2017-2018学年化学苏教必修2讲义专题3有机化合物的获得与应用第2单元第1课时

第二单元食品中的有机化合物第1课时乙醇学习目标核心素养建构1.会写乙醇的分子式、结构式、结构简式，知道乙醇的官能团是—OH。2.知道乙醇中—OH上的氢可以被金属置换，会写相关反应的化学方程式。3.知道乙醇催化氧化生成乙醛以及反应中的断键和成键情况，会写相关反应的化学方程式。[知识梳理]一、乙醇的分子结构与物理性质1．分子结构分子式结构式结构简式官能团球棍模型比例模型C2H6OCH3CH2OH或C2H5OH名称化学式羟基—OH2．物理性质颜色状态气味水溶性密度挥发性无色液体特殊香味任意比互溶密度比水小易挥发【自主思考】1．能用乙醇萃取碘水中的碘吗？提示不能。因为乙醇易溶于水，所以乙醇不能作碘水中碘的萃取剂。2．如何检验乙醇中是否含有水？怎样除去乙醇中的水？提示向乙醇中加入无水CuSO4粉末，若有蓝色物质生成，说明乙醇中含有水分；若无蓝色物质生成，说明乙醇中没有水分。除去乙醇中的水需要加入生石灰吸水，然后蒸馏。3．如何只用一种试剂鉴别乙醇、苯和四氯化碳？提示分别取少许三种液体于三支试管中，分别加入适量水，液体不分层的是乙醇，液体分层且水在上层的是四氯化碳，液体分层且水在下层的是苯。4．乙醇分子中有几种氢原子？比较—OH和OH－有哪些区别？提示3种氢原子。OH－和—OH的区别电子数电子式稳定性电性OH－10稳定带负电荷—OH9不稳定电中性二、乙醇的化学性质和用途1．化学性质性质实验操作实验现象化学反应方程式与金属钠反应向试管中注入约2mL无水乙醇，再放入一小块钠，观察发生的现象，检验生成的气体钠粒开始沉于无水乙醇底部，反应缓慢。产生的气体在空气中安静地燃烧，火焰呈淡蓝色2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑可燃性乙醇在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，放出大量的热C2H6O＋3O2eq\o(→,\s\up7(点燃))2CO2＋3H2O催化氧化向试管中注入约2mL无水乙醇，取一根光洁的铜丝绕成螺旋状，放在酒精灯外焰上加热，然后伸入无水乙醇中，反复几次。观察铜丝的变化并闻液体的气味在空气中灼烧过的铜丝表面由黑变红，试管中液体有刺激性气味2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O2．用途【自主思考】5．如何证明乙醇分子中含有一个羟基？提示根据1molCH3CH2OH与足量的Na反应产生0.5molH2，证明一个乙醇分子中含有一个羟基，二甲醚中无羟基，氢原子全部以C—H键结合，不与金属钠反应。6．根据乙醇的催化氧化实验现象，说明铜丝在反应中所起的作用？提示铜丝在空气中加热，由光亮的红色变成黑色物质，说明发生了2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO的反应，将加热的铜丝放入乙醇中时，铜丝由黑色又变成光亮的红色，说明发生了C2H5OH＋CuOeq\o(→,\s\up7(△))CH3CHO＋Cu＋H2O的反应。反应的实质是铜参加了反应，反应前后的质量和化学性质不变，所以铜起到催化剂的作用。三、甲醛与乙醛甲醛、乙醛分子中都含有醛基(—CHO)，都属于醛类，甲醛的水溶液常用于种子杀菌消毒、标本的防腐，但不能用于浸泡食品。甲醛是制造酚醛树脂的原料。甲醛对人体有害，要注意防止装修材料中挥发出的甲醛气体污染室内空气。乙醛是重要的有机合成原料。可用于生产乙酸、乙醇等。【自主思考】7．甲醛和乙醛互为同系物吗？提示互为同系物。二者都含一个醛基，且组成相差一个CH2原子团。8．乙醛在一定条件下可被氧化为乙酸，写出反应的化学方程式。提示2CH3CHO＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2CH3COOH。[效果自测]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)医疗上用质量分数为75%的酒精消毒。()(2)向碘水中加入少量乙醇，振荡静置，上层液体呈紫色，下层液体无色。()(3)等物质的量的乙醇与乙烯完全燃烧消耗的氧气一样多。()(4)乙醇中的羟基比水中的羟基活泼。()(5)铜丝是乙醇催化氧化反应中的催化剂。()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√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()①C2H5OH②稀盐酸③H2OA．①＞②＞③ B．②＞①＞③C．③＞①＞② D．②＞③＞①答案D探究一、乙醇与金属钠反应【合作交流】1．为什么乙醇与钠反应比水与钠反应要缓慢得多？提示乙醇和水与金属钠都能反应并放出氢气，说明O—H键上的氢原子能被钠置换。由于乙醇羟基上的氢原子不如水中的氢原子活泼，故乙醇与钠反应比水与钠反应要缓慢得多。【点拨提升】Na分别与水、乙醇反应实验的比较钠与水反应实验钠与乙醇反应实验钠的现象钠粒熔为闪亮的小球快速浮游于水面，并快速消失钠粒未熔化，沉于乙醇液体底部，并慢慢消失声的现象有嘶嘶的声音无任何声音气的现象放出气体速度很快有无色、无味气体生成，作爆鸣实验时有爆鸣声实验结论钠的密度小于水的密度，熔点低。钠与水剧烈反应，单位时间内放出的热量多，反应生成氢气。2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，水分子中的氢原子相对较活泼钠的密度大于乙醇的密度。