第3节饮食中的化学(乙醇乙酸)

【同步教育信息】一.本周教学内容：第3节饮食中的化学（乙醇、乙酸）教学目的：1.认识教材所涉及的乙醇、乙酸等重要有机化合物的组成、主要性质和主要应用。2.激发学习有机化学的兴趣，提高科学素养。二.教学重点、难点乙醇、乙酸的性质知识分析：（一）乙醇1.物理性质乙醇俗称酒精，从颜色、状态、气味、密度、熔沸点、溶解性等方面上归纳其物理性质：无色、透明、具有特殊香味的液体；比水轻；沸点为78.5℃，易挥发，能溶解许多无机物和有机物。思考：①为什么酒精灯用完后要盖上灯帽？②什么是无水酒精？工业如何制取无水酒精？③如何检验酒精中是否含水？④举例说明酒的度数表示什么意义？（解答：①酒精易挥发。②含乙醇99.5％以上的酒精；将工业酒精与生石灰混合，加热蒸馏，可以制得无水酒精。③加入硫酸铜固体，如果变蓝说明有水。④酒中乙醇的体积分数；如：1°表示100ml酒中含有1ml乙醇。）2.分子结构（1）分子式：C2H6O；结构间式：CH3CH2OH。（2）官能团－羟基乙醇分子可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基原子团取代而形成的。羟基和氢氧根的区别：名称区别羟基氢氧根电子式(略)（略）电性中性一个单位负电荷稳定程度不稳定稳定存在情况水、醇等共价化合物分子离子化合物－碱3.乙醇的化学性质（1）与钠反应结合教材实验，分析实验现象，归纳实验结论。反应方程式表示如下：2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2特别提示：①反应机理：在乙醇分子中，由于氧原子的吸电子能力比碳、氢强，使得C-O键、O-H键在一定条件下均有可能断裂。当乙醇与活泼金属反应时，O-H键断裂，氢原子相互结合生成氢气。②回忆水与钠反应的现象，对比乙醇与钠的反应现象可得如下结论：水、乙醇、钠的密度大小为：水钠乙醇水分子中的羟基氢与乙醇分子中的羟基氢相比，更活泼的是水。（2）氧化反应①燃烧氧化：乙醇在空气中燃烧，火焰为淡蓝色，并放出大量热，且产物对大气无污染，因此乙醇和甲烷一样被人们称为“绿色能源”。燃烧的化学方程式为：C2H6O+3O2→2CO2+3H2O②催化氧化：特别注意相关的几个问题实验名称、实验步骤、实验现象、实验原理（反应方程式）：2CH3CH2OH＋O2催化剂2CH3CHO+2H2O特别提示：上述反应的过程是（从断键、成键角度考虑）断开羟基中的氢氧键，形成碳氧双键；在上述整个实验中，铜的作用是催化剂；乙醛：物理性质：无色有刺激性气味的液体，密度比水小，沸点20.8℃易挥发，易与水、乙醇等互溶。结构简式：CH3CHO；官能团：－CHO。③强氧化剂氧化：乙醇具有还原性，可以被三氧化铬或重铬酸钾或高锰酸钾等强氧化剂氧化。归纳：以乙醇的催化氧化为例，分析：氧化反应去氢或加氧；还原反应加氢或去氧。思考：将一束铜丝在酒精灯外焰上烧，现象为铜丝变黑；然后再将该铜丝伸到酒精灯的焰芯中，过一会拿出铜丝，现象是铜丝由黑变红_。发生变化的原因为铜丝在外焰上烧时被氧化为氧化铜，移至焰心时，氧化铜被乙醇蒸气还原为铜。4.乙醇的主要用途（1）燃料：（原因）易燃、放热多。（2）饮料：（在体内的一系列变化）。（3）医用：（浓度、作用）75％。（4）科研：是重要溶剂、试剂和化工原料。思考：①各种酒都含有一定量的乙醇，乙醇进入人体后，经过哪些变化？②为什么说少量饮酒有益身体健康，而长期过量饮酒有害健康呢？③哪些人不宜饮酒？（解答：①先氧化为乙醛、乙酸，最终氧化为二氧化碳、和水。②略，见教材。③青少年、司机等）（二）乙酸1.物理性质乙酸俗名醋酸，是食醋的主要成分（质量分数为3％～5％）。常温下，乙酸是一种无色、有刺激性气味的液体，沸点117.9℃，熔点16.6℃。当温度低于16.6℃时，乙酸就会凝结成象冰一样的晶体，所以乙酸又称冰乙酸。乙酸能和水以任意比例混溶。乙酸在自然界中分布很广，在动物的组织内、排泄物中、血液中都存在乙酸。此外，许多微生物可以将有机物通过发酵转化为乙酸。思考：①生活中我们常用乙酸做什么用？②实验室中，当我们发现某试剂瓶中的醋酸已凝固成晶体时，如何将其取出？（解答：①做调味品、除水垢等。②将试剂瓶放入热水，待晶体熔化后倒出。）2.分子结构分子式C2H4O2；结构简式CH3COOH。官能团是－COOH，叫做羧基，可以看作是由羰基和羟基组成，它决定了乙酸的化学性质。3.