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必修第二册第七章 有机化合物
第三节 乙醇与乙酸
第一课时 乙醇(俗名酒精)
教学目的:
1.通过乙醇的结构及其主要性质与应用,认识有机化合物中羟基与其性质的关系。
2.解读酒后驾车,了解乙醇的用途,增强社会责任感。
教学任务一 观察体验乙醇的物理性质
【学生活动一】请同学们闻一闻,擦一擦,阅读课本77页,结合生活常识,从以下角度归纳乙醇的物理性质。
1.颜色、状态:2.气味:
3.密度:
4.挥发性:
5.溶解性:
无色透明的液体(熔点-117℃)
有特殊的香味
密度比水小(0.789g/cm3 )
易挥发(沸点78.5 ℃), 挥发时能吸收热量。
与水以任意比互溶, 也是一种重要的有机溶剂,能够溶解多种有机物和无机物。
作饮料
作溶剂,浸泡药材
化工原料
作固体燃料
高烧病人用白酒降温
消毒剂(75%)
乙醇汽油
乙醇用途
结合生活实际说说乙醇的用途
教学任务二 探究乙醇的分子结构
【学生活动二】经测定:乙醇分子式为 C2H6O,像是乙烷分子中插入一个氧原子。请结合“碳四键、氢一键、氧两键”的成键规律写出可能的结构式?
乙醇
C2H6O
乙烷
C2H6
H—C—C—H
H
H
H
H
或
H—C—C—O—H
H H
H H
H
H— C—H
H H
C
O
H
如何设计一个可靠的实验来验证乙醇的结构呢
回顾所学知识
①钠能保存在煤油中(煤油是主要成分为C10-C16烷烃,主要含C-H键,类似于乙烷的结构)
H—C—C—H
H
H
H
H
②钠与H2O反应
H-O-H 水
推测:含C-H结构不与钠反应,含O-H与钠反应。
H—C—C—O—H
H H
H H
H
H— C—H
H H
C
O
H
a. 猜想
如何设计实验
b.实验探究
用镊子取两小块金属钠,分别放入盛水的烧杯和盛乙醇试管中,观察记录现象!
钠与水的反应 钠与乙醇反应
现象记录
结论 钠与乙醇反应的实验现象与分析——与水有相似的结构
浮:钠浮在水面
熔:熔化成小球
响:发出嘶嘶响声
游:四处游动
红:溶液加酚酞变红
钠沉在液底
没有熔化成小球
无嘶嘶响声
钠表面有较多气泡时慢慢上浮
生成物遇酚酞变红色
水>钠>乙醇
钠与乙醇反应缓慢,不如水剧烈
③反应产物比较:
都有气体及碱性物质生成
①水、乙醇、金属钠三者密度大小:
②反应剧烈程度:
任务二 探究乙醇的分子结构
1.分子式:
C2H6O
2.结构式:
H—C—C—O—H
H H
H H
3.结构简式:
氧
氢
Yang+qing= qiang
球棍模型
5.空间充填模型
4.