钠与乙醇缓慢反应生成氢气。2Na＋2CH3CH2OH→H2↑＋2CH3CH2ONa，乙醇分子里羟基上的氢原子相对不活泼【典题例证1】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．1mol乙醇燃烧生成3mol水B．1mol乙醇可以生成1mol乙醛C．1mol乙醇跟足量的Na作用得到0.5molH2D．乙醇可以制酒精饮料解析乙醇燃烧，所有的H参与反应重新生成H2O。乙醇氧化成醛时，—OH虽参与反应，可C—H也参与，无法证明H的不同。乙醇和足量钠反应，生成的H占醇分子中的H的六分之一，说明其中一个H与另五个不同。答案C【学以致用1】下列说法中，正确的是()A．乙醇分子中的氢原子均可被钠置换B．乙醇能与钠反应放出氢气，说明乙醇能电离产生H＋而表现酸性C．乙醇分子中的羟基(—OH)氢比乙烷分子中的氢原子活泼D．乙醇分子中的羟基氢比H2O中的氢活泼解析乙醇与Na反应时，只有羟基氢能被置换，说明羟基氢比乙烷中的氢活泼，但乙醇与Na反应不如水与Na反应剧烈，说明羟基氢不如水中的氢活泼。答案C探究二、乙醇【合作交流】2．乙醇分子中化学键如图所示。(1)指出乙醇与金属钠反应时化学键断裂的位置________；(2)乙醇催化氧化为乙醛时，化学键断裂的位置________。提示(1)①(2)①③【点拨提升】(1)实验操作、现象、原理(2)反应条件：加热，催化剂(铜或银)。(3)反应实质：乙醇分子脱去羟基上的H原子以及与羟基直接相连的C原子上的H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。(4)总反应：2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O，催化剂铜参与了反应，只不过在反应前后质量和化学性质不变。【典题例证2】某学习小组同学设计如图装置(夹持装置仪器已省略)，其实验操作为①按图示安装好实验装置；②关闭活塞a、b、c，在铜丝的中间部分加热片刻；③打开活塞a、b、c，通过控制活塞a和b，有节奏(间歇性)通入气体，可在M处观察到明显的实验现象。试回答以下问题：(1)A中发生反应的化学方程式：___________________________________________，B的作用：_______________________________________________________________________；C中热水的作用：______________________________________________________________。(2)M处发生的反应的化学方程式：____________________________________________。(3)从M管中可观察到的现象：_______________________________________________。从中可认识到该实验过程中催化剂________(填“参加”或“不参加”)化学反应，还可以认识到催化剂起催化作用需要一定的__________。(4)实验一段时间后，如果撤掉酒精灯，反应将继续进行，其原因是________________________________________________________________________。(5)E中可能收集到哪些物质？能否用分液的方法将E中收集到的物质分离？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析A为氧气的简易制备装置，发生反应为2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑，B装置浓硫酸用于干燥O2，C装置中圆底烧瓶浸泡在热水中，烧瓶中的乙醇变为蒸气进入M装置中，M装置中乙醇催化氧化生成乙醛，发生反应为2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO，CH3CH2OH＋CuOeq\o(→,\s\up7(△))CH3CHO＋H2O＋Cu，即2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O。受热部分的铜丝由于间歇性地鼓入空气而交替出现变黑、变红的现象。铜为催化剂，催化剂要起催化作用需要一定的条件，如温度等。实验一段时间后，如果撤掉酒精灯，反应将继续进行，证明该反应为放热反应。E中收集到乙醇和乙醛，由于乙醇和乙醛易溶于水，所以不能用分液的方法分离。答案(1)2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑干燥O2使C中乙醇变为蒸气进入M中参加反应(2)2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O或(2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO，CH3CH2OH＋CuOeq\o(→,\s\up7(△))CH3CHO＋H2O＋Cu)(3)受热部分的铜丝由于间歇性地鼓入空气而交替出现变黑、变红的现象参加温度(4)乙醇的催化氧化反应是放热反应，反应放出的热量维持反应继续进行(5)E中收集到乙醇和乙醛，不能用分液的方法分离【学以致用2】将等质量的铜片在酒精灯上加热后，分别插入下列溶液中，放置片刻后，铜片质量增加的是()A．硝酸 B．无水乙醇C．石灰水 D．