基礎(chǔ)落實?必備知識全過關(guān)
重難探究?能力素養(yǎng)全提升
學(xué)以致用?隨堂檢測全達(dá)標(biāo)
1.了解乙醇分子的組成、結(jié)構(gòu)。通過乙醇分子的結(jié)構(gòu)模型認(rèn)識乙醇分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),體會乙醇分子中的官能團——羥基對乙醇性質(zhì)的影響,形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的思維觀念,培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的學(xué)科核心素養(yǎng)。2.了解乙醇的物理性質(zhì)和重要用途,掌握乙醇分子中所含官能團,掌握乙醇的化學(xué)性質(zhì),理解“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的思想。能依據(jù)實驗?zāi)康脑O(shè)計并優(yōu)化實驗方案,完成實驗操作,能對觀察的實驗記錄和實驗信息進行加工并獲得結(jié)論,培養(yǎng)實驗觀察能力和實驗探究能力,培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的核心素養(yǎng)。對比乙醇和水分別與鈉反應(yīng)的實驗,理解羥基的性質(zhì),體會有機物分子中原子、原子團之間的相互影響,培養(yǎng)變化觀念與平衡思想的學(xué)科核心素養(yǎng)。
[知識鋪墊]1.比較活潑、容易發(fā)生反應(yīng)并決定著某類有機化合物　　　　　的　　　　　　　　稱為官能團。2.乙醇的官能團名稱為　　　　,乙醇不能與碳酸鈣反應(yīng)。3.乙醇屬于　　　　　　　　。
[必備知識]一、乙醇的性質(zhì)1.乙醇的物理性質(zhì)
2.乙醇的分子組成與結(jié)構(gòu)
3.乙醇的化學(xué)性質(zhì)(1)氧化反應(yīng)。①【實驗1】乙醇的燃燒。
②【實驗2】乙醇的催化氧化。
③【實驗3】乙醇被強氧化劑氧化。
(2)置換反應(yīng):【實驗4】鈉與乙醇的反應(yīng)。
2CH3CH2OH+2Na ―→ 2CH3CH2ONa+H2↑
4.乙醇的用途(1)用作酒精燈、內(nèi)燃機等的燃料。(2)用作化工原料。(3)醫(yī)療上常用體積分?jǐn)?shù)為　　　　的乙醇溶液作消毒劑?！疚⑺伎肌咳绾螜z驗乙醇中是否含水???
提示 可通過向乙醇中加入無水硫酸銅(CuSO4)檢驗乙醇中是否含水,若無水硫酸銅變藍(lán),說明乙醇中有水,若無水硫酸銅不變色,則證明乙醇中不含水。
[自我檢測]判斷下列說法是否正確,正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。1.在相同狀況下,相同體積的乙醇?xì)怏w和乙烯氣體都完全燃燒,耗氧量相同。(　　)2.用乙醇作燃料會導(dǎo)致酸雨。(　　)3.乙醇能發(fā)生脫水反應(yīng)證明乙醇分子中有一個氫原子與另外氫原子不同。(　　)4.相同物質(zhì)的量的—OH和OH-含有相同的電子數(shù)。(　　)5.乙醇燃燒,乙醇分子中所有的化學(xué)鍵都斷裂。(　　)6.醫(yī)院里常用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%的乙醇溶液進行殺菌、消毒。 ( 　　)
[問題探究]為了探究乙醇和金屬鈉反應(yīng)的產(chǎn)物,某同學(xué)做了以下實驗。
(2)根據(jù)實驗現(xiàn)象分析氣體產(chǎn)物的成分。???(3)結(jié)合烷烴的性質(zhì)分析,生成的氣體產(chǎn)物與乙醇分子中的哪部分結(jié)構(gòu)相關(guān)????
提示 根據(jù)實驗現(xiàn)象和元素組成分析生成的氣體應(yīng)該是氫氣。
提示 烷烴不能與金屬鈉發(fā)生反應(yīng),因此生成的氫氣中的氫原子應(yīng)該來自羥基氫。
(1)簡要描述實驗現(xiàn)象。?
