化学人教版高中必修二(2019年新编)-第8讲 乙醇与乙酸讲义.docx
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1、第8讲 乙醇与乙酸 1. 通过乙醇的结构及其主要性质与应用,认识有机化合物中羟基与其性质的关系。2. 通过乙酸的结构及其主要性质与应用,认识有机化合物中羧基与其性质的关系。3. 通过有机化合物的类别、官能团和典型代表物,从官能团分类的角度辨识各类有机化合物并探析它们的结构与性质。在初中化学学习中,学生已经初步认识了乙醇和乙酸是生活中的两种常见有机化合物,因此本节的教学重点是帮助学生从乙醇和乙酸分子结构的视角来认识它们,并从官能团角度建立结构决定性质的学科观念。重点是乙醇、乙酸的结构与性质,难点为乙醇的催化氧化,乙酸的酯化反应。内容较多,由老师在课上结合 “情景导入”文档中的内容为学生介绍即可。
2、知识点一:乙醇一、乙醇的物理性质及分子结构(一)乙醇的物理性质乙醇俗称酒精,是无色、有特殊香味、易挥发的液体,密度比水的小,能够溶解多种有机物和无机物,能与水以任意比互溶。(二)乙醇的分子结构1、分子结构2、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。如一氯甲烷、1,2-二溴乙烷、乙醇、乙酸等。3、官能团定义:决定有机化合物化学特性的原子或原子团。实例物质CH3ClCH3CH2OHCH2=CH2CHCH所含官能团ClOHCC官能团的名称氯原子羟基碳碳双键碳碳三键例1比较乙烷和乙醇的分子结构,下列说法错误的是()A.两个碳原子以单键相连B.分子里都含6个相同的氢原子C
3、.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【答案】B【解析】乙烷和乙醇的结构简式分别为CH3CH3和CH3CH2OH,乙醇分子中有3种等效氢原子,所以B选项错误。例2下列有关乙醇的物理性质的应用的说法不正确的是()A.由于乙醇的密度比水小,所以乙醇中混有的水可以通过分液的方法除去B.由于乙醇能够溶解很多有机物和无机物,所以可用乙醇提取中药的有效成分C.由于乙醇能够以任意比溶解于水,所以酒厂可以勾兑各种浓度的酒D.从化学学科角度看,俗语“酒香不怕巷子深”中包含乙醇容易挥发的性质【答案】A【解析】乙醇与水能以任意比混溶,无法用分液法将乙醇中混有的水除去。例3.桧木醇是柏科
4、树木中的一种抗菌物质,其结构简式如图所示,下列说法错误的是( ) A.该物质含有羟基、碳碳双键等官能团B.该物质可使酸性KMnO4溶液褪色C.该物质可以发生取代反应、加成反应D.该物质的分子式为C10H13O2【答案】D【解析】该有机化合物含有碳碳双键、羟基等官能团,A正确;碳碳双键能被酸性KMnO4溶液氧化,MnO4-则被还原为Mn2+而使溶液褪色,B正确;该有机化合物含有羟基,能发生取代反应,含有碳碳双键,能发生加成反应,C正确;由该有机化合物的结构简式可知,其分子式为C10H12O2,D错误。练习1.已知异丁醇和叔丁醇的结构简式如图:下列说法错误的是()A.两种醇互为同分异构体B.叔丁醇
5、中所有的碳原子一定不在同一个平面上C.两种醇均能与金属Na、NaOH溶液发生反应D.100 mL 0.1 molL-1异丁醇溶液与足量Na反应生成 H2(标准状况)大于112 mL【答案】C【解析】异丁醇和叔丁醇的分子式均为C4H10O,分子结构不同,二者互为同分异构体,A正确;叔丁醇中4个碳原子形成三角锥形结构,一定不在同一平面上,B正确;两种醇都能与金属钠反应,但不能与NaOH溶液反应,C错误;100 mL 0.1 molL-1异丁醇溶液含有0.01 mol异丁醇,与足量Na反应生成0.005 mol H2,在标准状况下的体积为0.005 mol22.4 Lmol-1=112 mL,另外溶
