人教版 (新课标)必修2第三章 有机化合物第三节 生活中两种常见的有机物学案
展开生活中两种常见的有机物
1.认识有机物分类,官能团,醇的结构以及性质;
2.认识羧基和酸的性质
知识点一.官能团以及烃的衍生物
1.烃的衍生物
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:乙醇可看成是乙烷的衍生物、一氯甲烷可看成是甲烷的衍生物。
2.官能团
决定有机化合物的特殊性质的原子或原子团叫做官能团。如:
物质
CH3Cl
CH3CH2OH
CH2===CH2
所含官能团
—Cl
—OH
—NO2
官能团的名称
氯原子
羟基
硝基
碳碳双键
知识点二.乙醇
1.物理性质
俗称
气味
状态
密度(与水相比)
挥发性
溶解性(在水中)
酒精
特殊香味
液体
小
易挥发
任意比互溶
2.分子结构
分子式
结构式
结构简式
官能团
分子模型
C2H6O
CH3CH2OH
—OH
3.化学性质
(1)与钠的反应
①实验步骤:在盛有少量无水乙醇的试管中,加入一小块新切的、用滤纸擦干表面煤油的金属钠,在试管口迅速塞上配有医用注射针头的单孔塞,用小试管倒扣在针头之上,收集并验纯气体;然后点燃,并把一干燥的小烧杯罩在火焰上,片刻在烧杯壁上出现液滴后,迅速倒转烧杯,向烧杯中加入少量澄清的石灰水,观察实验现象。
②实验现象:钠粒开始沉于无水乙醇底部,不熔成闪亮的小球,也不发出响声,反应缓慢。产生的气体在空气中安静地燃烧,火焰呈淡蓝色,倒扣在火焰上方的干燥烧杯内壁有水珠产生。
③检验产物:向反应后的溶液中滴加酚酞,溶液变红。向烧杯中加入澄清石灰水无明显现象。
④结论:有碱性物质及氢气生成,无CO2生成。化学方程式为
2Na+2CH3CH2OH―→2CH3CH2ONa+H2↑。
(2)氧化反应
①燃烧
化学方程式:C2H6O+3O22CO2+3H2O
现象:发出淡蓝色火焰,放出大量的热。
应用:是一种优良的燃料。
②催化氧化
实验操作
实验现象
在空气中灼烧过呈黑色的铜丝表面变红,试管中的液体有刺激性气味
化学方程式
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
③与强氧化剂反应
乙醇可被酸性KMnO4溶液或酸性K2Cr2O7溶液氧化,被直接氧化成乙酸。
知识点三.乙酸
1.分子组成和结构
分子式
结构式
结构简式
官能团
分子模型
C2H4O2
CH3COOH
-COOH
2.物理性质
3.化学性质
(1)弱酸性
乙酸是一元弱酸,在水中部分电离,电离方程式为CH3COOH CH3COO-+H+,其酸性比碳酸的酸性强,具有酸的通性。
下列几个问题均能体现乙酸的酸性,请按要求完成问题:
①乙酸能使紫色石蕊溶液变红色;
②乙酸与Mg反应的化学方程式:2CH3COOH+Mg―→(CH3COO)2Mg+H2↑
③乙酸与Na2O反应的化学方程式:2CH3COOH+Na2O―→2CH3COONa+H2O
④乙酸与NaOH反应的化学方程式:CH3COOH+NaOH―→CH3COONa+H2O
(2)酯化反应
①概念:酸和醇反应生成酯和水的反应。
②特点:a.反应速率很慢,一般加入浓H2SO4作催化剂并加热。
b.反应是可逆的。生成的乙酸乙酯在同样条件下又能发生水解反应生成乙酸和乙醇。
实验
操作
实验
现象
饱和Na2CO3溶液的液面上有无色油状液体生成,且能闻到香味
化学
方程式
CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O
③酯化反应的脱水方式是羧酸脱去羟基,醇脱去氢原子,羧酸分子中羧基中的羟基
与醇分子中氢原子结合成水,其余部分结合成酯。形成C—O键,在乙醇中可用18O
原子作示踪原子,证明酯化反应的脱水方式。
④酯化反应又属于取代反应。
知识点四.酯
1.概念
酯是羧酸中的羟基被—OR′(R′表示烃基)取代后的产物,可简写成R—COOR,官能团为酯基或酯键。
2.性质
(1)物理性质
酯在水中的溶解性:一般不溶于水,密度:比水小,气味:具有水果香味。
(2)化学性质:能发生水解反应。
3.存在及用途
(1)存在:鲜花、水果中存在一些低级酯。
(2)用途:
①用作香料。如饮料、糖果、香水、化妆品的香料中含有酯。
②用作溶剂。如指甲油、胶水中的溶剂都是酯。
类型一:乙醇的性质
例1.2001年6月21日,河南的郑州、洛阳及南阳市率先使部分汽车采用封闭运行方式,试用新的汽车燃料——车用乙醇汽油。乙醇,俗名酒精,它是以玉米、小麦、薯类等为原料经发酵、蒸馏而制成的。乙醇进一步脱水,再加上适量汽油后形成变性燃料乙醇。而车用乙醇汽油就是把变性燃料乙醇和汽油按一定比例混配形成的车用燃料。
请回答以下问题:
