2020化学新素养同步人教必修二讲义素养练第3章第3节第1课时乙醇解析

第三节生活中两种常见的有机物第1课时乙醇学习目标核心素养建构1.了解烃的衍生物和官能团的概念。2．掌握乙醇的组成、主要性质。3．了解乙醇的主要用途及与人类日常生活与健康的关系。4．初步学会分析官能团与性质关系的方法。[知识梳理]一、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．官能团决定有机化合物化学特性的原子或原子团。如—Cl(氯原子)、—OH(羟基)、(碳碳双键)等。二、乙醇1．物理性质【自主思考】1．能否用分液的方法分离酒精与水的混合物？为什么？提示不能。因为乙醇与水互溶，形成的混合溶液不分层。2．分子结构3．化学性质(1)与钠的反应化学方程式为2Na＋2CH3CH2OH―→2CH3CH2ONa＋H2↑。(2)氧化反应①燃烧化学方程式为CH3CH2OH＋3O2――→点燃2CO2＋3H2O。②催化氧化实验操作实验现象在空气中灼烧过的铜丝表面由黑变红，试管中的液体有刺激性气味化学方程式2CH3CH2OH＋O2――→Cu△2CH3CHO＋2H2O③与强氧化剂反应乙醇可被酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液氧化，生成乙酸。点拨在乙醇的催化氧化实验中，要把铜丝制成螺旋状，是为了增大接触受热面积，增强实验效果。4．用途(1)用作酒精灯、火锅、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。【自主思考】2．乙醇能使酸性KMnO4溶液褪色吗？为什么？提示能。因为乙醇能被酸性KMnO4溶液氧化为乙酸，KMnO4因被还原而褪色。[效果自测]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)能用分液的方法分离酒精和水的混合物()(2)可用无水硫酸铜检验工业酒精中是否有水()(3)乙醇中的羟基不如水中的羟基活泼()(4)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()答案(1)×(2)√(3)√(4)×2．下列物质中不能用来区分乙醇、苯的是()A．金属钠B．溴水C．碳酸钠溶液D．四氯化碳解析乙醇和金属钠反应缓慢，苯和金属钠不反应，可以区分，A不符合题意；乙醇溶于溴水，且不分层，苯可以把溴水中的溴萃取出来，出现分层，可以区分，B不符合题意；乙醇和碳酸钠互溶，不分层，苯不溶于碳酸钠，出现分层，可以区分，C不符合题意；乙醇和苯均与四氯化碳互溶，不分层，无法区分二者，D符合题意。答案D3．下列物质属于烃的衍生物的是________。⑥CH3CH2CH2OH⑦CH3COOH解析烃分子的氢原子被其他原子或原子团所代替的一系列物质称为烃的衍生物。即烃的衍生物除了含有C、H元素之外，还含有其他元素。答案②④⑤⑥⑦探究一、乙醇的结构与化学性质【合作交流】1．乙醇催化氧化反应实验中铜丝是否参与反应？铜丝的作用是什么？提示铜丝参与化学反应，铜丝先被氧气氧化成氧化铜，后又被乙醇还原为铜，反应前后的质量和化学性质没有变化，起催化剂的作用。2．结合乙醇催化氧化反应的实质判断相同碳原子数且结构相似的醛与醇相比较，它们的相对分子质量有何关系？提示醇催化氧化时，分子中去掉两个氢原子，故醛比生成它的醇的相对分子质量小2。3．已知反应：CH3CH2OH＋HBr――→△CH3CH2Br＋H2O，则该反应的类型是什么？断裂的化学键有哪些？提示该反应相当于HBr中的溴原子代替乙醇分子中的—OH，属于取代反应，断裂的化学键有C—O键和H—Br键。4．根据乙醇催化氧化的实质，推测的催化氧化产物是什么，能被催化氧化吗？提示因为乙醇催化氧化的实质是：―――→Cu或Ag△，故的催化氧化产物为分子中与羟基相连的碳原子上无氢原子，所以该物质不能被催化氧化。【点拨提升】1．乙醇结构特点、断键与性质的关系举例(乙醇的催化氧化)：总的化学方程式：2CH3CH2OH＋O2――→Cu△2CH3CHO＋2H2O，反应中铜(也可用银)作催化剂。