盐酸解析铜片在酒精灯上加热，发生反应：2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO，质量增加。如遇硝酸或盐酸后，发生反应：CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2O，铜片质量减少。如遇乙醇，发生反应：CuO＋CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(△))Cu＋CH3CHO＋H2O，CuO又还原为Cu，故铜片的质量不变。如遇石灰水，CuO与Ca(OH)2不反应，故加热后的铜片比原来铜片的质量增加。答案C1．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解析乙醇的沸点为78答案B2．下列说法中正确的是()A．乙醇分子可以看作是乙烷分子中的一个氢原子被—OH取代而形成的B．乙醇分子中的氢原子都可以被钠置换C．—OH和OH－两种微粒中质子数、电子数都相等D．水和乙醇分子中的羟基化学性质完全相同解析乙醇分子中只有羟基上的氢可以被钠置换，B项错误；虽然水和乙醇分子中均含有羟基，但化学性质不完全相同，如乙醇能使酸性KMnO4溶液褪色，而水无此性质，D项错误；羟基—OH是中性原子团，不能稳定存在，氢氧根OH－是带负电荷的阴离子，二者质子数相等，电子数不相等，C项错误。答案A3．乙醇分子中不同的化学键如图，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答案D4．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解析乙醇不能电离出氢氧根离子，—OH和OH－是完全不同的粒子；乙醇的氧化反应表现的是乙醇的还原性；乙醇与钠反应可以产生氢气，此时并不是氢离子的性质，不能说明乙醇显酸性；乙醇与钠反应比水与钠反应平缓，说明乙醇羟基上的氢原子不如水中的氢原子活泼。答案D5．回答下列问题：(1)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中正确的是____________(填字母)。a．钠块开始反应时，浮在乙醇液面的上方b．钠块与乙醇的反应比钠块与水的反应剧烈c．钠块熔化成小球，在乙醇液面上游动d．钠块表面缓慢反应放出可燃性气体，在燃烧前必须检验纯度e．乙醇分子中的6个氢原子均转化为氢气(2)将光亮的铜丝在酒精灯上加热，然后将其插入盛有少量乙醇的试管中，反复进行几次，可发现铜丝受热后表面因被________而变成____色，放入乙醇中后又变为____色，同时在试管中产生有________气味的________。上述过程的化学方程式为__________________________、________________________，总反应式为________________________，反应中铜丝的作用为____________。(3)化学式为C2H6O的化合物A具有如下性质：A＋Na→慢慢产生气泡；A＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))生成有刺激性气味的物质。①写出A的结构简式________________。②含A的体积分数为75%的水溶液可以用作___________________________________。③A与金属钠反应的化学方程式______________________________________________。④A和O2反应生成有刺激性气味的物质，该反应说明A具有________性，该反应的化学方程式为____________________________________________________________________。(4)现有甲、乙两种有机物，它们的结构简式分别为CH2=CHCH2CH2OH、。①乙的分子式为____________。②甲和乙中都含有的官能团名称是____________，下列关于甲和乙两种有机物的叙述不正确的是____________(填字母)。a．都能与金属钠反应放出氢气b．都能在催化剂作用下与H2反应c．都能与NaOH溶液反应d．甲能被催化氧化生成含—CHO的有机物e．甲和乙与HBr、溴水发生加成反应，产物都只有一种答案(1)d(2)氧化黑红刺激性液体2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuOCuO＋CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(△))CH3CHO＋H2O＋Cu2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O催化剂(3)①CH3CH2OH或C2H5OH②医用消毒剂③2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑④还原2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O(4)①C6H10O②碳碳双键和羟基ce课时作业基础巩固1．比较乙烷和乙醇的分子结构，下列说法错误的是()A．两个碳原子之间都以单键相连B．分子里都含有6个相同的氢原子C．乙基与一个氢原子相连就是乙烷分子D．乙基与一个羟基相连就是乙醇分子解析由于氢原子所连接原子及相对位置不同，乙醇分子中有3类不同氢原子，而乙烷中只有1类氢原子，B项错误；乙醇分子可认为是乙基与羟基相连，D项正确；同理C项正确。答案B2．