高中化学人教版 (2019)必修 第二册第七章 有机化合物第三节 乙醇与乙酸第1课时学案

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第七章 有机化合物第三节 乙醇与乙酸第1课时学案，共12页。学案主要包含了乙醇的物理性质，烃的衍生物与官能团，乙醇的化学性质及应用等内容，欢迎下载使用。


一、乙醇的物理性质、组成与结构
1．乙醇的物理性质
乙醇俗称酒精，无色、有特殊香味的液体，密度比水的小，易挥发，与水以任意比例互溶，是优良的有机溶剂。
2．乙醇的组成与结构
乙醇的分子式：C2H6O，结构式：，
结构简式：CH3CH2OH或C2H5OH。其中的—OH原子团称为羟基。乙醇可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被—OH取代后的产物。
二、烃的衍生物与官能团
1．烃的衍生物
烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所取代而生成的一系列化合物。如一氯甲烷、1，2­二溴乙烷、乙醇、乙酸等。
2．官能团
(1)定义：决定有机化合物特性的原子或原子团。
(2)实例
微点拨：烃分子失去1个氢原子后的剩余部分叫烃基，如—CH3、—CH2CH3分别称为甲基、乙基。
三、乙醇的化学性质及应用
1．乙醇与Na反应——置换反应
化学方程式为2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑，与水和Na反应相比反应剧烈程度缓和的多。
2．氧化反应
(1)燃烧
①化学方程式：CH3CH2OH＋3O2eq \(――→,\s\up9(点燃))2CO2＋3H2O。
②现象：产生淡蓝色火焰，放出大量的热。
(2)催化氧化——催化剂可以是Cu或Ag。
①化学方程式：2CH3CH2OH＋O2eq \(――→,\s\up9(催化剂),\s\d9(△))2CH3CHO＋2H2O。
②乙醛的结构简式为CH3CHO，官能团称为醛基，可以写为或—CHO。乙醛在适当条件下可被O2氧化为乙酸，化学方程式为
2CH3CHO＋O2eq \(――→,\s\up9(催化剂),\s\d9(△))2CH3COOH。
(3)与强氧化剂反应
反应原理：CH3CH2OHeq \(――――――――→,\s\up9(KMnO4（H＋）),\s\d9(或K2Cr2O7（H＋）))CH3COOH。
3．乙醇的用途
(1)用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料。
(2)用作生产医药、香料、化妆品、涂料等的化工原料。
(3)医疗上常用体积分数为75%的乙醇溶液作消毒剂。
微点拨：(1)酒类产品标签中酒精度是指乙醇的体积分数。白酒一般在25%～68%，啤酒一般在3%～5%。
(2)乙醇进入人体后，会在肝中通过酶的催化作用被氧化为乙醛和乙酸，最终被氧化为CO2和H2O。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)乙醇是良好的有机溶剂，可以用来萃取溴水中的溴。( )
(2)—OH与OH－中电子数相同。( )
(3)可以用Na检验乙醇中是否含有水。( )
(4)乙醇在Cu的催化作用下，可以直接被O2氧化为乙酸。( )
(5)酒精度为42°的白酒是指乙醇的质量分数为42%。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
2．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
[答案] D
3．已知某物质的结构简式为，该物质含有的官能团有_______________________(写名称)。
[答案] 碳碳双键、氯原子、羟基、醛基
乙醇的主要性质探究
1．乙醇与Na反应实验探究
根据上述装置图，思考探究
(1)上述实验的现象：
①钠开始沉于试管底部，最终慢慢消失，产生无色可燃性气体；