化学性质（1）酸性：乙酸具有酸性，在水溶液中部分电离产生H+，是一种弱酸，但酸性强于碳酸，电离方程式可表示为：CH3COOHCH3COO-＋H+。具备酸的5条通性：①与酸碱指示剂作用：可以使紫色石蕊试液变红。②与活泼金属反应：完成2CH3COOH+Zn＝Zn(CH3COO)2+H2。③与碱中和：完成2CH3COOH＋Cu(OH)2＝Cu(CH3COO)2＋2H2O。④与碱性氧化物反应，生成盐和水⑤与盐反应：完成2CH3COOH+Na2CO3＝2CH3COONa+CO2+H2O。CH3COOH+NaHCO3＝CH3COONa+CO2+H2O。（2）酯化反应：乙酸与乙醇的反应反应的化学方程式：该实验应注意的问题：药品：①乙酸、乙醇、浓硫酸混和的顺序：先加乙醇，再缓缓加入浓硫酸和乙酸。②浓硫酸的作用：催化剂、吸水剂。③饱和碳酸钠溶液的作用：除去乙醇和乙酸，使酯便于析出。装置：①盛放反应液的试管要上倾45°角，原因主要是为了增大液体的受热面积。②导管口不能插入饱和碳酸钠溶液中，原因：防止倒吸。操作：①实验开始，用酒精灯小火、均匀的加热，而不能用大火的原因主要是：防止大量的乙醇、乙酸挥发。②实验结束后，生成的乙酸乙酯主要存在于盛饱和碳酸钠溶液的试管中，此时其中含有少量杂质乙酸、乙醇，因此闻酯的气味前，要振荡试管，解释这样做的原因：使乙酸与碳酸钠充分反应，乙醇充分溶解。归纳：酯化反应的定义：酸与醇生成酯和水的反应。反应实质：“酸脱羟基，醇脱氢”。反应特点：①反应速度较慢。②该反应为可逆反应。反应的基本类型：取代反应。4.制法和用途工业制法：（1）发酵法：淀粉水解C6H12O6发酵C2H5OH氧化CH3CHO氧化CH3COOH（2）乙烯氧化法：2CH2=CH2+O2催化剂2CH3CHO2CH3CHO+O2催化剂2CH3COOH此法优点是原料来源丰富。用途：重要的化工原料。用于生产醋酸纤维、香料、染料、医药和农药等。【典型例题】例1.下列物质不能用于从碘水中提取碘的是（）A.乙醇B.苯C.四氯化碳D.汽油（烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物）答案：A解析：乙醇与水互溶，不能分层，故A不可以；而苯、四氯化碳、汽油都不与水互溶，混和时分层，并且碘在这些有机溶剂中溶解度大于在水中，故常用苯、四氯化碳、汽油等提取碘水中的碘。点评：萃取要求萃取剂不与原溶液中的溶剂混溶。例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，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，发生反应：2Cu+O22CuO,使铜片质量增加，当遇到硝酸和盐酸后，分别溶解氧化铜，使铜片质量减少；当遇到乙醇时，发生反应：CuO＋CH3CH2OHCu+CH3CHO+H2O，CuO被还原为Cu，前后质量不变。当遇到Ca(OH)2溶液时，CuO不反应，所以加热后的铜片比原铜片质量增加。点评：本题考查无机、有机综合知识，重点是乙醇的催化氧化。例3.现有一瓶物质，为甲和乙的混合物，已知甲和乙的某些性质如下表。据此，将甲和乙分离的最佳方案是：物质化学式熔点（℃）沸点（℃）密度（g/cm3）可溶性甲C3H6O2-9857.50.93溶于水乙C4H8O2-84770.91溶于水A.萃取法B.升华法C.分馏法D.分液法答案：C解析：从给出的性质分析，其溶解性相似，排除了D选项，没有升华性质，即不可能选B又不知其它的性质，无法选择萃取剂，排除A选项，但其沸点差异较大。点评：本题重点考查分析能力和应用知识解决问题的能力，解题时要考虑仔细全面，从题给信息直接解答较困难，可采用排除法。例4.下列物质中可一次性鉴别乙酸、乙醇、苯及氢氧化钡溶液的是（）A.金属钠B.溴水C.碳酸钠溶液D.紫色石蕊试液答案：CD解析：一次性鉴别题要求所加试剂分别加入被检对象中所产生的现象要各不相同。鉴别不仅要注意化学变化现象，还要对一些物理变化产生的现象加以注意。如下表所示：被检物质现象试剂乙酸乙醇苯氢氧化钡溶液钠产生无色气体产生无色气体无明显现象产生无色气体溴水不分层不分层分层，上层为橙红色溴水褪色碳酸钠溶液产生无色气泡不分层分层产生白色沉淀紫色石蕊试液变红不分层分层变蓝通过比较可知，当加入碳酸钠溶液或紫色石蕊试液时，现象各不相同，符合题意，所以答案为CD。点评：本题着重考查了乙酸具有酸的通性。