化学苏教必修2讲义专题3 有机化合物的获得与应用 第2单元 第1课时Word文档格式.docx
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因为乙醇易溶于水,所以乙醇不能作碘水中碘的萃取剂。
2.如何检验乙醇中是否含有水?
怎样除去乙醇中的水?
提示 向乙醇中加入无水CuSO4粉末,若有蓝色物质生成,说明乙醇中含有水分;
若无蓝色物质生成,说明乙醇中没有水分。
除去乙醇中的水需要加入生石灰吸水,然后蒸馏。
3.如何只用一种试剂鉴别乙醇、苯和四氯化碳?
提示 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,液体分层且水在上层的是四氯化碳,液体分层且水在下层的是苯。
4.乙醇分子中有几种氢原子?
比较—OH和OH-有哪些区别?
提示 3种氢原子。
OH-和—OH的区别
电子数
电子式
稳定性
电性
OH-
10
稳定
带负电荷
9
不稳定
电中性
二、乙醇的化学性质和用途
1.化学性质
性质
实验操作
实验现象
化学反应方程式
与金属钠反应
向试管中注入约2mL无水乙醇,再放入一小块钠,观察发生的现象,检验生成的气体
钠粒开始沉于无水乙醇底部,反应缓慢。
产生的气体在空气中安静地燃烧,火焰呈淡蓝色
2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑
可燃性
乙醇在空气中燃烧
发出淡蓝色火焰,放出大量的热
C2H6O+3O2
2CO2+3H2O
催化
氧化
向试管中注入约2mL无水乙醇,取一根光洁的铜丝绕成螺旋状,放在酒精灯外焰上加热,然后伸入无水乙醇中,反复几次。
观察铜丝的变化并闻液体的气味
在空气中灼烧过的铜丝表面由黑变红,试管中液体有刺激性气味
2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O
2.用途
5.如何证明乙醇分子中含有一个羟基?
提示 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。
6.根据乙醇的催化氧化实验现象,说明铜丝在反应中所起的作用?
提示 铜丝在空气中加热,由光亮的红色变成黑色物质,说明发生了2Cu+O2
2CuO的反应,将加热的铜丝放入乙醇中时,铜丝由黑色又变成光亮的红色,说明发生了C2H5OH+CuO
CH3CHO+Cu+H2O的反应。
反应的实质是铜参加了反应,反应前后的质量和化学性质不变,所以铜起到催化剂的作用。
三、甲醛与乙醛
甲醛、乙醛分子中都含有醛基(—CHO),都属于醛类,甲醛的水溶液常用于种子杀菌消毒、标本的防腐,但不能用于浸泡食品。
甲醛是制造酚醛树脂的原料。
甲醛对人体有害,要注意防止装修材料中挥发出的甲醛气体污染室内空气。
乙醛是重要的有机合成原料。
可用于生产乙酸、乙醇等。
7.甲醛和乙醛互为同系物吗?
提示 互为同系物。
二者都含一个醛基,且组成相差一个CH2原子团。
8.乙醛在一定条件下可被氧化为乙酸,写出反应的化学方程式。
提示 2CH3CHO+O2
2CH3COOH。
[效果自测]
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×
”。
(1)医疗上用质量分数为75%的酒精消毒。
( )
(2)向碘水中加入少量乙醇,振荡静置,上层液体呈紫色,下层液体无色。
(3)等物质的量的乙醇与乙烯完全燃烧消耗的氧气一样多。
(4)乙醇中的羟基比水中的羟基活泼。
(5)铜丝是乙醇催化氧化反应中的催化剂。
答案
(1)×
(2)×
(3)√ (4)×
(5)√
2.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 ②稀盐酸 ③H2O
A.①>②>③B.②>①>③
C.③>①>②D.②>③>①
答案 D
探究一、乙醇与金属钠反应
【合作交流】
1.为什么乙醇与钠反应比水与钠反应要缓慢得多?
