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1、
第二單元 食品中的有機(jī)化合物
第1課時(shí) 乙醇
目標(biāo)與素養(yǎng):1.知道乙醇的組成、結(jié)構(gòu)特征和主要性質(zhì)。(宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析)2.了解乙醇在日常生活中的應(yīng)用。(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí))
一、乙醇的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及應(yīng)用
1.乙醇的組成和結(jié)構(gòu)
分子式
結(jié)構(gòu)式
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
官能團(tuán)
C2H6O
C2H5OH
—OH(羥基)
2.乙醇的物理性質(zhì)
3.乙醇的化學(xué)性質(zhì)
(1)置換反應(yīng):與活潑金屬Na反應(yīng)的化學(xué)方程式為
2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑。
(2)氧化反應(yīng)
①燃燒氧化:乙醇在空氣中可燃燒,發(fā)出淡藍(lán)色的火焰,放出大量的熱,化學(xué)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(yīng)的方程式為2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。
在適當(dāng)條件下,乙醛氧化為乙酸的化學(xué)方程式為2CH3CHO+O22CH3COOH。
4.用途
(1)用作酒精燈、火鍋、內(nèi)燃機(jī)等的燃料。
(2)用作化工原料。
(3)醫(yī)療上常用體積分?jǐn)?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(gè)羥基?
[提示] 根據(jù)1 mol CH3CH2OH與足量的Na反應(yīng)產(chǎn)生0.5 mol H2,證明一個(gè)乙醇分子中含有一個(gè)羥基。
二、甲醛與乙醛
甲醛
乙醛
分子式
CH2O
3、
C2H4O
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式
HCHO
CH3CHO
官能團(tuán)
醛基(—CHO)
主要用途
甲醛的水溶液常用于殺菌消毒、標(biāo)本的防腐等,但不能用于浸泡食品。甲醛是制造酚醛樹(shù)脂的原料。甲醛對(duì)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(jī)合成原料
1.判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)
(1)醫(yī)療上用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%的酒精消毒。 ( )
(2)乙醇是良好的有機(jī)溶劑,可用來(lái)萃取溴水中的溴。 ( )
(3)可用無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)工業(yè)酒精中是否含水。 ( )
(4)1 mol乙醇與足量的鈉反應(yīng)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(gè)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(yīng)重新生成H2O。乙醇氧化成醛時(shí),—OH雖參與反應(yīng),可C—H也參與,無(wú)法證明H的不同。乙醇和足量鈉反應(yīng),生成的H占醇分子中的H的六分之一,說(shuō)明其中一個(gè)H與另外五個(gè)不同。]
3.已知乙烯發(fā)生如下變化:
(1)寫(xiě)出B的名稱(chēng)______________,有機(jī)物C的名稱(chēng)__________
5、___。
(2)寫(xiě)出反應(yīng)①的化學(xué)方程式__________________________,該反應(yīng)的類(lèi)型是________。
(3)寫(xiě)出反應(yīng)②的化學(xué)方程式__________________________,該反應(yīng)的類(lèi)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(yīng)
(3)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O 氧化反應(yīng)
乙醇在化學(xué)反應(yīng)中化學(xué)鍵的變化
1.乙醇的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、斷鍵位置與性質(zhì)的關(guān)系
2.乙醇催化氧化反應(yīng)的
6、實(shí)質(zhì)
總的化學(xué)方程式:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,反應(yīng)中銅(也可用銀)作催化劑。
3.醇的催化氧化反應(yīng)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(yīng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(xué)鍵如圖所示,關(guān)于乙醇在各種反應(yīng)中斷裂鍵的說(shuō)明不正確的是( )
7、
A.和金屬鈉反應(yīng)時(shí)鍵①斷裂
B.在銅或銀催化共熱下與O2反應(yīng)時(shí)斷裂①和③
C.在銅或銀催化共熱下與O2反應(yīng)時(shí)斷裂①和⑤
D.在空氣中完全燃燒時(shí)斷裂①②③④⑤
C [乙醇與鈉反應(yīng)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(shí),斷裂①和③,B正確,C錯(cuò)誤;乙醇完全燃燒時(shí),化學(xué)鍵全部斷裂,D正確。]
某學(xué)習(xí)小組同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置(夾持裝置儀器已省略),其實(shí)驗(yàn)操作為
A B C D E
①按圖示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置;
②關(guān)閉活塞a、b、c,在銅絲的中間部分加熱片刻;
③打開(kāi)活塞a、b、c,通過(guò)控制活塞a和b,有節(jié)奏(間歇性)
通入氣體,可在
8、M處觀(guān)察到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
試回答以下問(wèn)題:
(1)A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________,B的作用:______________;C中熱水的作用:_________________
__________________________________________________。
(2)M處發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式: _____________________。
(3)從M管中可觀(guān)察到的現(xiàn)象: _________________________。
從中可認(rèn)識(shí)到該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中催化劑________(填“參加”或“不參加”)化學(xué)反應(yīng),還可以認(rèn)識(shí)到催
9、化劑起催化作用需要一定的________。
(4)實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后,如果撤掉酒精燈,反應(yīng)將繼續(xù)進(jìn)行,其原因是__________________________________________________
__________________________________________________。
(5)E中可能收集到哪些物質(zhì)?能否用分液的方法將E中收集到的物質(zhì)分離?
