高中化学 第三章 简单的有机化合物 第三节 饮食中的有机化合物 第1课时 乙醇学案 鲁科版必修第二册-鲁科版高一第二册化学学案

第1课时乙醇课程标准核心素养1.能描述乙醇的主要化学性质及相应性质实验的现象，能书写相关的反应式。2.能利用乙醇的主要性质进行物质鉴别。变化观念与平衡思想通过对乙醇的学习，体会有机化学反应与无机化学反应在反应条件、反应试剂及生成物等方面的差异，深化“结构决定性质，性质反映结构”“性质决定用途”等学科观念。1．物理性质俗名颜色状态气味密度水溶性挥发性酒精无色透明液体有特殊香味比水小与水以任意比例互溶易挥发2.分子结构分子式结构式结构简式官能团空间填充模型C2H6OCH3CH2OH或C2H5OH羟基：—OH3.化学性质(1)氧化反应①燃烧：化学方程式为C2H5OH＋3O2eq\o(→,\s\up7(点燃))2CO2＋3H2O，现象为产生淡蓝色火焰，放出大量的热。②催化氧化：化学方程式为2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O，现象为产生刺激性气味。③被强氧化剂氧化：CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(酸性高锰酸钾溶液),\s\do5(或酸性重铬酸钾溶液))CH3COOH，现象为酸性高锰酸钾溶液褪色或酸性重铬酸钾溶液由橙红色变为绿色。(2)与金属钠反应实验操作实验现象①钠开始沉于试管底部，最终慢慢消失，产生无色可燃性气体；②烧杯内壁有水珠产生；③向烧杯中加入澄清石灰水，石灰水不变浑浊实验结论乙醇与钠反应生成H2，化学方程式为2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑4.用途用作燃料、造酒原料、有机溶剂和化工原料等，医疗上则用75%(体积分数)的乙醇溶液杀菌、消毒。1．乙醇分子的结构特点(1)乙醇分子中有C—H、C—C、C—O、O—H4种化学键；(2)官能团为羟基，且羟基氢最活泼；(3)一定条件下，可断裂其中的一个或几个化学键2.乙醇反应中键的断裂情况乙醇的性质键的断裂与钠反应断①键燃烧断①②③④⑤键催化氧化断①③键3.乙醇催化氧化的实质总反应方程式为2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O，反应中Cu做催化剂。4．水、乙醇中羟基氢活动性比较钠与水反应钠与乙醇反应化学方程式2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑反应实质水中氢被置换羟基氢被置换反应剧烈程度反应剧烈反应较平缓羟基氢活泼性比乙醇活泼比水活泼性弱定量计算关系2H2O～2Na～H22CH3CH2OH～2Na～H2密度大小关系ρ(Na)<ρ(H2O)ρ(Na)>ρ(CH3CH2OH)1．下列有关乙醇的表述正确的是()A．乙醇分子中含有甲基，甲基的电子式为B．乙醇的结构简式为C2H6OC．乙醇分子中羟基的电子式为[eq\o\al(·,×)eq\o(O,\s\up5(••),\s\do5(••))eq\o\al(·,×)H]－D．乙醇分子的空间填充模型为解析：选D。甲基的电子式为，A项错误；乙醇的结构简式为CH3CH2OH或C2H5OH，B项错误；羟基的电子式为·eq\o(O,\s\up5(••),\s\do5(••))eq\o\al(·,·)H，C项错误。2．下列关于乙醇的物理性质的叙述中，错误的是()A．能与水以任意比例互溶B．可溶解多种无机物和有机物C．密度比水小D．沸点比水高解析：选D。乙醇的沸点比水的沸点低。3．下列物质不能氧化乙醇的是()A．氧气B．酸性高锰酸钾溶液C．酸性重铬酸钾溶液D．稀硫酸解析：选D。乙醇可被氧气催化氧化成乙醛，也可被强氧化剂如酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液氧化成乙酸，但不能被稀硫酸氧化。4．乙醇分子中的各种化学键如图所示，下列关于乙醇在各种反应中断键的说法不正确的是()A．和金属钠反应时断①键B．在铜催化共热下与O2反应时断①③键C．在铜催化共热下与O2反应时断①⑤键D．在空气中完全燃烧时断①②③④⑤键解析：选C。乙醇与钠反应生成乙醇钠，是羟基中的O—H键断裂，A项正确。乙醇催化氧化生成乙醛时，断①③键，B项正确，C项错误。乙醇完全燃烧时，化学键①②③④⑤全部断裂，D项正确。课堂小结1.乙醇分子的组成与结构2.乙醇(CH3CH2OH)是无色透明、具有特殊香味的液体；密度比水小、易挥发，能与水以任意比例互溶，能溶解多种无机物和有机物，是优良的有机溶剂。3.乙醇常用作燃料，体积分数为75%的乙醇溶液常用作医疗上的消毒剂。4.