【金學案】學年高中化學 （課標點擊+預習導學+典例精析+課堂導練）第3章 第3節(jié) 第1課時 乙醇同步輔導與檢測 魯科必修2

第3節(jié)飲食中的有機化合物第1課時乙醇1．了解乙醇的組成、結(jié)構(gòu)以及主要用途。2．掌握乙醇的取代反應、氧化反應。知識清單乙醇的結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)1．乙醇的組成和結(jié)構(gòu)特別提示：乙醇的結(jié)構(gòu)可以看做是乙烷分子中的一個氫原子被羥基(—OH)所取代或H2O分子中的一個氫原子被乙基取代而形成。分子式結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡式填充模型______

________或________1．C2H6OCH3CH2OHC2H5OH2．乙醇的物理性質(zhì)乙醇俗稱酒精，是酒類的主要成分。乙醇通常為無色、透明、具有特殊香味的液體；比水輕，沸點為78.5℃，易揮發(fā)；能與水以任意比互溶(含酒精的飲料中含有濃度不等的乙醇)，能溶解多種無機物和有機物，是優(yōu)良的有機溶劑。應用思考：你能解釋下列問題嗎？①高燒病人擦拭酒精或白酒降溫②酒精燈用完后要蓋上燈帽③打針時用酒精棉球擦拭④在餐館或野外就餐時，常用到固體酒精。提示：①是利用了乙醇的揮發(fā)性，帶走大量熱量②減少酒精的揮發(fā)而造成浪費，另外水分的存留防止下次使用時酒精燈不易點燃③75%(體積分數(shù))的乙醇溶液常用于醫(yī)療消毒④所用的固態(tài)酒精并不是真正的固態(tài)乙醇，而是酒精與飽和醋酸鈣溶液混合形成的一種固態(tài)凝膠。固體酒精攜帶方便，點燃后火焰溫度高，無有害氣體生成。綜合拓展乙醇的結(jié)構(gòu)探討乙醇是由碳、氫、氧三種元素組成的，分子式為C2H6O，其結(jié)構(gòu)式可能有以下兩種：要確定是哪種結(jié)構(gòu)，可以通過乙醇與鈉定量反應的實驗進行探究，實驗裝置如圖所示。在燒瓶里放入幾小塊鈉，從漏斗中緩緩滴入一定物質(zhì)的量的無水乙醇。通過測量量筒中水的體積(應包括由廣口瓶到量筒的導管內(nèi)的水柱的體積)，就可知反應生成的H2的體積。實驗時應注意：①金屬鈉要過量。②加入乙醇時要緩慢。③讀數(shù)時要冷至室溫，并使量筒中液面與廣口瓶中液面平齊。下面是上述實驗的一組數(shù)據(jù)：根據(jù)上述實驗所得數(shù)據(jù)，怎樣推斷乙醇的結(jié)構(gòu)式是A式，還是B式呢？可以通過產(chǎn)生的H2的量，確定乙醇與氫氣的物質(zhì)的量之比來確定乙醇中可被置換的H原子的個數(shù)。由于0.100molC2H6O與適量Na完全反應可以生成1.12LH2，則1.00molC2H6O與Na反應能生成11.2LH2，即0.5molH2，也就是1molH。這就是說在1個C2H6O分子中；只有1個H可以被Na所置換，這說明C2H6O分子里的6個H中，有1個與其他5個是不同的。這一事實與A式不符，因A式中的6個氫原子是完全等同的，而與B式相符合。因此，可以推斷乙醇的結(jié)構(gòu)式應為B式。n(C2H6O)/molV(H2)/L(標準狀況)0.1001.12特別提示由乙醇的分子式C2H6O可以看出，其結(jié)構(gòu)可看作是一個乙烷分子中插入了一個氧原子，如果插到C—H鍵之間，則結(jié)構(gòu)為CH3CH2OH，如果插入到C—C鍵之間，則結(jié)構(gòu)為CH3OCH3，只要證明乙醇分子中的氫原子不完全相同就可證明乙醇的結(jié)構(gòu)為CH3CH2OH。嘗試應用1．若要檢驗酒精中是否含有少量水，可選用的試劑是()A．生石灰B．金屬鈉C．濃硫酸D．無水硫酸銅解析：酒精中的水分子的存在可以加入無色的無水硫酸銅來檢驗，如果含有水則固體立即變?yōu)樗{色。答案：D2．乙醇是一種比較理想的可再生能源，目前新興起的車用乙醇汽油就是摻加一定比例乙醇的汽油。下列說法中正確的是()A．乙醇汽油是一種新汽油，其成分與傳統(tǒng)意義上的汽油一樣B．乙醇汽油是一種新型化合物C．用乙醇做燃料不會導致“溫室效應”D．用乙醇做燃料不會導致酸雨解析：乙醇汽油是在汽油中加入乙醇而得，與傳統(tǒng)汽油成分不同，是一種混合物，乙醇燃燒生成二氧化碳，二氧化碳會導致“溫室效應”,但不會導致酸雨。