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第二单元食品中的有机化合物第1课时乙醇1.知道乙醇的组成、结构特征和主要性质。2.了解乙醇在日常生活中的应用。一、乙醇1.分子结构：C2H6O-OHCH3CH2OHC2H5OH2.物理性质：颜色状态密度溶解性挥发性无色液体比水小与水互溶易挥发3.化学性质：(1)和金属钠发生置换反应：沉缓慢气泡2C2H5OH+2Na2C2H5ONa+H2↑底化学方程式(2)氧化反应：①可燃性：淡蓝C2H6O+3O22CO2+3H2O点燃化学方程式②催化氧化：实验现象：_____的铜丝变_____变_____。实验结论：乙醇被氧化为乙醛，化学方程式为________________________________红色加热黑色乙醇中红色△Cu2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O③被强氧化剂氧化：乙醇乙酸酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液4.乙醇的用途：(1)用作酒精灯、火锅、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。二、醛类1.结构：含有醛基(_________或______)。2.甲醛：—CHOHCHO酚醛3.乙醛：(1)用途：制造___________等的原料。(2)催化氧化：化学方程式为___________________________乙酸、乙醇催化剂2CH3CHO+O22CH3COOH【思考辨析】1.判断正误：(1)能用分液的方法分离酒精和水的混合物。()分析：酒精与水互溶，应采用蒸馏法分离，而不是分液法。(2)乙醇分子中存在碳氧双键。()分析：乙醇分子的结构式为，分子中只存在碳氧单键，无碳氧双键。××(3)乙醇在水溶液中能电离出少量的H+，所以乙醇是电解质。()分析：乙醇在水溶液中和熔融状态下都不能导电，是一种非电解质。(4)乙醇中的羟基不如水中的羟基活泼。()分析：由金属钠分别与水和乙醇反应的剧烈程度可知，水中的羟基比乙醇中的羟基活泼。×√2.问题思考：(1)如何检验工业酒精中含少量水?分析：向工业酒精中加入少量无水CuSO4粉末，固体变蓝，说明工业酒精中含有少量水。(2)乙醇在用铜作催化剂被氧化为乙醛的过程中，为什么铜丝的颜色先由红变黑，后由黑变红呢?分析：乙醇的催化氧化过程中发生的反应为2Cu+O22CuO(铜丝由红变黑)，CH3CH2OH+CuOCH3CHO+H2O+Cu(铜丝由黑变红)，所以在该实验中，会看到铜丝先变黑后变红。△====△【知识链接】①甲醛水溶液甲醛通常以水溶液形式出现，易溶于水和乙醇，35%～40%的甲醛水溶液叫做福尔马林。甲醛是原浆毒物，能与蛋白质结合，所以福尔马林具有杀菌和防腐能力，可浸制生物标本，其稀溶液农业上常用来浸种，给种子消毒。②酚醛树脂一种合成塑料，无色或黄褐色透明固体，因电气设备使用较多，也俗称电木。具有优良的耐热性、耐燃性、耐水性、绝缘性及较好的耐酸性，但耐碱性差，机械和电气性能良好，易于切割。合成时加入不同组分，可获得功能各异的改性酚醛树脂，具有不同的优良特性，如耐碱性、耐磨性、耐油性、耐腐蚀性等。一、乙醇、水与钠反应的比较1.水、乙醇中羟基氢原子的活泼性的比较：与水反应与乙醇反应反应方程式2Na+2H2O====2NaOH+H2↑2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑反应实质水中氢原子被置换羟基氢原子被置换现象声现象有“嘶嘶”声响无声响钠变化浮、熔、游沉于水底、不熔化与水反应与乙醇反应结论羟基氢的活泼性H2OCH3CH2OH密度大小ρ(Na)ρ(H2O)ρ(Na)ρ(CH3CH2OH)定量计算关系2H2O～2Na～H22CH3CH2OH～2Na～H22.证明乙醇分子结构的方法：(1)乙醇分子可能的结构：(2)方法：足量的金属钠和一定量的乙醇完全反应，测定乙醇和氢气的物质的量之比若n(乙醇)∶n(氢气)=2∶1，说明乙醇分子中只有1个氢原子与其他5个氢原子不同，则Ⅰ式正确。