2．醇的催化氧化反应规律醇在有催化剂(铜或银)存在的条件下，可以发生催化氧化反应生成醛，但并不是所有的醇都能被氧化生成醛。(1)凡是含有R—CH2OH(R代表烃基)结构的醇，在一定条件下都能被氧化成醛；2R—CH2OH＋O2――→催化剂△2R—CHO＋2H2O。(2)凡是含有结构的醇，在一定条件下也能被氧化，但生成物不是醛，而是酮()。(3)凡是含有结构的醇通常情况下不能被氧化。【典题例证1】乙醇分子中的各种化学键如图所示，关于乙醇在各种反应中断裂键的说法不正确的是()A．和金属钠反应时键①断裂B．在铜催化共热下与O2反应时断裂①和③键C．在铜催化共热下与O2反应时断裂①和⑤键D．在空气中完全燃烧时断裂①②③④⑤键解析乙醇与钠反应生成乙醇钠，是羟基中的O—H键断裂，A正确；乙醇催化氧化成乙醛时，断裂①和③化学键，B正确，C错误；乙醇完全燃烧时，化学键①②③④⑤全部断裂。答案C【学以致用1】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解析乙醇不能电离出氢氧根离子，—OH和OH－是完全不同的粒子；乙醇的氧化反应表现的是乙醇的还原性；乙醇与钠反应可以产生氢气，此时，并不是氢离子的性质，不能说明乙醇显酸性；乙醇与钠反应比水与钠反应平缓，说明乙醇羟基上的氢原子不如水中的氢原子活泼。答案D探究二、钠与水、乙醇反应的比较【合作交流】1．因为密度大小：水钠乙醇，所以钠可以保存在乙醇中，这句话对吗？提示不对。钠能与乙醇反应，故钠不能保存在乙醇中，钠可以保存煤油中。2．钠与乙醇反应置换乙醇中的哪种氢原子？1molC2H5OH完全反应生成几摩尔H2?提示羟基上的氢原子0.5molH2【点拨提升】钠与乙醇、水反应的对比水与钠反应乙醇与钠反应钠的变化钠粒浮于水面，熔成闪亮的钠粒开始沉于试管底部，未小球，并快速地四处游动，很快消失熔化，最终慢慢消失声的现象有“嘶嘶”声响无声响气体检验点燃，发出淡蓝色的火焰点燃，发出淡蓝色的火焰实验结论钠的密度小于水，熔点低。钠与水剧烈反应，生成氢气。水分子中羟基上的氢原子比较活泼钠的密度比乙醇的大。钠与乙醇缓慢反应生成氢气。乙醇中羟基上的氢原子相对不活泼反应的化学方程式2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑2Na＋2CH3CH2OH―→2CH3CH2ONa＋H2↑【典题例证2】向装有乙醇的烧杯中投入一小块金属钠，下列对该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．钠块熔化成小球C．钠块在乙醇的液面上游动D．钠块表面剧烈放出气体解析钠的密度比乙醇的大，故A正确，C错误；钠与乙醇反应产生氢气比较缓慢，放出的热量不足以使钠熔化，故B、D错误。答案A【学以致用2】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．①②③B．②①③C．③①②D．②③①解析Na与H2O反应比与C2H5OH反应剧烈，故反应速率：③①，可排除A、B两项。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，故可知反应速率排序为：②③①。答案D1．可以证明乙醇分子中有一个氢原子与另外的氢原子不同的方法是()A．1mol乙醇完全燃烧生成3mol水B．乙醇可以制酒精饮料C．1mol乙醇跟足量的Na作用得到0.5molH2D．1mol乙醇可以生成1mol乙醛解析一个乙醇分子中含有6个氢原子，分子式为C2H6O，其可能的结构有CH3OCH3和C2H5OH。因为1mol乙醇与足量的钠反应只得到0.5molH2，说明6个氢原子中只有1个氢原子可以被钠置换，这个氢原子与另外的氢原子所处环境应该不同。醇中的氢原子只有羟基上的氢才能与钠发生反应，所以该反应经常用于判断醇分子中羟基的个数。答案C2．