2025版高一化學必修第二冊（含不定項選擇）第七章 第三節(jié) 第1課時 乙醇

第三節(jié)乙醇與乙酸第1課時乙醇課標定向目標定位1.認識乙醇中的官能團,認識乙醇的結構及其主要性質與應用。(宏觀辨識與微觀探析)2.以乙醇為例,認識官能團與性質的關系,知道有機物之間在一定條件下是可以轉化的。(證據(jù)推理與模型認知)厘清重點認識乙醇的結構及其主要性質與應用理解烴的衍生物、官能團的概念,結合實例認識官能團與性質的關系突破難點乙醇的催化氧化,物質結構與反應特征學習任務一:乙醇的結構、乙醇與鈉反應必備知識·導學[引入]白酒中含有乙醇,古詩詞中有很多關于酒的描述:“何以解憂?唯有杜康”——曹操《短歌行》“古來圣賢皆寂寞,惟有飲者留其名”——李白《將進酒》一、乙醇的結構與物理性質1.乙醇的結構分子式結構式結構簡式官能團分子模型球棍模型空間填充模型C2H6OCH3CH2OH(或C2H5OH)羥基:—OH2.乙醇的物理性質俗稱顏色氣味沸點狀態(tài)溶解性密度酒精無色特殊香味78.5℃易揮發(fā)液體與水以任意比互溶,能溶解多種有機物和無機物比水小[思考]如何檢驗酒精是否含水?若含水,如何除去?提示:取少量酒精,加入無水硫酸銅粉末,若出現(xiàn)藍色,則證明酒精含水。若含水,可加入CaO后蒸餾,得到無水乙醇。二、乙醇與鈉反應實驗操作實驗現(xiàn)象a.鈉開始沉于試管底部,最終慢慢消失,產(chǎn)生無色可燃性氣體;b.燒杯內壁有水珠產(chǎn)生;c.向燒杯中加入澄清石灰水不變渾濁實驗結論乙醇與鈉反應生成H2,化學方程式為2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑斷鍵位置:①處O—H鍵斷開[思考]將足量的鈉分別投入下列液體中:①CH3CH2OH、②H2CO3溶液、③水,產(chǎn)生氫氣的速率由快到慢的順序如何?提示:②>③>①。核心要點·歸納1.鈉與水、乙醇反應的比較對比性質與水反應與乙醇反應化學方程式2Na+2H2O===2NaOH+H2↑2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑反應實質水中氫被置換羥基氫被置換反應的劇烈程度反應劇烈反應較緩和羥基氫的活潑性比乙醇活潑比水活潑性弱定量計算關系2H2O~2Na~H22CH3CH2OH~2Na~H2密度大小關系ρ(Na)<ρ(H2O)ρ(Na)>ρ(CH3CH2OH)2.羥基(—OH)與氫氧根離子(OH-)的比較項目羥基氫氧根離子電子式電子數(shù)910質子數(shù)99電性不顯電性顯負電性學力診斷·測評1.下列有關乙醇結構的表述正確的是 ()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D.乙醇分子的空間填充模型為【解析】選D。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,C項錯誤?！狙a償訓練】(2024·洛陽高一檢測)某探究學習小組用一定量的乙醇和鈉反應推測乙醇結構,實驗裝置圖如圖所示。關于實驗操作或敘述錯誤的是 ()A.實驗時應保證乙醇足量,讓鈉反應完全B.裝置b中進氣導管不應插入水中,排水導管應插到集氣瓶底部C.通過測定放出氫氣氣體的體積計算乙醇中活潑氫的數(shù)目,從而推測乙醇的結構D.從量筒中讀取排出水的體積時,應注意上下移動量筒使量筒內的液面與集氣瓶中的液面相平【解析】選A。該實驗探究一定量乙醇和鈉的反應從而推斷乙醇結構,為了從定量角度分析乙醇結構,應該乙醇為定量,鈉為足量,故A錯誤;反應生成的H2不溶于水,可以用排水法測量氫氣體積,故進氣導管不應插入水中,排水導管應插入集氣瓶底部,保證集氣瓶中水順利排出,故B正確;根據(jù)生成的H2的體積求算H2的物質的量,從而計算乙醇中活潑氫的數(shù)目,推測乙醇結構,故C正確;量筒讀數(shù)時應上下移動量筒使量筒液面和集氣瓶中液面在同一高度,量筒中液面過高或過低都會導致壓強不等造成體積測量不準確,故D正確。[延伸思考]乙醇的分子式是C2H6O,根據(jù)原子的成鍵特點,其可能的結構式如圖所示。(1)裝置中有空氣,所測的氣體體積是否應扣除裝置中空氣的體積,才是氫氣的體積?提示:量筒內液體體積為裝置內新產(chǎn)生氣體的體積,即氫氣體積,空氣存在不會對氫氣測定產(chǎn)生影響。(2)若實驗中所用乙醇含有少量水則實驗結果將_________(填“偏大”或“偏小”),若實驗開始前b中導管內未充滿水則實驗結果將_________(填“偏大”或“偏小”)。

