2020年高中化學新教材同步必修第二冊 第7章 第三節(jié) 第1課時　乙醇

第三節(jié)乙醇與乙酸第1課時乙醇[核心素養(yǎng)發(fā)展目標]1.掌握乙醇的分子結構和化學性質，理解烴的衍生物，官能團的概念，培養(yǎng)“變化觀念與平衡思想”。2.了解乙醇在日常生活中的應用，培養(yǎng)嚴謹?shù)摹翱茖W態(tài)度與社會責任”。3.初步學會分析官能團(原子團)與性質關系的方法，培養(yǎng)“宏觀辨識與微觀探析”的能力。(一)烴的衍生物1．概念烴分子中的氫原子被其他原子或原子團所取代而生成的一系列化合物。2．實例CH3CH2Cl、、CH3CH2OH等。(二)乙醇1．乙醇的組成與結構分子式結構式結構簡式球棍模型C2H6OCH3CH2OH或C2H5OH2.乙醇的物理性質(1)乙烷(CH3CH3)可以看成CH4分子中的一個H原子被甲基(—CH3)所取代而生成的產物，故乙烷為烴的衍生物(×)提示烴的衍生物是指烴分子中的氫原子被其他原子或原子團所取代而生成的一系列化合物，其他原子或原子團不能是烴結構中的原子或原子團。(2)乙醇可以看作乙烷分子中氫原子被氫氧根(OH－)取代后的產物，故乙醇水溶液應呈堿性(×)提示乙醇為烴的衍生物，可看作CH3CH3分子中的一個氫原子被中性的羥基(—OH)代替，而不是氫氧根(OH－)，故乙醇為非電解質，水溶液呈中性。(3)乙醇的密度小于水的密度，故可用分液的方法分離乙醇和水(×)提示乙醇和水互溶，無法用分液的方法分離。(4)乙醇是一種優(yōu)良的有機溶劑，能溶解很多有機物和無機物(√)(5)分子式為C2H6O的有機物不一定為乙醇(√)提示滿足分子式C2H6O的有機物可以是乙醇()，也可以是二甲醚()。3．乙醇的化學性質(1)實驗探究實驗操作實驗現(xiàn)象無水乙醇中放入金屬鈉后，試管中有氣泡產生，放出的氣體可在空氣中安靜地燃燒，火焰呈淡藍色；燒杯壁上有水珠生成，迅速倒轉燒杯后向其中加入澄清石灰水，石灰水不變渾濁銅絲灼燒時變黑，插入乙醇后變紅，反復幾次可聞到刺激性氣味(2)乙醇與鈉反應的化學方程式：2Na＋2CH3CH2OH→2CH3CH2ONa＋H2↑。(3)乙醇的氧化反應官能團(1)概念：決定有機化合物特性的原子或原子團。(2)幾種常見物質的官能團物質CH2=CH2CH≡CHCH3CH2OHCH3CHOCH3COOH官能團結構簡式—C≡C——Br—OH—CHO—COOH官能團名稱碳碳雙鍵碳碳三鍵溴原子羥基醛基羧基4．乙醇的用途(1)乙醇可以作燃料。(2)是重要的化工原料和溶劑。(3)醫(yī)療上用75%(體積分數(shù))的乙醇溶液作消毒劑。(1)乙烷可以和氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應，其官能團為甲基(—CH3)(×)提示乙烷(及烷烴)分子中不含官能團。(2)乙醇汽油是汽油中添加一定乙醇的汽油，該汽油燃燒，可降低污染氣體的排放(√)(3)乙醇分子式為C2H6O，故1mol乙醇和足量的鈉反應，可生成3mol氫氣(×)提示乙醇分子中只有羥基上的氫原子才能和鈉反應，故1mol乙醇與足量的鈉反應只生成0.5mol氫氣。(4)乙醇中的羥基上氫原子不如水中的氫原子活潑(√)(5)在乙醇催化氧化生成乙醛的反應中，乙醇表現(xiàn)還原性(√)1．已知密度大小ρ(水)＞ρ(Na)＞ρ(乙醇)，實驗探究金屬鈉和乙醇反應，回答下列問題。(1)乙醇與鈉反應時，鈉浮在乙醇表面還是沉于乙醇底部？答案鈉沉在乙醇的底部。(2)和鈉與水反應相對比，誰的反應更劇烈？說明什么問題？答案鈉和水反應更劇烈，說明乙醇羥基中的氫原子不如水分子中的氫原子活潑。(3)乙醇和鈉反應，結合乙醇的結構，分子中斷裂的是什么鍵？答案乙醇結構為，反應中斷裂的為羥基中的氧氫共價鍵。(4)1mol乙醇和足量的鈉反應，生成標準狀況下的氫氣為多少升？答案據(jù)反應原理，1mol乙醇完全反應，生成H2為0.5mol，在標準狀況下為11.2L。2．結合實驗現(xiàn)象，在乙醇和氧氣催化反應中(1)實驗中銅絲是否參與反應？