6、剂水也能与Na反应产生H2,故生成的H2(标准状况)大于112 mL,D错误。练习2.某有机物(含C、H、O)分子结构如图所示,有关该有机物说法正确的是_。该有机物含有取代基团OH该有机物分子中碳和氢原子个数比为13该有机物的同分异构体结构简式为CH3OCH3该有机物溶于水呈酸性该有机物分子中三种类型的氢原子,都能电离出H工业上获取无水该有机物的方法,常加入新制的生石灰,再进行蒸馏【答案】【解析】根据题给球棍模型可知,该有机物为CH3CH2OH,官能团为OH,错误;分子碳原子和氢原子比值为26,即13,正确;CH3CH2OH的同分异构体为CH3OCH3,正确;乙醇溶于水,溶液呈中性,错误;根据
7、分子结构,CH3CH2OH分子中含3种类型的氢原子,不能发生电离,错误;要得到无水乙醇,工业上常加入新制生石灰,再进行蒸馏生石灰和水生成稳定的Ca(OH)2,正确。练习3.本草纲目“烧酒”条目下写道:“自元时始创其法,用浓酒和糟入甑,蒸令气上其清如水,味极浓烈,盖酒露也。”这里所用的“法”是指( )A.过滤 B.蒸馏 C.分液 D.升华【答案】B【解析】由题给文字可知,文中的“法”是指我国古代制烧酒的方法,从浓酒中分离出乙醇,利用酒精和水的沸点不同,加热使乙醇挥发,冷凝得烧酒,故选B。练习4.有机物和的结构式如下,下列说法中不正确的是( ) I IIA.和是同分异构体B.和物理性质有所不同C.
8、和化学性质相同D.和所含元素的质量分数相同【答案】C【解析】为乙醇,为二甲醚,两者结构不同,分子式都为C2H6O,为同分异构体,因为官能团不同,化学性质不相同,故C错误。二、乙醇的化学性质及用途(一)乙醇的化学性质1、乙醇和金属钠的反应实验操作实验现象钠开始沉于试管底部,最终慢慢消失,产生无色无味气体;烧杯内壁有水珠产生;向烧杯中加入澄清石灰水不变浑浊。实验结论乙醇与钠反应生成氢气,化学方程式为2CH3CH2OH2Na2CH3CH2ONaH2反应实质钠置换了羟基中的氢生成氢气跟钠和H2O反应比较剧烈程度比水弱,钠沉在乙醇底部,且没有熔化成金属小球2、乙醇的氧化反应燃烧化学方程式:CH3CH2O
9、H3O22CO23H2O现象:乙醇在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰,放出大量的热。催化氧化实验操作实验现象红色的铜丝 变为黑色 变为红色,闻到刺激性气味实验结论乙醇被氧化为乙醛,化学方程式为2CH3CH2OHO2 2CH3CHO2H2O知识拓展乙醛中所含官能团为醛基(简写为CHO),乙醛在适当条件下可被进一步氧化,生成乙酸(CH3COOH)与强氧化剂反应反应原理:CH3CH2OH CH3COOH(二)乙醇的用途1、用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料。2、用作生产医药、香料、化妆品、涂料等的化工原料。3、医疗上常用体积分数为75%的乙醇溶液作消毒剂。例1下列有关酒和酒精的说法中正确的是( )A.检验乙
10、醇中是否含水,可加入少量的金属钠,若生成气体则含水B.酒精结构中含有OH,可推测乙醇溶液呈碱性C.获取无水乙醇的方法是先加入熟石灰,然后再蒸馏D.酒精是一种很好的溶剂,能溶解许多无机化合物和有机化合物,人们 用白酒浸泡中药制成药酒就是利用了这一性质【答案】D【解析】金属钠和水及乙醇都可以反应生成H2,A错误;酒精的分子式为C2H5OH,分子在溶液中不能发生电离,溶液呈中性,B错误;熟石灰Ca(OH)2不能再吸水,故无法彻底去除乙醇中的水,C错误;酒精能溶解许多无机物和有机物,故白酒可以浸泡中药制药酒,D正确。例2酒后驾车是引发交通事故的重要原因之一。交警对驾驶员进行呼气酒精检测的原理是橙色的酸
