高中化学 必修第二册 人教版第三节 乙醇与乙酸1.结合实验探究,了解羟基和羧基的结构与乙醇、乙酸化学性质的关系,熟练掌握 乙醇和乙酸的化学
性质。2.能从有机物分子中所具有的官能团对有机物进行分类,并了解与官能团相对应的 典型性质。深入理解“结构决定性质”这一基本规律。
3.根据乙醇和乙酸在生产、生活中的应用,进一步认识“结构、性质、用途”之间 的关系。? ? ?1.乙醇的组成与分子结构乙醇可以看成
是乙烷分子(CH3CH3)中的一个氢原子被—OH取代后的产物,也可以 看成是水分子(H—OH)中的一个氢原子被乙基(—CH2CH3
)取代后的产物。2.物理性质3.化学性质(1)与金属钠的反应实验操作:反应方程式:2CH3CH2OH+2Na? 2CH3CH2ON
a+H2↑。实验现象:①钠粒沉于试管的底部,不熔化,表面有无色气体产生;②点燃气体,火焰 呈淡蓝色,干燥的烧杯上有液滴;③澄清石灰
水不变浑浊。(2)氧化反应a.燃烧化学方程式:CH3CH2OH+3O2? 2CO2+3H2O。现象:乙醇在空气中燃烧,产生③ 淡蓝
色????火焰,放出大量的热。b.催化氧化实验操作:?反应方程式:2CH3CH2OH+O2? 2CH3CHO+2H2O。实验现象:
红色的铜丝? 变为黑色? 变为红色,并闻到刺激性气味。c.被强氧化剂氧化乙醇也能与酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液反应,被氧化成
乙酸。乙醇? 乙酸类似反应可用来检查司机是否酒后驾车。知识归纳????(1)乙醇催化氧化过程的反应机理:?(2)醇的催化氧化规律a
.与羟基(—OH)相连的碳原子上有两个或三个氢原子的醇,被氧化生成醛。2RCH2OH+O2? 2RCHO+2H2O反应原理:2Cu
+O2? 2CuO;RCH2OH+CuO? RCHO+H2O+Cu。b.与羟基(—OH)相连的碳原子上有一个氢原子的醇,被氧化生成
酮。?+O2??+2H2O反应原理:2Cu+O2? 2CuO;?+CuO??+H2O+Cu。c.与羟基(—OH)相连的碳原子上没有
氢原子的醇,在通常情况下不能被氧化。4.乙醇的用途(1)用作酒精灯、内燃机等的燃料。(2)用作化工原料。(3)医疗上常用体积分数为
75%的乙醇溶液作消毒剂。? ?1.乙酸的组成和分子结构2.乙酸的物理性质3.乙酸的化学性质(1)弱酸性乙酸是一种重要的有机酸,属
于一元弱酸。乙酸在水中的电离方程式为CH3COOH ? CH3COO-+H+,其酸性比碳酸⑤ 强????,具有酸的通性。a.能使紫
色石蕊溶液变红。b.与活泼金属反应放出氢气:2CH3COOH+Zn? (CH3COO)2Zn+H2↑。c.与碱发生中和反应:CH3
COOH+NaOH? CH3COONa+H2O。d.与碱性氧化物反应:CaO+2CH3COOH? (CH3COO)2Ca+H2O。
e.与某些弱酸盐反应:CaCO3+2CH3COOH? (CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑,此反应证明乙酸的酸性强于碳酸。a.
