高中一年級下學(xué)期化學(xué)《乙醇》教學(xué)設(shè)計

第七章有機化合物第三節(jié)乙醇同學(xué)們好，今天我們來繼續(xù)學(xué)習(xí)第七章有機化合物的第三節(jié)第一課時，乙醇。這是本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)。早在幾千年前，人類就掌握了發(fā)酵法釀酒的技術(shù)，各種酒類都含有濃度不等的乙醇，故乙醇俗稱酒精。提問：酒精是否是純凈物？是否是電解質(zhì)？對的，酒精是純凈物，他不是電解質(zhì)。乙醇在我們生產(chǎn)與生活當(dāng)中占據(jù)著重要地位，例如他能作為良好的溶劑溶解多種物質(zhì)、75%的乙醇溶液還是常用的消毒劑、同時它也是一種清潔燃料。乙醇是無色、有特殊香味的液體，其密度比水小，易揮發(fā)。他能夠與水以任意比例互溶，沸點為78.3攝氏度。請問，如果我要分離水和酒精可以怎么辦呢？對，蒸餾，利用的是他們沸點不同，但蒸餾能否得到無水乙醇呢？答案是不能，因為酒精可以和水形成共沸物，無法得到純凈的乙醇，因此要得到無水乙醇我們需要加氧化鈣后再蒸餾。乙醇的分子式為C2H6O，結(jié)構(gòu)式如下所示，結(jié)構(gòu)簡式是在結(jié)構(gòu)式的基礎(chǔ)上省略單鍵，可以有兩種表達形式。球棍模型和比例模型均如下所示。為了幫助大家更好地了解乙醇的空間結(jié)構(gòu)，我們來看一下下列視頻。我們發(fā)現(xiàn)乙醇和乙烷的結(jié)構(gòu)主要區(qū)別在于最右側(cè)的基團，我們可以看作乙醇在乙烷的基礎(chǔ)上將其中一個氫替換成氧氫，這樣的原子團稱為羥基，乙烷為烴，乙醇為烴的衍生物，即烴分子中的氫原子被其他原子或原子團所取代生成的一系列化合物。例如常見的四氯化碳就是將甲烷的四個氫原子取代為氯原子，與之對應(yīng)的還有一氯甲烷、二氯甲烷等，我們之后還會學(xué)習(xí)到溴苯、硝基苯等烴的衍生物，他們與其母體化合物相比，其性質(zhì)因分子中取代基團的存在而不同。例如乙醇因為有羥基的存在導(dǎo)致性質(zhì)與乙烷不同，今天我們主要來學(xué)習(xí)乙醇的性質(zhì)。首先，他能夠與鈉反應(yīng)，實驗涉及的試劑有無水乙醇、澄清石灰水、鈉，儀器有試管、帶尖嘴導(dǎo)管的橡膠塞、干燥小燒杯。在盛有少量無水乙醇的試管中，加入一小塊新切的、用濾紙吸干表面煤油的鈉，在試管口迅速塞上帶尖嘴導(dǎo)管的橡膠塞，用小試管收集氣體并檢驗其純度，然后點燃。再將干燥的小燒杯罩在火焰上，待燒杯壁上出現(xiàn)液滴后，迅速倒轉(zhuǎn)燒杯，向其中加入少量澄清石灰水，發(fā)現(xiàn)澄清石灰水沒有變渾濁。我們將乙醇和鈉的反應(yīng)與水和鈉的反應(yīng)進行對比，發(fā)現(xiàn)他的現(xiàn)象是沉、不熔、不游、不響。這些現(xiàn)象能說明乙醇的那些性質(zhì)呢？沉說明乙醇密度小于水，不熔、不游和不響說明乙醇羥基中的氫原子不如水分子中的氫原子活潑，實驗表明乙醇與鈉的反應(yīng)比相同條件下水和鈉的反應(yīng)緩和得多。與烷烴不同，乙醇由于分子中羥基的存在，可以與那發(fā)生反應(yīng)，這個反應(yīng)中鈉置換了羥基中的氫，生成氫氣和乙醇鈉我們進一步對這個反應(yīng)的微觀本質(zhì)進行分析，發(fā)現(xiàn)是羥基中的氫氧鍵發(fā)生斷裂生成的乙醇鈉，從分子結(jié)構(gòu)角度分析，是因為取代氫原子的羥基對乙醇的性質(zhì)產(chǎn)生了影響，像這種界定有機化合物特性的原子或原子團叫做官能團。我們之前學(xué)過的烯烴的官能團是碳碳雙鍵、炔烴的官能團是碳碳三鍵、醇的官能團是羥基，這些官能團分別代表了不同的特性，請同學(xué)們回憶，我們學(xué)過的烯烴和炔烴分別能發(fā)生哪些反應(yīng)？是的，烯烴可以發(fā)生加成反應(yīng)、取代反應(yīng)和氧化反應(yīng)，炔烴同樣如此，當(dāng)然還有形成高分子的加聚反應(yīng)，在這里我們就不進行探討。醇可以與鈉反應(yīng)，還能發(fā)生取代反應(yīng)和氧化反應(yīng)。那羥基和氫氧根離子之間又有什么相同點與不同點呢？我們對他進行簡單的辨析。首先他們電子式不相同，氫氧根具有10個電子，而羥基只有9個電子，正因為氫氧根多的一個電子讓他的電性為負，而羥基為電中性。氫氧根離子是能夠獨立存在于溶液或離子化合物之中的，但是羥基不能獨立存在，必須與其他原子或基團在一起。他們的共同點是組成元素相同。接下來我們看一下乙醇的氧化反應(yīng)，我們知道有機物都能在空氣中燃燒，你能否完成這個方程式的培平？請大家核對答案。除了在空氣中燃燒外，乙醇還能在一定條件下被氧化為其他產(chǎn)物，我們稱之為乙醇的催化氧化。乙醇的催化氧化所使用的試劑有無水乙醇、銅絲，儀器有試管、酒精燈。向試管中加入少量乙醇，取一根銅絲，下端繞成螺旋狀，在酒精燈上灼燒后插入乙醇，小心地聞試管中液體產(chǎn)生的氣味，發(fā)現(xiàn)有刺激性氣味。這個實驗中發(fā)生的反應(yīng)可以分為兩個步驟，首先是銅與氧氣在加熱條件下生成氧化銅，氧化銅與乙醇反應(yīng)生成乙醛、銅和水，該反應(yīng)的總反應(yīng)如下所示，銅或者銀作為該反應(yīng)的催化劑。微觀分析是碳氫鍵和氧氫鍵斷裂，與氧結(jié)合生成水，我們可以通過下列視頻直觀感受。該反應(yīng)生成的乙醛在適當(dāng)條件下可以被氧氣進一步氧化生成乙酸。除此之外，乙醇還能夠與酸性高錳酸鉀、重鉻酸鉀溶液反應(yīng)直接氧化為乙酸，其現(xiàn)象分別為溶液由紫色變?yōu)闊o色、由橙色變?yōu)榫G色，這個反應(yīng)還常被用于交警酒駕檢測