高中化學必修二導學案：第三章 有機化合物 第三節(jié) 第1課時乙醇 含答案

高中化學必修課程PAGE13-第三節(jié)生活中兩種常見的有機物第1課時乙醇[目標導航]1.了解烴的衍生物和官能團的概念。2.掌握乙醇的組成結(jié)構(gòu)及其主要性質(zhì)。3.了解乙醇的主要用途及與人類日常生活和健康的關(guān)系。4.初步學會分析官能團與性質(zhì)關(guān)系的方法。一、烴的衍生物1．烴的衍生物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稱為烴的衍生物。如：乙醇可看成是乙烷分子的一個氫原子被羥基取代后的衍生物。2．官能團決定有機化合物的化學特性的原子或原子團叫做官能團。如：乙醇中的羥基、一氯甲烷中的氯原子分別是乙醇和一氯甲烷的官能團。【議一議】1．下列物質(zhì)屬于烴的衍生物的是________。④⑤CH3CHO⑥CH3CH2CH2OH⑦CH3COOH答案②④⑤⑥⑦解析烴分子的氫原子被其他原子或原子團所代替的一系列物質(zhì)稱為烴的衍生物。即烴的衍生物除了含有C、H元素之外，還含有其他元素。二、乙醇1．物理性質(zhì)點撥除去乙醇中的水需加生石灰吸水，然后蒸餾。2．分子結(jié)構(gòu)3．化學性質(zhì)(1)與鈉的反應化學方程式為：2Na＋2CH3CH2OH→2CH3CH2ONa＋H2↑。(2)氧化反應①燃燒化學方程式為：CH3CH2OH＋3O2eq\o(→,\s\up7(點燃))2CO2＋3H2O。②催化氧化實驗操作實驗現(xiàn)象在空氣中灼燒過的銅絲表面由黑變紅，試管中的液體有刺激性氣味化學方程式2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O③與強氧化劑反應乙醇可被酸性高錳酸鉀溶液或酸性重鉻酸鉀溶液氧化，被直接氧化成乙酸。點撥在乙醇的催化氧化實驗中，要把銅絲制成螺旋狀，是為了增大接觸受熱面積，增強實驗效果。4．用途(1)用作酒精燈、火鍋、內(nèi)燃機等的燃料。(2)用作化工原料。(3)醫(yī)療上常用體積分數(shù)為75%的乙醇溶液作消毒劑?！咀h一議】2．判斷下列說法是否正確：(1)能用分液的方法分離酒精和水的混合物。()(2)可用無水硫酸銅檢驗工業(yè)酒精中是否有水。()(3)乙醇中的羥基不如水中的羥基活潑。()(4)乙醇分子中含有六個氫原子，故1mol乙醇與足量的鈉反應可以生成3mol的氫氣。()答案(1)×(2)√(3)√(4)×一、乙醇的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【例1】乙醇分子中的各種化學鍵如圖所示，關(guān)于乙醇在各種反應中斷裂鍵的說明不正確的是()A．和金屬鈉反應時鍵①斷裂B．在銅催化共熱下與O2反應時斷裂①和③鍵C．在銅催化共熱下與O2反應時斷裂①和⑤鍵D．在空氣中完全燃燒時斷裂①②③④⑤鍵答案C解析乙醇與鈉反應生成乙醇鈉，是羥基中的O—H鍵斷裂，A正確；乙醇催化氧化成乙醛時，斷裂①和③化學鍵，B正確，C錯誤；乙醇完全燃燒時，化學鍵①②③④⑤全部斷裂。要點歸納乙醇結(jié)構(gòu)特點、斷鍵與性質(zhì)的關(guān)系舉例(乙醇的催化氧化)：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。變式訓練1關(guān)于乙醇的說法中正確的是()A．乙醇結(jié)構(gòu)中有—OH，所以乙醇溶解于水，可以電離出OH－而顯堿性B．乙醇燃燒生成二氧化碳和水，說明乙醇具有氧化性C．乙醇與鈉反應可以產(chǎn)生氫氣，所以乙醇顯酸性D．乙醇與鈉反應非常平緩，所以乙醇羥基上的氫原子不如水中的氫原子活潑答案D解析乙醇不能電離出氫氧根離子，—OH和OH－是完全不同的粒子；乙醇的氧化反應表現(xiàn)的是乙醇的還原性；乙醇與鈉反應可以產(chǎn)生氫氣，此時，并不是氫離子的性質(zhì)，不能說明乙醇顯酸性；乙醇與鈉反應比水與鈉反應平緩，說明乙醇羥基上的氫原子不如水中的氫原子活潑。二、探究羥基中氫原子的活潑性【例2】向裝有乙醇的燒杯中投入一小塊金屬鈉，下列對該實驗現(xiàn)象的描述中正確的是()A．鈉塊沉在乙醇液面的下面B．鈉塊熔化成小球C．鈉塊在乙醇的液面上游動D．鈉塊表面劇烈放出氣體答案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(chǎn)生氫氣比較緩慢，放出的熱量不足以使鈉熔化，故B、D錯誤。