高中化学专题3有机化合物的获得与应用第2单元食品中的有机化合物第1课时教学案苏教版必修2.docx
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高中化学专题3有机化合物的获得与应用第2单元食品中的有机化合物第1课时教学案苏教版必修2
第1课时 乙 醇
[学习目标定位] 1.会写乙醇的分子式、结构式、结构简式。
2.知道官能团的概念，知道乙醇的官能团是—OH。
3.知道乙醇中—OH上的氢可以被金属置换，会写相关反应的化学方程式。
4.知道乙醇催化氧化生成乙醛以及反应中的断键和成键情况，会写相关反应的化学方程式。
一、乙醇与金属钠的反应
1．经测定，乙醇的分子式为C2H6O，根据所学化学键知识讨论，符合该分子式的有机物有几种可能的结构式？
答案
或
2．向盛有少量无水乙醇的试管中加入一粒擦干煤油的金属钠，在试管口迅速塞上配有医用注射针头的单孔塞，检验放出气体的纯度后，点燃，并把一干燥的小烧杯罩在火焰上方，在烧杯内壁出现液滴后，迅速倒转烧杯，向烧杯中加入少量的澄清石灰水，未观察到浑浊现象。
（1）试推测被点燃的气体是什么？
答案 澄清石灰水未变浑浊，则没有二氧化碳产生，被点燃的气体是氢气。
（2）金属钠可保存在煤油（主要成分是烃）中，而金属钠与乙醇反应会放出气体，据此分析判断你写出的哪种结构式是乙醇的结构？
答案 金属钠可保存在煤油中，说明金属钠不能置换出与碳原子直接相连接的氢原子。
金属钠能与乙醇反应放出气体，说明乙醇的结构式是
而不是
（3）乙醇与钠反应的化学方程式为2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑。
（4）1mol乙醇能与过量Na反应生成0.5molH2，能否说明乙醇是哪种结构？
答案 能。
1mol乙醇能与过量Na反应生成0.5molH2，说明乙醇只能提供1molH原子，即是
中羟基上的H原子。
3．若将新切的一小块金属钠投入盛有无水乙醇的小烧杯中，可观察到的现象是钠粒沉于无水乙醇底部、不熔化成闪亮的小球、无响声、反应缓慢，由此可知反应剧烈程度不如钠与水的反应剧烈。
说明乙醇羟基上的氢原子不如水分子中的氢原子活泼。
乙醇的分子组成与结构
1．关于乙醇结构与性质方面的说法中正确的是（ ）
A．乙醇结构中有—OH，所以乙醇溶解于水，可以电离出OH－
B．乙醇能电离出H＋，所以是电解质
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
解析 A项，乙醇结构中有—OH，所以乙醇溶于水，但是不可以电离出OH－，因而显中性，错误；B项，乙醇是非电解质，错误；C项，乙醇与钠发生取代反应可以产生氢气，不是乙醇电离产生H＋，因此不能说乙醇显酸性，错误；D项，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，正确。
2．某种烃的衍生物分子式为C2H6O，下面是探讨其分子结构的过程，请回答相关问题：
（1）按价键理论，写出C2H6O可能有的结构式（用A、B、C……标明序号）______________________。
（2）取一定量的C2H6O与足量的金属钾反应，收集产生的气体，当完全反应时，C2H6O与产生的气体物质的量之比为2∶1。
①产生的气体能燃烧，火焰呈淡蓝色，燃烧产物通入无水硫酸铜，固体变蓝色；通入澄清石灰水，不变浑浊，则C2H6O与钾反应产生的气体是________；
②据实验数据，可确定C2H6O的结构式为（写自编号）________，推断过程是______________。
答案
（1）
（2）①H2 ②A n（C2H6O）∶n（H）＝1∶1，说明C2H6O分子中只有1个H能被置换，即有1个H与其他5个H的空间位置不同，故A式符合要求
解析
（1）由C2H6的结构式
不难推知：
C2H6O的可能结构有两种。
一种O原子插入C—H键之间，另一种O原子插入C—C键之间。
即
和
（2）由①可知产生的气体为H2；
②据数据分析不难推出n（C2H6O）∶n（H）＝1∶1，说明C2H6O中只有一个H能被置换为H2，而其他5个H则不能。
二、乙醇的氧化反应
1．乙醇的燃烧
化学方程式：
C2H5OH＋3O2
2CO2＋3H2O；
现象：
乙醇在空气中燃烧，发出淡蓝色的火焰，同时放出大量的热。
2．乙醇的催化氧化
实验操作
向试管里加入约3～5mL乙醇，取一根光洁的铜丝，下端绕成螺旋状，放在酒精灯上烧红，然后迅速伸入乙醇中，观察铜丝的变化，反复几次，小心的闻试管中液体产生的气味
实验现象
在每次操作过程中，铜丝先由红变黑，插入乙醇后又变为红；反复几次后，液体散发出有刺激性气味的气体
