内容正文:
人教版必修第二册
第七章 有机化合物
第三节 乙醇与乙酸
第1课时 乙醇
【学习目标与核心素养】
学习目标
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,认识羟基与其性质的关系。
3、会运用乙醇的结构分析其化学性质。
核心素养
1.微观探析:从官能团的角度认识乙醇的组成、结构、性质和变化,形成“结构决定性质”的观念。
2.科学探究:设计实验探究乙醇的结构与性质。
【引入】
早在几千年前,人类就掌握了发酵法酿酒的技术。各种酒类都含有浓度不等的乙醇。
关于酒的诗句,你能想到哪些呢?
为什么有人喝酒易脸红?喝酒脸红的人容易醉?
【思考】以下说法或事实体现了乙醇哪些物理性质?
1.病人发烧通常用酒精擦拭全身,用此法降温。
2.衣服上沾上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,约占总体积的98%-99%
5.用酒泡中药(药酒)
一、乙醇的物理性质
(易挥发)
(良好的有机溶剂)
(易挥发、有特殊香味)
(易溶于水)
(良好的有机溶剂)
俗 称:
颜 色:
气 味:
状 态:
密 度:
挥发性:
溶解性:
无色透明
特殊香味
液态
比水小
能与水以任意比互溶;
能够溶解多种有机物和无机物
熔沸点低(78.5)
易挥发
酒精
3、如何由工业酒精制备无水乙醇?
2、怎样检验无水乙醇中有水?
加新制的生石灰(CaO)后蒸馏
无水硫酸铜
一、乙醇的物理性质
纯净物
1、能否用乙醇萃取溴水中的溴单质?
不能
1.下列说法正确的是 ( )
A.检测乙醇中是否含有水可加入少量的无水硫酸铜,如果变蓝则含水B.除去乙醇中的微量水可加入金属钠,使其完全反应
C.获得无水乙醇的方法通常采用先用浓H2SO4吸水,然后再加热蒸馏的方法
D.获得无水乙醇的方法通常采用直接加热蒸馏的方法
A
解析: 乙醇、水均能与金属钠反应,故B错误;浓硫酸和乙醇混合加热,会发生化学反应,故C错误;直接蒸馏时乙醇和水一起变为蒸气,难以得到无水乙醇,应先用新制生石灰吸水,再蒸馏,D错误。
【课堂练习】
环节一:结构探究
二、乙醇的结构
经测定乙醇的分子式是C2H6O,请同学们结合有机物成键规律,试写乙醇的结构式。
A:
B:
与乙烷的结构相比,结合氧原子能形成两个价键,推测乙醇的结构式:
同分异构体
7
二、乙醇的结构
【思考】①钠能保存在煤油中(煤油主要成分为烷烃,主要含C-H)
②钠与H2O剧烈反应(H-O-H)
这两种物质里的氢有什么异同吗?
推测:C-H不与钠反应,O-H与钠反应
若乙醇与钠不反应生成氢气,则乙醇的结构式为B;若乙醇与钠反应生成氢气,则乙醇的结构式为A.