銅絲作用是什么？寫出相關的化學方程式？答案在實驗中銅絲參與了化學反應，后來又生成了銅，銅絲在反應中起到催化作用。反應方程式為：2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO，CuO＋CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(△))Cu＋CH3CHO＋H2O，反應總方程式為2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O。(2)已知乙醛的結構式為，結合乙醇的結構，分析在反應中，乙醇分子中斷裂的是哪些鍵？答案結合乙醛和乙醇的結構，可以看出乙醇在催化氧化時，斷裂的為氧氫鍵和相鄰的碳原子上的碳氫鍵，如圖所示(3)結合乙醇催化氧化時化學鍵斷裂情況分析，什么樣的醇才能催化氧化？答案只有和羥基相連的碳原子上有氫原子才可以，結構如圖所示1.水、乙醇中羥基氫原子的活潑性比較水與鈉反應乙醇與鈉反應鈉的變化鈉粒浮于水面，熔成閃亮的小球，并快速地四處游動，很快消失鈉粒沉于試管底部，未熔化，最終慢慢消失聲的現(xiàn)象有“嘶嘶”聲響無聲響氣體檢驗點燃，發(fā)出淡藍色的火焰點燃，發(fā)出淡藍色的火焰實驗結論鈉的密度小于水，熔點低。鈉與水劇烈反應，生成氫氣。水分子中—OH上的氫原子比較活潑鈉的密度比乙醇的大。鈉與乙醇反應較慢，生成氫氣。乙醇中羥基上的氫原子不如H2O中的活潑化學方程式2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑2Na＋2CH3CH2OH→2CH3CH2ONa＋H2↑反應實質水中的氫原子被置換乙醇分子中羥基上的氫原子被置換2.乙醇催化氧化反應的實質總的化學方程式：2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O，反應中銅(也可用銀)作催化劑。1．下列有關乙醇的表述正確的是()A．乙醇分子中含有甲基，甲基的電子式為B．乙醇的結構簡式為C2H6OC．乙醇分子中羥基的電子式為[eq\o\al(·,×)Oeq\o\al(·,×)H]－D．乙醇分子的空間充填模型為答案D解析甲基的電子式為，A項錯誤；乙醇的結構簡式為CH3CH2OH或C2H5OH，B項錯誤；羥基的電子式為，為中性基團，C錯誤。2．下列有關乙醇的說法錯誤的是()A．鈉的密度大于乙醇，實驗室可用乙醇保存金屬鈉B．可用無水CuSO4檢驗工業(yè)酒精中是否含水C．乙醇不能萃取出溴水中的溴D．分離乙醇和水常用蒸餾的方法答案A解析鈉可以和乙醇發(fā)生反應生成乙醇鈉和氫氣，故不能用乙醇保存金屬鈉，A項錯誤；無水CuSO4可以和水反應生成藍色晶體，故可檢驗乙醇中是否含水，B正確；乙醇和水互溶，故乙醇不能萃取溴水中的溴，C正確；乙醇和水的沸點不同，故可以用蒸餾的方法分離乙醇和水，D正確。3．(2019·山東聊城高一月考)向裝有乙醇的燒杯中投入一小塊金屬鈉，下列對實驗現(xiàn)象的描述中正確的是()A．鈉塊沉在乙醇液面之下B．鈉塊熔化成小球C．鈉塊在乙醇的液面上游動D．向燒杯中滴入幾滴酚酞溶液變紅色答案A解析鈉的密度比乙醇的大，故A正確、C錯誤；鈉與乙醇反應產生氫氣比較緩慢，放出的熱量不足以使鈉熔化，故B錯誤；燒杯中無OH－產生，酚酞不變紅色，故D錯誤。4.乙醇分子中的各種化學鍵如圖所示，關于乙醇在各種反應中斷裂鍵的說明不正確的是()A．和金屬鈉反應時①鍵斷裂B．在銅催化共熱下與O2反應時斷裂①鍵和③鍵C．在銅催化共熱下與O2反應時斷裂①鍵和⑤鍵D．在空氣中完全燃燒時斷裂①②③④⑤鍵答案C解析根據(jù)乙醇的結構，在和鈉反應時①鍵斷裂，在銅催化共熱時與O2反應時應為①和③鍵斷裂，C錯誤；燃燒則①②③④⑤全部斷裂。課時對點練A組基礎對點練題組一烴的衍生物、官能團概念的理解及判斷1．(2018·山東東明一中月考)下列物質不屬于烴的衍生物的是()A． B．CH3CH2OHC． D．