内容正文:
第三节 乙醇与乙酸
7.3.1 乙醇
第七章 有机化合物
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『人教版高中化学课本同步知识讲解』
化学Master
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学习目标
1、掌握乙醇的分子组成、结构、官能团、物理性质及用途。
2、掌握乙醇的化学性质并能理解反应过程中化学键的变化。
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1、朝花夕拾,杯中酒
诗一盏,词一樽,饮不尽的悲欢离合,喝不完的壮志离愁。
你一瓶,我一罐,侃不完的胡说八道。吹不尽的狗皮膏药。
夜已深,酒已酣,连说微醺还能再战,倒头就睡一晌贪欢。
思考
何
为
酒
?
化
学
成
分
?
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乙醇俗称酒精,无色、有特殊香味的液体,密度比水的小,易挥发,与水以任意比例互溶,能溶解多种有机物和无机物
一、乙醇
1、物理性质
汽油,苯等
I2 等
含乙醇3%~5%
含乙醇6%~20%
含乙醇25%~68%
含乙醇75%
含乙醇95%
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思考
2、以下说法或事实体现了乙醇哪些用途?
固体酒精
车用乙醇汽油
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2、用途
(1)用作酒精灯、火锅、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
思考
3、医用酒精“75%”表示的意义?
4、如何检验酒精中含有水?
5、如何由工业酒精制取无水酒精?
体积分数,100 mL的酒精溶液中含酒精75 mL
无水硫酸铜
用工业酒精与新制生石灰混合再进行蒸馏
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【几点强调】
①乙醇与水以任意比互溶,因此乙醇不能用作从碘水中提取碘的萃取剂
②含乙醇99.5%(体积分数)以上的叫无水乙醇,制无水乙醇时,要先加入新制的生石灰(CaO)再进行蒸馏,得到无水乙醇③检验乙醇中是否含有水通常加入无水硫酸铜固体,无水硫酸铜固体变蓝,则证明其中含有水。
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1、下列有关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草药的有效成分
C.乙醇能够与水以任意比例互溶
D.由于乙醇容易挥发,所以才有俗语“酒香不怕巷子深”的说法
【练一练】
A
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3、化学性质
思考
6、经测定乙醇的分子式为C2H6O,那么乙醇分子的结构是怎样的呢?请同学们结合之前学习乙烷的结构,画出乙醇的可能结构式。
A:
B:
【提示】
乙烯水化法制乙醇
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分子式 结构式 结构简式 球棍模型 空间充填模型 官能团
C2H6O CH3CH2OH或C2H5OH 羟基(—OH)
(1)乙醇的结构
乙醇可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代后的产物。
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【实验7-4】在盛有少量无水乙醇的试管中,加入一小块新切的用滤纸吸干表面煤油的钠,在试管口迅速塞上带尖嘴导管的橡胶塞。用小试管收集气体并检验其纯度,然后点燃(如图7-19),再将干燥的小烧杯罩在火焰上,待烧杯壁上出现液滴后,迅速倒转烧杯,向其中加入少量澄清石灰水,观察现象,并与前面做过的水与钠反应的实验现象进行比较。
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实验操作 实验现象
钠沉于无水乙醇的底部,试管中有 产生,放出的 气体可在空气中安静地燃烧,火焰呈 色;烧杯壁上有 生成,迅速倒转烧杯后向其中加入澄清石灰水,石灰水_________
实验结论
气泡
淡蓝
水珠
不变浑浊
乙醇与钠反应产生了氢气
(1)与金属钠反应
无色可燃性
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(2)乙醇与钠反应方程式
C2H5OH+Na→H2↑+
?
