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乙醇和乙酸基本营养物质
第2讲 乙醇和乙酸 基本营养物质
[考纲要求] 1.了解乙醇、乙酸的组成。
2.了解乙醇、乙酸的主要性质。
3.了解乙醇、乙酸的重要应用。
4.了解酯化反应。
5.了解糖类、油脂和蛋白质的组成和主要性质。
6.了解三类营养物质在生活中的应用。
7.了解葡萄糖的检验方法。
考点一 乙醇和乙酸的结构与性质
1.乙醇、乙酸结构和性质的比较
物质名称
乙醇
乙酸
结构简式及官能团
CH3CH2OH
—OH
CH3COOH
—COOH
物理性质
色、味、态
无色特殊香味的液体
无色刺激性气味的液体
挥发性
易挥发
易挥发
密度
比水小
物理性质
溶解性
(乙酸乙醇水三者任意比互溶)与水任意比互溶
与水、乙醇任意比互溶
化学性质
燃烧乙醇
燃烧乙酸
2.完成下列关于乙醇、乙酸的化学方程式
(1)Na与乙醇的反应:
2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑。
(2)乙醇的催化氧化:
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。
(3)乙醇和乙酸的酯化反应:
CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3
+H2O。
(4)乙酸与CaCO3反应:
2CH3COOH+CaCO3―→(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O。
深度思考
1.能否用Na检验酒精中是否有水?
应如何检验酒精中的少量水?
2.怎样鉴别乙酸和乙醇?
答案 物理方法:
闻气味法。
有特殊香味的是乙醇,有强烈刺激性气味的是乙酸。
化学方法:
可用Na2CO3溶液、CaCO3固体或CuO、石蕊溶液等。
加入Na2CO3溶液产生气泡的是乙酸,不能产生气泡的是乙醇。
能溶解CaCO3固体且产生气泡的是乙酸。
能溶解CuO,溶液变蓝的是乙酸。
加入石蕊溶液变红的是乙酸。
题组一 乙醇、乙酸的性质及应用
1.交警对驾驶员是否饮酒进行检测的原理是橙色的酸性K2Cr2O7水溶液遇呼出的乙醇蒸气迅速变蓝,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( )
①乙醇沸点低 ②乙醇密度比水小 ③乙醇具有还原性
④乙醇是烃的含氧衍生物 ⑤乙醇可与羧酸在浓硫酸的作用下发生取代反应
A.②⑤B.②③C.①③D.①④
2.下列关于有机物的说法错误的是( )
A.乙醇中是否含有水,可用无水硫酸铜来检验
B.乙醇和乙酸的熔点和沸点都比C2H6、C2H4的熔点和沸点高
C.乙酸的分子式为CH3COOH,属于弱电解质
D.食醋中含有乙酸,乙酸可由乙醇氧化得到
3.下列物质都能与Na反应放出H2,其产生H2的速率排列顺序正确的是( )
①C2H5OH ②CH3COOH(aq) ③NaOH(aq)
A.①>②>③B.②>①>③
C.③>①>②D.②>③>①
题组二 官能团与物质性质的关系
4.下表为某有机物与各种试剂的反应现象,则这种有机物可能是( )
试剂
钠
溴水
NaHCO3溶液
现象
放出气体
褪色
放出气体
A.CH2===CH—CH2—OH
B.