CHCH答案D解析可看作甲苯分子中苯環(huán)上的一個氫原子被Br原子取代；CH3CH2OH可看作CH3CH3分子中的一個氫原子被羥基取代；可看作CH3—CH3分子中的兩個氫原子被Cl原子所取代的產物；只有CHCH不屬于烴的衍生物。2．(2019·張家口高一檢測)下列化學式不表示官能團的是()A．—CH3 B．—OHC．—COOH D．答案A解析—CH3不是官能團。3．下列物質不含有官能團的是()A．CH2=CH2 B．CH3CH2OHC．CH3CHO D．CH3CH3答案D題組二乙醇的分子結構4．以下化學用語不正確的是()A．乙醇的空間充填模型如圖B．乙醇的分子式為C2H6OC．乙醇的結構簡式為C2H5OHD．羥基的電子式為答案A解析A中圖形為乙醇的球棍模型，A錯誤；乙醇的分子式為C2H6O，B正確；乙醇的結構簡式為CH3CH2OH，C正確；羥基的電子式為，D正確。5．(2018·河南平頂山高一期末)下列方法中可以證明乙醇分子中有一個氫原子與其他氫原子不同的是()A．1mol乙醇完全燃燒生成3mol水B．乙醇可以和水任意比互溶C．1mol乙醇跟足量的Na作用得0.5molH2D．乙醇可被酸性KMnO4氧化為乙酸(CH3COOH)答案C解析A項，乙醇燃燒時，所有的氫原子均參與反應生成H2O，無法證明乙醇分子中有一個氫原子與其他氫原子不同，錯誤；B項無法證明，錯誤；C項，乙醇和足量鈉反應，參與反應的氫原子占乙醇分子中氫原子的eq\f(1,6)，說明其中一個氫原子與另外五個不同，正確；D項，乙醇可被酸性KMnO4氧化為乙酸，不能說明。6．乙醇和二甲醚互為同分異構體，下列說法不正確的是()A．乙醇和二甲醚的分子式相同，結構不同B．乙醇和二甲醚的物理性質不同，化學性質相同C．二者完全燃燒后的產物相同D．1mol二甲醚分子中含有8NA個共價鍵答案B解析乙醇的結構簡式為CH3CH2OH，二甲醚的結構簡式為CH3OCH3，二者的分子式均為C2H6O，A正確；乙醇和二甲醚的結構不同，化學性質不同，B錯誤；乙醇和二甲醚的分子式相同，二者完全燃燒后的產物相同，C正確；1mol二甲醚分子中含有8NA個共價鍵，D正確。題組三乙醇的性質及應用7．下列有關乙醇的物理性質的敘述不正確的是()A．由于乙醇的密度比水小，所以乙醇中的水可以通過分液的方法除去B．由于乙醇能夠溶解很多有機物和無機物，所以可用乙醇提取中草藥的有效成分C．由于乙醇能夠以任意比溶解于水，所以酒廠可以勾兌各種濃度的酒D．由于乙醇容易揮發(fā)，所以才有俗語“酒香不怕巷子深”的說法答案A解析乙醇的密度比水小，但可與水以任意比例互溶，故除去乙醇中的水不能用分液的方法，應加入生石灰，然后蒸餾。8．(2019·福州月考)乙醇氧化制乙醛的實驗裝置如圖所示(夾持儀器和加熱儀器均未畫出)，下列敘述錯誤的是()A．a中所盛放的固體可以是CuOB．d中乙醇可用沸水浴加熱C．c中具支試管b中有無色液體產生D．c中具支試管b可換成帶塞的普通試管答案D解析乙醇和氧化銅在加熱條件下反應生成乙醛、水和銅，所以a中所盛放的固體可以是CuO，A項正確；直接加熱時，生成乙醇蒸氣的速率較大，乙醇和氧化銅反應不完全，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項正確；乙醇和氧化銅反應生成乙醛、水和銅，冷凝后c中具支試管b中有無色液體產生，C項正確；c中的試管應保持與外界相通，防止裝置內氣壓過大發(fā)生危險，所以c中的具支試管不可換成帶塞的普通試管，D項錯誤。9．(2019·威海高一期末)已知分子中含有羥基的物質都能與鈉反應產生氫氣。乙醇、乙二醇()、丙三醇()分別與足量金屬鈉作用，產生氫氣在相同條件下體積之比為6∶2∶3。則這三種醇的物質的量之比為()A．6∶3∶2 B．1∶2∶3C．3∶2∶1 D．6∶1∶1答案D解析羥基個數(shù)與被置換的氫原子個數(shù)之比為1∶1，三種醇與鈉反應放出氫氣的體積比為6∶2∶3(相同條件下)，則三種醇提供的羥基數(shù)之比為6∶2∶3，因此三種醇的物質的量之比為(6×1)∶1×2,2∶1×3,3＝6∶1∶1。