【提示】
①钠能保存在煤油中(煤油是主要成分为烷烃,主要含C-H)
②钠与H2O反应
O—H
键断开
2C2H5—O—H+2Na→2CH3CH2—O—Na+H2↑
反应类型:置换反应(不是取代反应)
只有O—H键断开
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Na
Na
H
H
H
H
H
H
C
H
O
C
H
H
H
H
C
H
O
C
乙醇与钠反应微观原理图
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水与钠反应 乙醇与钠反应
实验现象 钠的变化 钠粒浮于水面,熔成闪亮的小球,并快速地四处游动,很快消失,溶液变红 钠粒开始沉于试管底部,未熔化,最终慢慢消失
声的现象 有“嘶嘶”的声响 无声响
气体检验 点燃,发出淡蓝色的火焰 点燃,发出淡蓝色的火焰
剧烈程度 钠与水剧烈反应 钠与乙醇缓慢反应
实验结论 密度大小 ρ(Na)<ρ(H2O) ρ(Na)>ρ(C2H5OH)
反应方程式 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 2Na+2CH3CH2OH→2CH3CH2ONa+H2↑
反应实质 氢原子被置换 羟基氢原子被置换
羟基氢活泼性 水中氢原子>乙醇羟基氢原子
酸中氢原子>
(3)钠与乙醇、水反应的对比
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①Na与乙醇的反应(是置换反应不是取代反应)比与水的反应缓和的多,说明乙醇中羟基上的H原子没有水分子中羟基上的H原子活泼
②钠与乙酸、水、乙醇反应的剧烈程度依次减弱③醇与Na反应时:2R—OH~2Na~H2,即:1 mol —OH生成0.5 mol H2
④其他活泼金属也能与CH3CH2OH反应
如:2CH3CH2OH+Mg→(CH3CH2O)2Mg+H2↑
【几点强调】
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7、实验室处理废弃的单质钠用水还是乙醇?
乙醇与钠反应比较缓慢,更加安全
8、书写乙醇与钠反应的方程式时,乙醇能用C2H6O表示吗?
C C O H
H
H
H
H
H
乙醇
C O C H
H
H
H
H
H
二甲醚
(麻醉剂)
思考
只能写成CH3CH2OH或C2H5OH
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H
H
H
H
C—O—C—H
H
H
H H
H
C—C—O—H
6个C—H(极性)
2个C—O(极性)
5个C—H(极性)
1个O—H(极性)
1个C—O(极性)
1个C—C(非极性)
类似于H-O-H
类似于烷烃类
H
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2、下列物质,都能与Na反应放出H2,其产生H2的速率排列顺序正确的是( )
①C2H5OH ②H2CO3溶液 ③H2O
A.①>②>③ B.②>①>③ C.③>①>② D.②>③>①
3、A、B、C三种醇与足量的金属钠反应,在相同条件下产生相同体积的氢气,消耗这三种醇的物质的量之比为3∶6∶2,则A、B、C醇分子中羟基数之比为( )
A.3∶2∶1 B.2∶6∶3 C.3∶6∶2 D.2∶1∶3
【练一练】
D
D
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C2H5OH +3O2 → 2CO2 +3H2O
点燃
①乙醇在空气中燃烧
现象:产生淡蓝色火焰,同时放出大量热。
酒精燃料飞机
酒精火锅
(4)氧化反应
所有键断开
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9、焊接银器、铜器时,表面会生成发黑的氧化膜。工匠师傅说,可以先把银器和铜器在火上烧热,马上蘸一下酒精,铜银会光亮如初。
思考
为什么如此神奇呢?
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【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。
②乙醇的催化氧化
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实验操作 实验现象
铜丝灼烧时 ,插入乙醇后 ,反复几次可闻到___________
实验结论
变黑
变红
刺激性气味
乙醇在加热和有催化剂(如Cu或Ag)存在的条件下,可被空气中的氧气氧化为乙醛(CH3CHO)
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10、请分析反应机理中铜、氧化铜的作用?写出:反应①、反应②、总反应的化学方程式。
思考
铜丝
红
Δ
变黑
插入乙醇溶液中
铜丝又变红色,试管中液体有刺激性气味
①
②
O2
CuO
Cu
CH3CH2OH
CH3CHO +H2O
反应机理
中间产物
催化剂
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总反应:2CH3CH2OH+O2 → 2CH3CHO+2H2O
∆
Cu或Ag
反应①2Cu+O2=2CuO
∆
反应②CuO+CH3CH2OH→Cu+CH3CHO+H2O
∆
①+2②
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2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O
Cu / Ag
(乙醇具有还原性)
c.催化氧化的机理
b.化学反应方程式
C
H
H
H
C
H
O
C
O
Cu
H
H
O—H
C—H键断开
O—H、C—H键断开
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乙醇分子上和-OH相连的C原子上的两个氢原子脱去,和O原子结合生成水分子.