乙醇的重要化学性质(1)2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑(2)CH3CH2OH＋3O2eq\o(→,\s\up7(点燃))2CO2＋3H2O(3)2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O合格考训练1．下列物质不能用于从碘水中萃取碘的是()A．乙醇 B．苯C．四氯化碳 D．直馏汽油解析：选A。碘在乙醇、苯、四氯化碳、直馏汽油中的溶解度均比在水中的溶解度大，且苯、四氯化碳、直馏汽油三者与水互不相溶，故它们均可从碘水中萃取碘，而乙醇与水互溶，无法从碘水中萃取碘。2．下列各种混合物，能用分液漏斗分离的是()A．水和苯 B．水和乙醇C．碘和酒精 D．乙醇和汽油解析：选A。苯和水不互溶，能用分液漏斗分离，A正确；乙醇和水能以任意比例互溶，不能用分液漏斗分离，B错误；碘易溶于酒精，不能用分液漏斗分离，C错误；乙醇和汽油能互溶，不能用分液漏斗分离，D错误。3．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{[eq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up5(••),\s\do5(••))eq\o\al(·,·)H]－}D．氢离子(H＋)解析：选A。羟基是乙醇的官能团，决定乙醇的主要化学性质。乙醇中不含OH－和H＋。4．下列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：选D。乙醇不能电离出氢氧根离子，—OH和OH－是完全不同的粒子；乙醇燃烧生成CO2和H2O，乙醇做燃料，是还原剂，表现的是乙醇的还原性；乙醇与钠反应放出H2，但乙醇不能电离出H＋，不显酸性；乙醇与钠反应比水与钠反应缓慢，说明乙醇分子中羟基上的氢原子不如水分子中的氢原子活泼。5．下列乙醇的化学性质中不是由羟基决定的是()A．跟活泼金属Na等发生反应B．在足量O2中完全燃烧生成CO2和水C．当Cu存在时跟O2发生反应生成乙醛和H2OD．乙醇被酸性高锰酸钾氧化为乙酸解析：选B。乙醇和金属Na反应是钠置换羟基上的氢；乙醇的催化氧化原理是羟基上的氧氢键以及与羟基相连的碳原子上的碳氢键断裂；燃烧时乙醇分子中的化学键全部断裂，不是由羟基决定的。6．为了探究乙醇和钠的反应原理，做如下实验：甲：向试管中加入3mL乙醇，放入一小块钠，观察现象，并收集、检验产生的气体。乙：向试管中加入3mL乙醚(CH3CH2OCH2CH3)，放入一小块钠，无气体产生。回答以下问题：(1)简述检验实验甲中产生的气体的方法及做出判断的依据：__________________________________________________。(2)从结构上分析，选取乙醚做参照物的原因是____________________________。(3)实验甲说明________________________________________________；实验乙说明___________________________________________________；根据实验结果可得出乙醇和金属钠反应的化学方程式应为____________________。解析：(1)试管中加入乙醇，放入一小块钠，二者会发生反应得到乙醇钠和氢气，氢气的检验方法为将收集到的气体点燃，在火焰上方罩一干而冷的烧杯，若能燃烧或发出爆鸣声并且烧杯内壁有水珠，则证明该气体是氢气。(2)乙醇分子中含有乙基和羟基，乙醚分子中只含有乙基，故选取乙醚做参照物，说明与钠发生反应的为羟基。(3)乙醇分子中含有乙基和羟基，乙醚分子中只含有乙基，向试管中加入3mL乙醚(CH3CH2OCH2CH3)，放入一小块钠，不发生反应，故与钠反应的物质中需含有羟基氢，羟基中的氢原子能和金属钠反应得到氢气。答案：(1)将收集到的气体点燃，在火焰上方罩一干而冷的烧杯，若能燃烧或发出爆鸣声并且烧杯内壁有水珠，则证明该气体是氢气(2)乙醇分子中含有乙基和羟基，乙醚分子中只含有乙基(3)羟基氢可和钠发生置换反应乙基上的氢不能和钠发生反应2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑等级性测试1．比较乙烷和乙醇的分子结构，下列说法中错误的是()A．两种物质中碳原子均以单键相连B．两种物质均能与钠反应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：选B。乙烷和乙醇的结构简式分别为CH3CH3、CH3CH2OH，乙醇分子可以看作乙基与一个羟基相连的产物。乙醇分子中存在官能团—OH，能与Na反应，乙烷不能与Na反应，故B项错误。2．下列方法中可以证明乙醇分子中羟基上的氢原子与其他氢原子不同的是()A．1mol乙醇完全燃烧生成3mol水B．乙醇可以制饮料C．