10．為了探究乙醇和鈉反應的原理，做如下實驗：甲：向試管中加入3mL乙醇，放入一小塊鈉，觀察現(xiàn)象，并收集、檢驗產生的氣體。乙：向試管中加入3mL乙醚(CH3CH2OCH2CH3)，放入一小塊鈉，無氣體產生。回答以下問題：(1)簡述檢驗實驗甲中產生的氣體的方法及作出判斷的依據(jù)：_____________________。(2)從結構上分析，選取乙醚作參照物的原因是_____________________________。(3)實驗甲說明____________________________________________________________；實驗乙說明_______________________________________________________________；根據(jù)實驗結果，乙醇和金屬鈉反應的化學方程式應為____________________________________________________________________________________________________。答案(1)將收集到的氣體點燃，在火焰上方罩一干燥的冷燒杯，若能燃燒或發(fā)出爆鳴聲并且杯壁有水滴，則證明該氣體是氫氣(2)乙醇分子中含有乙基和羥基，乙醚分子中含有乙基(3)羥基氫可與鈉發(fā)生置換反應乙基上的氫不能與鈉發(fā)生反應2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑解析(1)試管中加入乙醇，放入一小塊鈉，二者會發(fā)生反應得到乙醇鈉和氫氣，氫氣的檢驗方法：將收集到的氣體點燃，在火焰上方罩一干燥的冷燒杯，若能燃燒或發(fā)出爆鳴聲并且杯壁有水滴，則證明該氣體是氫氣。(2)乙醇分子中含有乙基和羥基，乙醚分子中含有乙基，故選取乙醚作參照物，說明與鈉發(fā)生反應的為羥基。(3)乙醇分子中含有乙基和羥基，乙醚分子中含有乙基，向試管中加入3mL乙醚(CH3CH2OCH2CH3)，放入一小塊鈉，不發(fā)生反應，故與鈉反應的物質中需含有羥基氫，羥基中的氫原子能和金屬鈉反應得到氫氣。B組綜合強化練1．(2019·北京高一期末)交警對駕駛員是否飲酒進行檢測時的原理是K2Cr2O7酸性溶液與呼出的乙醇蒸氣迅速反應。下列對乙醇的描述與此測定原理有關的是()①乙醇沸點低②乙醇密度比水?、垡掖季哂羞€原性④乙醇是烴的含氧衍生物⑤乙醇可與羧酸在濃硫酸的作用下發(fā)生取代反應A．②⑤B．②③C．①③D．①④答案C解析①乙醇沸點低，易揮發(fā)，存在于酒駕者呼出的氣體中，易被檢測，與測定原理有關；②乙醇密度比水小，可與水以任意比混溶，與測定原理無關；③乙醇分子中含有羥基，具有還原性，K2Cr2O7具有強氧化性，可以把乙醇迅速氧化為乙酸，并生成藍綠色的Cr3＋，與測定原理有關；④乙醇可看成是乙烷分子中的氫原子被羥基取代后的產物，是烴的含氧衍生物，與測定原理無關；⑤乙醇可與羧酸在濃硫酸的作用下發(fā)生取代反應，與測定原理無關。對乙醇的描述與此測定原理有關的是①③，C正確。2．(2018·浙江嘉興一中高一期中)下列說法不正確的是()A．乙醇和乙酸都是常用調味品的主要成分B．75%(體積分數(shù))的乙醇溶液常用于醫(yī)療消毒C．乙醇能與金屬鈉反應生成氫氣D．乙烯與水加成可生成乙醇，可用于制食用白酒答案D解析乙醇調制的酒可以飲用，也可以用作廚房調味品，食醋的主要成分為乙酸，A正確；常用于醫(yī)療消毒的酒精是75%(體積分數(shù))的乙醇溶液，B正確；乙醇分子中含—OH，能與Na發(fā)生置換反應生成氫氣，C正確；乙烯與水加成可生成乙醇，工業(yè)上利用乙烯直接水化法制得的乙醇中往往含有對人體有害的雜質，不能用于制食用白酒，D錯誤。3．乙醇分子中的化學鍵如圖所示，則乙醇在催化氧化時，化學鍵斷裂的位置是()A．②③B．①②C．③④D．①③答案B解析乙醇的催化氧化，“去氫”的位置是羥基氫及與羥基直接相連的碳原子上的氫原子。