A:
B:
8
乙醇与钠反应
实验探究
注意钠在乙醇中的位置
实验现象
1、钠下沉(钠的密度比乙醇的大),未熔化仍为块状
2、钠表面缓慢放出气泡,没有声音,且钠不熔化,在底部(或悬浮)慢慢消失
3、点燃生成的气体,产生淡蓝色火焰,烧杯内壁有水雾,澄清石灰水不变浑浊。(有氢气生成)
与活泼金属(如Na)反应
乙基
H-C-C-O-H
-
H
-
H
-
-
H
H
1.分子式
C2H6O
2.电子式
3.结构式
羟基;写作-OH
4.结构简式
CH3CH2OH
或C2H5OH
球棍模型
空间填充模型
二、乙醇的结构
×
烃分子中失去一个氢原子所剩余的原子团叫烃基,如-CH3 甲基,-CH2CH3 乙基
11
H−C−C−H
H
H
H
H
H−C−C−O−H
H
H
H
H
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称为烃的衍生物。
如:CH2Cl2
CH3COOH
—NO2
(1)烃的衍生物 p77
判断方法:除含有碳氢元素外还含有其他元素。
三、烃的衍生物和官能团
H−C−C−O−H
H
H
H
H
由于取代氢原子的其他原子或原子团的存在使得烃的衍生物具有不同于相应烃的特殊性质
像这种决定有机化合物特性的原子或原子团叫做官能团
常见的官能团有:羟基(—OH)、醛基(—CHO)、羧基(—COOH)、硝基(—NO2)、氨基(—NH2)、-X
和 —C≡C—也分别是烯烃和炔烃的官能团
(2)官能团 p78
三、烃的衍生物和官能团
×
烃的衍生物分子一般可以看成是烃基和官能团相互结合组成的。
羟基与氢氧根离子的比较
羟基(-OH) 氢氧根离子(OH-)
电子式
电子数
电性
稳定程度
存在
O:H
: :
·
:O:H
: :
[ ]−
9e−
不显电性
负电性
不稳定
较稳定
不能单独存在,必须与其他基团结合在一起
能独立存在于溶液或离子化合物中
10e−
1. 下列有机物中,不属于烃的衍生物的是( )
A. B.CH3CH2NO2
C.CH3CH2Br D.
—Cl
CH2-CH2
n
D
【课堂练习】
钠与水 钠与乙醇
钠是否浮在液面上
钠的形状是否变化
有无声音
有无气泡
剧烈程度
结论
浮在水面
先沉于底部后会上下浮动
熔成小球
未融化,仍为块状
发出嘶嘶声
没有声音
有气泡
有气泡
剧烈
缓慢
ρ水>ρ钠>ρ乙醇,乙醇和水都能与钠反应,但乙醇和钠的反应不如钠和水的反应剧烈,说明乙醇中羟基氢原子不如水中羟基氢原子活泼
四、乙醇的化学性质
1、与活泼金属(如Na)反应
氢原子活泼性:酸>水>醇
金属钠置换了乙醇中羟基上的氢,生成氢气和乙醇钠
2Na + 2CH3CH2OH → 2CH3CH2ONa + H2↑
四、乙醇的化学性质
1、与活泼金属(如Na)反应
2Na + 2H-O-H = 2NaOH+ H2 ↑
共价化合物
离子化合物
置换反应
CH3CH2OH是非电解质,不能电离出H+,故不能与碱溶液反应
其它活泼金属如钾、钙、镁等也可与乙醇反应,均可产生H2
2CH3CH2OH+Mg
(CH3CH2O)2 Mg+H2↑
乙醇镁
-OH ~ Na ~ 1/2 H2
乙二醇与钠
1.能证明乙醇分子中含有一个羟基的事实是( )
A.乙醇完全燃烧生成水
B.0.1 mol乙醇与足量的钠反应生成 0.05 mol氢气
C.乙醇能与水以任意比例互溶
D.乙醇容易挥发
B
【课堂练习】
2、关于乙醇结构与性质方面的说法中正确的是( )
A.乙醇结构中有—OH,所以乙醇溶解于水,可以电离出OH-
B.乙醇能电离出H+,所以是电解质
C.乙醇与钠反应可以产生氢气,所以乙醇显酸性
D.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的氢原子活泼
D
【课堂练习】
3. 下列说法中,不正确的是( )双选
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.检验乙醇分子中是否含有水,可加入少量五水硫酸铜,若变蓝则含水
C.乙醇在一定条件下可被氧化成CH3CHO
D.乙醇与钠反应比与水反应剧烈
BD
【课堂练习】
①燃烧
C2H5OH +3O2 → 2CO2+3H2O
点燃
彻底氧化
[知识拓展] 乙醇燃烧产物清洁,无污染,所以乙醇除了用于食品加工业以外另一重要用途就是作燃料使用——乙醇汽油。乙醇汽油由90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成。
发出淡蓝色火焰,烧杯壁上出现液滴,生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊放出大量热
“液体燃料”
“绿色能源”
四、乙醇的化学性质
2、氧化反应
②乙醇的催化氧化
实验7-5
向试管中加入少量乙醇,取一根铜丝,下端绕成螺旋状,在酒精灯上灼烧后插入乙醇,反复几次。注意观察反应现象,小心地闻试管中液体产生的气味。
四、乙醇的化学性质
2、氧化反应
催化剂:Cu或Ag
2C2H5OH + O2 2CH3CHO + 2H2O
催化剂
△
乙醛
加热
插入乙醇
实验现象
红色铜丝
又变红,产生刺激性气味
变黑
实验结论
2Cu + O2 === 2CuO
△
C2H5OH+CuO CH3CHO+H2O+Cu
△
②乙醇的催化氧化
四、乙醇的化学性质
2、氧化反应
催化剂
中间产物
乙醛(液体)
黑
红
②乙醇的催化氧化
四、乙醇的化学性质
2、氧化反应
拓展:
1、CH3CHOHCH3能否与O2催化氧化?