②烧杯内壁有水珠产生；
③向烧杯中加入澄清石灰水不变浑浊。
(2)上述实验发生反应的方程式为2C2H5OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑。
(3)乙醇与Na反应和水与Na反应的剧烈程度有什么差异？得出什么结论？
[答案] 乙醇与Na反应比水与Na反应平缓。乙醇羟基中的氢原子比水中氢原子的活泼性差。
2．乙醇的催化氧化实验探究
实验步骤：
向一支试管中加入3～5 mL乙醇，取一根10～15 cm长的铜丝，下端绕成螺旋状，在酒精灯上灼烧至红热，插入乙醇中，反复几次，观察反应的现象，小心地闻试管中液体产生的气味(如图)。
(1)实验现象：
①灼烧至红热的铜丝表面变黑，趁热将铜丝插入乙醇中，铜丝立即又变成红色；
②能闻到一股不同于乙醇的强烈的刺激性气味。
(2)实验结论：
①铜在反应中起催化剂的作用，
②乙醇被氧化成乙醛，
③乙醇催化氧化的化学方程式为2CH3CH2OH＋O2eq \(――→,\s\up9(Cu),\s\d9(△))2CH3CHO＋2H2O。
1．乙醇与钠反应的位置和方式
，①处O—H键断开
2CH3CH2Oeq \x(H＋2Na)―→2CH3CH2ONa＋H2↑
微点拨：(1)乙醇与钠的反应比水与钠的反应要缓和得多，这说明乙醇分子羟基中的氢原子不如水分子中的氢原子活泼。
(2)1 ml乙醇与足量钠反应，产生0.5 ml H2，该关系可延伸为1 ml羟基(—OH)跟足量钠反应产生0.5 ml H2。
2．乙醇催化氧化的过程
(1)将弯成螺旋状的铜丝灼烧，铜丝表面变黑色。
反应方程式为2Cu＋O2eq \(=====,\s\up9(△))2CuO。
(2)将灼烧后的铜丝插入乙醇中，铜丝表面由黑变红。
总方程式2C2H5OH＋O2eq \(――→,\s\up9(Cu),\s\d9(△))2CH3CHO＋2H2O。
3．醇的催化氧化
(1)凡是含有R—CH2OH(R代表烃基)结构的醇，在一定条件下都能被氧化成醛；
2R—CH2OH＋O2eq \(――→,\s\up9(催化剂),\s\d9(△))2R—CHO＋2H2O。
1．乙醇分子中的各种化学键如图所示，关于乙醇在各种反应中断裂键的说明不正确的是( )
H⑤CHH④CH③H② O ①H
A．和金属钠反应时断裂①
B．在铜或银催化共热下与O2反应时断裂①和③
C．在铜或银催化共热下与O2反应时断裂①和⑤
D．在空气中完全燃烧时断裂①②③④⑤
C [乙醇与钠反应生成乙醇钠，是羟基中的O—H键断裂，A正确；乙醇催化氧化成乙醛时，断裂①和③化学键，B正确，C错误；乙醇完全燃烧时，化学键全部断裂，D正确。]
2．某有机物的结构简式为。下列关于该有机物的叙述中，不正确的是( )
A．能与金属钠发生反应并放出氢气
B．能在催化剂作用下与H2发生加成反应
C．不能使酸性KMnO4溶液褪色
D．在铜作催化剂条件下能发生催化氧化反应生成醛
C [该有机物分子中含有、—OH两种官能团，其中—OH能和Na反应放出H2，—CH2OH能在铜作催化剂条件下发生催化氧化反应生成醛基；能使酸性KMnO4溶液褪色，能在催化剂作用下与H2发生加成反应。故C不正确。]
3．某化学反应过程如图所示，由图得出的下列判断错误的是( )
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．生成物是乙醛
A [乙醇被氧化成乙醛，发生了氧化反应，A错误；在反应中铜(红色)被氧气氧化为氧化铜(黑色)，然后氧化铜又被乙醇还原为铜，因此反应中有“红→黑→红”颜色交替变化的现象，B正确；根据以上分析可判断铜是此反应的催化剂，C正确；根据以上分析可知生成物是乙醛，D正确。]
4．下列醇能在Cu催化下发生氧化反应且产物不是醛的是( )
B [A、B、C、D项中与羟基相连的碳原子上氢原子的个数依次为2、1、0、2，故A、D项中的醇能在Cu催化下发生氧化反应生成醛，B项中的醇能在Cu催化下发生氧化反应生成酮，C项中的醇不能发生催化氧化反应，B符合题意。]
[素材一]