提示 乙醇和水与金属钠都能反应并放出氢气,说明O—H键上的氢原子能被钠置换。
由于乙醇羟基上的氢原子不如水中的氢原子活泼,故乙醇与钠反应比水与钠反应要缓慢得多。
【点拨提升】
Na分别与水、乙醇反应实验的比较
钠与水反应实验
钠与乙醇反应实验
钠的现象
钠粒熔为闪亮的小球快速浮游于水面,并快速消失
钠粒未熔化,沉于乙醇液体底部,并慢慢消失
声的现象
有嘶嘶的声音
无任何声音
气的现象
放出气体速度很快
有无色、无味气体生成,作爆鸣实验时有爆鸣声
实验结论
钠的密度小于水的密度,熔点低。
钠与水剧烈反应,单位时间内放出的热量多,反应生成氢气。
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,水分子中的氢原子相对较活泼
钠的密度大于乙醇的密度。
钠与乙醇缓慢反应生成氢气。
2Na+2CH3CH2OH―→H2↑+2CH3CH2ONa,乙醇分子里羟基上的氢原子相对不活泼
【典题例证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( )
A.1mol乙醇燃烧生成3mol水
B.1mol乙醇可以生成1mol乙醛
C.1mol乙醇跟足量的Na作用得到0.5molH2
D.乙醇可以制酒精饮料
解析 乙醇燃烧,所有的H参与反应重新生成H2O。
乙醇氧化成醛时,—OH虽参与反应,可C—H也参与,无法证明H的不同。
乙醇和足量钠反应,生成的H占醇分子中的H的六分之一,说明其中一个H与另五个不同。
答案 C
【学以致用1】 下列说法中,正确的是( )
A.乙醇分子中的氢原子均可被钠置换
B.乙醇能与钠反应放出氢气,说明乙醇能电离产生H+而表现酸性
C.乙醇分子中的羟基(—OH)氢比乙烷分子中的氢原子活泼
D.乙醇分子中的羟基氢比H2O中的氢活泼
解析 乙醇与Na反应时,只有羟基氢能被置换,说明羟基氢比乙烷中的氢活泼,但乙醇与Na反应不如水与Na反应剧烈,说明羟基氢不如水中的氢活泼。
探究二、乙醇
2.乙醇分子中化学键如图所示。
(1)指出乙醇与金属钠反应时化学键断裂的位置________;
(2)乙醇催化氧化为乙醛时,化学键断裂的位置________。
提示
(1)①
(2)①③
(1)实验操作、现象、原理
(2)反应条件:
加热,催化剂(铜或银)。
(3)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。
(4)总反应:
2CH3CHO+2H2O,催化剂铜参与了反应,只不过在反应前后质量和化学性质不变。
【典题例证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关闭活塞a、b、c,在铜丝的中间部分加热片刻;
③打开活塞a、b、c,通过控制活塞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”)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 A为氧气的简易制备装置,发生反应为2H2O2
2H2O+O2↑,B装置浓硫酸用于干燥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,M装置中乙醇催化氧化生成乙醛,发生反应为2Cu+O2
2CuO,CH3CH2OH+CuO
CH3CHO+H2O+Cu,即2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O。
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。
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。
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。
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)2H2O2
2H2O+O2↑ 干燥O2
使C中乙醇变为蒸气进入M中参加反应
(2)2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O或(2Cu+O2
CH3CHO+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
【学以致用2】 将等质量的铜片在酒精灯上加热后,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.无水乙醇
C.石灰水D.盐酸
解析 铜片在酒精灯上加热,发生反应:
2Cu+O2
2CuO,质量增加。
如遇硝酸或盐酸后,发生反应:
CuO+2H+===Cu2++H2O,铜片质量减少。
如遇乙醇,发生反应:
CuO+CH3CH2OH
Cu+CH3CHO+H2O,CuO又还原为Cu,故铜片的质量不变。
如遇石灰水,CuO与Ca(OH)2不反应,故加热后的铜片比原来铜片的质量增加。
1.下列关于乙醇的叙述不正确的是( )
A.乙醇易挥发
B.密度比水小,沸点比水高
C.是无色透明有特殊香味的液体
D.乙醇不能用于萃取碘水中的碘