提示 放出的氣體在空氣中安靜地燃燒,火焰呈淡藍(lán)色。澄清石灰水無明顯現(xiàn)象。
[深化拓展]1.鈉與水、乙醇反應(yīng)的比較
2.乙醇與金屬鈉的反應(yīng)(1)在乙醇分子里,被鈉置換的氫是羥基中的氫,而不是乙基上的氫?？梢砸罁?jù)產(chǎn)生氫氣的量來判斷醇分子中羥基的數(shù)目。(2)除Na外,K、Ca、Mg等活潑的金屬也能置換乙醇分子中羥基上的氫原子而生成H2,如2CH3CH2OH+Ca ―→(CH3CH2O)2Ca+H2↑。
在燒瓶中放入足量的鈉,從分液漏斗中緩緩滴入一定量的乙醇,通過測量量筒中水的體積,就可知反應(yīng)生成氫氣的體積。
(1)實驗前檢驗該裝置的氣密性的實驗操作是　　　　　　。(2)有人認(rèn)為上述裝置中有空氣,所測的氣體體積應(yīng)扣除裝置中空氣的體積,才是氫氣的體積。你認(rèn)為這種說法　　　　　　(填“正確”或“不正確”)。(3)如果實驗開始前b導(dǎo)管內(nèi)未充滿水,則實驗結(jié)果將　　　　　　(填“偏大”或“偏小”)。(4)若測得有1.15 g C2H6O參加反應(yīng),把量筒c中的水的體積換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下H2的體積為280 mL,結(jié)合計算和討論得出下列結(jié)構(gòu)式中　　　　　(填“①”或“②”)正確。
答案 (1)連接好裝置,關(guān)閉分液漏斗的活塞,將右側(cè)導(dǎo)管插入水槽,微熱燒瓶,右側(cè)導(dǎo)管口若有氣泡冒出,冷卻后形成一段水柱,且一段時間內(nèi)水柱不變化,證明裝置氣密性良好 (2)不正確　(3)偏小　(4)②解析 該實驗的關(guān)鍵是準(zhǔn)確測量反應(yīng)產(chǎn)生氣體的體積,根據(jù)產(chǎn)生氣體的體積可以確定被置換的氫原子的個數(shù)。(3)中如果實驗開始前b導(dǎo)管內(nèi)未充滿水,則會使排出水的體積減小,故實驗結(jié)果偏小。(4)根據(jù)題意計算可得參加反應(yīng)的乙醇的物質(zhì)的量是0.025 ml,生成氫氣的物質(zhì)的量是0.012 5 ml,即乙醇分子中的6個氫原子所處的化學(xué)環(huán)境并不完全相同,有1個氫原子不同于其他的氫原子,從而確定乙醇的結(jié)構(gòu)式為②中所示。
規(guī)律方法　分子式為C2H6O的有機物可能的結(jié)構(gòu)簡式有兩種:CH3OCH3和CH3CH2OH。通過實驗可以確定1 ml 乙醇與足量鈉反應(yīng)可產(chǎn)生0.5 ml H2,即乙醇分子中有1個氫原子性質(zhì)與其他5個氫原子不同,因此乙醇的結(jié)構(gòu)為CH3CH2OH,該結(jié)構(gòu)中分子中含有5個碳?xì)滏I和1個氧氫鍵,說明與氧原子相連的氫原子反應(yīng)生成H2。對于CH3OCH3,分子中含有6個完全相同的碳?xì)滏I,6個氫原子性質(zhì)完全相同。
變式訓(xùn)練1下列有關(guān)金屬鈉在水中和在乙醇中的反應(yīng)情況對比正確的是(　　)A.鈉能置換出水中所有的氫,卻只能置換出乙醇里羥基中的氫B.鈉都要浮在水面上或乙醇液面上C.鈉無論與水反應(yīng)還是與乙醇反應(yīng)都要放出熱量D.鈉在乙醇中反應(yīng)更劇烈,是因為乙醇分子中含有的氫原子比水分子中的多
答案 C解析 鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣,則不能置換出水中所有的氫,故A錯誤;鈉的密度比水小,比乙醇大,故B錯誤;鈉與水、乙醇的反應(yīng)都為放熱反應(yīng),故C正確;鈉與水反應(yīng)較鈉與乙醇反應(yīng)更為劇烈,故D錯誤。