2、(CH3)3C-OH ?
CH3CHOCH3
醛基
×
酮
1. 下列醇分子中可以被氧化为醛的是( )
A.CH3OH
B.(CH3)3C-OH
C.CH3-O-CH3
D.
A
【课堂练习】
乙醛的官能团是醛基( 或写作 -CHO),能被强氧化剂如酸性KMnO4 、K2Cr2O7 溶液在适当条件下乙醛可以被氧气进一步氧化,生成乙酸( CH3COOH )。
③被强氧化剂氧化
四、乙醇的化学性质
2、氧化反应
③被强氧化剂氧化
四、乙醇的化学性质
2、氧化反应
酸性高锰酸钾(aq)
酸性重铬酸钾(aq)
CH3CH2OH
CH3COOH
KMnO4 (紫色)
Mn2+ (无色)
C2H5OH
K2Cr2O7 (橙色)
Cr3+ (绿色)
C2H5OH
C2H5OH CH3CHO CH3COOH
[O]
[O]
强氧化剂
应用:交警判断驾驶员是否酒后驾车
生活解密:乙醇在人体内究竟发生了哪些化学变化?喝酒上脸的人真能喝吗?“喝酒脸红不伤肝,喝酒脸白才伤肝”是真的吗?为何女性更容易喝醉?究竟谁才是真正的酒神?
(1)作燃料 — 飞机、汽车、火锅、酒精灯等
(2)作消毒剂 — 医用酒精(75%)等
【学习任务三】乙醇的用途
并非乙醇的浓度越大,消毒效果越好
(4)有机溶剂、化工原料 — 制乙酸等
(3)制酒精型饮料 — 啤酒、红酒等
五、乙醇的用途
乙醇的性质
乙醇的性质 化学反应方程式 键的断裂
1.与钠反应
2.氧化反应 催化氧化
燃烧
与强氧化剂(如KMnO4)反应 乙醇能使酸性高锰酸钾溶液紫色褪去
断①键
断①③键
断①②③④⑤键
2C2H5OH+2Na―→2C2H5ONa+H2↑
总结
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)乙醇是良好的有机溶剂,可以用来萃取溴水中的溴。( )
(2)可用无水硫酸铜检验工业酒精中是否有水。( )
(3)乙醇中的羟基不如水中的羟基活泼。( )
(4)乙醇分子中含有六个氢原子,故1 mol乙醇与足量的钠反应可以生成3 mol的氢气。( )
(5)乙醇易燃,故常用作燃料。( )
(6)等质量的乙醇和乙烯完全燃烧时耗氧量相同。( )
(7)乙醇在空气中燃烧可生成乙醛(CH3CHO)。( )
(8)乙醇能与酸性KMnO4溶液发生加成反应而使其褪色。( )
×
×
×
×
×
√
√
√
(9)乙醇是一种优良的有机溶剂,能溶解很多有机物和无机物( )
(10)乙烷(CH3CH3)可以看成CH4分子中的一个H原子被甲基(—CH3)所取代而生成的产物,故乙烷为烃的衍生物( )
(11)乙醇可以看作乙烷分子中氢原子被氢氧根(OH-)取代后的产物,故乙醇水溶液应呈碱性( )
(12)乙烯的官能团是碳碳双键,乙烷的官能团是碳碳单键( )
(13)乙醇的官能团为羟基,其电子式为 ( )
×
×
×
×
√
2. 乙醇分子中不同的化学键如下图,下列关于乙醇在各种反应中断裂键的说法不正确的是( )
A.乙醇和钠反应,键①断裂
B.在Ag催化下和O2反应,键①③断裂
C.在Cu催化下和O2反应,键④⑤不可能断裂
D.乙醇是电解质,在水中键①断裂能电离出氢离子
D
【课堂练习】
