人教版 (2019)必修 第二册第三节 乙醇与乙酸导学案
展开第1课时 乙醇
1.认识乙醇的结构及其主要性质与应用。
2.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。
一.乙醇的物理性质与组成和结构
1.乙醇的物理性质
乙醇俗称酒精,是 无 色 有特殊 香味的液体;密度比水 小 ,沸点为78.5℃,易 挥发 ;能与水 以任意比混溶 ,能溶解多种 无机物 和 有机物 ,是优良的有机溶剂。
2.乙醇的组成与结构
二.乙醇的化学性质和用途
1.乙醇与钠的反应:
2.氧化反应:
(1)燃烧:
化学方程式:__C2H5OH+3O2eq \(——→,\s\up7(点燃))2CO2+3H2O__
现象:乙醇在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰,放出大量的热。
(2)催化氧化:
上述各步反应的化学方程式为 2Cu+O2==2CuO
CH3CH2OH+CuO → CH3CHO+Cu+H2O
总反应式为 2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O
反应中铜丝的作用为 催化剂 。工业上就是利用上述原理,使 乙醇蒸汽和氧气 通过 灼热的铜丝 制取乙醛。
(3)被强氧化剂氧化:
与酸性KMnO4溶液或K2Cr2O7溶液反应:
现象为 高锰酸钾溶液紫色褪去(重铬酸钾溶液变为绿色Cr3+) ,乙醇最终被 氧化 为 乙酸 。
CH3CH2OHeq \(——→,\s\up7(酸性高锰酸钾溶液),\s\d5(或酸性重铬酸钾溶液)) CH3COOH
(4)醇的催化氧化反应规律
醇在有催化剂(铜或银)存在的条件下,可以发生催化氧化反应生成醛,但并不是所有的醇都能被氧化生成醛。
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+O2eq \(——→,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))2R—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,()。
③凡是含有结构的醇通常情况下不能被催化氧化。
三.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。
乙醇与水互溶,故不能用乙醇萃取溴水中的溴;可以用金属钠鉴别乙醇和苯。
【例题1】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,所以乙醇中的水可以通过分液的方法除去
B.由于乙醇能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溶解于水,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
【答案】A
【例题2】乙醇分子中的化学键如图所示,下列关于乙醇在各种反应中断裂化学键的说法不正确的是( )
A.与金属钠反应时①断裂
B.在加热和铜做催化剂的条件下与O2反应时断裂①和③
C.在加热和铜做催化剂的条件下与O2反应时断裂①和⑤
D.在空气中完全燃烧时断裂①②③④⑤
【答案】C
【解析】
乙醇与钠反应生成乙醇钠,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和与羟基直接相连的碳氢键即③,B正确,C错误;乙醇完全燃烧时,化学键①②③④⑤全部断裂,D正确。
【补充】“根与基”的区别
“根”通常指带有电荷的原子或原子团,例如:Cl-、OH-、NH4+、SO42-。
“基”是电中性的原子或原子团,例如:甲基 —CH3 ,乙基 —CH2CH3 ,羟基 —OH ,硝基 —NO2 ,羧基 —COOH 等,主要存在于有机物分子中(无机物中也有,例如H2O中有羟基)。这些化合物不能电离出电中性的“基”,但是在一定的条件下可以发生取代反应等反应。
1.判断下列说法是否正确(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)乙醇的结构简式为C2H5OH,说明乙醇分子中共有两种氢原子。( )
(2)乙醇的分子结构中有OH-。( )
(3)羟基的电子式为∶eq \(O,\s\up6(),\s\d12())∶H。( )
(4)乙烯的官能团是碳碳双键,乙烷的官能团是碳碳单键。( )
(5)乙醇的官能团是OH-。( )
(6)乙醇与金属钠反应时,是乙醇分子中羟基中的O—H键断裂。( )
(7)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。( )
(8)甲烷、乙烯、苯、乙醇都是无色不溶于水的有机化合物。( )
【答案】 × × × × × √ √ ×
【解析】(1)乙醇分子中有三种氢原子,其中烃基上的氢原子有两种,羟基上有一种。
(2)乙醇结构中没有OH-而是羟基(—OH)。