实验结论
乙醇在加热和有催化剂（如Cu或Ag）存在的条件下，被氧化生成了乙醛，化学方程式为
2CH3CH2OH＋O2
2CH3CHO＋2H2O
3.乙醇与强氧化剂的反应
（1）酸性重铬酸钾溶液遇乙醇后，溶液由橙色变为绿色，该反应可以用来检验司机是否酒后驾车。
（2）乙醇与酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液反应，被直接氧化成乙酸。
乙醇催化氧化的实质
3．
（1）把表面附有CuO的铜丝在酒精灯焰心处加热，会发现铜丝由________色变________色，铜丝在反应中起________作用。
（2）最近国外研究出一种高效的水果长期保鲜新技术：
在3℃潮湿条件下的水果保鲜室中用一种特制的低压水银灯照射，引起光化学反应，使水果贮存过程中缓缓释放的催熟剂转化为没有催熟作用的“酒”。
试回答：
写出主要反应的化学方程式：
________________________________________________，
属于________反应。
答案
（1）黑 红 催化
（2）CH2===CH2＋H2O
C2H5OH 加成
解析
（1）铜丝表面附有CuO，插入酒精灯焰心，焰心附近会有被汽化的未来得及燃烧的酒精，乙醇和CuO在加热条件下会发生反应。
（2）熟水果能释放出乙烯，乙烯能催熟水果，要水果保鲜，应把乙烯转化为乙醇，主要的反应为CH2===CH2与水在光照条件下反应生成乙醇。
4．下列四种有机物的分子式都是C4H10O，其中不能被氧化为同碳原子数醛的是（ ）
A．①和②B．②和③C．③和④D．①和④
答案 D
解析 醇分子结构中与—OH相连的碳原子上至少要有一个氢原子才能发生催化氧化反应；—OH连在链端碳原子上的醇，即R—CH2OH结构的醇，可被催化氧化为醛，亦可被强氧化剂氧化为酸。
2R—CH2OH＋O2
2R—CHO＋2H2O。
乙醇的重要性质：
与水互溶飘清香，电离水比乙醇强。
钠粒投入放氢气，催化请铜来帮忙。
1．可以检验乙醇中是否含有水的试剂是（ ）
A．无水硫酸铜B．生石灰
C．金属钠D．胆矾
答案 A
解析 无水硫酸铜若由白色变为蓝色，则能确定水的存在。
2．乙醇分子中不同的化学键如下图，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
答案 D
3．下列说法中正确的是（ ）
A．醇的官能团是羟基
B．羟基和氢氧根离子具有相同的化学式和结构式
C．在氧气中燃烧只生成二氧化碳和水的有机物一定是烃
D．乙醇与钠反应生成氢气，此现象说明乙醇具有酸性
答案 A
4．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酸性K2Cr2O7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乙醇是烃的含氧衍生物
A．②④B．②③C．①③D．①④
答案 C
解析 乙醇沸点低，易挥发，可以随呼吸呼出，故易被检测。
K2Cr2O7具有强氧化性，可以氧化乙醇，自身生成Cr3＋，说明乙醇具有还原性。
5．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
答案 C
解析 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，能在铜作催化剂条件下发生催化氧化反应生成醛；
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。
6．下列物质属于烃的衍生物的是________（填编号，下同），其中属于醇类的是______。
④
⑤CH3CHO
⑥CH3CH2CH2OH ⑦CH3COOH
答案 ②④⑤⑥⑦ ⑥
解析 烃分子的氢原子被其他原子或原子团所代替的一系列物质统称为烃的衍生物。
即烃的衍生物除了含有C、H元素之外，还含有其他元素。
[基础过关]
题组一 乙醇的分子结构
1．下列化学用语正确的是（ ）
A．乙醇的官能团：
—OH
B．乙醇的分子式：
CH3CH2OH
C．乙烯的结构简式：
CH2CH2
D．乙烯无官能团
答案 A
2．有机物Ⅰ和Ⅱ的结构式如下，下列说法中不正确的是（ ）
A．Ⅰ和Ⅱ是同分异构体
B．Ⅰ和Ⅱ物理性质有所不同
C．Ⅰ和Ⅱ化学性质相同
D．Ⅰ和Ⅱ含12C的质量分数相同
答案 C
解析 Ⅰ和Ⅱ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和Ⅱ含C的质量分数相同，12C是C的稳定同位素，所以Ⅰ和Ⅱ含12C的质量分数相同。
题组二 乙醇的性质