知識歸納鈉與乙醇和與水的反應的對比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，很快消失鈉粒開始沉于試管底部，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(jié)論鈉的密度小于水，熔點低。鈉與水劇烈反應，生成氫氣。水分子中羥基上的氫原子比較活潑鈉的密度比乙醇的大。鈉與乙醇緩慢反應生成氫氣。乙醇中羥基上的氫原子相對不活潑反應的化學方程式2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑2Na＋2CH3CH2OH→2CH3CH2ONa＋H2↑變式訓練2可以證明乙醇分子中有一個氫原子與另外的氫原子不同的方法是()A．1mol乙醇完全燃燒生成3mol水B．乙醇可以制酒精飲料C．1mol乙醇跟足量的Na作用得到0.5molH2D．1mol乙醇可以生成1mol乙醛答案C解析一個乙醇分子中含有6個氫原子，分子式為C2H6O，其可能的結(jié)構(gòu)有CH3OCH3和C2H5OH。因為1mol乙醇與足量的鈉反應只得到0.5molH2，說明6個氫原子中只有1個氫原子可以被鈉置換，這個氫原子與另外的氫原子所處環(huán)境應該不同。醇中的氫原子只有羥基上的氫才能與鈉發(fā)生反應，所以該反應經(jīng)常用于判斷醇分子中羥基的個數(shù)。1．下列化學用語正確的是 ()A．乙醇的官能團：—OHB．乙醇的分子式：CH3CH2OHC．乙烯的結(jié)構(gòu)簡式：CH2CH2D．乙烯無官能團答案A2．酒后駕車是引發(fā)交通事故的重要原因。交警對駕駛員進行呼氣酒精檢測的原理是橙色的酸性K2Cr2O7水溶液遇乙醇迅速生成藍綠色的Cr3＋。下列對乙醇的描述與此測定原理有關(guān)的是 ()①乙醇沸點低②乙醇密度比水?、垡掖加羞€原性④乙醇是烴的含氧衍生物A．②④ B．②③ C．①③ D．①④答案C解析乙醇沸點低，易揮發(fā)，可以隨呼吸呼出，故易被檢測。K2Cr2O7具有強氧化性，可以氧化乙醇，自身生成Cr3＋，說明乙醇具有還原性。故正確答案為C。3．已知分子中含有羥基的物質(zhì)都能與鈉反應產(chǎn)生氫氣。乙醇、乙二醇分別與足量金屬鈉作用，產(chǎn)生等量的氫氣。則這三種醇的物質(zhì)的量之比為 ()A．6∶3∶2 B．1∶2∶3C．3∶2∶1 D．4∶3∶2答案A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等量的氫氣，則三種醇提供的羥基數(shù)相同，因此三種醇的物質(zhì)的量之比為：1∶eq\f(1,2)∶eq\f(1,3)＝6∶3∶2。4．(雙選)將質(zhì)量為mg的銅絲灼燒變黑，立即放入下列物質(zhì)中，能使銅絲變紅，且質(zhì)量仍為mg的是 ()A．鹽酸 B．酒精C．稀硫酸 D．一氧化碳答案BD解析銅絲灼燒變黑生成氧化銅，氧化銅和鹽酸、硫酸都反應而溶解，銅絲質(zhì)量減小。氧化銅和酒精、一氧化碳反應生成單質(zhì)銅，質(zhì)量不變。5．(1)把表面附有CuO的銅絲在酒精燈焰心處加熱，會發(fā)現(xiàn)銅絲由________色變________色，銅絲在反應中起________作用。(2)最近國外研究出一種高效的水果長期保鮮新技術(shù)：在3℃潮濕條件下的水果保鮮室中用一種特制的低壓水銀燈照射，引起光化學反應，使水果貯存過程中緩緩釋放的催熟劑轉(zhuǎn)化為沒有催熟作用的“酒”。試回答：寫出主要反應的化學方程式______________________________________________________________________，屬于________反應。答案(1)黑紅催化(2)CH2=CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up7(光))C2H5OH加成解析(1)銅絲表面附有CuO，插入焰心，焰心附近會有被汽化的酒精未來得及燃燒，乙醇和CuO在加熱條件下會發(fā)生反應。(2)熟水果能釋放出乙烯，乙烯能催熟水果，要水果保鮮，應把乙烯轉(zhuǎn)化為乙醇，主要的反應為CH2=CH2與水在光照條件下反應生成乙醇。[經(jīng)典基礎(chǔ)題]題組1羥基官能團與醇的性質(zhì)1．下列說法中正確的是 ()A．醇的官能團是羥基B．羥基和氫氧根離子具有相同的化學式和結(jié)構(gòu)式C．在氧氣中燃燒只生成二氧化碳和水的有機物一定是烴D．