(3)羟基的电子式为·eq \(O,\s\up4(··),\s\d5(··))∶H。
(4)乙烷中没有官能团。
(5)官能团均为电中性基团,乙醇的官能团是羟基(—OH)不是OH-。
(6)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。
(7)检验乙醇中是否含有水可用无水硫酸铜检验,若变蓝则表明乙醇中含水。
(8)甲烷、乙烯、苯都不溶于水,但乙醇却能与水以任意比例互溶。
2.新型冠状病毒威胁着人们的身体健康,医用酒精可以起到消毒作用,下列有关酒精的叙述错误的是( )
A.酒精的结构简式为B.酒精与乙醛互为同分异构体
C.酒精与水能任意比例互溶D.酒精完全燃烧生成二氧化碳和水
【答案】B
【解析】A.省略部分短线的结构式为结构简式,酒精的结构简式为C2H5OH或CH3CH2OH,A正确;B.酒精分子式为C2H6O,乙醛分子式为C2H4O,两者分子式不同,不互为同分异构体,B错误;C.乙醇官能团为羟基,为亲水基团,能与水以任意比例互溶,C正确;
D.酒精是一种优良的燃料,根据分子式为C2H6O,可判断其完全燃烧生成二氧化碳和水,D正确;3.下列说法正确的是( )
A.乙醇分子是由乙基和氢氧根组成的
B.乙醇是比水轻的液体,与水混合时浮在水面上
C.含乙醇99.5%以上的酒精叫做无水乙醇
D.乙醇可作为提取碘水中碘的萃取剂
【答案】C
【解析】乙醇分子可看作由乙基和羟基组成的,A错误;乙醇易溶于水,不能用于提取碘水中碘,B、D错;含乙醇99.5%以上的叫无水乙醇,C正确。
4.下列关于乙醇的说法正确的是( )
A.乙醇在水溶液中能电离出少量的H+,所以乙醇是酸
B.乙醇结构中有—OH,所以乙醇显碱性
C.乙醇分子中只有烃基上的氢原子可被钠置换出来
D.乙醇是一种很好的溶剂,能溶解许多无机化合物和有机化合物,人们用白酒浸泡中药制成药酒就是利用了这一性质
【答案】D
【解析】A中,乙醇不能电离出H+,故不是酸;B中,羟基(—OH)不是氢氧根(OH-),溶液显碱性是OH-的性质;C中,金属钠与乙醇的反应中,是Na置换羟基中的氢。
5.将等质量四块铜片在酒精灯上加热后,分别插人下列溶液中,放置片刻后铜片质量与加热前相同的是( )
A.氨水B.乙醇C.醋酸D.硝酸
【答案】B
【解析】A.CuO和氨水不反应,所以铜片质量与加热前相比增大,故A不符合题意;B.CuO和乙醇发生氧化还原反应生成CH3CHO和Cu,所以铜片质量与加热前比不变,故B符合题意;C.CuO和醋酸反应生成可溶性的醋酸铜和水,则铜片质量与加热前相比减小,故C不符合题意;D.CuO、Cu都能与硝酸反应生成硝酸铜,所以铜片质量与加热前相比减小,故D不符合题意。
答案选B。
6.下列说法正确的是( )
①检测乙醇中是否含有水可加入少量的无水硫酸铜,若变蓝则含水
②除去乙醇中微量的水可加入金属钠,使其完全反应
③获得无水乙醇的方法是直接加热蒸馏
④获得无水乙醇的方法通常是先用生石灰吸水,然后再加热蒸馏
A.①③B.②④C.①④D.③④
【答案】C
【解析】①用无水CuSO4可检验乙醇中是否有水存在,因为无水CuSO4遇水变蓝,故①正确;②乙醇和水均与金属钠反应生成H2,故②错误;③将含水的乙醇直接加热蒸馏,水也会挥发,所得乙醇不纯,故③错误;④获得无水乙醇,通常先用生石灰吸水,然后再蒸馏,故④正确;故选项C正确。
7.将一小粒金属钠投入到盛有无水乙醇的小烧杯中,以下描述合理的是( )
A.无明显现象B.烧杯内溶液颜色逐渐变红
C.金属钠浮于液面上,四处游动D.金属钠沉入烧杯底部,并产生气泡
【答案】D
【解析】乙醇中含有羟基,能与钠反应生成氢气,因为钠的密度比乙醇大,因此是在烧杯底部产生气泡,但乙醇钠是无色溶液,所以溶液颜色不变化,答案选D。
8.乙醇(C2H6O)的结构可能有两种:
(Ⅰ) (Ⅱ)
关于确定其结构是(Ⅰ)而不是(Ⅱ)的方法,下列叙述中正确的是 ( )
A.1 ml乙醇与足量的钠作用生成0.5 ml H2 B.乙醇具有挥发性
C.1 ml乙醇完全燃烧时生成3 ml水 D.乙醇可以制酒精饮料
【答案】A
【解析】A. 1 ml乙醇与足量的钠作用时生成0.5 mlH2,说明6个氢原子中只有1个氢原子被置换,这个氢原子与其他5个氢原子不同,故结构式为(Ⅱ),A正确;B. 乙醇具有挥发性不能说明乙醇的分子结构,B错误;C. 1 ml乙醇完全燃烧时生成3 ml水,只能说明乙醇中氢原子数为6,C错误;D. 乙醇能制酒精饮料,不能说明乙醇的分子结构,D错误;9.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的结构简式为CH3CHO
B.乙醇发生了还原反应
C.铜是此反应的催化剂
D.反应中有红黑交替变化的现象
【答案】B
【解析】A. 生成物M的结构简式为CH3CHO,A正确;B. 乙醇发生了氧化反应,B错误;C. 铜不参与总反应,是此反应的催化剂,C正确;D. 反应中铜为红色,与氧气氧化为黑色氧化铜,最后被乙醇还原为铜单质,有红黑交替变化的现象,D正确;10.下列能说明乙醇分子中有一个氢原子与其他氢原子不同的是( )
