2016-2017学年高一化学必修2学案:(鲁科版)第3章-第3节饮食中的有机化合物-第1课时 含解析

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名称 2016-2017学年高一化学必修2学案:(鲁科版)第3章-第3节饮食中的有机化合物-第1课时 含解析
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资源类型 教案
版本资源 鲁科版
科目 化学
更新时间 2017-01-14 17:47:46

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第3节 饮食中的有机化合物
第1课时 乙醇
1.了解乙醇的组成、物理性质和主要应用。
2.掌握乙醇的化学性质,特别是乙醇的催化氧化。 重点
乙 醇 的 组 成 、 物 理 性 质 和 应 用
基础·初探]
1.乙醇的分子结构
2.乙醇的物理性质
颜色 状态 气味 密度 水溶性
无色 液体 特殊香味 比水小 以任意比互溶
3.乙醇的用途
(1)用做燃料。
(2)生产酒精饮料。
(3)重要的溶剂和化工原料。
(4)医院里用75%(体积分数)的乙醇溶液杀菌、消毒。
1.23 g乙醇分子中所含共价键数目为多少?
【提示】 4NA
2.乙醇能否作萃取碘水中碘的萃取剂?
【提示】 不能。因为乙醇与H2O以任意比互溶,无法分液。
题组·冲关]
1.乙醇属于(  )
A.电解质       B.非电解质
C.碱 D.酸
【答案】 B
2.植物及其废弃物可制成乙醇燃料,下列关于乙醇燃料的说法错误的是(  )
A.它是一种可再生能源
B.乙醇易燃烧,污染小
C.乙醇只能在实验室内作燃料
D.粮食作物是制乙醇的重要原料
【答案】 C
3.下列有关乙醇的物理性质的应用中不正确的是(  )
A.由于乙醇的密度比水小,所以乙醇中的水可以通过分液的方法除去
B.由于乙醇能够溶解很多有机物和无机物,所以可用乙醇提取中草药的有效成分
C.由于乙醇能够以任意比溶解于水,所以酒厂可以勾兑各种浓度的酒
D.由于乙醇容易挥发,所以才有俗语“酒好不怕巷子深”的说法
【解析】 乙醇的密度比水小,但可与水以任意比例互溶,故除去乙醇中的水不能用分液的方法,应加入生石灰,然后蒸馏。
【答案】 A
4.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.乙醇与乙烷都不发生电离
D.分子里都含6个相同的氢原子
【解析】 乙醇的结构式为CHHHCHHOH,所以分子中有三种不同的氢原子,故D项错误。
【答案】 D
乙 醇 的 化 学 性 质
基础·初探]
1.乙醇的燃烧
反应的化学方程式为:C2H5OH+3O2点燃,2CO2+3H2O。
2.乙醇与钠的反应
实验操作
实验现象 钠粒位于乙醇的下部,有无色气体产生。点燃气体,火焰呈淡蓝色,干燥的烧杯上有液珠,澄清石灰水不变浑浊
化学方程式 2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑
3.乙醇的催化氧化
实验操作 反复做几次
实验现象 灼烧至黑色的铜丝遇乙醇变为红色,闻到一种刺激性气味
化学方程式 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
1.比较金属钠分别与水、乙醇反应时,有什么不同的现象?
【提示】 (1)钠浮在水面上,钠与乙醇反应则沉在底部;(2)钠与水反应比较剧烈。
2.乙醇的催化氧化反应中有无还原反应发生?
【提示】 乙醇催化氧化的同时,氧气被还原,发生还原反应。有机化学中的氧化还原反应仍是一个完整的氧化还原反应。
合作·探究]
探究背景]
在完成“乙醇的催化氧化实验”后,某学校化学兴趣小组认为该实验方案存在着明显的缺点:
①采用闻的方法不可靠,并且不符合绿色环保实验的要求;
②其反应过程生成的水不能在实验中看到。
经查阅资料知:乙醛的沸点为20.8 ℃,与新制Cu(OH)2悬浊液在加热条件下反应能产生红色沉淀。于是他们设计了如图所示的乙醇的催化氧化实验装置。
探究问题]
1.实验开始之前的第一步操作是什么?
【提示】 实验开始之前应先进行装置的气密性检验。
2.把酒精灯一直放在铜丝部位加热,片刻后鼓动一两次气唧,观察现象;停止鼓动,片刻后观察现象。如此反复几次,该过程中可能的现象是什么?为什么?