C.CH2===CH—COOH
D.CH3COOH
5.某有机物的结构如图所示,下列各项性质中,它不可能具有的是( )
①可以燃烧 ②能使酸性高锰酸钾溶液褪色 ③能跟NaOH溶液反应 ④能发生酯化反应 ⑤能发生聚合反应 ⑥能发生水解反应 ⑦能发生取代反应
A.①④B.⑥C.⑤D.④⑥
比较乙酸、水、乙醇、碳酸分子中羟基氢的活泼性
乙酸
水
乙醇
碳酸
分子结构
CH3COOH
H—OH
C2H5OH
与羟基直接相连的原子或原子团
—H
C2H5—
遇石蕊溶液
变红
不变红
不变红
变浅红
与Na
反应
反应
反应
反应
与Na2CO3溶液
反应
水解
不反应
反应
羟基氢的活动性强弱
CH3COOH>H2CO3>H2O>CH3CH2OH
羟基氢的活动性强弱关系:
强酸>弱酸>H2O>醇。
考点二 乙酸乙酯的制备
1.实验原理
CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O。
2.实验装置
3.反应特点
4.反应条件及其意义
(1)加热,主要目的是提高反应速率,其次是使生成的乙酸乙酯挥发而收集,使平衡向正反应方向移动,提高乙醇、乙酸的转化率。
(2)以浓硫酸作催化剂,提高反应速率。
(3)以浓硫酸作吸水剂,提高乙醇、乙酸的转化率。
(4)可适当增加乙醇的量,并有冷凝回流装置,可提高产率。
5.注意事项
(1)加入试剂的顺序为C2H5OH―→浓H2SO4―→CH3COOH。
(2)用盛饱和Na2CO3溶液的试管收集生成的乙酸乙酯,其作用是一方面中和蒸发出来的乙酸、溶解蒸发出来的乙醇;另一方面降低乙酸乙酯的溶解度,有利于酯的分离。
(3)导管不能插入到Na2CO3溶液中,以防止倒吸回流现象的发生。
(4)加热时要用小火均匀加热,防止乙醇和乙酸大量挥发、液体剧烈沸腾。
(5)装置中的长导管起导气和冷凝回流的作用。
(6)充分振荡试管,然后静置,待液体分层后,分液得到的上层液体即为乙酸乙酯。
题组一 乙酸乙酯的制备与酯类的结构与性质
1.某课外兴趣小组欲在实验室里制备少量乙酸乙酯,该小组的同学设计了以下四个制取乙酸乙酯的装置,其中正确的是( )
2.下列说法不正确的是( )
A.酯类物质是形成水果香味的主要成分
B.用碳酸钠溶液鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯
C.乙酸乙酯、油脂与NaOH溶液反应均有醇生成
D.在酸性条件下,的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH
3.(2013·新课标全国卷Ⅰ,12)分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇,若不考虑立体异构,这些醇和酸重新组合可形成的酯共有( )
A.15种B.28种C.32种D.40种
题组二 乙酸乙酯制备实验的拓展应用
4.1丁醇和乙酸在浓硫酸作用下,通过酯化反应制得乙酸丁酯,反应温度为115~125℃,反应装置如图,下列对该实验的描述错误的是( )
A.不能用水浴加热
B.长玻璃管起冷凝回流作用
C.提纯乙酸丁酯需要经过水、氢氧化钠溶液洗涤
D.加入过量乙酸可以提高1丁醇的转化率
5.实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯的原理如下:
CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH
CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
有关物质的物理性质如下表,请回答有关问题。
化合物
密度/g·cm-3
沸点/℃
溶解度/g
正丁醇
0.810
118.0
9
冰醋酸
1.049
118.1
∞
乙酸正丁酯
0.882
126.1
0.7
Ⅰ.乙酸正丁酯粗产品的制备
在干燥的50mL圆底烧瓶中,装入沸石,加入11.5mL正丁醇和9.4mL冰醋酸,再加3~4滴浓硫酸,然后安装分水器(作用:
实验过程中不断分离除去反应生成的水)、温度计及冷凝回流管,加热冷凝回流反应。
(1)沸石的作用_______________________________________________。
