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第三节生活中两种常见的有机物【目标导学】1．了解烃的衍生物和官能团的概念。2．掌握乙醇、乙酸的组成及主要性质。3．了解乙醇、乙酸的主要用途以及与人类日常生活和健康的关系。4．初步学会分析官能团与性质关系的方法。一、烃的衍生物1．烃的衍生物(1)概念：烃分子中的被其他原子或原子团所取代而生成的一系列化合物。(2)常见烃的衍生物：如CH3Cl、CH3CH2OH、、CH3COOH等。知识点一乙醇氢原子2．官能团(1)概念：决定有机化合物的原子或原子团。(2)常见官能团：如羟基、硝基、卤素原子—X、碳碳双键，醛基—CHO，羧基—COOH，酯基等，苯环不属于官能团。化学特性—OH二、乙醇1．物理性质2．分子结构无色液体互溶比水小挥发3.化学性质(1)与金属钠的反应(2)氧化反应：①燃烧：化学方程式：现象：乙醇在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，放出大量的热。②催化氧化：红黑红③被强氧化剂氧化：4．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。1．判断正误(1)用乙醇可以萃取溴水中的溴。()(2)乙醇分子式为C2H6O，分子中的6个氢原子完全相同。()(3)乙醇的官能团是—OH，在水溶液中可电离出OH－。()(4)乙醇与钠反应可以生成氢气，说明乙醇显酸性。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×2．将下列有机物与所含的官能团用短线连接起来。①CH3CH2ClA．硝基②B．碳碳双键③CH3CHOC．卤素原子④D．羟基⑤CH3OHE．醛基答案：①－C，②－A，③－E，④－B，⑤－D3．[双选]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．反应开始钠块沉在乙醇液面以下B．钠块熔成小球C．钠块在乙醇的液面上游动D．钠块表面有气体放出解析：钠的密度(0.97g·cm－3)大于乙醇的密度，故C错误，A正确；钠与乙醇反应缓慢，放出氢气，反应产生的热量不足以使钠块熔化，故B错误。答案：A、D问题一乙醇的结构和性质1．乙醇的结构特点2．乙醇的性质(1)乙醇的性质与键的断裂：(2)乙醇的催化氧化反应：(铜丝由红色变为黑色)，总反应的化学方程式：，反应中铜(也可用银)作催化剂。[特别提醒](1)钠与乙醇反应时，只能取代羟基氢，不能取代烃基氢。(2)除Na外，其他活泼金属如K、Ca、Mg等也能与乙醇反应生成H2。(3)利用关系2Na～2—OH～H2↑，可以判断分子中的羟基数目。例题1某实验小组用如图所示装置进行乙醇的催化氧化实验。(1)实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象，请写出相应的化学方程式_____________________________________________。在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行，说明该反应是________反应。(2)甲和乙两个水浴作用不相同：甲的作用是________；乙的作用是________。[解析](1)在乙醇的催化氧化实验中，Cu作催化剂，反应过程中，红色的Cu先生成黑色的CuO，黑色的CuO又被还原为红色的Cu，有关的化学方程式为，CuO＋。熄灭酒精灯反应仍继续进行，则说明乙醇的催化氧化反应是放热反应。(2)常温下乙醇为液体，如果要在玻璃管中进行反应则需要转化为气体，所以甲中水浴加热的目的是将乙醇汽化得到稳定的乙醇气流；而生成的乙醛在高温时为气体，所以乙装置的目的是为了将乙醛气体冷凝为液体。(3)经过反应后并冷却，a中收集到的物质有易挥发的乙醇及反应生成的乙醛和水，集气瓶中收集到的是空气中的N2及未完全反应的O2。