2024版新教材高中化学专题8有机化合物的获得与应用第二单元食品中的有机化合物第1课时乙醇学生用书苏教版必修第二册

第1课时乙醇新课程标准1．了解乙醇的结构、认识乙醇的官能团。2．掌握乙醇的化学性质及相关实验现象能书写相关化学方程式。学业质量水平合格性要求能从官能团的视角认识乙醇的性质和变化，形成“结构决定性质的观念”。(水平1)等级性要求1.能运用乙醇的球棍模型解释乙醇发生反应的断键情况，揭示反应本质。(水平3)2．能设计验证乙醇性质的综合实验，并能对实验方案、实验过程和实验结论进行评价，提出进一步探究的设想。(水平4)图说考点基础知识——自学·思记·尝试[新知预习]一、乙醇1．乙醇的物理性质颜色气味状态(通常)密度溶解性挥发性熔点/℃沸点/℃无色有特殊香味液态比水的小能与水以任意比例互溶，易溶于有机溶剂易挥发－11778.5特别提醒(1)乙醇(俗称酒精)沸点低，易挥发，应密封保存。(2)检验乙醇中含有的少量水：加入无水硫酸铜固体(变蓝)。乙醇体积分数为99.5%乙醇体积分数为95%(3)无水乙醇的制备方法：先向工业酒精中加入生石灰，加热回流，然后蒸馏即可得到无水乙醇。原因：如果将工业酒精直接蒸馏，由于在蒸馏过程中乙醇和水能形成共沸物，共沸物的沸点低于乙醇的沸点，蒸馏过程中乙醇与水始终以某种比例被同时蒸出，气相与液相的组成不发生变化，得不到无水乙醇。2．乙醇的分子结构分子式C2H6O结构式结构简式可看成是CH3CH3中的一个H被—OH取代后的产物CH3CH2OH或C2H5OH取代基团羟基：—OH决定乙醇的化学性质球棍模型空间填充模型3.乙醇的化学性质(1)【实验1】乙醇与金属钠的反应实验操作实验现象钠粒沉到试管底部，有无色气体产生；验纯后点燃气体，火焰呈淡蓝色，干燥的烧杯内壁出现液滴；向烧杯中加入澄清石灰水不变浑浊实验结论钠的密度比乙醇的大，乙醇与钠反应生成氢气化学方程式2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa乙醇钠＋H2↑属于置换反应实质钠置换羟基中的氢生成氢气深化理解从乙醇与钠的反应中可以得到的结论密度关系ρ水＞ρ钠＞ρ乙醇氢原子的活泼性钠能与乙醇反应，而不与煤油(多种烃的混合物)反应，说明反应时是乙醇羟基上的氢原子被置换，而不是乙基上的氢原子被置换，即氢原子的活泼性顺序为羟基氢原子>烃基氢原子。也可根据1mol乙醇与足量钠反应生成0.5molH2，证明乙醇和钠反应所得H2中的H原子来自羟基中的氢原子，而不是C—H键中的氢原予，进而说明乙醇的结构简式为CH3CH2OH钠与乙醇反应时没有熔化成小球，也没有发出声响，这说明乙醇分子中羟基氢原子不如水分子中的氢原子活泼数量关系羟基(—OH)与生成的氢气之间存在的数量关系为2—OH～H2。性质关系其他活泼金属如钾、镁等，也能把乙醇分子中羟基上的氢原子置换出来，如2CH3CH2OH＋2K→2CH3CH2OK＋H2↑(2)乙醇的氧化反应①乙醇的燃烧乙醇在空气中易燃烧：CH3CH2OH＋3O2点燃2CO2＋3H2O现象：火焰呈淡蓝色，同时放出大量的热。②【实验2】乙醇的催化氧化a．实验现象与分析实验步骤实验现象红色光亮的铜丝灼烧后变为黑色，趁热插入乙醇中，铜丝又变为红色。经过几次实验后，闻到试管中的液体有刺激性气味实验结论在加热和铜作催化剂的条件下，乙醇发生了化学反应：b.乙醇催化氧化反应的原理深化理解(1)在乙醇的催化氧化反应中，铜会参与反应，但从催化氧化反应的整个过程来看，铜作催化剂，CuO是中间产物。(2)在乙醇的催化氧化反应中，乙醇分子中的O—H键和与羟基直接相连的碳原子上的C—H键断开，乙醇具有还原性，能被氧化剂氧化。③乙醇被强氧化剂氧化乙醇在催化剂(Cu、Ag等)作用下，可被氧气氧化为乙醛，但若遇到强氧化剂，则被氧化为乙酸。4．乙醇的用途(1)用作酒精灯、内燃机等的燃料。(2)用作有机化工原料和溶剂，用于生产医药、香料、化妆品、涂料等。(3)用作消毒剂。医用酒精消毒剂是体积分数为75%的乙醇溶液，碘酒也是医疗上广泛使用的消毒剂。☞学而思1．乙醇的分子式为C2H6O，如何证明一个乙醇分子中含有一个羟基？(宏观辨识与微观探析)2．能否利用金属钠证明乙醇中含有水？(科学探究与创新意识)3．(1)俗话说“酒香不怕巷子深”，意思就是说如果酒酿得好，就是在很深的巷子里，也会有人闻香知味，前来品尝。这里面体现了乙醇的哪些物理性质？(2)能用乙醇萃取碘水中的碘吗？(3)教材中描述“医疗上常用体积分数为75%的乙醇溶液进行消毒”，如何检验乙醇中是否含有水？怎样除去乙醇中的水？二、乙醛和甲醛1．乙醛(1)分子结构分子式__________、结构式________、结构简式________或________、官能团________。