[問題探究]如圖所示為反應(yīng)中乙醇分子中可能斷裂的化學(xué)鍵。在乙醇與金屬鈉的反應(yīng)和乙醇的燃燒反應(yīng)中,上圖中的哪些化學(xué)鍵分別發(fā)生斷裂?指出乙醇與氧氣在銅作催化劑時發(fā)生反應(yīng)斷鍵的位置。
提示 乙醇反應(yīng)時斷鍵情況
[深化拓展]乙醇催化氧化的機理(1)反應(yīng)條件。加熱條件下,用金屬銅或銀作催化劑。
(3)反應(yīng)實質(zhì)。乙醇分子脫去羥基中的氫原子以及與羥基直接相連的碳原子上的一個氫原子形成碳氧雙鍵,脫下的氫原子與CuO中的氧原子結(jié)合生成H2O,使CuO重新變成Cu。該反應(yīng)中,乙醇被催化氧化。有機物的氧化反應(yīng)常見類型:①燃燒;②醇的催化氧化;③被酸性高錳酸鉀溶液氧化,如乙烯被酸性高錳酸鉀溶液氧化。有機物發(fā)生氧化反應(yīng)時,通常表現(xiàn)為去氫(分子中的氫原子減少)和得氧(分子中的氧原子增多)兩種形式。
[應(yīng)用體驗]【例2】如圖所示為某化學(xué)興趣小組設(shè)計的乙醇催化氧化及其產(chǎn)物檢驗的實驗裝置(圖中加熱儀器、鐵架臺、鐵夾等均未畫出)。
圖中A為無水乙醇(沸點為78 ℃),B為繞成螺旋狀的細(xì)銅絲或銀絲,C為無水CuSO4粉末,D為堿石灰,F為新制Cu(OH)2懸濁液。已知乙醛能與新制Cu(OH)2懸濁液在加熱條件下反應(yīng)生成磚紅色沉淀。
(1)在上述裝置中,實驗時需要加熱的儀器為(填儀器或某部位的代號)　　　　　　　　　　　　　。(2)為使A中乙醇平穩(wěn)汽化成乙醇蒸氣,常采用的方法是　　　　　　,D處使用堿石灰的作用是　　　　　　　　　　　　　　。(3)檢驗乙醇氧化產(chǎn)物時F中的實驗現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(4)E處是一種純凈物,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(5)寫出乙醇發(fā)生催化氧化的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案 (1)E、A、B、F(2)水浴加熱　防止F中的水蒸氣進入C中與無水CuSO4作用,影響產(chǎn)物水的檢驗(3)產(chǎn)生磚紅色沉淀
解析 (1)題給固體制氧氣需要加熱,乙醇變?yōu)檎魵庑杓訜?乙醇的催化氧化要加熱,乙醛和氧氣的反應(yīng)也要加熱。(2)為使A中乙醇平穩(wěn)汽化成乙醇蒸氣,常采用的方法是水浴加熱;堿石灰具有吸水作用,D處使用堿石灰可以防止F中的水蒸氣進入C中與無水CuSO4作用,否則會影響產(chǎn)物水的檢驗。(3)乙醛能和新制氫氧化銅懸濁液在加熱條件下反應(yīng)生成磚紅色沉淀,所以F中會產(chǎn)生磚紅色沉淀。(4)固體純凈物加熱制氧氣的只能是加熱高錳酸鉀制氧氣,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑。(5)乙醇發(fā)生催化氧化的化學(xué)方程式為2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O。
規(guī)律方法　1.醇能夠發(fā)生催化氧化,則分子中連接—OH的碳原子上必須要有氫原子。2.醇的催化氧化的反應(yīng)情況與跟羥基(—OH)相連的碳原子上的氫原子個數(shù)有關(guān)。
變式訓(xùn)練2下列四種有機物的分子式都是C4H10O,其中不能被氧化為同碳原子數(shù)的醛的是(　　)
A.①②B.②③C.③④ D.①④