答案：D3．比較乙烷和乙醇的結(jié)構(gòu)，下列說法錯誤的是()A．兩個碳原子以單鍵相連B．分子里都含有6個相同的氫原子C．乙基與一個氫原子相連就是乙烷分子D．乙基與一個羥基相連就是乙醇分子解析：乙烷和乙醇的結(jié)構(gòu)式分別為：和，由此可以看出，在乙烷分子中含有六個相同的氫原子，而在乙醇分子中的六個氫原子分為三類。答案：B知識清單乙醇的化學性質(zhì)與用途1．乙醇與鈉的反應①鈉與乙醇反應的原理：________________________________________________________________________。②鈉與乙醇反應的現(xiàn)象：鈉放入乙醇中，鈉塊在乙醇液體的______，反應較______，表面有氣泡產(chǎn)生，然后逐漸上升到乙醇表面，體積逐漸減小，最后消失。①2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa(乙醇鈉)＋H2↑②底部平緩③鈉與乙醇、水反應現(xiàn)象的不同現(xiàn)象解釋鈉與乙醇反應鈉開始時沉到乙醇的底部，反應較平緩，不熔成小球密度：ρ水＞ρ鈉＞ρ乙醇；氫原子活潑性：乙醇(羥基氫)＞水鈉與水反應鈉浮在水面上，迅速游動，反應劇烈，熔成小球2.乙醇的氧化反應①燃燒：CH3CH2OH＋3O2

2CO2＋3H2O發(fā)出______色火焰，放出大量的熱，是一種優(yōu)良的液體燃料。由于其燃燒產(chǎn)物二氧化碳和水對大氣無污染，所以乙醇與甲烷一樣被人們稱為__________。②乙醇的催化氧化反應在一定條件下，乙醇能被氧化成為乙醛：__________________，銅在反應中起________作用。①淡藍“綠色能源”(1)燃料(2)化工(3)消毒劑(4)飲料應用思考：取一根潔凈、紅亮的銅絲，前端繞成螺旋狀，點燃酒精燈，先使螺旋部位在酒精燈外焰灼燒，然后慢慢移向內(nèi)焰，迅速取出。你觀察到了哪些現(xiàn)象？如何解釋？寫出有關(guān)變化的化學方程式。上述實驗對你了解如何使用酒精燈有什么啟示？提示：紅亮的銅絲放在酒精燈外焰灼燒，銅絲變黑。這是因為銅絲在空氣中被氧化生成了氧化銅。然后慢慢移向內(nèi)焰，迅速取出，觀察到了銅絲又變紅亮。這是因為內(nèi)焰中有揮發(fā)的乙醇蒸氣能將氧化銅還原。有關(guān)變化的化學方程式：通過上述兩個方程式，證明了銅絲起催化劑的作用。啟示我們在使用酒精燈加熱時要用外焰?？偡磻匠淌剑壕C合拓展乙醇在化學反應中的規(guī)律(1)斷鍵規(guī)律：當乙醇和金屬鈉反應時，斷開①鍵；乙醇的燃燒反應，所有鍵都斷裂；當乙醇發(fā)生催化氧化反應時，斷開①、②鍵的同時在C和O之間形成一個C＝O新鍵。即乙醇催化氧化的原理是：(3)乙醇的燃燒、催化氧化和被強氧化劑的氧化，其共同點是都是放熱反應，在反應中碳元素的化合價都升高了，故都稱為氧化反應。不同點是不同的反應條件使得碳元素被氧化的程度不同，產(chǎn)物不同?？梢娫谟袡C反應中，反應條件不同，往往產(chǎn)物不同。特別提示乙醇燃燒時放出大量的熱，且產(chǎn)物對環(huán)境沒有污染，是實驗室常用的燃料。乙醇在催化劑的作用下被氧化時，在分子中脫去的是羥基上的氫原子以及與羥基相連的碳原子上的氫原子。由此可知，其他類似于乙醇的有機物只要與羥基相連的碳原子上含有氫原子就可發(fā)生催化氧化反應，如CH3CH(OH)CH3可被氧化為CH3COCH3。嘗試應用1．（雙選題）把質(zhì)量為mg的Cu絲灼燒變黑，立即放入下列物質(zhì)中，使Cu絲變紅，而且質(zhì)量仍為mg的是()A．稀H2SO4B．C2H5OHC．稀HNO3D．CO解析：Cu絲灼燒變黑，發(fā)生如下反應：2Cu＋O2