4．已知C4H10的同分異構體有兩種：CH3CH2CH2CH3、，則C4H9OH屬于醇類的同分異構體共有()A．1種 B．2種C．3種 D．4種答案D解析所給的兩種同分異構體各含有兩種不同的氫原子，如下：Ceq\o(H,\s\up6(1))3—Ceq\o(H,\s\up6(2))2—CH2—CH3、，所以羥基取代這些氫原子共得到4種屬于醇類的同分異構體。5．某化學反應過程如圖所示，由如圖得出的下列判斷錯誤的是()A．乙醇發(fā)生了還原反應B．反應中有“紅→黑→紅”顏色交替變化的現(xiàn)象C．銅是此反應的催化劑D．生成物是乙醛答案A解析乙醇被氧化成乙醛，發(fā)生了氧化反應，A錯誤；在反應中銅(紅色)被氧氣氧化為氧化銅(黑色)，然后氧化銅又被乙醇還原為銅，因此反應中有“紅→黑→紅”顏色交替變化的現(xiàn)象，B正確；根據(jù)以上分析可判斷銅是此反應的催化劑，C正確；根據(jù)以上分析可判斷生成物是乙醛，D正確。6．(2019·濟南一中期中)A、B、C三種醇分別與足量的金屬鈉完全反應，在相同條件下產生相同體積的H2，消耗這三種醇的物質的量之比為3∶6∶2，則A、B、C三種醇分子中所含羥基的個數(shù)之比為()A．3∶2∶1 B．2∶6∶3C．3∶1∶2 D．2∶1∶3答案D解析相同條件下，題述三種醇與足量的鈉反應產生相同體積的氫氣，說明三種醇提供的羥基數(shù)相同，則三種醇分子中所含羥基的個數(shù)之比為eq\f(1,3)∶eq\f(1,6)∶eq\f(1,2)＝2∶1∶3。7．某實驗小組用下列裝置進行乙醇催化氧化的實驗?；卮鹣铝袉栴}：(1)實驗過程中銅網出現(xiàn)黑色和紅色交替的現(xiàn)象。①紅色變成黑色的反應是2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO；②黑色變?yōu)榧t色的化學方程式為________________________________________________________________________________________________________________________。在不斷鼓入空氣的情況下，熄滅酒精燈，反應仍能繼續(xù)進行，說明乙醇催化氧化反應是________反應。(2)甲和乙兩個水浴作用不相同，甲的作用是________(填“加熱”或“冷卻”，下同)；乙的作用是________。(3)反應進行一段時間后，試管a中能收集到多種物質，它們是___________(任寫兩種即可)。答案(1)②CH3CH2OH＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))CH3CHO＋Cu＋H2O放熱(2)加熱冷卻(3)乙醛、乙醇、水、乙酸等(任選其中兩種)解析乙醇易揮發(fā)，在甲中水浴加熱下，同空氣一同進入反應管內，在反應管中，乙醇與空氣在銅的催化作用下發(fā)生氧化反應生成乙醛，乙中試管在冷水冷卻下用于收集乙醛，該反應不能充分進行，還可收集到乙醇、水等。(1)黑色變?yōu)榧t色是因為發(fā)生反應：CH3CH2OH＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))CH3CHO＋Cu＋H2O，該反應是乙醇的催化氧化反應，銅在反應中作催化劑；熄滅酒精燈，反應仍能繼續(xù)進行，說明該反應是一個放熱反應。(2)根據(jù)反應流程可知：在甲處用熱水浴加熱使乙醇揮發(fā)，與空氣中的氧氣混合，有利于下一步反應的進行；乙處用冷水浴降低溫度，使生成的乙醛冷凝為液體，聚集在試管的底部。(3)乙醇的催化氧化實驗中乙醇、乙醛和水的沸點相差不大，且乙醛可部分被氧化生成乙酸，在試管a中能收集到這些不同的物質。8．(2018·云南師大附中期中)為測定乙醇的結構式，有人設計了用無水乙醇與鈉反應的實驗裝置和測定氫氣體積的裝置進行實驗，可供選用的實驗裝置如圖所示。請回答以下