羟
或C2H5OH
羟基
CH3CH2OH
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,称烃的衍生物。如一氯甲烷、二氯甲烷、乙醇、1,2-二溴乙烷等。
有机概念
像这种决定有机物特性的原子或原子团叫做官能团。 碳碳双键、碳碳三键分别是烯烃、炔烃的官能团,羟基(—OH)是醇类中的官能团、卤原子是卤代烃中官能团。
H—C—C—O—H
H H
H H
H—C—C—
H
H H
名称 羟基 氢氧根
电子式
化学式
带电性
稳定性
存在
[ ]-
O H
·
·
·
·
×
·
·
×
O H
·
·
·
·
×
·
·
带负电的阴离子
电中性的原子团
稳定
不稳定,很活泼
能独立存在于溶液或离子化合物中
不能单独存在,必须与其他原子或基结合
课堂思考一 列表比较羟基与氢氧根
—OH
OH-
学习任务三、乙醇的化学性质
【学生活动三】类比水和钠的反应,判断乙醇与钠反应时断键的位置?并写出乙醇和钠反应的化学方程式。,
断键是位置
①处的O-H
2C2H5OH+2Na
2C2H5ONa+H2↑
乙醇钠,溶于水呈碱性,
计量关系: 每2mol羟基-OH与2molNa反应生成1mol H2
一、乙醇与金属钠的反应
H—C—C—O—H
H H
H H
①
②
③
④
⑤
二、乙醇的氧化反应
1.乙醇的燃烧—— 酒精常作燃料
酒精燃料飞机
固体酒精火锅
乙醇汽油
酒精灯
①现象
C2H5OH +3O2 → 2CO2+3H2O
点燃
发出淡蓝色火焰,生成二氧化碳与水,放出大量热。
【思考】如果改变氧化反应条件会发生怎样的变化?
任务三 探究乙醇的催化氧化及其产物
情境1:银匠在焊接银器、铜器时,表面会生成发黑的氧化膜。他们通常把发黑的银器、铜器在火上烧热,再马上蘸一下酒精,银器、铜器就会光亮如初!这是何原理?
a.向大试管中加入3~4ml无水乙醇。 b.取一根铜丝,下面绕成螺旋状,在酒精灯上灼烧后迅速插入乙醇,反复多次。 观察铜丝颜色变化,并小心闻试管中液体产生的气味。
总反应方程式:
2.乙醇的催化氧化
问题
1.综合在整个反应中,铜丝的作用是什么? 2.乙醇在实验中是被氧化还是被还原?
2C2H5OH +O2 2CH3CHO+2H2O
Cu或Ag
加热
实验现象:红色的铜在酒精灯上灼烧变黑色,插入到酒精溶液后又变为红色。重复多次后,酒精溶液中出现剌激性的气味。
原理:2Cu+O2 2CuO
△
Δ
C2H5OH+CuO CH3CHO+Cu+H2O
空气中加热
插入乙醇后
红色→黑色
黑色→红色
乙醛(一种具有特殊气味的液体)
乙醇发生催化氧化的反应机理动画演示
①③键
H—C—C—O—H
H H
H H
①
②
③
④
⑤
C—C
H
H H
—
H
O
催化氧化
乙醇催化氧化断键的位置是 。
醇类物质若要发生催化氧化,在结构上:
H—C—C—O—H
H H
H H
①
②
③
④
⑤
乙醇发生催化氧化拓展
跟羟基直接相连的碳原子上必顺有氢!
③没有氢则不能被氧化。
在适当的条件下,乙醛可以被氧气进一步氧化,生成乙酸。
2CH3CHO+O2 2CH3COOH
适当的条件
乙醛
乙酸
①有2个或3个氢则被氧化成醛,如CH3OH、CH3CH2CH2OH
CH3CHCH3
OH
②有1个氢则被氧化成酮,如
CH3
如 CH3C
OH
CH3
少量饮洒能促进血液循环,对身体有益。但过量饮酒会加重肝脏负担,对人体产生毒害作用。
乙醇在从体里的氧化——解读醉洒
白酒—25%~68%
红酒—12%~15%
黄酒—8%~12%
啤酒—3%~5%
酒类的酒精度
乙醇进入人体,被氧化为乙醛、乙酸,这3种有机物都对人体有刺激作用,轻微则使血管膨胀,酒后脸红。重则对肠胃有刺激作用,引发酒醉呕吐,重至麻醉昏睡。
2CH3CHO+O2 2CH3COOH
消化酶
CH3COOH+2O2 2CO2+2H2O
消化酶
2C2H5OH +O2 2CH3CHO+2H2O
消化酶
交通法规严禁酒后驾车!交警如何快速检查驾驶员是否酒后驾车呢?