乙醇與鈉反應生成氫氣，此現(xiàn)象說明乙醇具有酸性答案A2．下列關(guān)于乙醇的物理性質(zhì)的應用中不正確的是 ()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藥的有效成分C．由于乙醇能夠以任意比與水互溶，所以酒廠可以勾兌各種濃度的酒D．從化學學科角度看，俗語“酒香不怕巷子深”中包含乙醇容易揮發(fā)的性質(zhì)答案A解析由于乙醇與H2O互溶不分層，故不能用分液法除去乙醇中的水。3．A、B、C三種醇同足量的金屬鈉完全反應，在相同條件下產(chǎn)生相同體積的氫氣，消耗這三種醇的物質(zhì)的量之比為3∶6∶2，則A、B、C三種醇分子里羥基數(shù)之比是 ()A．3∶2∶1 B．2∶6∶2C．3∶1∶2 D．2∶1∶3答案D解析三種醇與足量Na反應，產(chǎn)生相同體積的H2，說明這三種醇各自所提供的—OH數(shù)目相同，為方便計算，設所提供—OH的數(shù)目為a，由于三種醇物質(zhì)的量之比為3∶6∶2，所以各醇分子中—OH數(shù)之比為eq\f(a,3)∶eq\f(a,6)∶eq\f(a,2)＝2∶1∶3。4．將等質(zhì)量的銅片在酒精燈上加熱后，分別插入下列溶液中，銅片質(zhì)量增加的是 ()A．硝酸 B．稀鹽酸C．Ca(OH)2溶液 D．乙醇答案C解析銅片在酒精燈上加熱，發(fā)生化學反應：2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO，使質(zhì)量增加，當遇到硝酸和稀鹽酸后，發(fā)生反應的化學方程式分別為：CuO＋2HNO3=Cu(NO3)2＋H2OCuO＋2HCl=CuCl2＋H2O，反而使銅片質(zhì)量減少，當遇到乙醇時發(fā)生化學反應：CuO＋CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(△))CH3CHO＋H2O＋Cu，CuO被還原為Cu，反應前后質(zhì)量不變，當遇到Ca(OH)2溶液時，CuO不與它反應，故加熱后的銅片比原銅片質(zhì)量增加。故正確答案為C。題組2官能團對物質(zhì)性質(zhì)的影響5．有機物Ⅰ和Ⅱ的結(jié)構(gòu)式如下，下列說法中不正確的是 ()A．Ⅰ和Ⅱ是同分異構(gòu)體B．Ⅰ和Ⅱ物理性質(zhì)有所不同C．Ⅰ和Ⅱ化學性質(zhì)相同D．Ⅰ和Ⅱ含12C的質(zhì)量分數(shù)相同答案C解析Ⅰ和Ⅱ分子式相同、分子結(jié)構(gòu)不同，互為同分異構(gòu)體，同分異構(gòu)體不僅物理性質(zhì)有差異，化學性質(zhì)也有差異。Ⅰ和Ⅱ含C的質(zhì)量分數(shù)相同，12C是C的穩(wěn)定同位素，所以Ⅰ和Ⅱ含12C的質(zhì)量分數(shù)相同。6．下列化合物和乙醇具有相似的化學性質(zhì)的是 ()A．CH3—O—CH3 B．C．CH3—OH D．答案C解析決定乙醇化學性質(zhì)的為—OH，則由化學式可知C中含有—OH，故選C。7．下列物質(zhì)中可使酸性高錳酸鉀溶液褪色，不能使溴水褪色的是 ()A．甲烷 B．乙烯 C．乙醇 D．苯答案C解析甲烷、苯既不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，也不能使溴水褪色；乙烯使二者都能褪色；乙醇可被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使之褪色，但不與溴水反應，不能使之褪色。8．某有機物的結(jié)構(gòu)簡式為下列關(guān)于該有機物的敘述中，不正確的是 ()A．能與金屬鈉發(fā)生反應并放出氫氣B．能在催化劑作用下與H2發(fā)生加成反應C．不能使酸性KMnO4溶液褪色D．在銅作催化劑條件下能發(fā)生催化氧化反應生成醛答案C解析該有機物分子中含有C=C、—OH兩種官能團，其中—OH能和Na反應放出H2，能在銅作催化劑條件下發(fā)生催化氧化反應生成醛；能使酸性KMnO4溶液褪色，能在催化劑作用下與H2發(fā)生加成反應。故C不正確。9．如圖是A分子的球棍模型和B分子的比例模型，回答下列問題：(1)A和B的關(guān)系是________________________________________________。(2)寫出A分子在催化劑存在條件下加熱和氧氣反應的化學方程式________________________________________________________________________。