提示:等質量的水與鈉反應產(chǎn)生氫氣比乙醇與鈉反應放出氣體多,如果乙醇含有水,則導致實驗結果偏大;如果實驗開始前b中導管內未充滿水,排到量筒中的水的體積偏小,則導致實驗結果偏小。(3)若測得有1.15gC2H6O參加反應,把量筒c中的水的體積換算成標準狀況下H2的體積為280mL,試結合計算和討論,判斷圖中(Ⅰ)和(Ⅱ)兩式哪個正確。提示:計算1.15gC2H6O的物質的量n=mM=1.15g46g·molC2H6O~0.5molH2~1molH,說明1molC2H6O分子中只有1mol氫原子被鈉置換,也就是說C2H6O分子中有1個氫原子與其他5個氫原子不同,其結構應為Ⅰ。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)象的描述正確的是()A.金屬鈉表面有氣體放出B.金屬鈉熔化成光亮的小球C.金屬鈉在乙醇中四處游動,發(fā)出“嘶嘶”的響聲D.金屬鈉浮在乙醇液面上【解析】選A。金屬鈉表面產(chǎn)生氣泡是氫氣生成,描述正確,故A正確;金屬鈉與乙醇反應很平緩,不劇烈,反應溫度不高,故鈉不會熔化變成金屬球,描述錯誤,故B錯誤;金屬鈉密度大于乙醇,所以金屬鈉與乙醇反應時是在乙醇液體中浮浮沉沉,由于反應平緩,不會有聲音發(fā)出,描述錯誤,故C錯誤;金屬鈉密度大于乙醇,所以金屬鈉不會浮在乙醇液面上,描述錯誤,故D錯誤。學習任務二:乙醇的氧化反應必備知識·導學一、乙醇的氧化反應1.可燃性現(xiàn)象:發(fā)出淡藍色火焰,并放出大量熱。反應方程式:C2H5OH+3O22CO2+3H2O。2.催化氧化實驗現(xiàn)象:銅絲紅變黑銅絲變紅,有刺激性氣味產(chǎn)生原因探究:反應方程式:反應原理:斷鍵位置:①③處鍵斷開[思考]根據(jù)乙醇發(fā)生化學反應時的斷鍵情況,其他醇類物質在催化劑(銅或銀)存在的條件下,發(fā)生催化氧化生成醛在結構上需滿足的條件是什么?試推測的催化氧化產(chǎn)物是什么。能被催化氧化嗎?提示:因為乙醇催化氧化的實質是+2H2O,故的催化氧化產(chǎn)物為,而分子中與羥基相連的碳原子上無氫原子,所以該物質不能被催化氧化。[結論]與羥基直接相連的C原子上有H的醇能發(fā)生催化氧化反應。3.與強氧化劑反應反應原理:CH3CH2OHCH3COOH。判對錯·通教材判斷下列說法是否正確,正確的打“√”,錯誤的打“×”。(1)用分液的方法分離酒精和水的混合物。 (×)提示:乙醇和水互溶,不能用分液的方法分離。(2)可用無水硫酸銅粉末檢驗工業(yè)酒精中是否有水。 (√)提示:無水硫酸銅粉末變藍則證明工業(yè)酒精中有水。(3)乙醇中的羥基比水中的羥基活潑。 (×)提示:根據(jù)與鈉反應的實驗現(xiàn)象可知,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。 (×)提示:只有羥基中的氫原子可以與Na反應生成氫氣。(5)乙醇催化氧化生成乙醛,乙醇能使酸性KMnO4溶液褪色,上述反應中乙醇都表現(xiàn)還原性。 (√)提示:乙醇發(fā)生氧化反應,表現(xiàn)還原性。(6)醫(yī)療上常用70%(體積分數(shù))的乙醇溶液作消毒劑。 (×)提示:醫(yī)療上常用75%(體積分數(shù))的乙醇溶液作消毒劑。二、烴的衍生物與官能團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。例如一氯甲烷、乙醇、乙酸等。2.官能團:決定有機化合物特性的原子或原子團。物質CH3ClCH3CH2OHCH2=CH2CH≡CH所含官能團—OH—C≡C—官能團的名稱碳氯鍵羥基碳碳雙鍵碳碳三鍵3.烴基:烴分子失去1個氫原子后所剩余的部分。如—CH3叫甲基,—CH2CH3叫乙基。核心要點·歸納1.乙醇的結構與性質——斷鍵情況與反應2.醇的催化氧化規(guī)律醇的結構氧化情況及產(chǎn)物含有R—CH2OH(R代表烴基或H)結構都能被氧化成醛R—CHO含有也能被氧化,但生成物不是醛,而是酮()含有不能被催化氧化微點撥·拓教材(1)凡是含有R—CH2OH(R代表烴基)結構的醇,在一定條件下都能被酸性高錳酸鉀溶液氧化成羧酸;(2)凡是含有結構的醇,在一定條件下也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,生成酮();(3)凡是含有結構的醇通常情況下不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化。