学习任务四、模拟酒驾的检验
反应原理:3C2H5OH+2K2Cr2O7(橙红) +8H2SO4
3CH3COOH+2Cr2(SO4)3(暗绿)+2K2SO4+11H2O
经过硫酸酸化处理的强氧化剂K2Cr2O7的硅胶(红色)
关爱生命,严禁酒驾
演示实验:1mL酸性K2Cr2O7 、KMnO4溶液中分别加入2mL无水乙醇,观察现象。
乙酸
乙醇
KMnO4(H+)/K2Cr2O4(H+)
乙醇
乙醛
乙酸
CO2+H2O
Cu/Ag加热
O2
O2
④强氧化剂直接氧化KMnO4(H+)/K2Cr2O4(H+)
③直接燃烧O2(点燃)
有机物的认知模型
乙醇的四种氧化反应总结——
O2
②人体消化酶作用
①催化氧化
工业制乙醇
CH2=CH2+ H─OH CH3CH2OH
催化剂
加热 加压
无水乙醇
w%=99.5%以上
工业乙醇
w%= 96%以上
医用酒精
V%=75%
请问:工业酒精中常含有一定量的水份,常用什么方法来检验?采用直接蒸馏的方法能否制得无水乙醇?
第一步: 加生石灰除水 CaO+H2O=Ca(OH)2
第二步: 蒸馏,收集沸点为78.5℃的馏分。
工业酒精含甲醇(CH3OH),甲醇有毒,经口摄入0.3~1g/kg可致死,用工业酒精制售假酒犯法。
【应用】
在乙醇中加无水硫酸铜,若变蓝,则证明有水份。
乙醇
物理性质
应用
结构
化学性质
决定
反映
与金属钠反应
氧化反应
控制条件
燃烧
催化氧化
强化剂氧化
课堂小结
H—C—C—O—H
H H
H H
CH3CH2OH
或C2H5OH
2.加热质量为 a g 的铜丝至表面变黑,立即伸入下列物质中,
能使铜丝变红,而且质量仍为 a g 的是 ( )
A. 稀硫酸 B. 乙醇 C. 稀硝酸 D. 氢氧化钠溶液
B
1.下列有关乙醇的表达正确的是 ( )
A.乙醇分子中售有甲基,甲基的电子式为
B.乙醇的结构简式为C2H6O
C.乙醇分子中羟基的电子式为
D.乙醇分子的空间充填模型为
O H
·
·
·
·
·
·
·
·
C H
·
·
·
·
·
·
·
·
H
H
D
应用练习题
B.CH3CHCH3
OH
CH3
C. CH3C
OH
CH3
A.CH3CH2
OH
3.下列三种醇分别进行催化氧化实验,其中能被氧化成醛的
是 , 氧化成酮的是 ,不能被氧化的是 。
A
B
C
查阅资料 ,相关物质物理性质如下:
常压下 正丁烷 水 乙醇 乙醇-水
分子组成 C4H10 H2O CH3CH2OH 95%-5%
相对分子质量 58 18 46
沸点℃ -0.5 100 78.5 恒沸点78.1
密度 g/cm3 1 0.789
思考1:为什么水与乙醇混合,沸点保持恒定?
乙醇与水的分子间可形成氢键,形成共沸体系。
思考2:为什么沸点是 水>乙醇 > 正丁烷 ?
常压下 正丁烷 水 乙醇
氢键数/分子 0
分子间形成氢键导致水、乙醇熔沸点升高。
2
1
《本草纲目》“烧酒”条目下写道:“自元时始创其法,用浓酒和糟入甑[zèng],蒸令气上…其清如水,味极浓烈,盖酒露也。”
【应用2】
这里的“酒露”是指:
这里的“蒸”是指:
乙醇-水共沸体系
蒸馏
CH3CH2OH CH3CHO CH3COOH
氧化反应
氧化反应
乙酸乙酯
酿酒工艺中的踩窖、封窖、勾调、陈放的化学原理是什么?
【应用3】