交替变化的现象
B 解析:上述过程涉及的反应有2Cu(红色)+O2CuO(黑色)、CuO+2CH3CH2OHCH3CHO+H2O+Cu,两反应合并得2CH3CH2OH+O2CH3CHO+2H2O,故M的化学式为C2H4O,铜是此反应的催化剂,反应中铜颜色有红、黑交替变化的现象,反应中乙醇发生了氧化反应,B错误。
3.通过粮食发酵可获得某含氧有机化合物X,其相对分子质量为46,其中碳的质量分数为52.2%,氢的质量分数为13.0%。
(1)X的分子式是________。
(2)X与金属钠反应放出氢气,反应的化学方程式是______________________________(有机物用结构简式表示)。
(3)X与空气中的氧气在铜或银催化下反应生成Y,Y的结构简式是________。
(4)Y与氧气反应可生成Z,Z的名称为________。
答案:(1)C2H6O
(2)2Na+2CH3CH2OH―→2CH3CH2ONa+H2↑
(3) (4)乙酸
解析:(1)根据题意,X的分子中含C的个数为≈2,含氢的个数为≈6,含氧的个数为≈1,所以X的分子式为C2H6O;
(2)X能与钠反应,则X为乙醇。2Na+2CH3CH2OH―→2CH3CH2ONa+H2↑;
(3)X在铜或银作催化剂的条件下与空气中的O2反应,生成乙醛(Y),其结构简式为;
(4)根据题意知Z为乙酸。
[课时梯级训练(12)见P169]
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