(1)写出乙醇燃烧的化学方程式:___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)乙醇汽油是清洁能源的原因:__________________________________
________________________________________________________________________。
(3)乙醇燃烧时如果氧气不足,还有CO生成。现用下列装置(如图所示)验证乙醇的燃烧
产物中有CO、CO2、H2O三种气体:
①应将乙醇燃烧的产物依次通过(填写装置的序号)________________,最后进行尾气处理,其中装置A中反应的化学方程式是__________________________,装置C的作用是____________________________,装置E的作用是_________________________________。
②若乙醇燃烧的产物中,水的质量是24.3 g,则参加反应的乙醇的质量是________。
解析:在验证乙醇的不充分燃烧产物时要注意顺序。必须先验证水,因为通过其他溶液时可能会带入水。其次验证CO2,因为验证CO时产生的CO2会影响结果。
答案:(1)C2H6O+3O22CO2+3H2O (2)燃烧充分,产生热量多,且燃烧产物不污染空气
(3)①E、D、B、C、A(或E、D、B、C、A、D)
CO+CuOCu+CO2 除去水蒸气 验证产物中的水蒸气 ②20.7 g
类型二:酯化反应
例2.可用如图所示装置制取少量乙酸乙酯(酒精灯等在图中均已略去)。请填空:
(1)试管a中需加入浓硫酸、乙酸各2 mL,乙醇3 mL,正确的加入顺序是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)为了防止试管a中的液体在实验时发生暴沸,在加热前应采取的措施是
________________________________________________________________________。
(3)实验中加热试管a的目的是
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
(4)试管b中加有饱和Na2CO3溶液,其作用是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)反应结束后,振荡试管b,静置。观察到的现象是
________________________________________________________________________。
解析:制取乙酸乙酯的药品的加入顺序是先加入乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入浓硫酸,最后加入乙酸。由于浓硫酸稀释放热,最后加入乙酸可以减少乙酸的挥发。在反应前的混合液中还要加入沸石,避免加热时发生暴沸;反应采用加热条件,可以加快反应速率并促进乙酸乙酯的汽化;收集乙酸乙酯的试管中放入饱和Na2CO3溶液,有利于酯的分层析出,同时吸收挥发出来的乙酸和乙醇;酯的密度比水的小,故静置后存在水层之上。
答案:(1)先加入乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入浓硫酸,再加入乙酸
(2)在试管a中加入几粒沸石(或碎瓷片)
(3)①加快反应速率
②及时将产物乙酸乙酯蒸出,有利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移动
(4)中和挥发出来的乙酸;溶解挥发出来的乙醇;减小乙酸乙酯的溶解度,使溶液分层,便于分离酯
(5)b中的液体分层,上层是透明的油状液体
基础演练
一.选择题
1.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.由于乙醇容易挥发,所以才有“酒香不怕巷子深”的说法
2.下列关于乙醇的叙述不正确的是( )
A.乙醇易挥发
B.密度比水小,沸点比水高
C.是无色透明有特殊香味的液体
D.乙醇不能用于萃取碘水中的碘
3.比较乙烷与乙醇的结构,下列说法不正确的是( )
A.两个碳原子都以单键相连
B.分子里都含有6个相同的氢原子
C.CH3CH2—与一个氢原子相连就是乙烷分子
D.CH3CH2—与一个羟基相连就是乙醇分子
4.有关化学用语正确的是 ( )
A.乙烯的结构简式C2H4 B.乙烷的结构式CH3CH3
C.四氯化碳的电子式 D.乙酸的分子式C2H4O2
5.把质量为mg的铜丝灼烧变黑后,立即放入下列物质中,铜丝变红且质量仍为mg的是( )