11、性K2Cr2O7溶液遇乙醇迅速生成蓝绿色的Cr3。下列对乙醇的描述与此测定原理有关的是( )乙醇的沸点低乙醇的密度比水的小乙醇有还原性乙醇的组成中含有氧元素A. B. C. D.【答案】C【解析】乙醇的沸点低,易挥发,若饮酒,呼出的气体中含有乙醇,与测定原理有关;乙醇的密度比水的小,与测定原理无关;K2Cr2O7遇乙醇迅速生成蓝绿色的Cr3,Cr元素的化合价由6降为3,K2Cr2O7被还原,则乙醇具有还原性,与测定原理有关;乙醇的组成中含有氧元素,与测定原理无关。综上所述,C项正确。例3将质量为m g的铜丝燃烧变黑,立即放入下列物质中,能使铜丝变红,且质量仍为m g的是( )A.盐酸 B.酒精
12、 C.稀硫酸 D.二氧化碳【答案】B【解析】铜丝燃烧生成黑色CuO,如遇稀硫酸和盐酸,发生反应CuO2H=Cu2H2O,使质量减少,遇酒精又生成Cu单质,质量不变。例4“对酒当歌,人生几何”“劝君更进一杯酒,西出阳关无故人”“何以解忧,唯有杜康”等有关于酒的中国古诗词比比皆是,在历史长河中酒不仅是一种具体的物质,而且成了一种文化的象征。酒的主要成分是一种常见的有机物乙醇。(1)乙醇是无色有特殊香味的液体,密度比水的_。(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_(不写反应条件)。(3)属于乙醇的同分异构体的是_(填字母)。A. B.C.甲醇 D.CH3OCH3E.HOCH2CH
13、2OH(4)乙醇能够发生氧化反应:46 g乙醇完全燃烧消耗_mol氧气。乙醇在铜作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 。(5)乙醇和金属钠缓慢的反应,放出无色无味的气体,反应的方程式为 。【答案】(1)小(2)CH2=CH2 H2OCH3CH2OH(3) D(4)3 2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O(5)2CH3CH2OH2Na 2CH3CH2ONaH2【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。练习 1.下列说法中正确的是( )A.羟基与氢氧根有相同的化学式和电子式B.乙醇是含OH的化合物C.常温下,1 mol乙醇
14、可与足量的Na反应生成11.2 L H2D.已知乙醇的结构式如图所示,则乙醇催化氧化时断裂的化学键为【答案】B【解析】羟基的化学式是OH,电子式是,氢氧根的化学式是OH,电子式是 ,A项错误;1 mol乙醇与足量的Na反应可以生成0.5 mol H2,在标准状况下是11.2 L,C项错误;乙醇发生催化氧化时断裂的化学键应为,D项错误。练习 2.乙醇能发生如下反应:CH3CH2OH3O2 2CO23H2O;2CuO2 2CuO,CH3CH2OHCuO CH3CHOH2OCu。由以上反应不能得出的结论是( )A.由反应可知,条件不同,乙醇与O2反应的产物不同B.由反应可知,Cu是乙醇氧化生成乙醛的
15、催化剂C.由反应可知,乙醇燃烧时,碳碳键、碳氢键均断裂D.由反应可知,乙醇氧化为乙醛时,只断开氢氧键【答案】D【解析】由反应可知,乙醇在氧气中燃烧生成CO2和H2O,由反应可知乙醇与O2在铜作催化剂的条件下反应生成CH3CHO和H2O,条件不同,乙醇与O2反应的产物不同,故A正确;由反应可知,Cu参与反应,但在反应前后质量和化学性质不变,是催化剂,故B正确;由反应可知,乙醇燃烧时,碳碳键、碳氢键均断裂,故C正确;由反应可知,乙醇氧化为乙醛时,断开了氢氧键、碳氢键,故D错误。练习 3.某有机物6 g与足量Na反应,生成0.05 mol H2,该有机物可能是( )A.CH3CH2OH B.CH3C
