1、第二单元第二单元食品中的有机化合物食品中的有机化合物专专题题8有机化合物的获得与应用有机化合物的获得与应用第第1 1课课时乙醇时乙醇1.了解乙醇分子的组成、结构。通过乙醇分子结构模型认识乙醇分子的结构和性质,体会乙醇分子中的官能团羟基对乙醇性质的影响,形成“结构决定性质”的思维观念,培养宏观辨识与微观探析的学科核心素养。2.了解乙醇的物理性质和重要用途,掌握乙醇分子中所含官能团,掌握乙醇的化学性质,掌握醇的催化氧化反应规律。能依据实验目的设计并优化实验方案,完成实验操作,能对观察的实验记录和实验信息进行加工并获得结论,培养实验观察能力和实验探究能力,培养科学探究与创新意识的学科核心素养。素养目
2、标【知识铺垫】1.乙烷的结构简式为CH3CH3,乙醇相当于乙烷分子中的一个氢原子被一个OH取代,因此乙醇的结构简式为CH3CH2OH。2.乙醇可以燃烧,实验室中所用酒精灯就是以乙醇为燃料,写出乙醇完全燃烧的化学方程式:C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O。素养初探【自主梳理】一、乙醇的组成和结构 分子式结构式结构简式官能团空间填充模型名称化学式C2H6OCH3CH2OH或C2H5OH羟基OH决定某类有机化合物共同性质的原子或原子团,称为官能团 【微思考】OH和OH-有什么差别?试写出二者的电子式。 二、乙醇的化学性质1.置换反应钠与乙醇的反应现象:钠沉在底部,无色气泡在钠粒表面生成后逸出液
3、面,最终钠粒消失,该反应比钠与水的反应要缓慢得多。化学方程式为2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2。2.氧化反应(1)燃烧反应:乙醇燃烧产生淡蓝色火焰,燃烧时产生大量的热。(2)催化氧化现象:将光亮的铜丝的一端绕成螺旋状,在酒精灯外焰加热后变黑,将铜丝趁热伸入乙醇中变成红色,反复操作几次,在试管口闻到刺激性气味。化学方程式:2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O。 乙醛有较强的还原性。在适当条件下,乙醛可以进一步被氧气氧化生成乙酸,反应的化学方程式为2CH3CHO+O2 2CH3COOH。乙醛中的官能团为醛基(CHO),结构式为 。 不能写成 COH,防止与醇的结构
4、混淆 三、乙醇的用途1.乙醇用于配制酒类饮料。2.医疗上常用体积分数为75%的乙醇溶液进行消毒。【自我检测】1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)钠与乙醇反应时,浮在液面上()(2)乙醇能与活泼金属钠反应产生氢气,所以乙醇是酸()(3)铜丝是乙醇催化氧化反应中的催化剂()(4)由乙醇完全燃烧生成的产物中含二氧化碳和水可推知乙醇是由碳、氢、氧三种元素组成的()(5)等物质的量的乙醇与乙烯相比,完全燃烧消耗的氧气一样多() 2.如图是某有机化合物分子的球棍模型。关于该物质的说法正确的是()A.可以与醋酸发生中和反应B.能与氢氧化钠发生取代反应C.能使紫色石蕊溶液变红D.能发生催化氧化反
5、应D3.乙醇是生活中常见的有机化合物,能进行如图所示的多种反应,A、C都是有机化合物。写出下列反应的化学方程式。反应:;反应:;反应:。 答案 2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2 新知一新知一 乙乙醇与钠的反应醇与钠的反应【问题探究】为了探究乙醇和金属钠反应的产物,某同学做了以下实验。取一小块钠,用滤纸吸干钠表面的煤油,并用小刀切去钠的表层,然后投入到盛有12 mL无水乙醇的试管中。素养提升(1)该实验有哪些现象?提示 钠与乙醇反应时钠沉在液体的底部,有气泡生成;放出的气体在空气中安静地燃烧,火焰呈淡蓝色;澄清石灰水无明显现象。(2)乙醇分子的结构式为 ,乙醇与Na反应产生的