解析 乙醇的沸点为78℃,比水的低。
答案 B
2.下列说法中正确的是( )
A.乙醇分子可以看作是乙烷分子中的一个氢原子被—OH取代而形成的
B.乙醇分子中的氢原子都可以被钠置换
C.—OH和OH-两种微粒中质子数、电子数都相等
D.水和乙醇分子中的羟基化学性质完全相同
解析 乙醇分子中只有羟基上的氢可以被钠置换,B项错误;
虽然水和乙醇分子中均含有羟基,但化学性质不完全相同,如乙醇能使酸性KMnO4溶液褪色,而水无此性质,D项错误;
羟基—OH是中性原子团,不能稳定存在,氢氧根OH-是带负电荷的阴离子,二者质子数相等,电子数不相等,C项错误。
答案 A
3.乙醇分子中不同的化学键如图,下列关于乙醇在各种反应中断裂键的说法不正确的是( )
A.乙醇和钠反应,键①断裂
B.在Ag催化下和O2反应,键①③断裂
C.在Cu催化下和O2反应,键④⑤不可能断裂
D.乙醇是电解质,在水中键①断裂能电离出氢离子
4.关于乙醇的说法中正确的是( )
A.乙醇结构中有—OH,所以乙醇溶解于水,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
解析 乙醇不能电离出氢氧根离子,—OH和OH-是完全不同的粒子;
乙醇的氧化反应表现的是乙醇的还原性;
乙醇与钠反应可以产生氢气,此时并不是氢离子的性质,不能说明乙醇显酸性;
乙醇与钠反应比水与钠反应平缓,说明乙醇羟基上的氢原子不如水中的氢原子活泼。
5.回答下列问题:
(1)向装有乙醇的烧杯中投入一小块金属钠,下列对该实验现象的描述中正确的是____________(填字母)。
a.钠块开始反应时,浮在乙醇液面的上方
b.钠块与乙醇的反应比钠块与水的反应剧烈
c.钠块熔化成小球,在乙醇液面上游动
d.钠块表面缓慢反应放出可燃性气体,在燃烧前必须检验纯度
e.乙醇分子中的6个氢原子均转化为氢气
(2)将光亮的铜丝在酒精灯上加热,然后将其插入盛有少量乙醇的试管中,反复进行几次,可发现铜丝受热后表面因被________而变成____色,放入乙醇中后又变为____色,同时在试管中产生有________气味的________。
上述过程的化学方程式为__________________________、________________________,总反应式为________________________,反应中铜丝的作用为____________。
(3)化学式为C2H6O的化合物A具有如下性质:
A+Na―→慢慢产生气泡;
A+O2
生成有刺激性气味的物质。
①写出A的结构简式________________。
②含A的体积分数为75%的水溶液可以用作___________________________________。
③A与金属钠反应的化学方程式______________________________________________。
④A和O2反应生成有刺激性气味的物质,该反应说明A具有________性,该反应的化学方程式为____________________________________________________________________。
(4)现有甲、乙两种有机物,它们的结构简式分别为
CH2===CHCH2CH2OH、
。
①乙的分子式为____________。
②甲和乙中都含有的官能团名称是____________,下列关于甲和乙两种有机物的叙述不正确的是____________(填字母)。
a.都能与金属钠反应放出氢气
b.都能在催化剂作用下与H2反应
c.都能与NaOH溶液反应
d.甲能被催化氧化生成含—CHO的有机物
e.甲和乙与HBr、溴水发生加成反应,产物都只有一种
答案
(1)d
(2)氧化 黑 红 刺激性 液体 2Cu+O2
2CuO
CH3CHO+H2O+Cu
2CH3CHO+2H2O 催化剂
(3)①CH3CH2OH或C2H5OH ②医用消毒剂
③2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑
④还原 2CH3CH2OH+O2
(4)①C6H10O ②碳碳双键和羟基 ce
课时作业
基础巩固
1.比较乙烷和乙醇的分子结构,下列说法错误的是( )
A.两个碳原子之间都以单键相连
B.分子里都含有6个相同的氢原子
C.乙基与一个氢原子相连就是乙烷分子
D.乙基与一个羟基相连就是乙醇分子
解析 由于氢原子所连接原子及相对位置不同,乙醇分子中有3类不同氢原子,而乙烷中只有1类氢原子,B项错误;
乙醇分子可认为是乙基与羟基相连,D项正确;
同理C项正确。
2.能证明乙醇分子中含有一个羟基的事实是( )
A.乙醇完全燃烧生成水
B.0.1mol乙醇与足量金属钠反应生成0.05molH2
C.乙醇能与水以任意比例互溶
D.乙醇容易挥发
解析 根据羟基与氢气的物质的量2∶1的关系,可以确定乙醇含一个羟基。
3.下列关于乙醇的物理性质的应用中不正确的是( )
A.由于乙醇的密度比水小,所以乙醇中的水可以通过分液的方法除去
B.由于乙醇能够溶解很多有机物和无机物,所以可用乙醇提取中药的有效成分
C.由于乙醇能够以任意比溶解于水,所以酒厂可以勾兑各种浓度的酒
D.从化学学科角度看,俗语“酒香不怕巷子深”中包含乙醇容易挥发的性质