1．人际交往中美酒必不可少。但研究表明50%～60%的交通事故与酒后驾驶有关，交警对驾驶员进行呼气酒精检测的原理是橙红色的酸性重铬酸钾溶液与呼出的酒精迅速反应生成蓝绿色的Cr3＋，。
2．“固体酒精”也称固化酒精，因使用、运输和携带方便，燃烧时对环境的污染较少，与液体酒精相比比较安全，作为一种固体燃料，广泛应用于餐饮业、旅游业和野外作业等。
固体酒精也被称为“酒精块”或固体燃料块。固体酒精并不是固体状态的酒精(酒精的熔点为－117.3 ℃，纯净物常温下是液体)，而是将工业酒精(主要成分为乙醇，CH3CH2OH)中加入凝固剂[可使用(CH3COO)2Ca]使之成为固体形态。
[素材二]
聚乙二醇滴眼液的商品标签部分信息如图所示(乙二醇的结构简式为HOCH2CH2OH)。
聚乙二醇滴眼液
[成分] 主要成分：聚乙二醇，丙二醇
[适应症] 用于暂时缓解由于眼睛干涩引起的灼热和刺痛症状
[用法用量] 根据病情需要滴眼，每次1～2滴，使用前摇匀
[注意事项] 如发生溶液变色或浑浊，请勿使用，为避免污染，请勿接触滴嘴
[药理作用] 属高分子聚合物，具有亲水性和成膜性，在适宜浓度下，能起类似人工泪液的作用
[贮藏] 室温保存
1．根据素材一：
(1)酒精检测仪检测酒精含量，利用了乙醇的哪些性质？
(2)乙醇还有哪些重要用途？
提示：(1)利用酒精检测仪检测酒精含量，利用了乙醇的挥发性和还原性。
(2)乙醇还被用作燃料、溶剂、消毒剂(75%的乙醇溶液)等。
2．根据素材一：将铜制火锅置于固体酒精的火焰上灼烧，发现锅底并未变黑，试结合有关知识加以解释。写出有关的化学方程式。
提示：铜在空气中加热时会被氧化为黑色的氧化铜，但是氧化铜可以被挥发出的乙醇还原重新反应生成铜。故铜锅底未变黑。
2Cu＋O2eq \(=====,\s\up9(△))2CuO，CuO＋CH3CH2OHeq \(――→,\s\up9(△))Cu＋CH3CHO＋H2O
3．根据素材二：
(1)乙二醇和丙二醇属于什么关系？
(2)乙二醇能与金属钠反应吗？若能反应试写出该反应的化学方程式。
提示：(1)乙二醇与丙二醇的结构相似，组成上相差一个CH2，互为同系物，不是同分异构体。
(2)乙二醇含有羟基，能与金属钠反应生成氢气，据此可以写出反应的化学方程式：
2Na＋HOCH2CH2OH―→NaOCH2CH2ONa＋H2↑
通过素材一与素材二，让学生了解酒精的用途，培养“宏观辨识与社会责任”的核心素养。
1．下列有机物中，不属于烃的衍生物的是( )
A．B．CH3CH2NO2
C．CH2===CHBr D．CH2===CH2
D [可看作甲苯分子中的一个H被Cl取代；CH3CH2NO2可看作CH3CH3分子中的一个氢原子被硝基取代；CH2===CHBr可看作CH2===CH2分子中的一个H被Br取代；只有CH2===CH2属于烃，不属于烃的衍生物。]
2．有机物Ⅰ和Ⅱ的结构式如图，下列说法中不正确的是( )
A．Ⅰ和Ⅱ是同分异构体
B．Ⅰ和Ⅱ的物理性质有所不同
C．Ⅰ和Ⅱ的化学性质相同
D．Ⅰ和Ⅱ含C的质量分数相同
C [Ⅰ和Ⅱ的分子式相同、分子结构不同，互为同分异构体；同分异构体不仅物理性质有差异，化学性质也有差异，Ⅰ属于醇类，Ⅱ属于醚类，二者化学性质有所不同；同分异构体分子中各元素的质量分数相同，故C错误。]
3．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Na反应
A．只有①②③ B．①②③④
C．只有①②④ D．只有①③④
B [丙烯醇分子中含有羟基和碳碳双键两种官能团，能发生加成反应、氧化反应、燃烧及与金属钠反应。]
4．下列说法正确的是( )
A．羟基与氢氧根离子有相同的化学式和电子式
B．乙醇的官能团是—OH，可与NaOH溶液发生中和反应
C．常温下，1 ml乙醇可与足量的Na反应生成11.2 L H2
D．已知乙醇的结构式如图所示，则乙醇催化氧化时断裂的化学键为①③
