第9讲乙醇与乙酸（原卷版）

第9讲乙醇与乙酸考点1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：乙醇可看成是乙烷分子的一个氢原子被羟基取代后的衍生物。2.常见的烃的衍生物：卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯。3.官能团：（1）概念：决定有机化合物特性的原子或原子团（2）常见的有机化合物物类别、官能团和代表物有机物类别典型代表物结构简式官能团结构官能团名称烷烃乙烷CH3—CH3————烯烃乙烯CH2==CH2碳碳双键炔烃乙炔HC≡CH—C≡C—碳碳三键芳香烃苯————卤代烃溴乙烷CH3CH2Br(X表示卤素原子)碳卤键（卤原子）醇乙醇CH3CH2OH—OH醇羟基醛乙醛醛基羧酸乙酸羧基酯乙酸乙酯酯基酚苯酚—OH酚羟基醚二甲醚CH3—O—CH3醚键酮丙酮羰基（1）烃的衍生物并不一定是由烃经取代反应而生成,如CH3CH2OH、CH3CH2Cl可以由乙烯与H2O、HCl加成而得。（2）苯环不属于官能团，—X只能叫做卤素原子不能叫做卤基。书写时不要遗漏“—”,卤素原子不能写成“X—”。【典例1】下列有机物中，不属于烃的衍生物的是()A．B．CH3CH2NO2C．CH2CHBrD．CH2CH2【典例2】下列物质不含有官能团的是()A．CH2CH2B．CH3CH2OHC．CH3CHO D．CH3CH3【典例3】下列有机物中，不属于烃的衍生物的是()A． B．CH3CH2NO2C．CH2CHBrD．(聚乙烯)【典例4】下列关于羟基和氢氧根的说法不正确的是()A．羟基比氢氧根少一个电子B．二者的组成元素相同C．羟基不带电，氢氧根带一个单位负电荷D．羟基比氢氧根性质稳定【典例5】决定乙醇主要化学性质的原子或原子团是()A．羟基(—OH)B．乙基(—CH2CH3)C．氢氧根离子D．氢离子(H＋)考点2乙醇1.乙醇的结构、物理性质及用途（1）乙醇分子的组成与结构乙醇的结构式为，通过观察乙醇结构可以发现分子中有CH、CC、CO、OH，4种化学键；官能团为羟基,且羟基中的氢最活泼。分子式结构式结构简式球棍模型空间充填模型官能团C2H6OCH3CH2OH或C2H5OH羟基(—OH)（2）物理性质乙醇俗称酒精，乙醇是无色、有特殊香味的液体。乙醇的密度比水小,20℃时,密度是0.789g/cm3，沸点是78.5℃，熔点是117.3℃。乙醇易挥发,能够溶解多种有机物和无机物，能与水以任意比互溶。（3）用途①用作酒精灯、内燃机等的燃料；②用作化工原料；③医疗上常用体积分数为75%的乙醇溶液作消毒剂；④用来制作酒类或饮料等。①乙醇与水以任意比互溶，因此乙醇不能用作从溴水中萃取溴的萃取剂；②无水乙醇是指乙醇含量在99.5%(体积分数)以上的乙醇。制取无水乙醇时,要加入新制的生石灰进行蒸馏(生石灰与水反应生成稳定的氢氧化钙)。若不加入生石灰而直接蒸馏在蒸馏过程中乙醇和水形成共沸物，共沸物的沸点低于乙醇，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，所以直接蒸馏得不到无水乙醇；③检验乙醇中是否含有水通常加入无水硫酸铜固体，无水硫酸铜固体变蓝，则证明其中含有水。考点3：乙醇的化学性质1.乙醇与钠反应(1)实验探究实验操作用小刀切取黄豆粒大小的一块金属钠,用滤纸擦干钠表面的煤油,将其放入盛有2mL无水乙醇的小试管中,快速塞上带有玻璃长导管的橡胶塞,在长导管上放置倒置的试管,观察实验现象。反应一段时间后,取下小试管验纯后,在长玻璃管上方点燃气体,并把一干燥的小烧杯罩在火焰上,观察烧杯内壁,迅速倒转烧杯,向烧杯中加人少量澄清的石灰水实验装置实验现象向无水乙醇中加人金属钠后,钠块表面有气泡产生,钠块开始沉在试管底部,随着反应不断进行,钠块不断变小、上浮,放出的气体可在空气中安静地燃烧,火焰呈淡蓝色;烧杯壁上有水珠生成,迅速倒转烧杯后向其中加入少量澄清石灰水,石灰水未变浑浊。实验结论金属钠置换了乙醇分子中轻基上的氢，生成氢气和乙醇钠乙醇具有与乙烷不同的性质从分子角度理解是因为取代氢的羟基对乙醇的性质产生了影响。