(2)实验中为了提高乙酸正丁酯的产率,采取的措施是___________________________;________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.乙酸正丁酯粗产品精制
(3)将乙酸正丁酯粗产品用如下的操作进行精制:
①水洗 ②蒸馏 ③用无水MgSO4干燥 ④用10%碳酸钠溶液洗涤。
正确的操作步骤是________(填字母)。
A.①②③④B.③①④②
C.①④①③②D.④①③②③
有机实验中应注意的问题
1.加热方面
(1)用酒精灯加热:
火焰温度一般在400~500℃,教材中的实验需要用酒精灯加热的有乙烯的制备、乙酸乙酯的制备、蒸馏石油的实验、石蜡的催化裂化实验。
(2)水浴加热:
银镜反应(温水浴)、乙酸乙酯的水解(70~80℃水浴)、蔗糖的水解(热水浴)。
2.蒸馏操作中应注意的事项
温度计的水银球位于蒸馏烧瓶的支管口处;烧瓶中加碎瓷片防暴沸;冷凝管一般选用直形冷凝管,冷凝剂的流动方向与被冷凝的液体的流动方向应相反。
3.萃取、分液操作时应注意的事项
萃取剂与原溶剂应互不相溶;若是分离,萃取剂不能与溶质发生反应;分液时下层液体从分液漏斗的下口放出,上层液体应从分液漏斗的上口倒出。
4.冷凝回流问题
当需要使被汽化的物质重新流回到反应容器中时,可通过在反应容器的上方添加一个长导管达到此目的(此时空气是冷凝剂),若需要冷凝的试剂沸点较低,则需要在容器的上方安装冷凝管,常选用球形冷凝管,此时冷凝剂的方向是下进上出。
5.在有机制备实验中利用平衡移动原理,提高产品的产率
常用的方法有:
(1)及时蒸出或分离出产品;
(2)用吸收剂吸收其他产物如水;(3)利用回流装置,提高反应物的转化率。
考点三 基本营养物质
1.糖类、油脂、蛋白质的化学组成
有机物
元素组成
代表物
代表物分子
水溶性
糖类
单糖
C、H、O
葡萄糖、果糖
C6H12O6
易溶
二糖
麦芽糖、蔗糖
C12H22O11
易溶
多糖
淀粉、纤维素
(C6H10O5)n
油脂
油
C、H、O
植物油
不饱和高级脂肪酸甘油酯
不溶
脂肪
C、H、O
动物脂肪
饱和高级脂肪酸甘油酯
不溶
蛋白质
C、H、O、N、S、P等
酶、肌肉、毛发等
氨基酸连接
成的高分子
2.糖类、油脂、蛋白质的性质
有机物
特征反应
水解反应
糖类
葡萄糖
葡萄糖
有银镜产生
蔗糖
产物为葡萄糖与果糖
淀粉
遇碘单质(I2)变蓝色
产物为葡萄糖
油脂
酸性条件下:
产物为甘油、高级脂肪酸;碱性条件下(皂化反应):
产物为甘油、高级脂肪酸盐
蛋白质
①遇浓硝酸变黄色
②灼烧有烧焦羽毛气味
生成氨基酸
3.糖类、油脂、蛋白质的用途
(1)糖类物质是绿色植物光合作用的产物,是动植物所需能量的重要来源;葡萄糖是重要的工业原料,主要用于食品加工、医疗输液、合成药物等;纤维素可用于造纸,制造纤维素硝酸酯、纤维素乙酸酯、黏胶纤维等。
(2)油脂提供人体所需要的能量,等质量的糖类、油脂、蛋白质完全氧化时,油脂放出的热量最多。
油脂用于生产高级脂肪酸和甘油。
(3)蛋白质是人体必需的营养物质,在工业上有很多用途,动物的毛、皮、蚕丝可制作服装,酶是一类特殊的蛋白质,是生物体内重要的催化剂。
题组一 糖类的概念、组成和性质
1.下列关于糖类的说法中正确的是( )
A.糖类都能发生水解反应
B.单糖都能发生银镜反应
C.葡萄糖与果糖是同分异构体,淀粉与纤维素也是同分异构体
D.单糖都能发生酯化反应
2.将土豆切开,一段时间后可观察到切面变蓝,说明土豆中含有( )
A.淀粉和I-B.淀粉和I2
C.淀粉和KIO3D.葡萄糖和I2
3.核糖是合成核酸的重要原料,结构简式为CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO,下列关于核糖的叙述正确的是( )
A.与葡萄糖互为同分异构体
B.可与新制的Cu(OH)2悬浊液作用生成砖红色沉淀
C.不能发生取代反应
D.可以使紫色的石蕊溶液变红
题组二 油脂的组成和性质
4.油脂是多种高级脂肪酸的甘油酯。
油脂的下述性质和用途中,与其含有不饱和的碳碳双键有关的是( )
A.油脂是产生能量最高的营养物质
B.利用油脂在碱性条件下的水解,可以制甘油和肥皂
C.植物油通过氢化(加氢)可以变为脂肪
D.脂肪是有机体组织里储存能量的重要物质
5.下列关于油脂的叙述中,不正确的是( )
A.天然油脂没有固定的熔点和沸点,所以天然油脂是混合物
B.油脂在人体内的化学变化主要是在脂肪酶的催化下进行水解
C.油脂是酯的一种
D.植物油和矿物油都不能使溴水褪色