3．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（ ）
A．钠块沉在乙醇液面的下面
B．钠块熔化成小球
C．钠块在乙醇的液面上游动
D．钠块表面剧烈放出气体
答案 A
解析 钠的密度比乙醇的大，故A正确、C错误；钠与乙醇反应产生氢气比较缓慢，放出的热量不足以使钠熔化，故B、D错误。
4．按下图装置，持续通入X气体，可看到a处有红色物质生成，b处变蓝，c处得到液体，X气体可能是（ ）
A．H2B．CO和H2
C．NH3D．CH3CH2OH（g）
答案 D
解析 四个选项中的气体或蒸气都可还原CuO，且均有H2O产生，故都可满足a、b处的现象。
但要在c处得到液体，只有D符合，CH3CH2OH＋CuO
CH3CHO＋H2O＋Cu。
5．已知分子中含有羟基的物质都能与钠反应产生氢气。
乙醇、乙二醇（
）、丙三醇（
）分别与足量金属钠作用，产生等量的氢气。
则这三种醇的物质的量之比为（ ）
A．6∶3∶2B．1∶2∶3
C．3∶2∶1D．4∶3∶2
答案 A
解析 羟基个数与被置换的氢原子个数之比为1∶1。
三种醇与钠反应放出等量的氢气，则三种醇提供的羟基数相同，因此三种醇的物质的量之比为1∶
∶
＝6∶3∶2。
6．将等质量的铜片在酒精灯上加热后，分别插入下列溶液中，铜片质量增加的是（ ）
A．硝酸B．稀盐酸
C．Ca（OH）2溶液D．乙醇
答案 C
解析 铜片在酒精灯上加热，发生化学反应：
2Cu＋O2
2CuO，使质量增加。
当遇到硝酸和稀盐酸后，发生反应的化学方程式分别为CuO＋2HNO3===Cu（NO3）2＋H2O、CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O，反而使铜片质量减少；当遇到乙醇时发生化学反应：
CuO＋CH3CH2OH
CH3CHO＋H2O＋Cu，CuO被还原为Cu，反应前后质量不变；当遇到Ca（OH）2溶液时，CuO不与它反应，故加热后的铜片比原铜片质量增加。
题组三 乙醇的应用
7．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与水互溶，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
答案 A
解析 由于乙醇与H2O互溶不分层，故不能用分液法除去乙醇中的水。
8．为减少汽车尾气对大气造成的污染，市场上推出了使用乙醇汽油（在汽油中加入适量乙醇）的汽车。
下列叙述错误的是（ ）
A．乙醇汽油是一种化合物
B．汽车使用乙醇汽油可以减少有害气体的排放
C．乙醇充分燃烧生成CO2和H2O
D．用粮食发酵可制得乙醇
答案 A
解析 乙醇汽油属于混合物，因此A错误。
题组四 烃的衍生物的概念
9．下列有机物中，不属于烃的衍生物的是（ ）
A．
B．CH3CH2NO2
C．CH2===CHBrD．CH2—CH2
答案 D
解析
可看作甲苯分子中的一个氢原子被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分子中的一个氢原子被Br所取代的产物；只有CH2—CH2不属于烃的衍生物。
10．下列物质中可使酸性高锰酸钾溶液褪色，不能使溴水褪色的是（ ）
A．甲烷B．乙烯C．乙醇D．苯
答案 C
解析 甲烷既不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，也不能使溴水褪色；苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，能使溴水褪色；乙烯使二者都能褪色；乙醇可被酸性高锰酸钾溶液氧化而使之褪色，但不与溴水反应，不能使之褪色。
[能力提升]
11．如图是A分子的球棍模型和B分子的比例模型，回答下列问题：
（1）A和B的关系是______________________________________________________。
（2）写出A分子在催化剂存在条件下加热和氧气反应的化学方程式：
___________________。
（3）写出B分子和金属钠反应的化学方程式：
_________________________________
________________________________________________________________________。
（4）B在加热条件下能够和HBr发生反应生成溴乙烷，该反应类型是____________。
答案
（1）同系物
（2）2CH3OH＋O2
2HCHO＋2H2O
（3）2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑
