高中化学第3章重要的有机化合物第3节饮食中的有机化合物第1课时乙醇同步备课学案鲁科版必修2.docx

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高中化学第3章重要的有机化合物第3节饮食中的有机化合物第1课时乙醇同步备课学案鲁科版必修2

第1课时　乙　醇

[目标导航]　1.了解乙醇的组成、结构、物理性质和主要应用。

2.掌握乙醇的主要化学性质。

一、乙醇的物理性质与分子结构

1．物理性质

颜色

状态

气味

水溶性

密度

挥发性

无色

液体

特殊香味

任意比互溶

密度比水小

易挥发

2.分子结构

分子式

结构式

结构简式

官能团

填充模型

名称

化学式

C2H6O

CH3CH2OH或C2H5OH

羟基

—OH

【议一议】

1．能用乙醇萃取碘水中的碘吗？

答案　不能。

因为乙醇易溶于水，所以乙醇不能作碘水中碘的萃取剂。

2．怎样通过实验检验乙醇中是否含有水？

如何只用一种试剂鉴别乙醇、苯和四氯化碳？

答案　取少量乙醇于洁净、干燥的试管中，加入无水硫酸铜粉末，观察硫酸铜粉末的颜色变化，如果变蓝，证明有水，不变蓝色，则证明无水；分别取少许三种液体于三支试管中，分别加入适量水，液体不分层的是乙醇，液体分层水在上层的是四氯化碳，液体分层且水在下层的是苯。

3．决定乙醇化学性质的原子团是什么？

比较羟基与OH－有何不同？

答案　羟基（—OH）。

OH－和—OH的区别

电子数

电子式

稳定性

电性

OH－

10

稳定

带负电

—OH

9

不稳定

电中性

二、乙醇的化学性质和用途

1．化学性质

2．用途

【议一议】

1．交警检查司机是否酒后驾车的仪器中含有橙色的酸性K2Cr2O7溶液，利用的是什么原理？

答案　酸性K2Cr2O7溶液遇到乙醇时，能把乙醇氧化，同时自身被还原为Cr3＋，溶液由橙色变成绿色，由此可以判断司机是否饮酒。

2．比较乙醇与金属钠的反应和水与金属钠的反应，哪个更剧烈？

这说明什么？

答案　钠与水反应更剧烈，说明水分子中的羟基氢比乙醇分子中的羟基氢活泼。

3．如何证明乙醇分子中含有一个羟基？

二甲醚（）是乙醇的同分异构体，判断二甲醚是否与钠反应？

为什么？

答案　根据1molCH3CH2OH与足量的Na反应产生0.5molH2，证明一个乙醇分子中含有一个羟基；二甲醚中无羟基，氢原子全部以C—H键结合，不与金属钠反应。

4．乙醇催化氧化实验中铜丝是否参加反应？

铜丝的作用是什么？

答案　铜丝参与化学反应，铜丝先被氧气氧化为氧化铜，后又被乙醇还原为铜，反应前后的质量和化学性质不变化，起到催化剂的作用。

一、乙醇与钠的反应

1．钠与乙醇、水反应比较

钠与水反应

钠与乙醇反应

实验

现象

钠

浮、熔、游、失

钠未熔化，沉于乙醇底部，慢慢消失

声

有“嘶嘶”声

无声音

气

观察不到

放出无色、无味气体

化学方程式

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

2Na＋2CH3CH2OH―→H2↑＋2CH3CH2ONa

结论

密度

ρ（H2O）>ρ（Na）>ρ（CH3CH2OH）

羟基氢活泼性

H2O>CH3CH2OH

定量关系

2Na～2H2O～H2

2Na～2CH3CH2OH～H2

2.乙醇的性质与断键的位置

乙醇的性质

断键的位置

反应的化学方程式

与钠反应

①

2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑

燃烧

①②③④⑤

CH3CH2OH＋3O22CO2＋3H2O

催化氧化

①③

2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O

【例1】　可以证明乙醇分子中有一个氢原子与另外的氢原子不同的方法是（　　）

①1mol乙醇完全燃烧生成3mol水和2molCO2　②乙醇的密度比水小，且能和水以任意比互溶　③1mol乙醇跟足量的Na作用得到0.5molH2　④1mol乙醇催化氧化生成1mol乙醛

A．①③B．②④

C．①②D．③④

解析　乙醇的分子式为C2H6O，其可能的结构有CH3OCH3和C2H5OH,1molCH3OCH3或C2H5OH完全燃烧均生成3mol水和2molCO2，①不能说明；乙醇密度比水小，与—OH存在无关，乙醇和水以任意比互溶与分子中羟基的数目无关，②不能说明；因为乙醇与生成的氢气的物质的量之比为1∶0.5＝2∶1，说明乙醇分子中6个氢原子中只有1个氢原子可以被钠置换，③可以说明；根据乙醇催化氧化的原理可知，乙醇中羟基中的氢与其他氢原子不同，④可以说明。