(2)反应的方程式：2C2H5OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑(3)钠与乙醇、水反应的对比水与钠反应乙醇与钠反应实验现象钠的变化钠粒浮于水面，熔成闪亮的小球，并快速地四处游动，很快消失钠粒开始沉于试管底部，未熔化，最终慢慢消失声的现象有“嘶嘶”的声响无声响气体检验点燃，发出淡蓝色的火焰点燃，发出淡蓝色的火焰剧烈程度钠与水剧烈反应钠与乙醇缓慢反应实验结论密度大小ρ(Na)＜ρ(H2O)ρ(Na)＞ρ(C2H5OH)反应方程式2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑2Na＋2CH3CH2OH→2CH3CH2ONa＋H2↑反应实质氢原子被置换羟基氢原子被置换羟基氢活泼性水中氢原子＞乙醇羟基氢原子①Na与乙醇的反应比与水的反应缓和的多，说明乙醇中羟基上的H原子没有水分子中羟基上的H原子活泼；②钠与乙酸、水、乙醇反应的剧烈程度依次减弱；③醇与Na反应时：2R—OH~2Na~H2，即：1mol—OH生成0.5molH2；④其他活泼金属也能与CH3CH2OH反应，如：2CH3CH2OH＋Mg→(CH3CH2O)2Mg＋H2↑2.乙醇的氧化反应(1)乙醇的燃烧反应：CH3CH2OH＋3O22CO2＋3H2O①现象：产生淡蓝色火焰，放出大量的热。②乙醇能作为绿色能源的原因：燃烧放出大量的热、燃烧产物无污染、可再生能源。(2)乙醇与氧气的催化氧化①实验探究实验操作向试管中加入约3~5mL乙醇取一根光洁的铜丝,下端绕成螺旋状,在酒精灯上灼烧至红热,然后迅速伸入乙醇中,反复几次。观察铜丝的变化,小心闻试管中液体产生的气味。实验装置实验现象在每次操作过程中,铜丝先由红变黑,插入乙醇后又变红;反复几次后,液体散发出刺激性气味。实验结论乙醇在加热和有催化剂(如Cu或Ag)存在的条件下，可被空气中的氧气氧化为乙醛②反应的方程式：2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O③催化氧化的机理：乙醇催化氧化时，乙醇分子断开O—H键和与羟基直接相连的碳上的C—H键，形成一个C=O双键，脱下来的氢原子与氧气分子中的氧原子结合生成水。乙醇催化氧化生成乙醛时，乙醇分子并未得到氧，而是失去两个氢原子生成乙醛分子，因此乙醇变成乙醛的反应实质是去氢的反应，属于有机反应类型的氧化反应。(有机化学的氧化反应：加氧去氢)=4\*GB3④乙醇催化氧化的过程将弯成螺旋状的铜丝灼烧，铜丝表面变黑色2Cu＋O22CuO将灼烧后的铜丝插入乙醇中，铜丝表面由黑变红总化学方程式：2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up11(Cu),\s\do4(△))2CH3CHO＋2H2O(反应中Cu作催化剂)=5\*GB3⑤醇的催化氧化的反应条件：Cu或Ag、加热=6\*GB3⑥醇发生催化氧化对结构的要求：与—OH相连的碳原子上至少要有一个氢原子，即具有。=7\*GB3⑦醇的催化氧化生成物的规律a．—OH连在链端点碳原子上的醇，即R—CH2OH结构的醇，被氧化成醛如：2R—CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up11(Cu),\s\do4(△))2R—CHO＋2H2Ob．与—OH相连碳原子上只有一个氢原子的醇，即结构的醇，被氧化成酮(，其中R、R′为烃基，可以相同，可以不相同)如：c．与—OH相连碳原子上没有氢原子的醇，即结构的醇（R、R′、R″为烃基，可相同可不同），不能被催化氧化，即：不能形成(3)乙醇与强氧化剂反应：乙醇与酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液反应，被直接氧化为乙酸。反应原理：CH3CH2OHCH3COOH应用：酸性重铬酸钾溶液遇乙醇后，溶液由橙色变为绿色，该反应可以用来检验司机是否酒后驾车。【典例1】下列有关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草药的有效成分C．由于乙醇能与水以任意比互溶，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【典例2】可以检验乙醇中是否含有水的试剂是()A．无水硫酸铜B．生石灰C．金属钠 D．