题组三 蛋白质的组成和性质
6.下列说法不正确的是( )
A.动物皮革的主要成分是蛋白质
B.天然蛋白质水解的最终产物是α氨基酸
C.皮革鞣制过程中使用的K2Cr2O7会使蛋白质盐析
D.“皮革奶”灼烧时有烧焦羽毛的气味
7.有关蛋白质的叙述正确的是( )
A.蛋白质溶液中,加入浓的硫酸铵溶液有沉淀析出,加水后沉淀不溶解
B.蛋白质属于天然高分子化合物
C.蛋白质的分子能透过半透膜
D.蛋白质跟浓盐酸作用时呈黄色
1.编织糖类知识网络
2.对比明确油脂“三化”
油脂中的“三化”是指氢化、硬化、皂化,氢化是指不饱和油脂与氢气发生加成反应生成饱和油脂的反应;通过氢化反应后,不饱和的液态油转化为常温下为固态的脂肪的过程称为硬化;皂化是指油脂在碱性条件下发生水解生成高级脂肪酸盐与甘油的反应。
3.聚焦盐析、变性异同
盐析:
在轻金属盐作用下,蛋白质从溶液中凝聚成固体析出,其实质是溶解度降低,是物理变化,此过程可逆,加水后仍可溶解,蛋白质仍保持原有的生理活性。
变性:
在重金属盐、受热、紫外线、甲醛、酒精等作用下蛋白质凝聚成固体析出,其实质是结构性质发生变化,是化学变化,此过程不可逆,蛋白质失去原有的生理活性。
二者均是一定条件下,蛋白质凝聚成固体的过程。
探究高考 明确考向
全国卷Ⅰ、Ⅱ高考题调研
1.(2013·新课标全国卷Ⅱ,7)在一定条件下,动植物油脂与醇反应可制备生物柴油,化学方程式如下:
下列叙述错误的是( )
A.生物柴油由可再生资源制得
B.生物柴油是不同酯组成的混合物
C.动植物油脂是高分子化合物
D.“地沟油”可用于制备生物柴油
生物柴油中含有多种酯;高分子化合物的相对分子质量一般高达104~106,而油脂的相对分子质量在1000左右,故动植物油脂不是高分子化合物;D项,“地沟油”的主要成分是油脂,故可用于制备生物柴油。
2.(2013·新课标全国卷Ⅰ,8)香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料,其结构简式如图:
,下列有关香叶醇的叙述正确的是( )
A.香叶醇的分子式为C10H18O
B.不能使溴的四氯化碳溶液褪色
C.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.能发生加成反应不能发生取代反应
各省市高考题调研
1.(2014·福建理综,7)下列关于乙醇的说法不正确的是( )
A.可用纤维素的水解产物制取
B.可由乙烯通过加成反应制取
C.与乙醛互为同分异构体
D.通过取代反应可制取乙酸乙酯
2.(2014·广东理综,7)生活处处有化学。
下列说法正确的是( )
A.制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢是合金
B.做衣服的棉和麻均与淀粉互为同分异构体
C.煎炸食物的花生油和牛油都是可皂化的饱和酯类
D.磨豆浆的大豆富含蛋白质,豆浆煮沸后蛋白质变成了氨基酸
3.(2014·山东理综,11)苹果酸的结构简式为
,下列说法正确的是( )
A.苹果酸中能发生酯化反应的官能团有2种
B.1mol苹果酸可与3molNaOH发生中和反应
C.1mol苹果酸与足量金属Na反应生成1molH2
D.HOOC—CH2—CH(OH)—COOH与苹果酸互为同分异构体
4.(高考选项组合题)下列说法中正确的是( )
A.糖类化合物都具有相同的官能团(2013·广东理综,7A)
B.氨基酸、淀粉均属于高分子化合物(2012·福建理综,7C)
C.植物油的主要成分是高级脂肪酸(2012·海南,2D)
D.蔗糖、麦芽糖的分子式都是C12H22O11,二者互为同分异构体(2011·福建理综,8B)
5.(高考选项组合题)下列说法中正确的是( )
A.油脂的皂化反应生成脂肪酸和丙醇(2013·广东理综,7C)
B.蛋白质的水解产物都含有羧基和羟基(2013·广东理综,7D)
C.纤维素和淀粉遇碘水均显蓝色(2011·广东理综,7A)
D.淀粉、蛋白质都属于高分子化合物
练出高分
1.下列说法错误的是( )
A.乙醇和乙酸都是常用调味品的主要成分
B.75%(体积分数)的乙醇溶液常用于医疗消毒
C.乙醇和乙酸都能发生氧化反应
D.乙醇和乙酸之间能发生酯化反应,酯化反应和皂化反应互为逆反应
2.下列叙述不正确的是( )
A.乙醇可以被氧化为乙酸,二者都能发生酯化反应
B.乙醇易燃烧,污染小,只能在实验室中作燃料