若n(乙醇)∶n(氢气)=1∶3，说明乙醇分子中有6个相同的氢原子，则Ⅱ式正确。【学而后思】(1)钠和乙醇的反应是否是取代反应?提示：不是。取代反应是双向取代：即钠取代氢，氢取代钠。该反应虽然可以看作钠原子取代乙醇分子中的一个氢原子，但是产生的氢气分子中的氢原子全部来自于乙醇，不是来自于钠，所以不是取代反应。(2)同温同压下，等物质的量的乙醇和水分别与足量的钠反应，生成的气体的体积比为多少?提示：根据化学方程式：2Na+2H2O====2NaOH+H2↑，2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑，所以等物质的量的乙醇和水分别与足量的钠反应，生成的气体体积比为1∶1。二、乙醇的结构与性质1.结构特点、断键与性质的关系：2.乙醇催化氧化反应的实质：总的化学方程式：2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O，反应中铜(也可用银)作催化剂。△Cu【学而后思】(1)已知反应：CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O，则该反应的类型是什么?断裂的化学键有哪些?提示：该反应相当于HBr中的溴原子代替乙醇分子中的—OH，属于取代反应，断裂的化学键有C—O键和H—Br键。△(2)根据乙醇的催化氧化反应原理，判断催化氧化反应的产物并写出其结构简式。提示：，所以其催化氧化反应的产物的结构简式为。类型一乙醇的分子结构及其测定【典例】(2013·苏州高一检测)某中学化学兴趣小组对乙醇的分子结构进行探究，其过程如下：猜想一：乙醇结构是CH3CH2OH猜想二：乙醇结构是CH3OCH3制订并实施方案：按下图所示实验装置。测定乙醇与钠反应(放热)生成氢气的体积，并据此计算乙醇分子中能与金属钠反应的氢原子的数目。试回答下列问题：(1)指出实验装置中的错误。(2)如果实验装置和操作正确，且结论符合猜想一，则参加反应的乙醇的物质的量与产生氢气的物质的量之比可能为________________________________________________________。(3)如果实验装置和操作正确，且结论符合猜想二，则参加反应的乙醇的物质的量与产生氢气的物质的量之比可能为_________________________________________________________。(4)如果实验装置正确，实验结果为2.3g乙醇与足量金属钠反应时产生了标准状况下的氢气约0.56L，则乙醇的结构应为，理由是。(5)该实验获得成功的关键，除了需要纠正图中的装置错误以外，还需注意下列问题中的(用序号填写)。①装置的气密性良好;②实验开始前准确测定乙醇的量;③钠足量;④广口瓶中水的体积大于560mL;⑤氢气的体积测算准确。【解题指南】解答本题的关键在于清楚实验原理，即测出一定量乙醇与钠反应(放热)生成氢气的体积，并据此计算乙醇分子中能与金属钠反应的氢原子的数目，难度不大。【解析】(1)利用排水法测定生成氢气的体积，广口瓶中进气导管不应插入水中，排水导管应插到广口瓶底部。(2)若乙醇结构是CH3CH2OH，设其物质的量为1mol;当只有羟基上的氢反应，则生成0.5mol氢气;当只有甲基上的氢反应，则生成1.5mol氢气;当只有亚甲基上的氢反应，则生成1mol氢气;当甲基、亚甲基上的氢反应，则生成2.5mol氢气;当甲基、羟基上的氢反应，则生成2mol氢气;若亚甲基、羟基上的氢反应，则生成1.5mol氢气;若甲基、亚甲基、羟基上的氢全部反应，生成3mol氢气。(3)若乙醇结构是CH3OCH3，设CH3OCH3的物质的量为1mol;甲基上的氢全部反应，生成3mol氢气。(4)2.3g乙醇的物质的量为0.05mol，标准状况下0.56L氢气的物质的量为0.025mol，所以每摩尔乙醇与钠反应提供的氢原子为1mol。所以，乙醇的结构应为CH3CH2OH。