解析 乙醇具有挥发性,可以与水以任意比互溶,故A项错误,C、D项正确;
乙醇是一种优良的有机溶剂可将中药中的有效成分萃取出来,B项正确。
4.某化学反应过程如图所示。
由图得出的判断,错误的是( )
A.生成物M的化学式为C2H4O
B.乙醇发生了还原反应
C.铜是此反应的催化剂
D.反应中有红黑交替变化的现象
解析 本题利用循环图的形式考查乙醇的催化氧化反应。
M为乙醛(CH3CHO)。
5.为了节约能源,倡导环保,2010年达喀力拉力赛有燃烧乙醇燃料的全新组别赛事。
下列选项中说明乙醇作为燃料的优点是( )
①燃烧时发生氧化反应 ②充分燃烧的产物不污染环境
③乙醇是一种可再生能源 ④燃烧时放出大量热能
A.①②③B.①②④
C.①③④D.②③④
解析 发生氧化反应这个特点无法体现其优点,而其他三项均是优点,故选D。
6.下列混合物中,不能用分液漏斗分离的是( )
A.乙醇和水B.硝基苯和水
C.溴苯和水D.四氯化碳和水
解析 分液漏斗是用来分离两种互不相溶的液体,而乙醇和水可以任意比互溶,所以不能分离。
7.下列物质中,分别加入金属钠,不能产生氢气的是( )
A.苯B.蒸馏水
C.无水酒精D.75%的酒精
解析 乙醇、H2O都能与Na发生置换反应生成H2,75%的酒精是水和乙醇组成的混合物,也能与Na反应生成H2;
苯是烃,尽管含有氢元素,但氢不活泼,因此不能与Na反应生成H2。
8.丙烯醇(CH2===CH—CH2OH)可发生的化学反应有( )
①加成 ②氧化 ③燃烧 ④与钠反应
A.①②③B.②③④
C.①②③④D.①③④
解析 丙烯醇中含有碳碳双键和羟基两种官能团,碳碳双键可发生①②③,羟基可发生②③④,而丙烯醇兼有两者的性质,则C项正确。
9.A、B、C三种醇同足量的金属钠完全反应,在相同条件下产生相同体积的氢气,消耗这三种醇的物质的量之比为3∶6∶2,则A、B、C三种醇分子里羟基数之比是( )
A.3∶2∶1B.2∶6∶2
C.3∶1∶2D.2∶1∶3
解析 三种醇与足量Na反应,产生相同体积的H2,说明这三种醇各自所提供的—OH数目相同,为方便计算,设所提供—OH的数目为a,由于三种醇物质的量之比为3∶6∶2,所以各醇分子中—OH数之比为
∶
=2∶1∶3。
10.酒后驾车是引发交通事故的重要原因。
交警对驾驶员进行呼气酒精检测的原理是:
橙色的K2Cr2O7酸性水溶液遇乙醇迅速生成绿色的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乙醇有还原性
④乙醇有氧化性
A.②④B.②③
C.①③D.①④
解析 乙醇沸点低,易挥发,故易被检测。
K2Cr2O7具有强氧化性,可以氧化乙醇,自身被还原成Cr3+,乙醇表现还原性。
能力提升
11.乙醇是生活中常见的有机物,能进行如下图所示的多种反应,A、C都是有机物。
写出下列反应的化学方程式。
反应①:
__________________________________________________________________;
反应②:
反应③:
__________________________________________________________________。
答案 2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑
CH3CH2OH+3O2
12.目前,乙醇作为一种“绿色能源”而引起广泛关注,以乙醇汽油为燃料的客车正在成为城市的一道靓丽风景线。
乙醇(分子式为C2H6O)完全燃烧生成CO2和H2O。
(1)乙醇燃烧时如果氧气不足,可能还有CO生成。
用下图装置验证乙醇的燃烧产物中有CO、CO2、H2O,应将乙醇的燃烧产物依次通过________(按气流从左至右的顺序填装置编号)。
编号
①
②
③
④
装置
(2)实验时可观察到装置②中A瓶的石灰水变浑浊。
A瓶溶液的作用是________________;
B瓶溶液的作用是________________;
C瓶溶液的作用是_____________________________。
(3)装置③的作用是_________________________________________________________;
装置①中所盛试剂是____________溶液,作用是__________________________。
(4)装置④中所盛的固体药品是________,它可以验证的产物是________。
解析 H2O的检验应放在前面,检验CO前应将CO2除尽再使CO生成CO2,再检验。
答案
(1)④②③①
(2)验证CO2存在 除去混合气体中的CO2 证明CO2已被除尽 (3)将CO氧化成CO2 澄清石灰水 检验由CO与CuO反应所生成的CO2,从而验证原产物中有CO (4)无水硫酸铜 H2O
13.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,说明该乙醇催化氧化反应是________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,试管a中能收集到不同的物质,它
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