2CuO，若將CuO放入稀H2SO4、稀HNO3中，CuO被溶解，生成的Cu2＋進入溶液；稀HNO3還能進一步將Cu氧化，故都能使Cu絲質(zhì)量減輕；若將熱的CuO放入CO中，CO奪取CuO中的O原子將Cu還原出來。Cu絲質(zhì)量不變，D可選；若將熱的CuO放入酒精中，乙醇能將氧化銅還原重新生成銅，Cu絲質(zhì)量仍為mg，B可選。答案：BD2．A、B、C三種醇同足量的金屬鈉完全反應，在相同的條件下，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2∶6∶3，則A、B、C三種醇分子里羥基數(shù)之比是()A．3∶2∶1B．3∶1∶2C．2∶1∶3D．2∶6∶3解析：由乙醇與鈉反應可以看出分子中的羥基與氫氣的關(guān)系為2－OH～H2，設生成6mol氫氣，則醇中羥基的物質(zhì)的量分別為3mol、1mol、2mol。答案：B乙醇分子的結(jié)構(gòu)為了確定乙醇分子的結(jié)構(gòu)式是CH3－O－CH3還是CH3CH2OH，實驗室利用圖所示的實驗裝置，測定乙醇與鈉反應(放熱反應)生成氫氣的體積。并據(jù)此計算乙醇分子中能與金屬鈉反應的氫原子數(shù)目。試回答下列問題：(1)指出實驗裝置中的錯誤________________________________________________________________________。(2)若實驗中用含有少量水的乙醇代替相同質(zhì)量的無水乙醇，相同條件下，測得的氫氣體積將________(填“偏大”“偏小”或“無變化”)。(3)請指出能使該實驗安全、順利進行的關(guān)鍵實驗步驟(至少指出兩個關(guān)鍵步驟)解析：由圖可知：一定物質(zhì)的量的乙醇與足量的鈉反應，生成氫氣，再通過排水法，測定出氫氣的體積，轉(zhuǎn)化為氫氣的物質(zhì)的量，可求得1mol乙醇中斷鍵的氫原子的物質(zhì)的量，即可判斷乙醇的結(jié)構(gòu)特點。(1)廣口瓶中的導管應該是“短進長出”，只有這樣才有利于將水排出。(2)如果乙醇中有少量的水，則會發(fā)生下列的兩個反應：2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑2H2O＋2Na===2NaOH＋H2↑可知，相同質(zhì)量的水比乙醇放出的氫氣多，所以乙醇、分液漏斗和燒瓶中都不能有水。如果有水，則產(chǎn)生的氫氣的體積偏大。(3)對有關(guān)物質(zhì)進行量化的問題，化學反應試劑中可以乙醇定量、鈉過量，也可以鈉定量、乙醇過量，但是反應生成的氫氣體積必須低于量筒的最大量程，廣口瓶中水的體積必須大于量筒的最大量程；讀取量筒內(nèi)水的體積時氫氣的溫度應是室溫，量筒與廣口瓶水面等高。答案：(1)廣口瓶中進氣導管插入水中，出氣導管未插入水中，不能排出廣口瓶中的水。(2)偏大(3)①檢查分液漏斗和燒瓶是否干燥，檢驗乙醇是否無水；②在實驗儀器組裝完畢之后、加入化學試劑之前，要檢查裝置是否漏氣和內(nèi)部通道是否暢通；③乙醇(或鈉)的加入量要保證鈉(乙醇)全部反應；④化學反應結(jié)束后要使氣體的溫度恢復至室溫，量筒與廣口瓶水面等高。(所有這些，只要答出兩項即可)名師點睛：乙醇的結(jié)構(gòu)可以看做是乙烷分子中插入氧原子而得到，如果將氧原子插入到碳碳鍵之間就會得到甲醚，如果氧原子插入到碳氫鍵之間就會得到乙醇，只要能證明分子中的氫原子不完全相同就可以證明乙醇的結(jié)構(gòu)為C2H5OH。變式訓練1.乙醇的下列實驗現(xiàn)象或性質(zhì)，可以證明乙醇分子中有1個氫原子與另外的氫原子不同的是（）A．1mol乙醇完全燃燒可以生成3mol的水B．乙醇可以按任意比例與水混溶C．1mol乙醇可以在一定條件下氧化成lmol的乙醛D．1mol乙醇跟足量的金屬鈉反應可得0.5mol的氫氣解析：乙醇分子中有6個氫原子，其中1個氫原子與氧原子相連接。1mol乙醇跟足量的金屬鈉反應可得0.5mol氫氣，說明1mol乙醇中只有1mol的氫原子可以與金屬鈉反應，說明這1個氫原子與其余5個氫原子是不同的。答案：D乙醇的催化氧化(2010年鄞州高級中學期中)有關(guān)催化劑的催化機理問題我們可以從“乙醇催化實驗”中得到一些認識。某教師設計了下圖裝置(夾持裝置已省略)，試回答下列問題：(1)A中發(fā)生反應的化學方程式為：__________________________________________。(2)反應一段時間后，若移去酒精燈反應仍能繼續(xù)進行，則說明該乙醇的氧化反應是________反應。(3)實驗過程中D處銅絲網(wǎng)有紅色和黑色交替出現(xiàn)的現(xiàn)象，請用化學方程式解釋原因。現(xiàn)象①：紅色變黑色：______________________；現(xiàn)象②：黑色變紅色：