（4）取代反应
解析 根据成键原则，可以判断A和B的结构简式分别是CH3OH（甲醇）和CH3CH2OH，它们结构相似，互称为同系物；它们都含—OH，甲醇和乙醇性质相似，能被氧化成相应的醛，能够与金属钠反应；根据B在加热条件下能与HBr发生反应生成溴乙烷的特点可知该反应为取代反应。
12．乙醇能与紫红色的酸性KMnO4溶液或橙色的酸性K2Cr2O7溶液反应，现象为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
乙醇最终被__________为__________。
交通警察判断某驾驶员酒后驾车的依据是驾驶员呼出的气体使检测仪中的溶液由______色变为______色。
答案 酸性KMnO4溶液褪色；酸性K2Cr2O7溶液由橙色变为绿色 氧化 乙酸 橙 绿
13．乙醇在能源、生产及日常生活等许多方面都有十分广泛的应用。
请计算：
（1）将足量乙醇与9.2g金属钠充分反应，则标准状况下生成气体的体积是________L。
（2）若一定量的乙醇和O2在密闭容器中燃烧后的产物为CO2、CO和H2O（g）。
产物依次经过浓硫酸和碱石灰使其被充分吸收，浓硫酸增重10.8g，碱石灰增重13.2g。
则氧气的物质的量是________mol，燃烧产物的平均摩尔质量是________g·mol－1。
答案
（1）4.48
（2）0.55 26.8
解析
（1）由题意：
2Na ～ H2↑
46g22.4L
9.2gV（H2）
V（H2）＝
＝4.48L。
（2）根据氢原子守恒，可得：
C2H5OH ～ 3H2O
1mol54g
n（C2H5OH）10.8g
n（C2H5OH）＝
＝0.2mol。
碱石灰增重的质量即为生成CO2的质量，故n（CO2）＝
＝0.3mol。
根据化学反应过程中碳原子守恒可得：
n（CO）＝2×0.2mol－0.3mol＝0.1mol。
根据氧原子守恒：
n（O2）＝
＝0.55mol。
产物的总物质的量n＝（0.6＋0.3＋0.1）mol＝1mol；
产物的总质量m＝（10.8＋13.2＋2.8）g＝26.8g；
产物平均摩尔质量M＝26.8g·mol－1。
14．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：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
答案 ①2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑
②CH3CH2OH＋3O2
2CO2＋3H2O
③2CH3CH2OH＋O2
2CH3CHO＋2H2O
15．有关催化剂的催化机理等问题可从“乙醇催化氧化实验”得到一些认识，其实验装置如图所示。
其实验操作为预先使棉花团浸透乙醇，并照图安装好装置；在铜丝的中间部分加热，片刻后开始（间歇性）鼓入空气，即可观察到明显的实验现象。
请回答下列问题：
（1）被加热的铜丝处发生反应的化学方程式为____________________________。
（2）从A管中可观察到的实验现象是_________________________________________
________________________________________________________________________。
从中可认识到在该实验过程中，催化剂参加了化学反应，还可认识到催化剂起催化作用时需要一定的___________________________________________________________。
（3）实验一段时间后，如果撤掉酒精灯，反应还能否继续进行？
__________________，原受热部分的铜丝有什么现象？
___________________________________________________，
其原因是___________________________________________________________。
答案
（1）2CH3CH2OH＋O2
2CH3CHO＋2H2O
（2）受热部分的铜丝随间歇性地鼓入空气而交替出现变黑、变亮 温度
（3）能 仍可看到原受热部分的铜丝交替出现变黑、变亮的现象 醇的催化氧化反应是放热反应
解析 乙醇在Cu作催化剂时发生氧化反应的机理为2Cu＋O2
2CuO（铜丝变黑）；CH3CH2OH＋CuO
CH3CHO＋Cu＋H2O（铜丝变亮）。
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