答案　D

【解题感悟】　

（1）证明乙醇分子中含有羟基的方法：

利用一定量的乙醇与足量的金属钠反应产生氢气的量来验证乙醇结构式是而不是。

（2）通常利用关系2Na～2—OH～H2判断醇分子中羟基的数目。

变式训练1　乙醇分子结构式如图所示，下列反应及断键部位不正确的是（　　）

A．乙醇与钠的反应是①键断裂

B．乙醇的催化氧化反应是②③键断裂

C．乙醇的催化氧化反应是①③键断裂

D．乙醇的燃烧反应是①②③④⑤键断裂

答案　B

解析　乙醇催化氧化断裂的是羟基上的氢氧键及与羟基相连碳上的碳氢键，B错误。

【解题反思】　学习有机反应时，应关注有机反应的条件、有机反应化学键的变化、有机反应类型及物质化学量之间的定量关系。

二、乙醇的催化氧化

1．实验过程、现象及原理

2．反应条件：

加热，催化剂（铜或银）。

3．总反应：

2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O，反应中Cu做催化剂。

4．反应实质：

乙醇分子脱去羟基上的H原子以及与羟基直接相连的C原子上的H原子形成碳氧双键，脱下的氢原子与氧化铜中的氧原子结合成水，使氧化铜变成铜。

5．反应利用：

可除去铜丝表面上的CuO，且铜的总质量不变。

【例2】　某学习小组同学设计如图装置（夹持装置仪器已省略），其实验操作为

①按图示安装好实验装置；

②关闭a、b、c，在铜丝的中间部分加热片刻；

③打开a、b、c，通过控制a和b，有节奏（间歇性）通入气体，可在M处观察到明显的实验现象。

试回答以下问题：

（1）A中发生反应的化学方程式：

________________________________________；

B的作用：

___________________________________________________________；

C中热水的作用：

_____________________________________________________。

（2）M处发生的反应的化学方程式：

______________________________________。

（3）从M管中可观察到的现象：

__________________________________________，

从中可认识到该实验过程中催化剂________（填“参加”或“不参加”）了化学反应，还可以认识到催化剂起催化作用需要一定的_____________________________________。

（4）实验一段时间后，如果撤掉酒精灯，反应将继续进行，其原因是__________________________________________________________________________。

（5）E中可能收集到哪些物质？

能否用分液的方法将E中收集到的物质分离？

__________________________________________________________________________。

解析　

（1）A为氧气的简易制备装置，发生反应为2H2O22H2O＋O2↑，B装置的浓硫酸用于干燥O2，C装置中圆底烧瓶浸泡在热水中，烧瓶中的乙醇变为蒸气进入M装置中。

（2）M装置中乙醇催化氧化生成乙醛，发生反应为2Cu＋O22CuO，CH3CH2OH＋CuOCH3CHO＋H2O＋Cu，即2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O。

（3）受热部分的铜丝交替出现变黑，变红的现象。

铜为催化剂，催化剂要起催化作用需要一定的条件，如温度等。

（4）实验一段时间后，如果撤掉酒精灯，反应将继续进行，证明该反应为放热反应。

（5）E中收集到乙醇和乙醛，由于乙醇和乙醛易溶于水，所以不能用分液的方法分离。

答案　

（1）2H2O22H2O＋O2↑　干燥O2　使烧瓶中的乙醇变为蒸气进入M中参加反应

（2）2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O或（2Cu＋O22CuO，CH3CH2OH＋CuOCH3CHO＋H2O＋Cu）

（3）受热部分的铜丝由于间歇性地鼓入空气而交替出现变黑、变红的现象　参加　温度

（4）乙醇的催化氧化反应是放热反应，反应放出的热量维持反应继续进行

（5）E中收集到乙醇和乙醛，不能用分液的方法分离

【解题反思】　

（1）乙醇的催化氧化中，铜参与反应，但从催化氧化的整个过程来看，铜起催化剂的作用。

（2）乙醇的催化氧化反应属于放热反应。

变式训练2　乙醇分子中的羟基在一定条件下可以被氧化为醛基（—CHO），为验证此性质，有关实验如下：

Ⅰ.把一端弯成螺旋状的光亮铜丝放在酒精灯外焰加热，待铜丝表面变黑后立即把它插入盛有约2mL乙醇的试管里，反复操作几次。

变黑后的铜丝插入乙醇里，铜丝表面的现象是________________________，发生反应的化学方程式为_________________________。

Ⅱ.某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。

已知乙醇的沸点为78.5℃。

（1）在鼓入空气的条件下进行实验Ⅰ。

①加入药品后，点燃酒精灯给铜丝加热，打开夹子，鼓入空气。

②实验过程中铜网出现________色和________色交替的现象。

在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行，说明该乙醇催化反应是________反应。

③甲和乙两个水浴作用不相同。

甲的作用是____________________________；乙的作用是________________________________________________________________________。

④反应进行一段时间后，试管a中能收集到不同的物质，它们是________________。

集气瓶中收集到的气体的主要成分是________。

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________。

要除去该物质，可在混合液中加入________（填写字母）。

a．氯化钠溶液b．苯

c．碳酸氢钠溶液d．四氯化碳

然后，再通过________（填试验操作名称）即可除去。

（2）在停止鼓入空气的条件下进行实验Ⅱ。

①关闭夹子，为使乙醇持续进入反应管中，需要进行的操作是___________________。

②乙醇蒸气进入反应管后，在铜作催化剂及250～350℃的条件下发生可逆反应，在试管中收集到与实验Ⅰ相同的产物，并有可燃性气体单质放出。

该实验揭示了乙醇催化氧化的本质。

写出实验Ⅱ中反应的化学方程式：

_________________________________________。

（3）该小组通过以上实验探究提出了下列问题，你认为正确的是________（填字母）。

a．将铜丝换成铜粉，得到乙醛的时间缩短

b．乙醇催化氧化生成乙醛时，乙醇分子中只有O—H键发生断裂

c．表面被氧化为黑色的铜丝在酒精灯上灼烧，可闻到刺激性气味

d．利用金属钠能检验实验Ⅱ右侧试管中有没有乙醇

答案　Ⅰ.由黑色变红色

2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O

Ⅱ.

（1）②红　黑　放热　③加热　冷凝　④乙醛、乙醇、水　氮气　乙酸　c　蒸馏

（2）①加热甲烧杯　②CH3CH2OHCH3CHO