1mol乙醇跟足量的Na作用得到0.5molH2D．1mol乙醇可生成1mol乙醛解析：选C。1个乙醇分子中共有6个氢原子，其中羟基上的氢原子比较特殊，A项中所有的氢原子均参与反应，B项无法证明，D项中有C—H键参与了反应，只有C项表明羟基上的氢原子与另外5个氢原子不同。3．向装有乙醇的烧杯中投入一小块金属钠，下列对实验现象的描述中正确的是()A．钠块沉在乙醇液面的下面B．钠熔化成小球C．钠块在乙醇的液面上游动D．向烧杯中滴入几滴酚酞，溶液变红解析：选A。ρ钠>ρ乙醇，故钠沉在乙醇液面的下面；钠与乙醇反应平缓，放出热量少，故钠不会熔化；烧杯中无OH－产生，故滴入酚酞，溶液不变红。4．酒后驾车是引发交通事故的重要原因。传统的酒精检测仪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乙醇的沸点低②乙醇的密度比水的小③乙醇有还原性④乙醇是烃的含氧衍生物A．②④B．②③C．①③D．①④解析：选C。酒后呼出的气体中含有乙醇，能被酸性K2Cr2O7溶液氧化，表明乙醇的沸点低、具有还原性。5．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()①C2H5OH②H2CO3溶液③H2OA．①＞②＞③ B．②＞①＞③C．③＞①＞② D．②＞③＞①解析：选D。Na与H2O反应比与C2H5OH反应剧烈，故反应速率③＞①，A、B错误。H2CO3溶液中不仅含有H2O，而且含有H2CO3，H2CO3电离出H＋，使溶液呈酸性，Na与H2CO3反应比与H2O反应剧烈得多，故反应速率②＞③，故产生H2的速率排列顺序为②>③>①，C错误，D正确。6．某有机物的结构简式为。下列关于该有机物的叙述中，不正确的是()A．能与金属钠发生反应并放出氢气B．能在催化剂作用下与H2发生加成反应C．不能使酸性KMnO4溶液褪色D．在铜做催化剂条件下能发生催化氧化生成醛解析：选C。该有机物分子中含有、—OH两种官能团，其中—OH能和Na反应放出H2，能在铜做催化剂条件下发生催化氧化生成醛，能被酸性KMnO4氧化，使其褪色；能使酸性KMnO4溶液褪色，能在催化剂作用下与H2发生加成反应。7．分子式为C4H10O的同分异构体有()A．8种B．7种C．6种D．4种解析：选B。分子式为C4H10O的同分异构体有共7种。8．将等质量的铜片在酒精灯上加热后，分别插入下列溶液中，铜片质量增加的是()A．硝酸 B．稀盐酸C．Ca(OH)2溶液 D．乙醇解析：选C。铜片在酒精灯上加热，发生化学反应2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO，使铜片质量增加，当遇到硝酸和稀盐酸后，发生反应的化学方程式分别为CuO＋2HNO3=Cu(NO3)2＋H2O、CuO＋2HCl=CuCl2＋H2O，使铜片质量减少；当遇到乙醇时发生反应的化学方程式为CuO＋CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(△))CH3CHO＋H2O＋Cu，CuO被还原为Cu，反应前后质量不变；当遇到Ca(OH)2溶液时，CuO不与它反应，故加热后的铜片比原铜片质量增加。9．(2019·南昌高一测试)结合乙烯和乙醇的结构与性质，推测丙烯醇(CH2CHCH2OH)不能发生的化学反应有()A．加成反应B．氧化反应C．与Na反应D．与Na2CO3溶液反应放出CO2解析：选D。丙烯醇分子中含碳碳双键，能发生加成反应和氧化反应；含有醇羟基，能发生氧化反应，能与钠反应，但不具有酸性，不能与Na2CO3溶液反应放出CO2。10．香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料，其结构简式为eq\a\vs4\al()，下列有关香叶醇的叙述正确的是()A．香叶醇的分子式为C10H18OB．不能使溴的四氯化碳溶液褪色C．不能使酸性高锰酸钾溶液褪色D．能发生加成反应不能发生取代反应解析：选A。由结构简式可知，香叶醇中含和—OH两种官能团，碳碳双键能使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色，能发生加成反应，羟基能发生取代反应，B、C、D均不正确。11．(2019·张家口高一检测)A、B、C三种醇同足量的金属钠反应，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三种醇分子中羟基数之比是()A．3∶2∶1B．2∶6∶3C．3∶6∶2D．2∶1∶3解析：选D。由题意可知，三种醇消耗的羟基总数相等，设A、B、C三种醇分子中的羟基数分别为x、y、z，则3x＝6y＝2z，解得x∶y∶z＝2∶1∶3。12．按下图装置，持续通入气体X，可看到a处有红色物质生成，b处变蓝，c处得到液体，则气体X可能是()A．