6、气体与哪个原子有关?并说明理由。 提示 乙醇中只含C、H、O三种元素,澄清石灰水无明显现象,说明产生的气体不含C,乙醇与Na反应产生的气体燃烧时火焰呈淡蓝色,说明产生了H2。煤油是多种烃的混合物,实验表明烷烃分子中与碳原子相连的氢不能被金属钠置换,则乙醇能与Na反应是因为OH上的氢原子能被金属钠置换生成氢气。【深化拓展】钠与乙醇、水反应的比较 类型与水反应与乙醇反应反应方程式 2Na+2H2O=2NaOH+H22CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2反应实质水中氢原子被置换羟基氢原子被置换现象声现象 有“嘶嘶”声响无声响钠变化 浮、熔、游、失沉于试管底、不熔化类型与水反应与乙醇反应
7、结论羟基氢的活泼性H2OCH3CH2OH密度大小(Na)(CH3CH2OH)定量计算关系2H2O2NaH22CH3CH2OH2NaH2【微点拨】CH3CH2OH分子相当于H2O分子中的一个H被CH3CH2取代后的产物,因此乙醇中的OH仍具有类似于水的性质,故可与钠发生置换反应生成H2,但在乙醇分子中OH受到CH3CH2的影响,反应活性降低,因此乙醇与钠的反应比水与钠的反应缓慢得多。【素能应用】例1 饱和一元醇的通式为Cn OH,4.6 g某饱和一元醇与足量金属钠反应,得到1.12 L(标准状况)的氢气。则该饱和一元醇的分子式为()A.CH3OHB.C2H5OHC.C3H7OHD.C4H9OHB
8、【变式设问】(1)写出题中反应的化学方程式,并注明反应类型。提示 2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2,置换反应。(2)反应中消耗钠的质量是多少?提示 2.3 g。根据H2的体积可以计算H2的物质的量为0.05 mol,根据关系式2NaH2,则钠的物质的量为0.1 mol,质量为2.3 g。技巧点拨(1)钠与乙醇的反应属于置换反应,不是取代反应。(2)进行钠与醇反应的计算,应抓住关系式:2OH2NaH2。A.6 3 2B.1 2 3C.3 2 1D.4 3 2A规律方法两种醇与足量钠反应生成等量氢气,说明两种醇中含有的羟基数相等。新知二新知二 乙乙醇的催化氧化醇的催化氧化【问题
9、探究】在完成“乙醇的催化氧化实验”后,某学校化学兴趣小组认为该实验方案存在着明显的缺点:采用闻的方法不可靠,并且不符合绿色环保实验的要求;其反应过程生成的水不能在实验中看到。经查阅资料知:乙醛的沸点为20.8 ,与新制的Cu(OH)2碱性悬浊液在加热条件下反应能产生红色沉淀。于是他们设计了如图所示的乙醇的催化氧化实验装置。1.实验开始之前的第一步操作是什么?提示 实验开始之前应先进行装置的气密性检验。2.把酒精灯一直放在铜丝部位加热,片刻后鼓动一两次气唧,观察现象;停止鼓动,片刻后观察现象。如此反复几次,该过程中可能的现象是什么?为什么?提示 (1)加热时,乙醇蒸气与铜丝反应,铜丝由黑色变成红
10、色,鼓动一两次气唧,铜丝与空气中的氧气反应生成氧化铜,变黑色;如此反复,铜丝颜色由红黑红,一直在变化。(2)因为有水生成,白色的硫酸铜粉末也逐渐变为蓝色。(3)在鼓动气唧时,盛有新制的Cu(OH)2碱性悬浊液的试管有气泡产生。3.取下盛有新制的Cu(OH)2碱性悬浊液的试管,在酒精灯上加热,试预测可能产生的现象,并解释原因。提示 由于试管中含有乙醛,加热时会有砖红色沉淀产生。4.某同学用医用酒精代替无水酒精做上述实验,结果没有成功,试分析可能的原因。提示 医用酒精是体积分数为75%的乙醇溶液,实验失败的原因可能是其中乙醇的含量相对较少。【深化拓展】1.乙醇的催化氧化反应历程(1)把螺旋状的铜丝