(3)寫出B分子和金屬鈉反應的化學方程式____________________________________________________________________________________________。(4)B在加熱條件下能夠和HBr發(fā)生反應生成溴乙烷，該反應類型是____________。答案(1)同系物(2)2CH3OH＋O2eq\o(→,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2HCHO＋2H2O(3)2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑(4)取代反應解析根據(jù)成鍵原則，可以判斷A和B的結(jié)構(gòu)簡式分別是CH3OH(甲醇)和CH3CH2OH，它們結(jié)構(gòu)相似，互稱為同系物，它們都含—OH，甲醇和乙醇性質(zhì)相似，能被氧化成相應的醛，能夠與金屬鈉反應，根據(jù)B在加熱條件下能與HBr發(fā)生反應生成溴乙烷的特點可知該反應為取代反應。[能力提升題]10．乙醇是生活中常見的有機物，能進行如下圖所示的多種反應，A、C都是有機物。寫出下列反應的化學方程式。(1)反應①：________________________________________________________；(2)反應②：________________________________________________________；(3)反應③：______________________________________________________。答案(1)2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑(2)CH3CH2OH＋3O2eq\o(→,\s\up7(點燃))2CO2＋3H2O(3)2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O11．乙醇汽油作為一種新型清潔燃料，是目前世界上可再生能源的發(fā)展重點，而且具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益，終將成為汽油和柴油的替代品。(1)寫出乙醇完全燃燒的化學方程式：__________________________________。(2)乙醇燃燒時如果氧氣不足，可能還有CO生成。用如圖裝置驗證乙醇的燃燒產(chǎn)物中有CO、CO2、H2O，應將乙醇的燃燒產(chǎn)物依次通過(按氣流從左到右的順序填裝置編號)________。(3)實驗時可觀察到裝置②中A瓶的石灰水變渾濁。A瓶溶液的作用是________；B瓶溶液的作用是________；C瓶溶液的作用是________________________________________________________________。(4)裝置③的作用是________；裝置①中所盛的是________，作用是_________________________________________________。(5)裝置④中所盛的固體藥品是________，它可以驗證的產(chǎn)物是________。(6)尾氣應如何處理？____________________________________________。(7)海底有大量的甲烷水合物。等質(zhì)量的甲烷和乙醇完全燃燒產(chǎn)生溫室氣體CO2較多的是________。答案(1)C2H5OH＋3O2eq\o(→,\s\up7(點燃))2CO2＋3H2O(2)④②③①(3)驗證CO2存在除去混合氣體中的CO2證明CO2是否被除盡(4)將CO氧化成CO2澄清石灰水檢驗由CO與CuO反應所生成的CO2，從而確證有CO氣體存在(5)無水硫酸銅H2O(6)點燃(7)甲烷解析此題緊密聯(lián)系實際，將石油資源緊張與我國推廣車用乙醇汽油、海底有大量的“可燃冰”——甲烷水合物等新信息提供給我們，并以乙醇燃燒、產(chǎn)物的驗證與計算為情境巧妙設置實驗問題，考查實驗設計、實驗操作、現(xiàn)象觀察、結(jié)論得出、尾氣處理及定量計算等綜合實驗能力、語言表達能力和實踐創(chuàng)新能力。12．有關(guān)催化劑的催化機理等問題可從“乙醇催化氧化實驗”得到一些認識，其實驗裝置如圖所示。其實驗操作為預先使棉花