乙酸与乙醇反应的化学方程式为?+CH3CH2OH? ?+H2O,这种酸与醇反应生成酯和水的反应叫做酯化反应,酯化反应属于取代反应。
b.乙酸和乙醇的反应机理?? ?+H2O,即酯化反应的实质是“酸脱羟基醇脱氢”。4.酯类(1)酯类的一般通式可写为?,官能团为酯基
(?,或写作—COOR)。(2)酯化反应(2)乙酸乙酯难溶于水,具有香味,在一定条件下能与水发生水解反应,得到乙酸和乙 醇。低级酯
具有一定的挥发性,有芳香气味,密度一般比水小。可用作饮料、糖 果、化妆品中的香料或有机溶剂。? 1.官能团(1)概念:决定有机化合
物的化学特性的原子或原子团。(2)常见的有机化合物类别、官能团和代表物2.烃的衍生物(1)概念: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。(2)烃基:烃分子失去一个氢原子后所剩余的部分叫烃基,一般用—R来表示。如—CH3叫甲基,—CH2CH
3叫乙基。(3)对烃的衍生物的理解:烃的衍生物分子一般可看成是烃基和官能团相互结合组 成的。如乙醇分子可看成由乙基和羟基组成:CH
3CH2 ? OH;乙醛分子可看成由甲基和醛基组成:?;乙酸分子可看成由甲基和羧基组成:?。?判断正
误,正确的画“√”,错误的画“?”。1.乙醇分子中各化学键如图,当乙醇在铜催化下和O2反应时,键①③断裂,生成乙醛; 和乙酸、浓硫
酸共热时,键②断裂,发生酯化反应?(????? )?提示:乙醇被氧化为乙醛,断键为①和③;与乙酸发生酯化反应,应断键①。2.将一小
块钠缓慢放入装有乙醇的试管内,钠先沉在试管底,钠粒表面出现大量气 泡,但钠没有熔化成小球,反应一段时间后,钠粒逐渐浮起。甲同学认为
最终钠粒浮 起是生成的氢气产生浮力所致;乙同学认为是生成的乙醇钠增大了溶液的密度所 致。丙同学提出,可通过加入过量的金属钠来判断甲
、乙两位同学的观点哪个正确。丙同学的提议正确?( √ )提示:若乙同学观点正确,则当加入过量钠粒时,加入的钠粒会浮起;若甲同学观点
正 确,则加入的过量钠粒最终会下沉到试管底。3.乙醇的官能团是OH-,乙醇和乙酸的酯化反应属于取代反应?(????? )提示:乙醇
的官能团是羟基(—OH),不是OH-;乙醇和乙酸的酯化反应属于取代反 应。4.“酒香不怕巷子深”体现了乙醇的还原性?(?????
)提示:“酒香不怕巷子深”体现了乙醇有特殊香味且易挥发的性质。5.乙醇、乙酸均能与钠反应放出H2,说明乙醇和乙酸均呈酸性?(???
?? )提示:乙醇是非电解质,呈中性;乙酸是一种弱酸,呈酸性。6.制取乙酸乙酯时,适当增加乙醇的用量,可使乙酸完全反应?(????
? )提示:酯化反应是可逆反应,不能进行到底。7.制备乙酸乙酯时可用热的NaOH溶液收集产物,以除去产物中混有的乙酸? (??
??? )提示:乙酸乙酯在NaOH溶液中发生水解反应,应选用饱和Na2CO3溶液除去产物中混有的乙酸。8.乙烯的官能团是碳碳双键,
乙烷的官能团是碳碳单键?(????? )提示:乙烷分子中没有官能团。《齐民要术》对我国传统的酿酒方法有较详细的叙述。若以淀粉为原料
进行酿 酒,控制相关的条件,随着反应的进行,会发生如下物质转化:淀粉?葡萄糖?乙醇?乙酸酒除了用于制作各类酒精饮料外,在人们日常生
活的其他方面也有着广泛的应 用。如在焊接铜器、银器时,其表面会生成黑色的氧化膜,工匠们会先把铜器、银 器放在火上烧热,然后马上将烧
热的铜器、银器蘸一下酒,它们就会光亮如初。在 铜器、银器表面由黑色重新变光亮的过程中,乙醇则变成了乙醛。问题1.在酿酒过程中,人们