(5)该实验原理是测出一定量乙醇与钠反应(放热)生成氢气的体积，并据此计算乙醇分子中能与金属钠反应的氢原子的数目，据此推断结构。气密性好才能收集到气体;乙醇的量、氢气的体积准确，定量计算结论才正确;钠足量才能保证乙醇完全反应;由于2.3g乙醇与足量金属钠反应时产生了标准状况下的氢气约0.56L，所以广口瓶中水的体积大于560mL。答案：(1)广口瓶中进气导管不应插入水中，排水导管应插到广口瓶底部(2)1∶0.5、1∶1.5、1∶1、1∶2.5、1∶2、1∶3(3)1∶3(4)CH3CH2OH1mol乙醇中只有1mol活泼氢(5)①②③④⑤【名师点评】讲解本题时应注意以下两点：(1)应加强学生对问题的分析、解答能力，尤其是对实验题的考查。答案、解题的思路往往就隐藏在题干当中，应让学生从习题中提取有用信息、理解运用信息进行解答问题。(2)加强引导学生学会解答有关实验习题的思路与方法。能够做到明确实验目的、准确理解实验原理、巧妙设计实验思路与步骤、准确记录实验现象和数据、正确分析得出结论。【变式训练】(2013·常州高一检测)甲醚和乙醇两种物质分子结构示意图如下。某学习小组的同学根据它们的分子结构和性质得出了如下结论，其中错误的是()A.乙醇和甲醚两种物质都是有机物B.等质量的乙醇和甲醚完全燃烧时，消耗的氧气相同C.乙醇和甲醚的分子结构不同，因而性质也不同D.不同的物质，元素种类和各元素原子个数一定不同【解析】选D。有机物是指含碳的化合物(碳的氧化物、碳酸、碳酸盐除外)，由题图可知乙醇和甲醚两种物质都符合定义，A项正确;乙醇和甲醚的化学式相同，故等质量的乙醇和甲醚完全燃烧时，消耗的氧气相同，B项正确;由题图可以看出，乙醇和甲醚的分子结构不同，因而性质也不同，C项正确;不同的物质，元素种类和各元素原子个数也有可能相同，例如甲醚和乙醇，元素种类和各元素原子个数均相同，D项错误。【变式备选】某校化学课外兴趣小组的学生为了验证乙醇的分子结构，设计如下实验程序：乙醇的组成元素的测定、分子式的测定、分子结构的测定。(1)他们决定用燃烧乙醇并分析产物的方法来确定乙醇中含有C、H两种元素。简要说明他们的具体操作：①证明含有氢元素的操作是。②证明含有碳元素的操作是。(2)要证实乙醇中还含有氧元素，需取得一些实验数据，这些数据应该是__________________________________________。(3)为测定乙醇分子结构，他们用了无水乙醇和金属钠反应收集生成氢气的方法，选用了如图所示的仪器(有的仪器配用双孔橡皮塞)。①装置的连接顺序是接接接接接。②由实验证明乙醇的分子结构是CH3CH2OH而不是CH3OCH3的理由是。【解析】(1)①用一干燥的小烧杯倒置在乙醇燃烧火焰上方，烧杯内壁有水珠生成，证明含有氢元素。②将内壁用澄清石灰水润湿的小烧杯倒置在火焰上方，石灰水变浑浊，证明含有碳元素。(2)通过测定乙醇及CO2和H2O的质量，若碳、氢两种元素的质量之和等于乙醇的质量，则该有机物只含碳、氢两种元素;若碳、氢两种元素的质量之和小于乙醇的质量，则该有机物一定含有碳、氢、氧三种元素。(3)①D与B组合为发生装置，通过D可向B中添加乙醇，A与C通过F连接构成量气装置，两装置通过E连接，故连接顺序为D、B、E、A、F、C。②根据Na与乙醇反应生成的H2的量，判断出只有一个氢原子与其他氢原子处于不同的位置，从而进一步确定其结构为C2H5OH而非CH3—O—CH3。答案：(1)①用一干燥的小烧杯倒置在乙醇燃烧的火焰上方，烧杯内壁有水珠生成②将内壁用澄清石灰水润湿的小烧杯倒置在火焰上方，石灰水变浑浊(2)乙醇、二氧化碳及水三种物质的质量(3)①DBEAFC②乙醇分子中有一个氢原子处于与其他原子不同的位置类型二乙醇、水与钠反应的比较【典例】为了探究乙醇和金属钠反应的原理，做了如下四个实验：甲：向小烧杯中加入无水乙醇，再放入一小块金属钠，观察现象，并收集产生的气体。乙：设法检验甲收集到的气体。丙：向试管中加入3mL水，并加入绿豆粒大小的金属钠，观察现象。丁：向试管中加入3mL乙醚(CH3CH2OCH2CH3)，并加入绿豆粒大小的金属钠，发现无明显变化。回答以下问题：(1)乙中检验气体的实验方法是，得出的结论是。(2)从结构上