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1、
第二單元 食品中的有機化合物
第1課時 乙醇
目標與素養(yǎng):1.知道乙醇的組成、結構特征和主要性質。(宏觀辨識與微觀探析)2.了解乙醇在日常生活中的應用。(科學探究與創(chuàng)新意識)
一、乙醇的結構、性質及應用
1.乙醇的組成和結構
分子式
結構式
結構簡式
官能團
C2H6O
C2H5OH
—OH(羥基)
2.乙醇的物理性質
3.乙醇的化學性質
(1)置換反應:與活潑金屬Na反應的化學方程式為
2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑。
(2)氧化反應
①燃燒氧化:乙醇在空氣中可燃燒,發(fā)出淡藍色的火焰,放出大量的熱,化學方程
2、式為C2H6O+3O22CO2+3H2O。
②催化氧化:乙醇在催化劑(銅、銀等)的作用下與O2反應的方程式為2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。
在適當條件下,乙醛氧化為乙酸的化學方程式為2CH3CHO+O22CH3COOH。
4.用途
(1)用作酒精燈、火鍋、內燃機等的燃料。
(2)用作化工原料。
(3)醫(yī)療上常用體積分數(shù)為75%的乙醇溶液作消毒劑。
怎樣證明乙醇分子中含有一個羥基?
[提示] 根據1 mol CH3CH2OH與足量的Na反應產生0.5 mol H2,證明一個乙醇分子中含有一個羥基。
二、甲醛與乙醛
甲醛
乙醛
分子式
CH2O
3、
C2H4O
結構簡式
HCHO
CH3CHO
官能團
醛基(—CHO)
主要用途
甲醛的水溶液常用于殺菌消毒、標本的防腐等,但不能用于浸泡食品。甲醛是制造酚醛樹脂的原料。甲醛對人體有害,要注意防止裝修材料中揮發(fā)出的甲醛氣體污染空氣
乙醛是重要的有機合成原料
1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)醫(yī)療上用質量分數(shù)為75%的酒精消毒。 ( )
(2)乙醇是良好的有機溶劑,可用來萃取溴水中的溴。 ( )
(3)可用無水硫酸銅檢驗工業(yè)酒精中是否含水。 ( )
(4)1 mol乙醇與足量的鈉反應可以生成3 mol氫氣。 ( )
[提示] (1)×
4、 (2)× (3)√ (4)×
2.可以證明乙醇分子中有一個氫原子與另外的氫原子不同的方法是( )
A.1 mol乙醇燃燒生成3 mol水
B.1 mol乙醇可以生成1 mol乙醛
C.1 mol乙醇跟足量的Na作用得到0.5 mol H2
D.乙醇可以制酒精飲料
C [乙醇燃燒,所有的H參與反應重新生成H2O。乙醇氧化成醛時,—OH雖參與反應,可C—H也參與,無法證明H的不同。乙醇和足量鈉反應,生成的H占醇分子中的H的六分之一,說明其中一個H與另外五個不同。]
3.已知乙烯發(fā)生如下變化:
(1)寫出B的名稱______________,有機物C的名稱__________
5、___。
(2)寫出反應①的化學方程式__________________________,該反應的類型是________。
(3)寫出反應②的化學方程式__________________________,該反應的類型是________。
[解析] 乙烯與H2O加成變成乙醇(B),乙醇催化氧化變成乙醛(C)。
[答案] (1)乙醇 乙醛
(2)CH2===CH2+H2OCH3CH2OH 加成反應
(3)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O 氧化反應
乙醇在化學反應中化學鍵的變化
1.乙醇的結構特點、斷鍵位置與性質的關系
2.乙醇催化氧化反應的
6、實質
總的化學方程式:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,反應中銅(也可用銀)作催化劑。
3.醇的催化氧化反應規(guī)律
醇在有催化劑(銅或銀)存在的條件下,可以發(fā)生催化氧化反應生成醛,但并不是所有的醇都能被氧化生成醛。
(1)凡是含有R—CH2OH(R代表烴基)結構的醇,在一定條件下都能被氧化成醛:
2R—CH2OH+O22R—CHO+2H2O。
(2)凡是含有結構的醇,在一定條件下也能被氧化,但生成物不是醛,而是酮()。
(3)凡是含有結構的醇通常情況下不能被催化氧化。
【典例】 乙醇分子中的各種化學鍵如圖所示,關于乙醇在各種反應中斷裂鍵的說明不正確的是( )
7、
A.和金屬鈉反應時鍵①斷裂
B.在銅或銀催化共熱下與O2反應時斷裂①和③
C.在銅或銀催化共熱下與O2反應時斷裂①和⑤
D.在空氣中完全燃燒時斷裂①②③④⑤
C [乙醇與鈉反應生成乙醇鈉,是羥基中的O—H鍵斷裂,A正確;乙醇催化氧化成乙醛時,斷裂①和③,B正確,C錯誤;乙醇完全燃燒時,化學鍵全部斷裂,D正確。]
某學習小組同學設計如圖裝置(夾持裝置儀器已省略),其實驗操作為
A B C D E
①按圖示安裝好實驗裝置;
②關閉活塞a、b、c,在銅絲的中間部分加熱片刻;
③打開活塞a、b、c,通過控制活塞a和b,有節(jié)奏(間歇性)
通入氣體,可在
8、M處觀察到明顯的實驗現(xiàn)象。
試回答以下問題:
(1)A中發(fā)生反應的化學方程式:________________________,B的作用:______________;C中熱水的作用:_________________
__________________________________________________。
(2)M處發(fā)生的反應的化學方程式: _____________________。
(3)從M管中可觀察到的現(xiàn)象: _________________________。
從中可認識到該實驗過程中催化劑________(填“參加”或“不參加”)化學反應,還可以認識到催
9、化劑起催化作用需要一定的________。
(4)實驗一段時間后,如果撤掉酒精燈,反應將繼續(xù)進行,其原因是__________________________________________________
__________________________________________________。
(5)E中可能收集到哪些物質?能否用分液的方法將E中收集到的物質分離?