H2 B．CO和H2C．NH3 D．CH3CH2OH(蒸气)解析：选D。四个选项中的气体或蒸气都可还原CuO，且均有H2O产生，故都可满足a、b处的现象，但要在c处得到液体，只有D项符合，其发生的反应为CH3CH2OH＋CuOeq\o(→,\s\up7(△))CH3CHO＋H2O＋Cu。13．(2019·唐山高一测试)催化氧化的产物为的醇是()解析：选A。醇发生催化氧化时，只与分子中的—CH2OH原子团有关，与其他基团无关，则被氧化的醇为，答案为A。14．如图所示是A分子的球棍模型和B分子的空间填充模型，回答下列问题：(1)写出A在催化剂存在条件下加热与氧气反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(2)A和B都可以做汽车的燃料，被称为“绿色燃料”，请用化学方程式表示A做汽车燃料的原理：______________________________________________________________________________________________________________________。(3)写出B和金属钠反应的化学方程式：_________________________________________________________________________________________________________。(4)B在加热条件下能够和HBr发生取代反应生成溴乙烷，写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：根据成键原则，可以判断A和B的结构简式分别是CH3OH和CH3CH2OH，它们的结构相似，都含—OH，故性质相似，能被氧化成相应的醛，能够燃烧。答案：(1)2CH3OH＋O2eq\o(→,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2HCHO＋2H2O(2)2CH3OH＋3O2eq\o(→,\s\up7(点燃))2CO2＋4H2O(3)2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑(4)CH3CH2OH＋HBreq\o(→,\s\up7(△))CH3CH2Br＋H2O15．酒的主要成分是乙醇，少量饮酒对人体有益，但酗酒有害健康。结合乙醇的性质回答下列问题。(1)乙醇是无色透明、有特殊香味的液体，密度比水________。(2)工业上用乙烯与水反应可制得乙醇，该反应的化学方程式为_____________________(不用写反应条件)。(3)属于乙醇的同分异构体的是________(填字母)。C．甲醇 D．CH3OCH3E．HO—CH2CH2—OH(4)乙醇能够发生氧化反应：①46g乙醇完全燃烧消耗________mol氧气。②乙醇在铜做催化剂的条件下可被氧气氧化为乙醛，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。解析：(3)和乙醇互为同分异构体的物质应和乙醇有相同的分子式和不同的结构，符合条件的是D。答案：(1)小(2)CH2CH2＋H2O→CH3CH2OH(3)D(4)①3②2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O16．为了测定乙醇的结构式是还是，利用乙醇和钠的反应，设计如图所示装置进行实验，在烧瓶中放入足量的钠，从分液漏斗中缓缓滴入一定量的乙醇，通过测量量筒中水的体积，就可知反应生成氢气的体积。(1)实验前检验该装置的气密性的实验操作是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)有人认为装置中有空气，所测的气体体积应扣除装置中空气的体积才是氢气的体积，你认为________(填“正确”或“不正确”)。(3)如果实验开始前b导管内未充满水，则实验结果将________(填“偏大”或“偏小”)。(4)若测得有1.15gC2H6O参加反应，把量筒c中的水的体积换算成标准状况下H2的体积为280mL，结合计算和讨论得出________(填“①”或“②”)正确。解析：(3)如果实验开始前b导管内未充满水，则会使排出水的体积偏小，故实验结果偏小。(4)参加反应的乙醇的物质的量是0.025mol，生成氢气的物质的量是0.0125mol，即乙醇分子中的6个氢原子所处的化学环境并不完全相同，有1个应不同于其他的氢原子，从而确定乙醇的结构式为②中所示。答案：(1)连接好装置，关闭分液漏斗的活塞，将右侧导管插入水槽，微热烧瓶，右侧导管若有气泡冒出，冷却后形成一段水柱，且一段时间内水柱不发生变化，证明该装置气密性良好(2)不正确(3)偏小