A.稀硝酸 B.醋酸溶液
C.乙醇 D.CH3CHO
6.乙醇分子中不同的化学键如图所示,则乙醇在催化氧化时,化学键断裂的位置是( )
A.②③ B.②④ C.①③ D.③④
7.下列选项中说明乙醇作为燃料的优点是( )
①燃烧时发生氧化反应;②充分燃烧的产物不污染环境;③乙醇是一种再生能源;④燃烧时放出大量的热
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
8.下列物质中,能与乙酸发生反应的是( )
①石蕊 ②乙醇 ③金属铝 ④氧化镁 ⑤碳酸钙 ⑥氢氧化铜
A.①③④⑤⑥ B.③④⑤⑥
C.①②④⑤⑥ D.全部
9.下列关于乙酸的说法中,不正确的是( )
A.乙酸是一种重要的有机酸,是具有刺激性气味的液体
B.乙酸分子里含有4个氢原子,所以乙酸不是一元酸
C.无水乙酸又称冰醋酸,它是纯净物
D.乙酸易溶于水和乙醇
10.下列关于乙醇和乙酸两种物质的说法不正确的是( )
A.都能发生取代反应
B.都能使紫色石蕊试液变红
C.都能发生酯化反应
D.都能和金属钠反应生成H2
二.填空题
11.乙烯是石油裂解气的主要成分,它的产量通常用来衡量一个国家的石油化工水平。请回答下列问题。
(1)乙烯的电子式 ,结构简式 。
(2)鉴别甲烷和乙烯的试剂是 (填序号)。
A.稀硫酸 B.溴的四氯化碳溶液
C.水 D.酸性高锰酸钾溶液
(3)下列物质中,可以通过乙烯加成反应得到的是 (填序号)。
A.CH3CH3 B.CH3CHCl2 C.CH3CH2OH D.CH3CH2Br
③
②
①
(4)已知 2CH3CHO+O2 2CH3COOH。若以乙烯为主要原料合成乙酸,其合成路线如下图所示。
乙烯 A B 乙酸
反应②的化学方程式为 。 工业上以乙烯为原料可以生产一种重要的合成有机高分子化合物,其反应的化学方程式为 ,反应类型是 。
巩固提高
一.选择题
1.下列物质中含有两种官能团的烃的衍生物为( )
A.CH3CH2NO2 B.CH2===CHBr
C.CH2Cl2 D.
2.关于乙醇的说法中正确的是( )
A.乙醇结构中有—OH,所以乙醇溶解于水,可以电离出OH-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.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
3.丙烯醇(CH2===CH—CH2OH)可发生的化学反应有( )
①加成 ②氧化 ③燃烧 ④与钠反应
A.①②③ B.②③④ C.①②③④ D.①③④
4.下列说法正确的是( )
A.检测乙醇中是否含有水可加入钠,若有氢气生成则含水
B.除去乙醇中微量水,可加入金属钠,使其完全反应
C.获得无水乙醇的方法是直接加热蒸馏
D.获得无水乙醇的方法通常采用先用生石灰吸水,然后再加热蒸馏的方法
5.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乙醇与足量金属钠反应生成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
6.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.苯
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法不正确的是( )
A.和金属钠反应时键①断裂
B.在铜催化共热下与O2反应时断裂①和③
C.在铜催化共热下与O2反应时断裂①和⑤
D.在空气中完全燃烧时断裂①②③④⑤
8.CH3CH2OH、HOCH2CH2OH、HOCH2CH(OH)CH2OH分别与足量的金属钠反应,在相同条件下产生相同体积的氢气,则消耗醇的物质的量之比为( )
A.1∶1∶1 B.1∶2∶3
C.6∶3∶2 D.3∶2∶1
9.除去括号内杂质所用试剂和方法,正确的是
选项
物质
所用试剂
方法
A
乙醇(乙酸)
氢氧化钠溶液
分液
B
乙烷(乙烯)
酸性高锰酸钾溶液
洗气
C
乙酸乙酯(乙酸)
饱和碳酸钠溶液
蒸馏
D
乙醇(水)
生石灰
蒸馏
10.下图为实验室制取少量乙酸乙酯的装置图。下列关于该实验的叙述中,不正确的是
饱和
Na2CO3
溶液
A.试管b中导气管下端管口不能浸入液面的原因是防止实验过程中发生倒吸现象
B.向a试管中先加入浓硫酸,然后边摇动试管边慢慢加入乙醇,再加冰醋酸
C.实验时加热试管a的目的是及时将乙酸乙酯蒸出并加快反应速率
D.试管b中Na2CO3的作用是除去随乙酸乙酯蒸出的少量乙酸和乙醇,降低乙酸乙酯在溶液中的溶解度
11.催化氧化的产物是的醇是( )