學力診斷·測評1.乙醇分子中的各種化學鍵如圖所示,乙醇在各種反應中斷鍵的說法不正確的是()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③C.在銅催化共熱下與O2反應時斷裂①和⑤D.在空氣中完全燃燒時斷裂①②③④⑤【解析】選C。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鍵,B正確,C錯誤;乙醇完全燃燒時,①②③④⑤鍵全部斷裂,D正確。2.(2024·威海高一檢測)乙醇催化氧化為乙醛過程中化學鍵的斷裂與形成情況如圖所示。下列有機物(醇類)不能被催化氧化的是 ()A.B.C.CH3CH2CH2CH2OHD.CH3OH【解析】選B。與羥基相連的碳原子上有1個氫原子,可被催化氧化生成酮,故A不選;與羥基相連的碳原子上沒有氫原子,不能發(fā)生催化氧化,故B選;與羥基相連的碳原子上有2個氫原子,能被氧化生成醛,故C不選;D為甲醇,可被催化氧化生成甲醛,故D不選。【補償訓練】以下不可能發(fā)生催化氧化反應的是 ()A.C2H5OH B.C.C3H7OH D.(CH3)3CCH2OH【解析】選B。C2H5OH中連接醇羥基的碳原子上含有2個H原子,能發(fā)生催化氧化反應,故A不符合題意;中連接醇羥基的碳原子上沒有H原子,不可能發(fā)生催化氧化反應,故B符合題意;C3H7OH中連接醇羥基的碳原子上有H原子,能發(fā)生催化氧化反應,故C不符合題意;(CH3)3CCH2OH中連接醇羥基的碳原子上含有2個H原子,能發(fā)生催化氧化反應,故D不符合題意。學情檢測·素養(yǎng)達標1.下列物質中含有兩種官能團的烴的衍生物為 ()A.CH3CH2NO2 B.CH2=CHBrC.CH2Cl2 D.【解析】選B。CH2=CHBr分子中含有碳碳雙鍵和溴原子兩種官能團。2.(2023·江蘇學業(yè)考試改編)料酒是食品調味品,其中含有乙醇(CH3CH2OH)。下列關于乙醇的說法正確的是 ()A.是無色無味的液體B.不溶于水C.不與金屬鈉反應D.一定條件下能氧化生成乙醛【解析】選D。乙醇是有特殊香味的液體,不是無味的液體,故A錯誤;乙醇中含有羥基,能和水以任意比例互溶,故B錯誤;乙醇可以和鈉反應生成乙醇鈉和氫氣,故C錯誤;一定條件下乙醇與O2反應生成乙醛,故D正確。3.(2024·合肥高一檢測)下列物質能發(fā)生催化氧化生成醛的是 ()A. B.C. D.【解析】選D。不能發(fā)生催化氧化,故A錯誤;可發(fā)生催化氧化生成酮,故B錯誤;與羥基相連的碳原子不含H,不能發(fā)生催化氧化,故C錯誤;含有—CH2OH結構,可發(fā)生催化氧化生成醛,故D正確。4.如圖所示是A分子的球棍模型和B分子的空間填充模型,回答下列問題:(1)寫出A在催化劑存在條件下加熱和氧氣反應的化學方程式:____________________________。

(2)A和B都可以作汽車的燃料,被稱為“綠色燃料”,請用化學方程式表示A作汽車燃料的原理:________________________________。

(3)寫出B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)生取代反應生成溴乙烷,寫出該反應的化學方程式:____________________________。

【解析】根據(jù)成鍵原則,可以判斷A和B的結構簡式分別是CH3OH(甲醇)和CH3CH2OH,它們的結構相似,都含—OH,故性質相似,能被氧化成相應的醛,能夠燃燒。答案:(1)2CH3OH+O22HCHO+2H2O(2)2CH3OH+3O22CO2+4H2O(3)2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑(4)CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O【補償訓練】1.下列方法可以證明乙醇分子中羥基上的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.乙醇可以制飲料C.1mol乙醇跟足量的Na作用得0.5molH2D.1mol乙醇可生成1mol乙醛【解析】選C。乙醇分子中共有6個氫原子,其中