(3)反应进行一段时间后，干燥试管a中能收集到不同的物质，它们是__________，集气瓶中收集到的主要成分是________。[答案](1)，放热(2)加热冷却(3)乙醛、乙醇、水氮气、氧气乙醇催化氧化的注意事项(1)醇能发生催化氧化的条件是连接羟基的碳原子上有氢原子。(2)在乙醇的催化氧化中，铜参与反应，但从整个反应过程来看，铜的质量、性质都不改变，起催化剂的作用。(3)醇发生催化氧化时，由于分子中去掉2个氢原子，故相应氧化产物的相对分子质量比醇小2。问题二水与乙醇中羟基氢原子的活泼性比较金属钠与水、乙醇反应的比较[特别提醒](1)乙醇可以看作是H2O(H—OH)中的一个氢原子被乙基取代后的产物，乙醇中羟基氢的活泼性比H2O中的氢弱。(2)把金属钠放入乙醇和水的混合物中，钠先和水反应，再和乙醇反应，据此可以除去乙醇中少量的水。例题2关于乙醇的说法中正确的是()A．乙醇结构中有—OH，所以乙醇溶于水，可以电离出OH－而显碱性B．乙醇燃烧生成二氧化碳和水，说明乙醇具有氧化性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[解析]乙醇不能电离出氢氧根离子，—OH和OH－是完全不同的粒子；乙醇的氧化反应表现的是乙醇的还原性；乙醇与钠反应比水与钠反应缓慢，说明乙醇分子中羟基上的氢原子不如水分子中的氢原子活泼，水呈中性，所以乙醇不显酸性。[答案]D—OH和OH－的区别题组一乙醇的组成和结构1．决定乙醇主要化学性质的原子或原子团是()A．羟基B．乙基(—CH2CH3)C．氢氧根离子D．氢离子解析：羟基是乙醇的官能团，决定其主要化学性质。答案：A2．分析比较乙烷和乙醇的结构，下列说法错误的是()A．两个碳原子以单键相连B．乙基与一个羟基相连就是乙醇分子C．乙醇与钠反应而钠与乙烷不反应D．分子里都含6个相同的氢原子解析：乙烷和乙醇的结构简式分别为CH3CH3和CH3CH2OH，由于官能团—OH的存在，使乙醇的结构和性质与乙烷不相同，乙醇分子中有3种氢原子，其中只有羟基上的氢原子与钠反应，乙烷与钠不反应，故选D项。答案：D题组二乙醇与钠的反应3．饱和一元醇的通式为CnH2n＋1OH,4.6g某饱和一元醇与足量金属钠反应，得到1.12L(标准状况)的氢气。则该饱和一元醇的分子式为()A．CH3OHB．C2H5OHC．C3H7OHD．C4H9OH解析：注意该反应的比例关系：2mol饱和一元醇与足量的钠反应可得1molH2。设该饱和一元醇的摩尔质量为M。2CnH2n＋1OH＋2Na―→2CnH2n＋1ONa＋H2↑2M22.4L4.6g1.12L解得：M＝46g·mol－1。该饱和一元醇的相对分子质量为46，由该饱和一元醇的通式CnH2n＋1OH，得等式：12n＋2n＋1＋16＋1＝46，n＝2。故该醇为C2H5OH。答案：B4．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)从结构上分析，该实验选取水和乙醚做参照物的原因是________________________________________________________。(3)丙的目的是欲证明____________，丁的目的是欲证明____________；根据丙和丁的结果，可以证明乙醇和金属钠反应的化学方程式应为________________________________________。解析：乙醇与Na反应产生的气体有两种可能：H2或O2，检验该气体，可收集后靠近明火，若能燃烧或发出爆鸣声，则该气体是H2，否则为O2。根据乙醇的结构分析可知：选取水和CH3CH2OCH2CH3做参照物的原因是它们分别含有—OH和CH3CH2—；然后再证明羟基上的氢和钠能反应，乙基上的氢与Na不能反应。