二.填空题
12.巴豆酸的结构简式为:CH3—CH=CH—COOH(丁烯酸)现有 ①氯化氢;②溴水; ③纯碱溶液;④乙醇;⑤酸化的KMnO4溶液。试根据其结构特点判断在一定条件下能与巴豆酸反应的以上物质是:________________________(填序号)
13.牛奶放置时间长了会变酸,这是因为牛奶中含有不少乳糖,在微生物的作用下乳糖
分解而变成乳酸。乳酸最初就是从酸牛奶中得到并由此而得名的。乳酸的结构简式为
。完成下列问题:
(1)写出乳酸分子中官能团的名称:
________________________________________________________________________。
(2)写出乳酸与足量金属钠反应的化学方程式:
________________________________________________________________________
(3)写出乳酸与碳酸钠溶液反应的化学方程式:
________________________________________________________________________
(4)乳酸在浓硫酸作用下,两分子相互反应生成环状结构的物质,写出此生成物的结构简
式:________________________________________________________________________。
一.选择题
1.把质量为mg的铜丝灼烧变成黑色,立即放入下列物质中,使铜丝变成红色,而且质量仍为mg的是( )
A.稀H2SO4 B.C2H5OH
C.CH3COOH溶液 D.CO
2.下列各组混合物中,可以用分液漏斗分离的是( )
A.溴苯和水 B.乙酸和乙醇 C.酒精和水 D.溴苯和苯
3.钠与下列物质反应都能够产生氢气:①H2O;②CH3COOH;③CH3CH2OH。试推断这三种物质电离出H+的难易程度(从难到易的顺序)( )
A.①②③ B.②③① C.③①② D.②①③
4.某酒精厂由于管理不善,酒精滴漏到某种化学品上而酿成火灾。该化学药品可能是( )
A.KMnO4 B.NaCl C.(NH4)2SO4 D.CH3COOH
5.下列五种化合物中,能够发生酯化、加成和氧化三种反应的是( )
①CH2=CHCOOH ②CH2=CHCOOCH3③CH2=CHCH2OH④CH3CH2CH2OH⑤CH3CHCH2CHO
A.①③④ B. ②④⑤ C.①③⑤ D.①②⑤
6. 酯化反应属于( )
A.中和反应 B.不可逆反应 C.离子反应 D.取代反应
7.A、B、C三种醇同足量的金属钠完全反应,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三种醇的分子里羟基数之比为( )
A.2:1:3 B.3:2:1 C.2:6:3 D.3:1:2
8.将1mol 乙醇(其中的氧用 18O 标记)在浓硫酸存在条件下与足量乙酸充分反应。下列叙述不正确的是( )
A.生成的乙酸乙酯中含有18O B.生成的水分子中含有18O
C.可能生成 44g 乙酸乙酯 D.不可能生成 90g 乙酸乙酯
9.下列操作错误的是 ( )
A.除去CO2中少量的SO2:通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶
B.除去溴苯中的少量溴:加入NaOH溶液,振荡、静置分层后,除去水层
C.提取碘水中的碘:用四氯化碳萃取
D.除去乙酸乙酯中的少量乙酸:加入乙醇和浓硫酸,使乙酸全部转化为乙酸乙酯
10.下列化学用语的书写正确的是
A.乙醇的分子式:C2H5OH B.氮气的电子式:
C.用电子式表示HCl的形成过程:
D.苯的结构简式:C6H6
二.填空题
11.石油是一种极其重要的资源,是发展国民经济和国防建设的重要物资。乙烯是石油化学工业最重要的基础原料,用乙烯可以制得许多工业材料和日用品。乙烯能发生下列转化关系:
②
热裂解
乙烯
①
Cl2
1,2—二氯乙烷
A
氯乙烯
聚氯乙烯
D
乙酸乙酯
浓H2SO4,△
H2O
B
③
④
⑤
(1)A的分子式为 ,化合物D的官能团名称是 。
(2)写出反应①、④的化学方程式:
① ;
④ 。
(3)上述反应中,以生成有机产物为目标,原子利用率100%的反应有①和_______。
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
一.选择题
1..下列物质中,分别加入金属钠,不能产生氢气的是( )
A.苯 B.蒸馏水
C.无水酒精 D.75%的酒精
2.下列化学用语表达正确的是( )
A.乙烯的结构式:CH2=CH2 B. 羟基的结构简式:—HO