C.常在燃料乙醇中添加少量煤油用于区分食用乙醇和燃料乙醇,因为煤油具有特殊气味
D.除去乙醇中少量乙酸:
加入足量生石灰蒸馏
3.下列有关物质的性质和应用正确的是( )
A.油脂在酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油
B.福尔马林可防腐,可用它保存海鲜产品
C.乙醇、糖类和蛋白质都是人体必需的营养物质
D.合成橡胶与光导纤维都属于有机高分子材料
4.以下结论正确的是( )
A.乙醇能与金属钠反应,说明在反应中乙醇分子断裂C—O键而失去羟基
B.0.1mol乙醇与足量的钠反应生成0.05molH2,说明乙醇分子中有一个羟基
C.在制备乙酸乙酯后剩余的反应液中加入碳酸钠溶液,产生气泡,说明还有乙酸剩余
D.将乙醇和浓硫酸共热后得到的气体通入溴水中,溴水褪色,说明生成了乙烯
5.下列关于乙酸乙酯实验的说法错误的是( )
A.除去乙酸乙酯中含有的乙酸,最好的处理方法是用足量饱和碳酸钠溶液洗涤后分液
B.制乙酸乙酯时,向乙醇中缓慢加入浓硫酸和乙酸
C.可将导管通入饱和碳酸钠溶液中收集反应生成的乙酸乙酯
D.1mol乙醇与2mol乙酸在浓硫酸催化作用下不能合成1mol乙酸乙酯
6.根据转化关系判断下列说法正确的是( )
―→
A.(C6H10O5)n可以是淀粉或纤维素,二者均属于多糖,互为同分异构体
B.可以利用银镜反应证明反应①的最终产物为葡萄糖
C.酸性高锰酸钾溶液可将乙醇氧化为乙酸,将烧黑的铜丝趁热插入乙醇中也可得到乙酸
D.在反应②得到的混合物中倒入饱和氢氧化钠溶液并分液可得到纯净的乙酸乙酯
7.(2015·黑龙江大庆实验中学模拟)有机物A分子式为C2H4,可发生以下系列转化,已知B、D是生活中常见的两种有机物,下列说法不正确的是( )
A.75%的B溶液常用于医疗消毒
B.D、E都能与NaOH溶液反应
C.B、D、E三种物质可以用饱和Na2CO3溶液鉴别
D.由B、D制备E常用浓硫酸作脱水剂
8.下图所示是合成香豆素过程中的中间产物,关于该物质的说法不正确的是( )
A.分子式为C9H8O3
B.有两种含氧官能团
C.1mol该物质最多能与5molH2发生加成反应
D.该物质在一定条件下可能发生酯化反应
9.鉴别下列各组有机物所用试剂及现象均正确的是( )
选项
有机物
鉴别所用试剂
现象与结论
A
葡萄糖与果糖
钠
有气体放出的是葡萄糖
B
麦芽糖与蛋白质
溴水
褪色的是麦芽糖
C
油脂与蛋白质
浓硝酸
变蓝的是蛋白质
D
淀粉与蛋白质
碘水
变蓝的是淀粉
10.分子式为C7H14O2的有机物Q,在稀硫酸中经加热可转化为乙醇与一种酸性物质,则Q的结构最多有( )
A.6种B.4种C.3种D.2种
11.某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。
(1)实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象,请写出相应的化学反应方程式________________________________________________________________________。
在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明该乙醇氧化反应是________反应。
(2)甲和乙两个水浴作用不相同。
甲的作用是________;乙的作用是________。
(3)反应进行一段时间后,干燥试管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____________。
(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________。
要除去该物质,可先在混合液中加入________(填字母)。
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________(填实验操作名称)即可除去。
答案
(1)2Cu+O22CuO、CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O 放热
(2)加热 冷却
(3)乙醛、乙醇、水 氮气
(4)乙酸 c 蒸馏
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