3. 某物质的分子式是C4H10O,它能被氧化生成具有相同碳原子数的醛,则该物质的结构可能有( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
A
【课堂练习】
4. 将等质量的铜片在酒精灯上加热后,分别插入下列溶液中,放置片刻,铜片质量增加的是( )
A.硝酸 B.无水乙醇 C.石灰水 D.盐酸
C
【课堂练习】
5.下列有关乙醇的表达正确的是( )
D
6. 下列关于乙醇的物理性质的应用中不正确的是( )
A.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
B.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
C.由于乙醇能够以任意比与水互溶,所以酒厂可以勾兑各种浓度的酒
D.从化学学科角度看,俗语“酒香不怕巷子深”中包含乙醇容易挥发的性质
A
解析:A.乙醇和水互溶,所以不能采用分液方法分离酒水,应该采用蒸馏的方法分离,故A错误;B.乙醇能溶解很多有机物和无机物,是重要的有机溶剂,所以可用乙醇提取中药中的有效成分,故B正确;C.乙醇和水能形成氢键而增大乙醇在水溶液中的溶解,导致乙醇和水以任意比互溶,所以酒厂可以勾兑各种浓度的酒,故C正确;D.乙醇具有挥发性,所以较远地方能闻到乙醇的香味,以至于出现“酒香不怕巷子深”的俗语。
7.下列说法正确的是( )
A.无水乙醇可用于杀菌消毒
B.乙醇属于烃的衍生物
C.常温下,1 mol乙醇可与足量的Na反应生成11.2 L H2 D.乙醇可使紫色的石蕊溶液变红
B
解析: 体积分数为75%的乙醇溶液可用来杀菌消毒,A错误;C中1 mol乙醇与足量的Na反应生成0.5 mol H2,标准状况下的体积为11.2 L,C错误;乙醇不具有酸性,D错误。
8. 乙醇是中学化学中一种常用的试剂,装运乙醇的包装箱应贴的图标是
A.腐蚀品 C.有毒气体
B.爆炸品 D.易燃液体
解析:A.图标为腐蚀品,故A错误; B.图标为爆炸品,故B错误;
C.图标为有毒气体,故C错误;D.乙醇为易燃液体,图标为易燃液体。
D
9.下列物质中可使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能使溴水褪色的是( )
A.甲烷 B.乙烯 C.乙醇 D.丁烷
C
解析 甲烷和丁烷都不能使酸性KMnO4溶液褪色;乙烯既能使酸性KMnO4溶液褪色,又能使溴水褪色;乙醇能和酸性KMnO4溶液反应,而使其褪色,但不与溴水反应。
乙醇的性质
与水互溶飘清香
氧化成醛铜帮忙
橙红遇酒显灰绿
钠粒投入放氢气
电离水比乙醇强
Lavf57.83.100
Lavf58.20.100
Lavf58.20.100
Lavf58.45.100
C2H5OH+3O2 eq \o(――→,\s\up17(点燃)) 2CO2+3H2O
2C2H5OH+O2 eq \o(――→,\s\up17(Cu),\s\do15(△)) 2CH3CHO+2H2O
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