11、放在酒精灯火焰上加热现象:铜丝表面变黑反应:2Cu+O2 2CuO (2)趁热将铜丝插入乙醇中现象:铜丝表面又变为红色反应:CuO+CH3CH2OH CH3CHO+Cu+H2O。 +2,可得总反应为 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O。 2.乙醇的催化氧化反应实质 乙醇分子脱去羟基上的氢原子以及与羟基直接相连的碳原子上的氢原子形成碳氧双键,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,在整个反应过程中铜起催化作用。3.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醛(RCHO)。(2)凡是含有RCH(OH)R结构的醇,在
12、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。 【微点拨】有机反应中的氧化反应和还原反应是从有机化合物的角度而言的,有机分子中增加氧原子或减少氢原子的反应为氧化反应;增加氢原子或减少氧原子的反应为还原反应。【素能应用】例2 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 ,乙醛的沸点为20.8 。(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。 (
13、3)反应进行一段时间后,干燥的试管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。 答案 (1)2Cu+O2 2CuO,CuO+C2H5OH Cu+CH3CHO+H2O放热(2)加热冷却(3)CH3CHO、CH3CH2OH、H2ON2 【变式设问】(1)甲中的水浴加热有何优点?加热温度应为多少?提示 水浴加热的优点为受热均匀,温度容易控制。为加快无水乙醇的挥发,应控制水浴温度在乙醇沸点附近,即温度在78.5 左右。(2)如何检验试管a中的液体含有水?提示 取少量试管a中的液体,加入少量无水硫酸铜粉末,若无水硫酸铜由白色变为蓝色说明液体中含有水。变式训练2将等质量的四块铜片在
14、酒精灯上加热后,分别插入下列溶液中,放置片刻后铜片质量增加的是()A.硝酸 B.乙醇C.石灰水D.盐酸B素养脉络1.以下化学用语不正确的是() A.乙醇的空间填充模型为 B.乙醇的分子式为C2H6OC.乙醇的结构简式为CH3CH2OH素养巩固A2.比较乙烷和乙醇的结构,下列说法错误的是()A.两个碳原子以单键相连B.乙基与一个羟基相连就是乙醇分子C.乙醇与乙烷都不发生电离D.分子中都含6个相同的氢原子D3.某化学反应过程如图所示,下列判断错误的是() A.乙醇发生了还原反应B.反应中有“红黑红”颜色交替变化的现象C.铜是此反应的催化剂D.生成物可能是乙醛A4.关于乙醇的说法正确的是()A.乙醇
15、结构中有OH,所以乙醇溶于水可以电离出OH-而显碱性B.乙醇燃烧生成二氧化碳和水,说明乙醇具有氧化性C.乙醇与钠反应可以产生氢气,所以乙醇显酸性D.乙醇与钠反应非常平缓,所以乙醇羟基上的氢原子不如水中的氢原子活泼D5.“对酒当歌,人生几何”“劝君更尽一杯酒,西出阳关无故人”“何以解忧,唯有杜康”等有关酒的中国古诗词比比皆是,在历史长河中酒不再是一种具象的物质,而成了一种文化的象征。酒的主要成分是常见的有机化合物乙醇。(1)乙醇是无色有特殊香味的液体,密度比水。 (2)工业上用乙烯与水在一定条件下反应可制得乙醇,该反应的化学方程式为(可不写反应条件),反应类型为。 (3)与乙醇互为同分异构体的是(填字母,下同),与乙醇互为同系物的是。 答案 (1)小(2)CH2=CH2+H2O CH3CH2OH加成反应(3)DC