答案 D解析 醇分子結(jié)構(gòu)中與—OH相連的碳原子上至少要有一個氫原子時才能發(fā)生催化氧化反應(yīng)?！狾H連在鏈端碳原子上的醇,即R—CH2OH結(jié)構(gòu)的醇可被催化氧化為醛:2R—CH2OH+O2 2R—CHO+2H2O。
學(xué)以致用?隨堂檢測全達(dá)標(biāo)
1.(2021北京昌平區(qū)高一期末)下列乙醇的性質(zhì)或應(yīng)用中,不體現(xiàn)乙醇還原性的是(　　)A.使酸性高錳酸鉀溶液褪色B.可燃,制備乙醇汽油C.制備乙醇鈉D.利用K2Cr2O7制作酒精檢測儀(反應(yīng)后Cr為+3價)
答案 C解析 高錳酸鉀具有強氧化性,乙醇使酸性高錳酸鉀溶液褪色,說明乙醇具有還原性,故A不符合題意;可燃,制備乙醇汽油,說明乙醇具有可燃性,反應(yīng)中作還原劑,具有還原性,故B不符合題意;制備乙醇鈉,鈉化合價升高,氫化合價降低,說明乙醇具有氧化性,故C符合題意;K2Cr2O7具有強氧化性,利用K2Cr2O7制作酒精檢測儀,+6價Cr化合價降低,變?yōu)?3價Cr,因此乙醇體現(xiàn)還原性,故D不符合題意。
2.用普通的工業(yè)酒精(含量約為96%)制取無水酒精的方法是(　　)A.蒸餾B.加濃硫酸蒸餾C.加生石灰蒸餾D.加金屬鈉蒸餾
答案 C解析 工業(yè)酒精中酒精與水易形成共沸混合物,不能直接蒸餾,故A錯誤;加濃硫酸蒸餾會生成乙醚、乙烯等物質(zhì),故B錯誤;工業(yè)酒精中酒精與水易形成共沸混合物,不能直接蒸餾,應(yīng)加CaO,CaO與水反應(yīng)后增大與乙醇的沸點差異,然后蒸餾可得到乙醇,故C正確;水、乙醇均能與金屬鈉反應(yīng),故D錯誤。
3.下列關(guān)于乙醇的說法不正確的是(　　)A.乙醇在水溶液中不能電離,所以乙醇是非電解質(zhì)B.乙醇結(jié)構(gòu)中有—OH,所以乙醇顯堿性C.乙醇分子中只有羥基上的氫原子可被鈉置換出來D.1 ml乙醇可與足量的Na反應(yīng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L H2
答案 B解析 乙醇在水溶液中不能電離,乙醇是非電解質(zhì),故A正確;乙醇的水溶液為中性,故B錯誤;乙醇分子中羥基上的氫原子比烴基上的氫原子活潑,羥基上的氫原子可被鈉置換出來,故C正確;1 ml乙醇可與足量的Na反應(yīng)生成0.5 ml H2,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是11.2 L,故D正確。
4.(2022全國高一同步練習(xí))下列方法中可以證明乙醇分子中羥基上的氫原子與其他氫原子不同的是(　　)A.1 ml乙醇完全燃燒生成3 ml水B.乙醇可以制飲料C.1 ml乙醇和足量的Na反應(yīng)得到0.5 ml H2D.1 ml乙醇被氧化可生成1 ml乙醛
答案 C解析 乙醇分子中共有6個氫原子,其中羥基上的氫原子比較特殊,A項中所有的氫原子參與反應(yīng),B項無法證明,D項中有C—H鍵參與了反應(yīng),只有C項表明羥基上的氫原子與另外5個氫原子不同。
5.如圖是A分子的球棍模型和B分子的空間填充模型,回答下列問題:(1)A和B的關(guān)系是　　　　。(2)寫出A分子在催化劑存在條件下加熱時和氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　。(3)寫出B分子和金屬鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式:　　　　　　　。(4)B在加熱條件下能夠與HBr發(fā)生反應(yīng)生成溴乙烷,該反應(yīng)類型是　　　　　　　。

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