(2)物理性质乙醛是____色、有________气味的____体，____挥发，____燃烧，____于水、乙醇等。(3)化学性质乙醛在适当条件下，可被氧气氧化生成乙酸：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．甲醛(最简单的醛HCHO)(1)结构：甲醛的结构式为结构简式为HCHO。甲醛、乙醛都含醛基—CHO，二者互为同系物。(2)物理性质：甲醛是一种________色、有________气味的________体，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。去除甲醛污染的方法有________和________。大叶面或香草类的植物、活性炭、甲醛清除剂对除去室内甲醛有一定效果。(3)用途：甲醛的水溶液俗称________，常用于种子的杀菌消毒和标本的________。3．官能团(1)官能团：对有机化合物化学特性起决定作用的基团。(2)实例物质CH2=CH2CHCHCH3CH2OHCH3CHO所含官能团CC________________官能团名称________________________醛基特别提醒根、官能团、基团的区别(1)根：带电荷的原子或原子团。如NH4+、CO3(2)官能团：决定有机物化学性质的中性原子或原子团。如羟基(—OH)、醛基(—CHO)等。(3)基团：带有自由电子的中性原子团。如甲基(—CH3)、醛基(—CHO)等。注意基团包括官能团。如羧基—COOH；有的基团也不一定就是官能团，如甲基、乙基等。[即时自测]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)乙醇是一种优良的有机溶剂，能溶解很多有机物和无机物。()(2)为提高消毒效果，医疗上可选择体积分数为95%的乙醇溶液进行消毒。()(3)可用无水硫酸铜检验工业酒精中是否有水。()(4)乙醇中的羟基不如水中的羟基活泼。()(5)乙醇分子中含有六个氢原子，故1mol乙醇与足量的钠反应可以生成3mol的氢气。()(6)乙醇、水与钠反应的现象一样，钠都浮在液面上。()(7)乙醇能使酸性高锰酸钾溶液褪色。()(8)乙醇的官能团为羟基，其电子式为()(9)乙醇能电离出H＋，所以乙醇是电解质，能与NaOH溶液反应。()(10)羟基和氢氧根离子具有相同的化学式和电子式。()2．下列有关钠与乙醇反应的说法中，错误的是()3．下列说法正确的是()A．乙醇、乙醛的官能团分别是OH－、—CHOB．甲醛(HCHO)是一种大气污染物，活性炭对去除甲醛有一定的效果C．OH－、—OH二者的电子式相同D．甲醛(HCHO)与HO—CH2—CHO互为同系物4．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：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无关的是()A．乙醇沸点低具有挥发性B．乙醇能被强氧化剂氧化C．乙醇有还原性D．乙醇可以与水以任意比例互溶5．为定性探究乙醇的分子结构，某化学课外小组设计了如下实验方案：在盛有少量无水乙醇的试管中，加入一粒擦干煤油的金属钠，在试管口迅速塞上配有医用注射针头的单孔塞，点燃放出的气体，并把一干燥的小烧杯罩在火焰上(如图)，在烧杯壁上出现液滴后，迅速倒转烧杯，向烧杯中加入少量的澄清石灰水，观察有无浑浊。(1)以上实验设计存在重大安全隐患，请你帮他们指出来________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)确认所用乙醇为无水乙醇的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若向烧杯中加入少量澄清石灰水后发现有浑浊，那么燃烧产生CO2的物质最可能是________________________________________________________________________。(4)若向烧杯中加入少量澄清石灰水后未发现浑浊，则可推断乙醇分子结构中含有________________________________________________________________________________________________________________________________________________。技能素养——合作·探究·分享例1经测定乙醇的分子式是C2H6O，由于有机化合物普遍存在同分异构现象，推测乙醇分子的结构可能是下列两种之一：为确定其结构，应利用物质的特殊性质进行定性、定量实验。现给出乙醇、钠、水及必要的仪器，甲、乙两名学生利用如图所示装置进行实验确定乙醇分子的结构。