胆矾【典例3】乙醇分子中不同的化学键如下图，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【典例4】下列四种有机物的分子式都是C4H10O，其中不能被氧化为同碳原子数醛的是()①和②B．②和③C．③和④D．①和④【典例5】把质量为mg的铜丝灼烧变黑，立即放入下列物质中，能使铜丝变红，而且质量仍为mg的是()A．稀硫酸B．烧碱溶液C．乙醇 D．蒸馏水【典例6】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酸性K2Cr2O7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乙醇是烃的含氧衍生物②④B．②③C．①③ D．①④考点4：乙酸1.乙酸的分子结构分子式结构式结构简式空间充填模型官能团C2H4O2CH3COOH羧基(—COOH或)2.乙酸的物理性质乙酸俗名醋酸，是一种无色液体，具有强烈刺激性气味，易挥发，溶点16.6℃，沸点108℃，易溶于水和乙醇。当温度低于16.6时，乙酸就会凝结成像冰一样的晶体，所以无水乙酸又叫冰醋酸。3.乙酸的用途乙酸可以做调味料、饮料、药物、工业原料，食醋中含有3%到5%的醋酸。考点5：乙酸的化学性质1.乙酸的酸性：乙酸是一种重要的有机酸，具有酸性，比H2CO3的酸性强，在水中可以电离出H＋，电离方程式为：CH3COOHCH3COO—＋H＋，是一元弱酸，具有酸的通性。乙酸的酸性相关的化学方程式(1)乙酸能使紫色石蕊溶液变红色(2)与活泼金属(Na)反应2Na＋2CH3COOH→2CH3COONa＋H2↑(3)与某些金属氧化物(CaO)反应CaO＋2CH3COOH→(CH3COO)2Ca＋H2O(4)与碱[NaOH、Cu(OH)2]发生中和反应CH3COOH＋NaOH→CH3COONa＋H2OCu(OH)2＋2CH3COOH→(CH3COO)2Cu＋2H2O(5)与某些盐(Na2CO3、NaHCO3)反应Na2CO3＋2CH3COOH→2CH3COONa＋CO2↑＋H2OCH3COOH＋NaHCO3→CH3COONa＋CO2↑＋H2O=1\*GB3①常见物质中—OH的活泼性比较乙醇(—OH)水碳酸乙酸(—COOH)电离程度不电离微弱电离部分电离部分电离酸碱性中性中性弱酸性弱酸性与Na反应反应反应反应与NaOH不反应不反应反应反应与NaHCO3不反应不反应不反应反应羟基中氢原子的活泼性eq\o(→,\s\up9(逐渐增强))=2\*GB3②乙酸(R—COOH)与Na2CO3、NaHCO3、Na反应的比例关系2R—COOH~Na2CO3~CO2；R—COOH~NaHCO3~CO2；2R—COOH~Na~H2③在有机化学中能和NaHCO3反应只有羧基(—COOH)。④醋酸与碳酸酸性强弱的比较实验试剂A是醋酸，B是碳酸钠溶液，C是澄清石灰水实验现象圆底烧瓶中有气泡产生，澄清石灰水变变浑浊反应方程式Na2CO3＋2CH3COOH→2CH3COONa＋CO2↑＋H2OCO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O2.酯化反应：酸与醇反应生成酯和水的反应叫酯化反应，酯化反应也属于取代反应。(1)实验探究实验过程在一支试管中加入3mL乙醇，然后边振荡试管边慢慢加入2mL浓硫酸和2mL冰醋酸，再加入几片碎瓷片。连接好装置，用酒精灯小心加热，将产生的蒸气经导管通到饱和Na2CO3溶液的液面上，观察现象实验装置实验现象①试管中液体分层，饱和Na2CO3溶液的液面上有透明的油状液体生成②能闻到香味实验结论在浓硫酸存在、加热的条件下，乙酸和乙醇发生反应，生成无色、透明、难溶于水、有香味的油状液体。该油状液体是乙酸乙酯。(2)反应的方程式：(可逆反应，也属于取代反应)(3)酯化反应的机理：羧酸脱羟基醇脱氢①试剂的加入顺序：先加入乙醇，然后沿器壁慢慢加入浓硫酸，冷却后再加入CH3COOH，如果先加硫酸，再加其他物质，其他物质密度小于水，会浮在硫酸上面，硫酸稀释时会放出大量的热，导致液滴飞溅。②导管末端不能插入饱和Na2CO3溶液中，防止挥发出来的CH3COOH、CH3CH2OH溶于水，造成溶液倒吸。③浓硫酸的作用A.催化剂——加快反应速率B.吸水剂——除去生成物中的水，使反应向生成物的方向移动，提高CH3COOH、CH3CH2OH的转化率=4\*GB3④饱和Na2CO3溶液的作用A.