__________________________________________________
__________________________________________________。
10、
[解析] A為氧氣的簡(jiǎn)易制備裝置,發(fā)生反應(yīng)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(jìn)入M裝置中,M裝置中乙醇催化氧化生成乙醛,發(fā)生反應(yīng)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(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后,如果撤掉酒精燈,反應(yīng)將繼續(xù)進(jìn)行,證明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。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(jìn)入M中參加反應(yīng)
(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(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)放出的熱量維持反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)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(guān)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(diǎn)比水高
C.是無(wú)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(diǎn)為78 ℃,比水的低。]
2.比較乙烷和乙醇的結(jié)構(gòu),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.兩個(gè)碳原子以單鍵相連
B.乙基與一個(gè)羥基相連就是乙醇分子
C.乙醇與鈉反應(yīng)而乙烷與鈉不反應(yīng)
D.分子里都含六個(gè)相同的氫原子
D [乙醇的結(jié)構(gòu)式為,所以分子中有三種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。]
3.關(guān)于乙醇的說(shuō)法中正確的是( )
A.乙醇結(jié)構(gòu)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(shuō)明乙醇具有氧化性
C.乙醇與鈉反應(yīng)可以產(chǎn)生氫氣,所以乙醇顯酸性
D.乙醇與鈉反應(yīng)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(yīng)表現(xiàn)的是乙醇的還原性;乙醇與鈉反應(yīng)比水與鈉反應(yīng)緩慢,說(shuō)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(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(夾持儀器和加熱儀器均未畫(huà)出),下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.a(chǎn)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(wú)色液體產(chǎn)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(yīng)生成乙醛、水和銅,所以a中所盛放的固體可以是CuO,A項(xiàng)正確;直接加熱時(shí),生成乙醇蒸氣的速率較大,乙醇和氧化銅反應(yīng)
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(xiàng)正確;乙醇和氧化銅反應(yīng)生成乙醛、水和銅,冷凝后c中具支試管b中有無(wú)色液體產(chǎn)生,C項(xiàng)正確;c中的試管應(yīng)保持與外界相通,防止裝置內(nèi)氣壓過(guò)大發(fā)生危險(xiǎn),所以c中的具支試管不可換成帶塞的普通試管,D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
5.為了探究乙醇和金屬鈉反應(yīng)生成H2的原理,某同學(xué)做了如下四個(gè)實(shí)驗(yàn)。
甲:向小燒杯中加入無(wú)水乙醇,再放入一小塊金屬鈉,觀(guān)察現(xiàn)象,并收集產(chǎn)生的氣體。
乙:設(shè)法檢驗(yàn)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(guān)察現(xiàn)象。
丁:向試管中加入3 mL乙醚(CH3CH2OCH2CH3),并加入綠豆粒大小的金屬鈉
15、,發(fā)現(xiàn)無(wú)明顯變化。
回答以下問(wèn)題:
(1)從結(jié)構(gòu)上分析,該實(shí)驗(yàn)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(jù)丙和丁的結(jié)果,可以得出乙醇和金屬鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式應(yīng)為_(kāi)_________________________________________________。
[解析] 根據(jù)乙醇的結(jié)構(gòu)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(yīng),乙基上的氫與鈉不能反應(yīng)。
[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(yīng) 乙基上的氫不能與鈉發(fā)生反應(yīng) 2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