(1)装置A的分液漏斗与蒸馏烧瓶间连接的导管所起的作用是________(填写编号)。A．防止乙醇挥发B．保证实验装置不漏气C．使乙醇容易滴下(2)学生甲得到一组实验数据乙醇的物质的量氢气的体积(标准状况)0.010mol0.112L根据以上数据推断乙醇的结构应为________(用“Ⅰ”或“Ⅱ”表示)，理由为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)学生乙认为，为了较准确地测量氢气的体积，除了必须检查整个装置的气密性之外，在读取反应前后甲管中液面的读数、求其差值的过程中，应注意________和________(填写字母编号)。a.视线与凹液面最低处相平b.等待片刻，待乙管中液面不再上升时，立刻读数c.读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平d.读数时不一定使甲、乙两管液面相平例2乙醇分子中化学键如图所示。(1)乙醇与金属钠反应时化学键断裂的位置是________(填序号)。(2)乙醇催化氧化为乙醛时化学键断裂的位置是________(填序号)。(3)1mol乙醇和足量钠反应，生成________molH2。(4)写出下列反应的化学方程式：①乙醇和金属钠反应________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②乙醇的催化氧化反应________________________________________________________________________________________________________________________________________________。关键能力归纳提升乙醇的结构和性质——断键与反应状元随笔乙醇的催化氧化反应分析课堂检测——夯实·测控·演练1.75%的酒精是一种常用的消毒剂，酒精的主要成分是乙醇，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2．自古以来，文人学士多爱饮酒，因而给酒起了许多雅名，如“金浆”“琬液”“琼苏”等，有些直接进入诗中。白酒和黄酒的主要成分都为乙醇。下列有关乙醇的说法错误的是()A．由于乙醇易挥发，因此要密封保存并存放在阴凉处B．由于乙醇能溶解无机物和有机物，因此可用酒浸泡药材制得药酒C．由于乙醇有杀菌作用，因此医疗上可用75%的乙醇溶液作消毒剂D.由于乙醇易燃烧，因此盛放乙醇的试剂瓶上应贴有标志3．异丙醇的结构简式为CH3CH(OH)CH3。下列对其性质的描述中不正确的是()A．能够与金属Na反应放出H2B．能够燃烧放出大量的热C．能够使酸性高锰酸钾溶液褪色D．能够使紫色石蕊试液变红4．酒在我国历史悠久，其主要成分为乙醇。下列关于乙醇的说法正确的是()A．羟基与氢氧根离子有相同的化学式和电子式B．乙醇的官能团是—OH，可与NaOH溶液发生中和反应C．常温下，1mol乙醇可与足量的Na反应生成1molH2D．已知乙醇的结构式如图所示，则乙醇催化氧化时断裂的化学键为①③5．连连看。(1)CH3OH A.使H2SO4酸化的CrO3硅胶变色(2)CH3CH2OH B．假酒中使人中毒物质(3)HCHO C.可被氧化成乙酸，又可生成乙醇(4)CH3CHO D．浸制生物标本6．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为______________，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7．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________________________________________________________________________。8．酒文化在中国源远流长，在历史长河中不少文人学士写下了品评鉴赏美酒佳酿的著述，留下了酒神佳话。“书圣”王羲之醉时挥毫而作《兰亭序》，“遒媚劲健，绝代所无”，而至酒醒时“更书数十本，终不能及之”，“劝君更尽一杯酒，西出阳关无故人”，“一杯未尽诗已成，涌诗向天天亦惊”等有关酒的中国古诗词比比皆是。酒不再是一种具体的物质，而成了一种文化的象征。酒的主要成分是一种常见的有机物乙醇。(1)乙醇是无色有特殊香味的液体，密度比水________________________________________________________________________。(2)工业上用乙烯与水在一定条件下反应可制得乙醇，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)属于乙醇的同分异构体的是________(选填编号)。