中和挥发出的乙酸，便于闻到乙酸乙酯的气味；B.溶解挥发出的乙醇；C.降低乙酸乙酯的溶解度，便于分层，得到乙酸乙酯归纳总结为：吸酸溶醇降酯。=5\*GB3⑤加入碎瓷片的作用：防止暴沸=6\*GB3⑥实验中，乙醇过量的原因：提高乙酸的转化率=7\*GB3⑦长导管作用：导气兼冷凝作用=8\*GB3⑧不能用NaOH溶液代替饱和Na2CO3溶液：乙酸乙酯在强碱NaOH溶液中水解较彻底，几乎得不到乙酸乙酯。=9\*GB3⑨在该反应中，为什么要强调加冰醋酸和无水乙醇，而不用他们的水溶液？因为冰醋酸与无水乙醇基本不含水，可以促使反应向生成酯的方向进行。⑩为什么刚开始加热时要缓慢？防止乙醇、乙酸大量挥发，提高产物产率。(4)酯化反应的机理探究——同位素示踪原子法脱水方式(1)酸脱羟基醇脱氢(2)醇脱羟基酸脱氢同位素示踪法在化学上为了辨明反应历程，常用同位素示踪法。即把某些分不清的原子做上记号，类似于侦察上的跟踪追击。事实上，科学家把乙醇分子中的氧原子换成放射性同位素18O，结果检测到只有生成的乙酸乙酯中才有18O，说明脱水情况为第一种酯化反应机理(羧酸脱羟基醇脱氢)酯化反应的特点酯化是可逆反应，加热的过程中乙酸与乙醇反应生成乙酸乙酯的同时，乙酸乙酯也会水解为乙酸和乙醇。(5)酯类①酯类的一般通式可写为，官能团为酯基(，或写作—COOR)；②酯类物质一般难溶于水，易溶于乙醇或乙醚等有机溶剂，密度一般比水小；③低级酯具有一定的挥发性，有芳香气味，可用作饮料、糖果、化妆品中的香料和有机溶剂；④酯的水解：A.酸性水解：酯化反应的逆反应B.碱性水解：碱性条件下由于生成的盐不能与醇反应，反应可以进行到底。⑤用途：做香料或溶剂。【典例1】下列关于乙酸的说法不正确的是()A．乙酸是一种重要的有机酸，是具有强烈刺激性气味的液体B．乙酸分子中含有四个氢原子，所以乙酸是四元酸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【典例2】酒精和醋酸是日常生活中的常用品，下列方法不能将二者鉴别开的是()A．闻气味B．分别用来浸泡水壶中的水垢，观察水垢是否溶解C．分别滴加NaOH溶液D．分别滴加石蕊溶液【典例3】食醋是一种生活必备的食品调味剂。淘气的胖胖分别向盛有下列物质的玻璃杯中倒入适量食醋，他不会观察到明显现象的是盛哪种物质的玻璃杯()A．滴加了酚酞的红色NaOH溶液B．锌粉C．食盐粉末D．小苏打粉末【典例4】下列物质都能与金属钠反应放出H2，产生H2的速率排序正确的是()①C2H5OH②NaOH溶液③醋酸溶液①>②>③B．②>①>③C．③>②>① D．③>①>②【典例5】某有机物与过量的钠反应得到VAL气体，另一份等质量的该有机物与纯碱刚好反应得到VBL气体(相同状况)，若VA>VB，则该有机物可能是()A．HOCH2CH2OHB．CH3COOHC．HOOC—COOHD．HOOC—CH2—OH【典例6】实验室采用如图所示装置制备乙酸乙酯，实验结束后，取下盛有饱和碳酸钠溶液的试管，再沿该试管内壁缓缓加入紫色石蕊试液1mL，发现紫色石蕊试液存在于饱和碳酸钠溶液层与乙酸乙酯层之间(整个过程不振荡试管)，下列有关实验的描述，不正确的是()A．制备的乙酸乙酯中混有乙酸和乙醇杂质B．该实验中浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂C．饱和碳酸钠溶液主要作用是降低乙酸乙酯的溶解度及吸收乙醇和乙酸D．石蕊层为三层，由上而下是蓝、紫、红【典例7】若乙酸分子中的氧都是18O，乙醇分子中的氧都是16O，二者在浓硫酸作用下发生反应，一段时间后，分子中含有18O的物质有()A．1种B．2种C．3种D．4种【典例8】将1mol乙醇(其中的羟基氧用18O标记)在浓硫酸存在并加热下与足量乙酸充分反应。下列叙述不正确的是()A．生成的水分子中一定含有18OB．生成的乙酸乙酯中含有18OC．可能生成45g乙酸乙酯D．不可能生成相对分子质量为88的乙酸乙酯【典例9】回答下列问题：(1)乙酸的酯化反应实验操作在一支试管中加入乙醇，然后边振荡边慢慢加入浓硫酸和乙酸，再加入几片碎瓷片；按下图连接好装置，用酒精灯缓慢加热，将产生的蒸气经导管通到饱和碳酸钠溶液的上方约处，观察现象实验装置实验现象饱和碳酸钠溶液的液面上_______，并可闻到_______实验结论在浓硫酸存在、加热的条件下，乙酸和乙醇发生反应，生成_