下列说法正确的是()①检测乙醇中是否含有水可加入少量的无水硫酸铜，如变蓝则含水②除去乙醇中微量水可加入金属钠，使其完全反应③获得无水乙醇的方法是直接加热蒸馏④获得无水乙醇的方法通常采用先用生石灰吸水，然后再加热蒸馏A．①③B．②④C．①④D．③④解析用无水CuSO4可检验是否有水存在，因为无水CuSO4遇水变蓝，故①正确；乙醇和水均与金属钠反应生成气体，故②错误；含水的酒精直接加热蒸馏，水也会挥发，酒精不纯，③错误；④正确。答案C3．结合乙烯和乙醇的结构与性质，推测丙烯醇(CH2===CH—CH2OH)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解析丙烯醇分子中含碳碳双键，应具有烯烃的性质，能发生加成反应和氧化反应；含有醇羟基，具有醇的性质，与钠反应，但不具有酸性，不能与Na2CO3溶液反应放出CO2。答案D4．按照下图装置持续通入X气体或蒸气，可以看到a处有红色物质生成，b处变蓝，c处得到液体，则X气体或蒸气可能是(假设每个反应均完全)()A．CH3CH2OHB．CO或H2C．NH3D．H2解析选项中气体均可还原CuO，但本题的关键点是所得产物冷凝后得到液体，该液体不可能是水(干燥管中盛有足量CuSO4)，所以一定是乙醛，X气体为乙醇。答案A5．乙烯的产量通常用来衡量一个国家的石油化工水平。以乙烯为主要原料合成重要的有机化合物的路线如图所示。请回答下列问题。(1)物质A的结构简式________。A物质所含官能团的名称是________。(2)反应②的反应类型是________。(3)以乙烯为原料可合成有机高分子化合物D(聚乙烯)，反应的化学方程式是________________________________________________________________。解析乙烯和水发生加成反应CH2===CH2＋H2O――→催化剂高温、高压CH3CH2OH生成A，则A是乙醇，乙醇和氧气在铜或银的催化作用下生成B(乙醛)：2CH3CH2OH＋O2――→Cu或Ag△2CH3CHO＋2H2O，乙烯分子含有碳碳双键，发生加聚反应，反应为nCH2===CH2――→一定条件下，生成聚乙烯，D为聚乙烯。据此可得下列结论：(1)由上述分析可知，A的结构简式为CH3CH2OH。其官能团的名称是羟基。(2)乙烯和水发生加成反应：CH2===CH2＋H2O――→催化剂高温、高压CH3CH2OH。(3)乙烯分子含有碳碳双键，发生加聚反应，反应为nCH2===CH2――→一定条件下答案(1)CH3CH2OH羟基(2)加成反应(3)nCH2===CH2――→一定条件下课时作业1.下列乙醇的化学性质中不是由羟基所决定的是()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或Ag存在时与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乙醇和金属Na反应是钠置换羟基上的氢；乙醇的催化氧化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，形成；而燃烧时乙醇分子中的化学键全部断裂，不是由羟基所决定的。答案B2.A、B、C三种醇与足量的金属钠完全反应，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，则三种醇分子里的羟基数之比为()A.3∶2∶1B.2∶6∶2C.3∶1∶2D.2∶1∶3解析由醇和钠的反应可得关系式2—OH――→NaH2，产生相同体积的H2需要相同物质的量的羟基，设都生成3molH2，则需要6mol羟基，则需要一元醇6mol，二元醇3mol，三元醇2mol，故选D。答案D3．下列说法中正确的是()A．乙醇的官能团是羟基B．羟基和氢氧根离子的化学式和电子式相同C．在氧气中燃烧只生成二氧化碳和水的有机物一定是烃D．乙醇能与NaOH溶液反应解析乙醇的官能团为羟基，化学式为—OH，电子式为，而氢氧根离子为OH－，电子式为，所以羟基与氢氧根离子不同，