第1课时乙醇基础知识学而思1．提示：根据1mol乙醇与足量金属钠反应产生0.5mol氢气，即可证明一个乙醇分子中含有一个羟基。2．提示：不能。钠与乙醇、水均反应生成氢气，应该用无水硫酸铜粉末。3．提示：(1)俗语中体现了乙醇是一种易挥发的有香味的液体。(2)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。(3)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。二、1．(1)C2H4OCH3CHO(2)无刺激性液易易可溶(3)2CH3CHO＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂))2CH3COOH2．(2)无刺激性气通风吸附(3)福尔马林防腐3．(2)—OH—CHO碳碳双键碳碳三键羟基即时自测1．答案：(1)√(2)×(3)√(4)√(5)×(6)×(7)√(8)×(9)×(10)×2．答案：B3．解析：乙醇的官能团是—OH，A错误；活性炭的吸附作用对去除甲醛有一定的效果，B正确；—OH电子式是eq\a\vs4\al\co1(·)eq\o(O,\s\up6(··),\s\do6(··))∶H，OH－电子式是[∶eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))∶H]－，C错误；HO—CH2—CHO含有两种官能团，甲醛只含醛基，二者不互为同系物，D错误。答案：B4．解析：乙醇沸点低，易挥发，故可以被检测，K2Cr2O7具有强氧化性，可以氧化乙醇，自身被还原成Cr3＋。答案：D5．解析：(1)点燃可燃性气体之前必须检验纯度，否则可能发生爆炸，故安全隐患为点燃放出的气体之前没有检验纯度；(2)无水硫酸铜为白色固体，可与水反应生成五水硫酸铜呈蓝色，故可向乙醇中加入无水硫酸铜，不变为蓝色；(3)乙醇易挥发并可燃烧生成二氧化碳，故燃烧产生CO2的物质最可能是乙醇(蒸气)；(4)若向烧杯中加入少量澄清石灰水后未发现浑浊，说明可燃性气体不是二氧化碳，而是钠与乙醇反应生成的氢气。烃分子里的氢原子不与钠反应，可推断乙醇分子结构中含有不同于烃分子里的氢原子存在(或活泼氢原子、羟基等)。答案：(1)点燃放出的气体之前没有检验纯度(2)向乙醇中加入无水硫酸铜，不变为蓝色(3)乙醇(蒸气)(4)不同于烃分子里的氢原子存在(或活泼氢原子、羟基等)技能素养例1解析：(1)由于导管将分液漏斗与蒸馏烧瓶相连，导致两仪器内的压强相等，使乙醇容易滴下；(2)Ⅰ式中有5个氢原子处于相同的位置，有1个氢原子明显处于与其他氢原子不同的位置上，Ⅱ式中6个氢原子处于完全相同的位置。与足量的钠反应，如果是Ⅰ式，可能性较大的有4种情况：①6个氢原子全反应；②只有5个氢原子反应；③只有1个氢原子反应；④都不反应。如果是Ⅱ式，则只有2种可能：①6个氢原子全反应；②6个氢原子都不反应。分析实验数据知，只有1个氢原子被置换出来，显然乙醇的结构应为Ⅰ式；(3)在读数时，仰视和俯视都会对读数的准确性造成影响，因而一定要平视；另外，假设甲、乙两管液面不相平的话，就会造成仪器内部的压强与外部大气压不同，造成误差，因而读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平。答案：(1)C(2)Ⅰ乙醇和钠反应产生氢气，从量的关系看，0.010mol乙醇产生0.005mol氢气，说明1个乙醇分子中有1个氢原子与其他氢原子不同，因此可确定，乙醇分子的结构为Ⅰ(3)ac例2解析：(1)和金属钠反应时，O—H键断裂，即①断裂。(2)在铜催化下和氧气反应时，发生催化氧化生成醛，断裂O—H及同一个C上C—H键，即断裂①③键。(3)1mol乙醇和足量钠反应，生成0.5molH2。(4)①乙醇和金属钠反应2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑。②乙醇的催化氧化反应2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O。答案：(1)①(2)①③(3)0.5(4)①2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑②2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O课堂检测1．答案：D2．答案：D3．答案：D4．答案：D5．解析：饮用含CH3OH的酒有害人体健康；CH3CH2OH能被H2SO4酸化的CrO3的硅胶氧化而使硅胶变色，据此可测是否酒后驾车