一般通过测量溶液pH的方法来控制酿造进程。根据反应原 理分析酿酒过程中溶液pH的变化与溶液中乙醇含量的变化存在一种怎样的关系?提示
:由葡萄糖转变为乙醇的反应为C6H12O6? 2C2H5OH+2CO2↑,CO2溶于水生成碳酸,所以在酿酒过程中,随着乙醇含量的增
加,溶液pH将减小,若溶液pH出现 显著下降,则可能是乙醇被氧化成了乙酸,此时溶液中乙醇的含量反而下降。2.在上述银器、铜器由光亮
转变为黑色,然后插入酒中后又重新变光亮的过程中, 铜、银在乙醇被氧化为乙醛的反应中起到了什么作用?在这一转变过程中,乙醇又 起到了
什么作用,表现了什么性质?提示:反应中铜、银的质量和化学性质没有改变,所以铜、银是乙醇被氧化为乙醛 反应的催化剂;反应中乙醇被氧化
,所以乙醇是还原剂,表现了还原性。3.根据乙醇催化氧化的实质,推测?的催化氧化产物是什么,?能发生催化氧化吗?提示:因为乙醇催化氧
化的实质是?+O?O?+2H2O,故?的催化氧化产物为?,而分子中与羟基相连的碳原子上无氢原子,所以该物质不能发生催化氧化。?乙醇
的化学性质1.乙醇、水与Na反应的比较(1)钠与水反应的速率比乙醇快,水分子中的氢原子比乙醇羟基中的氢原子活泼。(2)钠与水反应时
熔化成光亮的小球,而与乙醇反应时不熔化,钠与水反应单位时间 内放出的热量比与乙醇反应单位时间内放出的热量多。(3)钠与水反应时浮在
水面上,而与乙醇反应时沉在乙醇下,密度大小顺序为水>钠> 乙醇。?反应的化学方程式为2CH3CH2OH+O2? 2CH3CHO+2
H2O,反应中Cu作催化剂。2.乙醇催化氧化的机理传说古时候山西省有个酿酒高手叫杜康。他儿子黑塔也学会了酿酒技术。后来, 他们从山
西迁到镇江,黑塔觉得酿酒后把酒糟扔掉可惜,便把酒糟泡在水缸里。到 了第二十一日的酉时,一开缸,一股浓郁的香气扑鼻而来。黑塔忍不住尝
了一口,酸 酸的,味道很美。黑塔急忙将此事告诉了父亲杜康,杜康为此琼浆起名为“醋”。 现在醋已成为生活中重要的调味品,烧鱼时常加点
醋和酒,这样鱼的味道就变得无 腥、香醇,特别鲜美。问题1.烹制鱼时,添加一些醋和酒,能够使鱼肉更加美味,利用所学化学知识解释其原
理。提示:醋中的乙酸和酒中的乙醇会发生酯化反应生成乙酸乙酯,乙酸乙酯是无色透 明液体,具有芳香气味。在一定程度上可以起到提香的作用
。2.实验室中可以利用下面装置制取乙酸乙酯,根据所学知识回答相关问题。?(1)试管内乙酸、乙醇、浓硫酸的加入顺序是怎样的?(2)装
置中长导管的作用是什么?为什么导气管末端没有伸入液面以下?(3)饱和Na2CO3溶液的作用是什么?提示:(1)先加入乙醇,然后加入
浓硫酸,最后加乙酸。(2)长导管能起到导气和冷凝的作用。导气管末端未伸入液面以下是为了防止倒吸。(3)①与挥发出来的乙酸发生反应,
生成可溶于水的乙酸钠;②溶解挥发出来的乙醇; ③乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中的溶解度较小,液体分层,便于得到乙酸乙酯。3.在酯化反应实验中为什么加热温度不能过高?已知乙酸乙酯的沸点为77 ℃,可以 怎样改进实验装置以提高乙酸乙酯的产率?提示:加热温度不能过高是为了减少乙酸和乙醇的挥发,提高乙酸和乙醇的转化率。可以将实验的加热装置改为水浴加热。?酯化反应实验中的注意事项(1)防暴沸:反应试管中常加入几片碎瓷片或沸石。(2)浓硫酸的作用:催化剂、吸水剂。(3)试剂的添加顺序:不能先加浓硫酸,以防止液体飞溅;通常的顺序是乙醇→浓硫酸 →乙酸。(4)酯的分离方法:通常用分液漏斗进行分液。 |
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