C.甲烷的比例模型: D.乙醇的分子式: CH3CH2OH
3.下列物质既能与金属钠反应放出气体,又能与纯碱作用放出气体的是( )
A.CH3CH2OH B.H2O C.CH3COOH D.C6H12O6
4.将等质量的铜丝在酒精灯上加热后,分别插入下列溶液中,放置片刻,铜丝质量不变的是
A.硝酸 B.无水乙醇 C.石灰水 D.盐酸
5.某有机物的结构简式如图所示,关于该有机物的叙述不正确的是( )
—CH2
CH=CH2
CH2OH
—COOH
A.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.能在催化剂作用下与氢气发生加成反应
C.1mol有机物能与足量Na反应放出2molH2
D.在铜的催化下,能被氧化为含醛基的物质
6.下列关于乙醇的说法中,不正确的是( )
A.乙醇是无色透明、有特殊香味的液体
B.乙醇可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.乙醇属于烃类物质
D.无水硫酸铜常用于检验乙醇中是否含有水
7.下列各组混合物能够用分液漏斗分离的是( )
A.水和乙酸乙酯 B.乙酸和乙醇 C.四氯化碳和碘 D.苯和溴苯
8.如图是某种有机物的简易球棍模型,该有机物中只含有C、H、O三种元素,下列关于该有机物的说法中不正确的是( )
A.分子式是C3H6O2 B.不能和NaOH溶液反应
C.能发生酯化反应 D.能使紫色石蕊溶液变红
二.填空题
9.乙醇是生活中常见的有机物,能发生多种反应。请回答:
(1)乙醇分子中官能团的名称是 。
(2)乙醇与金属钠反应的化学方程式为 ,向装有乙醇的烧杯中投入一小块金属钠,下列对该实验现象的描述正确的是 (填字母)。
A.钠块沉在乙醇液面的下面 B.钠块熔化成小球
C.钠块在乙醇的液面上游动 D.钠块表面有气体放出
(3)乙醇是一种重要的燃料,其优点的是 (填字母)。
①燃烧时发生氧化反应 ②充分燃烧的产物不污染环境
③乙醇是一种可再生能源 ④燃烧时放出大量热能
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
(4)乙醇在Cu做催化剂条件下,可被空气中的氧气氧化,其反应的化学方程式为 。
10.在试管A中加入3 mL 乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入2 mL 浓硫酸和2 mL 乙酸,按下图所示连接好装置进行实验,以制取乙酸乙酯。
(1) 试管B中盛放的试剂是_________________。
(2)乙醇与乙酸反应的化学方程式是 ________________。
(3)实验完成后,试管B的液面上有透明的不溶于水的油状液体产生。若分离B中的液体混合物需要用到的玻璃仪器是____________。
(4)用30 g乙酸与46 g乙醇反应,如果实际产率是理论产率的60%,则可得到的乙酸已酯的质量是 。
本讲参考答案
基础演练
一.选择题
1. A 2.B 3.B 4.D 5.C 6.B 7.D 8.D 9.B 10.B
二.填空题
11.
(1) H2C=CH2
(2)B D
(3)A C D
(4)2CH3CH2OH + O2 2CH3CHO + 2H2O
n CH2=CH2 CH2—CH2 n 加聚反应
巩固提高
一.选择题
2. 1.B 2.D 3.C 4.D 5.B 6.C 7.C 8.C 9.D 10.B 11.A
二.填空题
12. ①②③④⑤
13.(1)羟基、羧基
13.(1)C6mH4m+2 (m≥2) (2)94.7% (3)12
当堂检测
一 . 选择题
1.B 2.A 3.C 4.A 5.D 6.D 7.A 8.B 9.D 10.C
二.填空题
11.(1)HCl 羧基
(2)①CH2=CH2 +Cl2→CH2Cl—CH2Cl
浓硫酸
④CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O
(3)③ ⑤
家庭作业
一.选择题
1.A 2.C 3.C 4.B 5.C 6. C 7.A 8.B
二.填空题
9.(1)羟基 (2)2C2H5OH+2Na→2C2H5ONa+H2↑;AD (3)D
(4)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
10. (1)饱和碳酸钠溶液
(2)CH3COOH+ C2H5OHCH3COOC2H5 +H2O
(3)分液漏斗 (4)26.4 g
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