16、HOHCH3C.CH3OH D.CH3OCH2CH3【答案】B【解析】有机物能与Na反应放出H2,由题意可知有机物为醇,排除D;6 g有机物提供0.1 mol H,则一元醇的相对分子质量应为60,故选B。练习 4.实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。已知:乙醛可被氧化为乙酸。(1)实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象,请写出相应的化学方程式:_、_。(2)在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明乙醇催化氧化反应是_反应。进一步研究表明,鼓入空气的速率与反应体系的温度关系曲线如图所示。试解释出现图中现象的原因:_。(3) 甲和乙两个水浴作用不相同。甲的作用是 ;乙的作用
17、是_。(4)若试管a中收集的液体用紫色石蕊试纸检验,试纸显红色,说明液体中还含有_。要除去该物质,可在混合液中加入_(填字母),然后再进行_(填实验操作名称)。A.氯化钠溶液 B.苯C.碳酸氢钠溶液 D.四氯化碳【答案】(1)2CuO22CuO CH3CH2OHCuOCH3CHOCuH2O(2)放热 空气流速过快,将体系中的热量带走(3)加热乙醇,使乙醇挥发 冷却,便于收集乙醛(4)乙酸 C 蒸馏【解析】(1)乙醇的催化氧化反应实质是金属铜被氧气氧化为氧化铜,化学方程式为2CuO2 2CuO,氧化铜将乙醇氧化为乙醛,化学方程式为CH3CH2OHCuO CH3CHOCuH2O。(2)熄灭酒精灯,
18、反应仍能继续进行,说明乙醇催化氧化反应是放热反应;根据图示曲线,反应放出热量的多少和乙醇以及氧气的量有关,随着反应进行,开始阶段反应体系温度升高,但是过量的空气会将体系中的热量带走,所以空气流速过快时反应体系温度降低。(3)甲和乙两个水浴作用不相同,甲是热水浴,作用是使乙醇汽化成乙醇蒸气,乙是冷水浴,目的是将乙醛冷凝,便于乙醛的收集。(4)若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验,试纸显红色,说明液体中还含有乙酸。碳酸氢钠可以和乙酸反应,生成乙酸钠、水和二氧化碳;乙酸钠沸点较高,可用蒸馏法分离出乙醛。醇的催化氧化反应规律(1)凡是含有RCH2OH(R代表烃基)结构的醇,在一定条件下都能被氧化成
19、醛(RCHO)。(2)凡是含有RCH(OH)R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(RCOR)。(3)凡是含有结构的醇通常情况下不能被氧化。知识点二:乙酸一、乙酸的物理性质、结构及弱酸性(一)乙酸的物理性质俗名颜色状态气味溶解性挥发性醋酸无色液体强烈刺激性易溶于水和乙醇易挥发食醋是生活中常见的调味品,其中含有3%5%的乙酸,纯乙酸在温度低于熔点(16.6 )时凝结成类似冰一样的晶体,因此纯净的乙酸又称为冰醋酸。(二)乙酸的组成与结构(三)乙酸的酸性乙酸是一元弱酸,在水中的电离方程式为CH3COOHCH3COOH,其酸性比H2CO3强,具有酸的通性,滴入紫色石蕊溶液,溶液变红
20、色,写出下列反应的化学方程式。(1)与Na反应:2CH3COOH2Na2CH3COONaH2;(2)与NaOH反应:CH3COOHNaOH=CH3COONaH2O;(3)与Na2O反应:2CH3COOHNa2O=2CH3COONaH2O;(4)与Na2CO3反应:2CH3COOHNa2CO3=2CH3COONaH2OCO2;(5)与NaHCO3反应:CH3COOHNaHCO3=CH3COONaCO2H2O。 例1.下列有关浓硫酸的说法中,正确的是( )A稀释时要将水沿器壁慢慢倒入浓硫酸中,并用玻璃棒不断搅拌B欲除去 NH3中的 H2O,可让混合气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶C浓硫酸不分解,不挥发,
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