__________________________________________________
__________________________________________________。
10、
[解析] A為氧氣的簡易制備裝置,發(fā)生反應為2H2O22H2O+O2↑,B裝置濃硫酸用于干燥O2,C裝置中圓底燒瓶浸泡在熱水中,燒瓶中的乙醇變?yōu)檎魵膺M入M裝置中,M裝置中乙醇催化氧化生成乙醛,發(fā)生反應為2Cu+O22CuO,CH3CH2OH+CuOCH3CHO+H2O+Cu,即2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。受熱部分的銅絲由于間歇性地鼓入空氣而交替出現(xiàn)變黑、變紅的現(xiàn)象。銅為催化劑,催化劑要起催化作用需要一定的條件,如溫度等。實驗一段時間后,如果撤掉酒精燈,反應將繼續(xù)進行,證明該反應為放熱反應。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離。
[答案
11、] (1)2H2O22H2O+O2↑ 干燥O2 使C中乙醇變?yōu)檎魵膺M入M中參加反應
(2)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O(或2Cu+O22CuO,CH3CH2OH+CuOCH3CHO+H2O+Cu)
(3)受熱部分的銅絲由于間歇性地鼓入空氣而交替出現(xiàn)變黑、變紅的現(xiàn)象 參加 溫度
(4)乙醇的催化氧化反應是放熱反應,反應放出的熱量維持反應繼續(xù)進行
(5)E中收集到乙醇和乙醛,不能用分液的方法分離
1.下列關于乙醇的敘述不正確的是( )
A.乙醇易揮發(fā)
B.密度比水小,沸點比水高
C.是無色透明有特殊香味的液體
D.乙醇不能用于萃取碘水中的碘
B [乙醇
12、的沸點為78 ℃,比水的低。]
2.比較乙烷和乙醇的結構,下列說法錯誤的是( )
A.兩個碳原子以單鍵相連
B.乙基與一個羥基相連就是乙醇分子
C.乙醇與鈉反應而乙烷與鈉不反應
D.分子里都含六個相同的氫原子
D [乙醇的結構式為,所以分子中有三種不同化學環(huán)境的氫原子,故D選項錯誤。]
3.關于乙醇的說法中正確的是( )
A.乙醇結構中有—OH,所以乙醇溶于水,可以電離出OH-而顯堿性
B.乙醇燃燒生成二氧化碳和水,說明乙醇具有氧化性
C.乙醇與鈉反應可以產生氫氣,所以乙醇顯酸性
D.乙醇與鈉反應非常平緩,所以乙醇羥基上的氫原子不如水中的氫原子活潑
D [乙醇不能電
13、離出氫氧根離子,—OH和OH-是完全不同的兩種微粒;乙醇的氧化反應表現(xiàn)的是乙醇的還原性;乙醇與鈉反應比水與鈉反應緩慢,說明乙醇分子中羥基上的氫原子不如水分子中的氫原子活潑,水呈中性,所以乙醇不顯酸性。]
4.乙醇氧化制乙醛的實驗裝置如圖所示(夾持儀器和加熱儀器均未畫出),下列敘述錯誤的是( )
A.a中所盛放的固體可以是CuO
B.d中乙醇可用沸水浴加熱
C.c中具支試管b中有無色液體產生
D.c中具支試管b可換成帶塞的普通試管
D [乙醇和氧化銅在加熱條件下反應生成乙醛、水和銅,所以a中所盛放的固體可以是CuO,A項正確;直接加熱時,生成乙醇蒸氣的速率較大,乙醇和氧化銅反應
14、不完全,為了使a中的乙醇平穩(wěn)汽化,d中乙醇可用沸水浴加熱,B項正確;乙醇和氧化銅反應生成乙醛、水和銅,冷凝后c中具支試管b中有無色液體產生,C項正確;c中的試管應保持與外界相通,防止裝置內氣壓過大發(fā)生危險,所以c中的具支試管不可換成帶塞的普通試管,D項錯誤。]
5.為了探究乙醇和金屬鈉反應生成H2的原理,某同學做了如下四個實驗。
甲:向小燒杯中加入無水乙醇,再放入一小塊金屬鈉,觀察現(xiàn)象,并收集產生的氣體。
乙:設法檢驗甲收集到的氣體。
丙:向試管中加入3 mL水,并加入綠豆粒大小的金屬鈉,觀察現(xiàn)象。
?。合蛟嚬苤屑尤? mL乙醚(CH3CH2OCH2CH3),并加入綠豆粒大小的金屬鈉
15、,發(fā)現(xiàn)無明顯變化。
回答以下問題:
(1)從結構上分析,該實驗選取水和乙醚作參照物的原因是
__________________________________________________
__________________________________________________。
(2)丙的目的是證明______________________;丁的目的是證明____________________________________________________________________________________________________;
根據丙和丁的結果,可以得出乙醇和金屬鈉反應的化學方程式應為__________________________________________________。
[解析] 根據乙醇的結構分析可知,選取水和CH3CH2OCH2CH3作參照物的原因是它們分別含有—OH和CH3CH2—,然后可證明羥基上的氫與鈉能反應,乙基上的氫與鈉不能反應。
[答案] (1)乙醇分子中含有乙基和羥基,而水分子中含有羥基,乙醚分子中含有乙基
(2)羥基上的氫可與鈉發(fā)生反應 乙基上的氫不能與鈉發(fā)生反應 2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