答案：(1)将收集到的气体靠近酒精灯火焰点燃该气体是H2(2)乙醇分子中含有乙基和羟基，而水分子中含有羟基，乙醚分子中含有乙基(3)羟基氢可和钠发生置换反应乙基上的氢不能和钠发生置换反应2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑题组三乙醇的氧化反应5．下列乙醇的化学性质中不是由羟基所决定的是()A．跟活泼金属Na等发生反应B．在足量O2中完全燃烧生成CO2和水C．当Ag或Cu存在时跟O2发生反应生成乙醛和H2OD．乙醇被酸性高锰酸钾氧化为乙酸解析：乙醇和金属Na反应是钠置换羟基上的氢；乙醇的催化氧化原理是：羟基上的氧氢键以及与羟基相连的碳原子上的碳氢键断裂，形成；而燃烧时乙醇分子中的化学键全部断裂，不是由羟基所决定的。答案：B6．将等质量的铜片在酒精灯上加热后，分别插入下列溶液中，放置片刻，铜片质量增加的是()A．硝酸B．无水乙醇C．石灰水D．盐酸解析：铜片灼热后生成氧化铜，硝酸、盐酸能使氧化铜溶解，铜片的质量减小；乙醇可实现氧化铜到铜的转变：，铜片的质量不变；石灰水不与氧化铜反应，铜片质量增加。答案：C7．在常压和100℃条件下，把乙醇汽化为蒸气，然后和乙烯以任意比例混合，其混合气体为VL，将其完全燃烧，需消耗相同条件下的氧气的体积是()A．2VLB．2.5VLC．3VLD．无法计算解析：总体积为VL，任意比例混合，无法用化学方程式计算各自的耗氧量，直接求无法下手。如果转换思维，将乙醇的分子式改写成C2H4·H2O，然后求解即可。比较乙醇(C2H4·H2O)和C2H4完全燃烧时耗氧量相同。又知VL3VL所以乙醇蒸气和乙烯气体无论以何种比例混合，燃烧时耗氧量总是相同条件下混合气体体积的3倍。答案：C8．有关催化剂的催化机理等问题可以从“乙醇催化氧化实验”得到一些认识，某教师设计了如图所示装置(夹持装置等已省略)，其实验操作为：先按图安装好装置，关闭活塞a、b、c，在铜丝的中间部分加热片刻，然后打开活塞a、b、c，通过控制活塞a和b，而有节奏(间歇性)地通入气体。在M处观察到明显的实验现象。试回答以下问题：(1)写出A中发生反应的化学方程式：_________________________________________________________；B的作用是___________________________________；C中热水的作用是_____________________________。(2)写出M处发生反应的化学方程式为：___________________________________________________。(3)从M管中可观察到的现象为________________________，从中可认识到该实验过程中催化剂____________(填“参加”或“不参加”)化学反应，还可以认识到催化剂起催化作用需要一定的____________________。(4)实验进行一段时间后，如果撤掉酒精灯，反应______(填“能”或“不能”)继续进行，其原因是__________________________________________________________________________。解析：装置中各部分作用为：A为氧气的简易制备装置；B的作用是干燥O2；C利用水浴加热方式，可以控制乙醇蒸气的量；在M中Cu的作用下，乙醇被O2氧化成乙醛，进入F试管中。该反应为放热反应，所以撤掉酒精灯后利用放出的热量能维持反应继续进行。答案：(1)干燥O2使D中乙醇变为蒸气进入M中参加反应(2)(3)受热部分的铜丝由于间歇性地鼓入氧气而交替出现变黑、变红的现象参加温度(4)能乙醇的催化氧化反应是放热反应，反应放出的热量能维持反应继续进行(1)乙醇的官能团是—OH(羟基)，能和活泼金属钠反应，能发生燃烧和催化氧化反应。与钠反应和催化氧化反应的化学方程式分别为：(2)乙醇分子中的羟基氢原子比水分子中的氢原子活动性弱。知识点二乙酸一、乙酸1．组成及结构2．物理性质3.化学性质(1)弱