A.乙醇能燃烧
B.1mlCH3CH2OH与Na完全反应只生成0.5mlH2
C.乙醇分子中含有一个氧原子
D.乙醇能溶于水
【答案】B
【解析】乙醇和金属钠反应生成氢气,由于1ml CH3CH2OH与Na完全反应只生成0.5ml H2,这就能说明乙醇分子中有一个氢原子与其他氢原子不同,答案选B。
11.酒后驾车是引发交通事故的重要原因。交警对驾驶员进行呼气酒精检测的原理是橙色的K2Cr2O7酸性水溶液遇乙醇迅速生成蓝绿色的Cr3+。下列对乙醇的描述与此测定原理有关的是( )
①乙醇沸点低 ②乙醇密度比水小 ③乙醇有还原性 ④乙醇的组成中含氧元素
A.②④B.②③C.①③D.①④
【答案】C
【解析】①乙醇沸点低,易挥发,若饮酒,呼出的气体中含有酒精,与测定原理有关;②乙醇密度比水小,可与水以任意比混溶,与测定原理无关;③K2Cr2C7遇乙醇迅速生成蓝绿色的Cr3+,Cr元素的化合价由+6价降为+3价,K2Cr2O7被还原,则乙醇被氧化,具有还原性,与测定原理有关;④乙醇的组成中含氧元素,与测定原理无关;则与反应原理有关的序号为①③,因此合理选项是C。
12.黄酒在存放过程中,有部分乙醇转化为乙酸,导致黄酒变酸。该过程中发生的反应为( )
A.取代反应B.氧化反应C.加成反应D.酯化反应
【答案】B
【解析】黄酒在存放过程中,有部分乙醇转化为乙酸,导致黄酒变酸,说明乙醇分子中的-OH被氧化成了-COOH,发生了氧化反应。
13.某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。
(1)实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象,请写出相应的化学方程式:____________________________________。
在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明乙醇的催化氧化反应是_______反应。
(2)甲和乙两个水浴作用不相同。甲的作用是________________;乙的作用是____________________。
(3)反应进行一段时间后,试管a中能收集到不同的物质,它们是_________。集气瓶中收集到的气体的主要成分是____________。
(4)若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验,试纸显红色,说明液体中还含有________。要除去该物质,可先在混合液中加入________(填字母)。
a.氯化钠溶液 b.苯
c.碳酸氢钠溶液 d.四氯化碳
然后再通过________(填实验操作名称)即可分离出乙醛。
【答案】(1)2Cu+O2eq \(=====,\s\up7(△))2CuO、CH3CH2OH+CuOeq \(――→,\s\up7(△))CH3CHO+Cu+H2O 放热
(2)加热,使乙醇挥发,与空气混合 冷却,收集乙醛
(3)乙醛、乙醇、水 氮气
(4)乙酸 c 蒸馏
【解析】(1)实验时,因为发生反应2Cu(红)+O2eq \(=====,\s\up7(△))2CuO(黑)、CH3CH2OH+CuO(黑)eq \(――→,\s\up7(△))CH3CHO+Cu(红)+H2O,两反应交替进行,所以红色和黑色交替出现。
(2)甲水浴的作用是加热,便于乙醇的挥发,可得到稳定的乙醇气流;乙水浴的作用是冷却,便于乙醛的收集。
(3)经过反应后冷却,试管a中收集到的物质有易挥发的原料乙醇,生成的乙醛及水。集气瓶中收集到的是原空气中不参加反应的N2,还有没反应完的少量O2,由于O2是少量的,所以只填N2。
(4)试管a中收集到的液体能使紫色石蕊试纸显红色,说明有酸性物质生成,可能含有乙酸,这是由于CH3CHO进一步被氧化而生成的,利用乙酸的酸性比碳酸强,可用碳酸氢钠除去乙酸,然后通过蒸馏的方法将乙醛分离出来 。分子式
结构式
结构简式
官能团
分子模型
球棍模型
空间充填模型
__C2H6O__
CH3CH2OH
或
__C2H5OH__
__—OH__
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__水珠__产生;③向烧杯中加入澄清石灰水__不变浑浊__
实验
结论
乙醇与钠反应生成__H2__,化学方程式为__2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑__
实验操作
实验现象
红色的铜丝eq \(——→,\s\up7(加热))变__黑__色eq \(——→,\s\up7(乙醇中))变__红__色
实验结论
乙醇被氧化为乙醛,化学方程式为
__2CH3CH2OH+O2eq \(——→,\s\up7(Cu),\s\d5(△))2CH3CHO+2H2O__
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