乙醇变成乙醛的反应实质是去氢的反应,属于有机反应类型的氧化反应。(氧化反应:加氧或去氢)(还原反应:加氢或去氧)
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①醇的催化氧化的反应条件:Cu或Ag(催化剂)、加热
②醇发生催化氧化对结构的要求:与—OH相连的碳原子上至少要有一个氢原子,即具有
③醇的催化氧化生成物的规律
a.—OH连在链端的碳原子上的醇,即R—CH2OH结构的醇,被氧化成醛
b.与—OH相连碳原子上只有一个氢原子的醇,即 结构的醇,被氧化成酮( ,其中R、R′为烃基,可以相同,可以不相同)
【几点强调】
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c.与—OH相连碳原子上没有氢原子的醇,即 结构的醇(R、R′、R″为烃基,可相同可不同),不能被催化氧化,即: 不能形成(碳只能形成四根键)
【几点强调】
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2 CH3-C-O-H + O2
CH3
H
Cu / Ag
O
=
2CH3-C-CH3 + 2H2O
丙酮
2 CH3-C-O-H + O2
CH3
CH3
Cu / Ag
不能发生催化氧化
H
H
2 CH3-CH2-C-O-H + O2
Cu / Ag
O
=
2CH3-CH2-C-H + 2H2O
丙醛
与-OH相连的C原子上有2个H原子的,氧化成醛。
与-OH相连的C原子上有1个H原子的,氧化成酮。
与-OH相连的C原子上没有H原子的,不能催化氧化。
。。。
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CH3CH2OH CH3COOH
酸性高锰酸钾溶液
酸性重铬酸钾溶液
③乙醇与强氧化剂反应
乙醇与酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液反应,被直接氧化为乙酸
应用:酸性重铬酸钾溶液遇乙醇后,溶液由橙色变为绿色,该反应可以用来检验司机是否酒后驾车
K2Cr2O7
Cr2(SO4)3
(橙红色)
(蓝绿色)
乙醇
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①乙醇分子中不同的化学键如图:
发生不同化学反应时乙醇的断键位置
a.与活泼金属反应键 断裂
b.CH3CH2OH 燃烧键 断裂
c.在Cu或Ag催化下和O2反应键 断裂
①
① ③
全部
(5)乙醇反应的断键原理归纳
②乙醇的氧化反应
乙醇
乙醛
乙酸
CO2+H2O
Cu/Ag
加热
O2
O2
KMnO4(H+)/K2Cr2O4(H+)
O2(点燃)
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(1)乙烯的官能团是碳碳双键,乙烷的官能团是碳碳单键。( )
(2)乙醇的官能团是OH-。( )
(3)乙醇与金属钠反应时,是乙醇分子中羟基中的O—H键断裂。( )
(4)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。( )
(5)甲烷、乙烯、苯、乙醇都是无色不溶于水的有机化合物。( )
×
【练一练】
×
√
√
×
4、判断正误
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5、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.乙醇分子的空间充填模型为
D
【练一练】
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6、下列有关乙醇的说法错误的是( )
A.钠的密度大于乙醇,实验室可用乙醇保存金属钠
B.可用无水CuSO4检验工业酒精中是否含水
C.乙醇不能萃取出溴水中的溴
D.分离乙醇和水常用蒸馏的方法
7、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①键断裂
B.在铜催化共热下与O2反应时断裂①键和③键
C.在铜催化共热下与O2反应时断裂①键和⑤键
D.在空气中完全燃烧时断裂①②③④⑤键
A
【练一练】
C
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Lavf58.45.100
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[OH]-
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