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．0.1mol乙醇与足量金属钠反应生成0.05molH2C．乙醇能与水以任意比例互溶D．乙醇容易挥发解析根据羟基与氢气的物质的量2∶1的关系，可以确定乙醇含一个羟基。答案B3．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解析乙醇具有挥发性，可以与水以任意比互溶，故A项错误，C、D项正确；乙醇是一种优良的有机溶剂可将中药中的有效成分萃取出来，B项正确。答案A4．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C2H4OB．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解析本题利用循环图的形式考查乙醇的催化氧化反应。M为乙醛(CH3CHO)。答案B5．为了节约能源，倡导环保，2010年达喀力拉力赛有燃烧乙醇燃料的全新组别赛事。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乙醇是一种可再生能源④燃烧时放出大量热能A．①②③ B．①②④C．①③④ D．②③④解析发生氧化反应这个特点无法体现其优点，而其他三项均是优点，故选D。答案D6．下列混合物中，不能用分液漏斗分离的是()A．乙醇和水 B．硝基苯和水C．溴苯和水 D．四氯化碳和水解析分液漏斗是用来分离两种互不相溶的液体，而乙醇和水可以任意比互溶，所以不能分离。答案A7．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%的酒精解析乙醇、H2O都能与Na发生置换反应生成H2,75%的酒精是水和乙醇组成的混合物，也能与Na反应生成H2；苯是烃，尽管含有氢元素，但氢不活泼，因此不能与Na反应生成H2。答案A8．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．②③④C．①②③④ D．①③④解析丙烯醇中含有碳碳双键和羟基两种官能团，碳碳双键可发生①②③，羟基可发生②③④，而丙烯醇兼有两者的性质，则C项正确。答案C9．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三种醇分子里羟基数之比是()A．3∶2∶1 B．2∶6∶2C．3∶1∶2 D．2∶1∶3解析三种醇与足量Na反应，产生相同体积的H2，说明这三种醇各自所提供的—OH数目相同，为方便计算，设所提供—OH的数目为a，由于三种醇物质的量之比为3∶6∶2，所以各醇分子中—OH数之比为eq\f(a,3)∶eq\f(a,6)∶eq\f(a,2)＝2∶1∶3。答案D10．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乙醇有氧化性A．②④ B．②③C．①③ D．①④解析乙醇沸点低，易挥发，故易被检测。K2Cr2O7具有强氧化性，可以氧化乙醇，自身被还原成Cr3＋，乙醇表现还原性。答案C能力提升11．乙醇是生活中常见的有机物，能进行如下图所示的多种反应，A、C都是有机物。写出下列反应的化学方程式。反应①：__________________________________________________________________；反应②：__________________________________________________________________；反应③：__________________________________________________________________。答案2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑CH3CH2OH＋3O2eq\o(→,\s\up7(点燃))2CO2＋3H2O2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O12．目前，乙醇作为一种“绿色能源”而引起广泛关注，以乙醇汽油为燃料的客车正在成为城市的一道靓丽风景线。乙醇(分子式为C2H6O)完全燃烧生成CO2和H2O。(1)乙醇燃烧时如果氧气不足，可能还有CO生成。用下图装置验证乙醇的燃烧产物中有CO、CO2、H2O，应将乙醇的燃烧产物依次通过________(按气流从左至右的顺序填装置编号)。编号①②③④装置(2)实验时可观察到装置②中A瓶的石灰水变浑浊。A瓶溶液的作用是________________；B瓶溶液的作用是________________；C瓶溶液的作用是_____________________________。(3)装置③的作用是_________________________________________________________；装置①中所盛试剂是____________溶液，作用是__________________________。(4)装置④中所盛的固体药品是________，它可以验证的产物是________。解析H2O的检验应放在前面，检验CO前应将CO2除尽再使CO生成CO2，再检验。答案(1)④②③①(2)验证CO2存在除去混合气体中的CO2证明CO2已被除尽(3)将CO氧化成CO2澄清石灰水检验由CO与CuO反应所生成的CO2，从而验证原产物中有CO(4)无水硫酸铜H2O13．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，