D [羟基的电子式为，氢氧根离子的电子式为，故A错误；乙醇的官能团是—OH，乙醇属于非电解质，不能电离出H＋，不能与NaOH溶液发生中和反应，故B错误；1 ml乙醇可与足量的Na反应生成0.5 ml H2，在标准状况下的体积为11.2 L，常温下H2的体积大于11.2 L，故C错误；乙醇催化氧化时，断裂的是羟基上的氢氧键和与羟基相连的碳原子上的碳氢键，断裂的化学键为①③，故D正确。]
5．(素养题)化学兴趣小组的同学们设计了如图装置验证乙醇催化氧化的产物(加热仪器、夹持装置已略去)。
已知：乙醇的沸点为78 ℃，易溶于水；乙醛的沸点为20.8 ℃，易溶于水。
(1)乙醇催化氧化反应的化学方程式是________________________________
________________________________________________________________。
(2)实验时上述装置中需要加热的是________(填序号，下同)，其中应该先加热的是________，为使装置A中的乙醇成为蒸气，最简单的加热方法是________________________________________。
(3)实验室制取氧气的化学方程式是__________________________________
________________________________________________________________。
(4)实验开始后，装置B中能观察到的现象是_________；装置C中能观察到的现象是___________，由此得出的结论是____________________。
(5)装置E的作用是________________，能初步判定反应后有乙醛生成的依据是__________________________________。
(6)装置D中的药品是________，其作用是___________________________
________________________________________________________________。
[解析] (1)乙醇催化氧化反应的化学方程式为2CH3CH2OH＋O2eq \(――→,\s\up9(Cu),\s\d9(△))2CH3CHO＋2H2O。
(2)乙醇催化氧化反应的条件为加热，故B处需要加热，实验中还需要乙醇气体，故A处也需要加热；为避免浪费原料，实验中应先加热B装置；为使乙醇变为蒸气，最简单的方法是水浴加热，且水浴加热时乙醇受热均匀，可以获得平稳的乙醇气流。
(3)实验室制备O2的化学方程式为2KClO3eq \(=====,\s\up9(MnO2),\s\d9(△))2KCl＋3O2↑。
(4)实验开始后，Cu先变为CuO，CuO再和乙醇气体反应生成Cu、乙醛和水，所以B中可以看到红色的铜丝先变黑，再变红；反应中有水生成，则可以看到C中的无水CuSO4粉末变为蓝色。
(5)E的作用为吸收乙醛，乙醛易溶于水，装置E中导管没有插入液面以下，可以防止倒吸；乙醛具有刺激性气味，所以可以根据气味来判断是否有乙醛生成。
(6)D中的药品应该是碱石灰，因为E中盛有水，水蒸气会沿导管进入C中，影响对产物中水的检验，所以D的作用是防止外界的水蒸气进入C中使无水CuSO4粉末变蓝。
[答案] (1)2CH3CH2OH＋O2eq \(――→,\s\up9(Cu),\s\d9(△))2CH3CHO＋2H2O
(2)AB B 水浴加热
(3)2KClO3eq \(=====,\s\up9(MnO2),\s\d9(△))2KCl＋3O2↑(合理即可)
(4)铜丝由红变黑，再由黑变红 无水硫酸铜粉末变为蓝色 乙醇催化氧化反应的产物有水
(5)吸收乙醛，防止倒吸 装置E中的物质有刺激性气味
(6)碱石灰 防止外界的水蒸气进入C中使无水硫酸铜变蓝
发展目标
体系构建
1.根据乙醇的组成与结构，理解乙醇的性质及应用，培养“宏观辨识与微观探析”的核心素养。
2.了解烃的衍生物和官能团的概念，培养“宏观辨识与证据推理”的核心素养。
物质
CH3Cl
CH3CH2OH
CH2===CH2
CH≡CH
所含官能团
—Cl
—OH
—C≡C—
官能团的名称
氯原子
羟基
碳碳双键
碳碳三键