【提示】 (1)加热时,乙醇蒸气与铜丝反应,铜丝由黑色变成红色,鼓动一两次气唧,铜丝与空气中的氧气反应生成氧化铜,变黑色;如此反复,铜丝颜色由红→黑→红,一直在变化。
(2)因为有水生成,白色的硫酸铜粉末也逐渐变为蓝色。
(3)盛有新制Cu(OH)2悬浊液的试管在鼓动气唧时有气泡产生。
3.取下盛有新制Cu(OH)2悬浊液的试管,在酒精灯上加热,试预测可能产生的现象,并解释原因。
【提示】 由于试管中含有乙醛,加热时会有红色沉淀产生。
4.某同学用医用酒精代替无水酒精做上述实验,结果没有成功,试分析可能的原因。
【提示】 医用酒精是体积分数为75%的乙醇溶液,实验失败的原因可能是其中乙醇的含量相对较少。
核心·突破]
1.钠与乙醇、水反应的比较
与水反应 与乙醇反应
反应方程式 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ 2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+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、失 沉于试管底、不熔化
结论 羟基氢的活泼性 H2O>CH3CH2OH
密度大小 ρNa<ρH2O ρNa>ρCH3CH2OH
定量计算关系 2H2O~2Na~H2 2CH3CH2OH~2Na~H2
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。
题组·冲关]
题组1 乙醇的化学性质与断裂方式
1.由乙醇的分子结构及性质可知(  )
A.乙醇分子中只含有共价键
B.乙醇在铜催化共热下与O2反应,只有O—H键断裂
C.金属钠能置换出乙醇分子中所有氢原子
D.乙醇燃烧只生成CO2和H2O
【解析】 乙醇分子结构,只有共价键无离子键,A正确;乙醇在铜催化共热下与O2反应,断裂O—H键和与氧相连C上的C—H键,B错误;金属钠只能置换出羟基上的氢原子,C错误;乙醇不充分燃烧时可生成CO,D错。
【答案】 A
2.乙醇分子中的各种化学键如右图所示,关于乙醇在各种反应中断裂键的说明错误的是(  )
A.和金属钠反应时键①断裂
B.在铜催化共热下与O2反应时断裂①和③
C.在铜催化共热下与O2反应时断裂①和⑤
D.在空气中完全燃烧时断裂①②③④⑤
【解析】 乙醇与钠反应生成乙醇钠,是羟基中的O—H键断裂,A正确;乙醇催化氧化成乙醛时,断裂①和③化学键,B正确,C错误;乙醇完全燃烧时,化学键①②③④⑤全部断裂。
【答案】 C
3.乙醇在不同的化学反应中会断裂不同的化学键,如图所示,请写出下列反应的化学方程式,并指出在反应时乙醇分子中断裂的化学键(填序号)。
(1)乙醇与金属钠反应:__________________________________;______________。
(2)在空气中完全燃烧:__________________________________;______________。
(3)乙醇的催化氧化反应:________________;______________。
【解析】 乙醇分子由于受羟基的影响,性质活泼。除了掌握乙醇的化学性质,还应理解化学反应的机理,明确化学反应与化学键的关系。
【答案】 (1)2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑ ①
(2)CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O ①②③④
(3)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O ①③
【规律总结】 乙醇分子结构与化学性质的关系
题组2 乙醇与钠的反应
4.分别将一小块钠投入下列物质中,能生成氢气,但生成氢气的速率最慢的是(  )
A.盐酸 B.稀硫酸
C.乙醇 D.水
【解析】 四种物质均能与钠反应生成氢气,但乙醇分子中羟基上的氢原子不如水中的氢原子活泼,所以钠与乙醇反应不如与水反应剧烈,而Na与酸反应要比与水的反应更加剧烈,所以生成氢气速率最慢的是乙醇。
【答案】 C
5.饱和一元醇的通式为CnH2n+1OH,4.6 g某饱和一元醇与足量金属钠反应,得到1.12 L(标准状况)的氢气。则该饱和一元醇的分子式为(  )
A.CH3OH B.C2H5OH
C.C3H7OH D.C4H9OH
【解析】 注意该反应的比例关系:2 mol饱和一元醇与足量钠反应可得1 mol H2。
设该饱和一元醇的摩尔质量为M。
2CnH2n+1OH+2Na―→2CnH2n+1ONa+H2↑
2M 22.4 L
4.6 g 1.12 L
解得:M=46 g·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】 B
6.分子式为C5H12O且可与金属钠反应放出氢气的有机化合物有(不考虑立体异构)(  )
A.5种          B.6种
C.7种 D.8种
【解析】 能与钠反应放出氢气,说明分子中含有—OH,则该分子由—C5H11和—OH构成。—C5H11有8种结构(碳架):C—C—C—C—C—、C—C—C——C、C—C——C—C、。
【答案】 D
题组3 乙醇的催化氧化
7.下列醇分子中可以被氧化生成醛的是(  )
A.CH3OH
B.(CH3)3C—OH
C.CH3—O—CH3
D.
【解析】 A项,2CH3—OH(甲醇)+O22HCHO(甲醛)+2H2O;B、D两项中与羟基相连碳上没有氢原子,不能发生催化氧化;C项中无羟基。
【答案】 A
8.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:C2H5OH+CuO CH3CHO+Cu+H2O,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】 C
9.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,其实验装置如图所示。
实验操作:预先使棉花浸透乙醇,并按如图装好,对着铜丝中间部位加热。片刻后开始有节奏(间歇性)地鼓入空气,即可观察到明显的实验现象。
请回答下列问题:
(1)被加热的铜丝处发生的反应方程式为___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在A管中可观察到___________________________________________________
________________________________________________________________________。
从中可以认识到催化剂起催化作用时________(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时需要一定的________。
(3)实验一段时间后,如果撤掉酒精灯,反应________(填“能”或“不能”)继续进行一段时间,这是因为乙醇的催化氧化反应是________。
【解析】 (1)铜丝与空气中O2发生2Cu+O22CuO,红色变成黑色,灼热的CuO又与乙醇蒸气反应,CH3CH2OH+CuOCu+CH3CHO+H2O,黑色的CuO又转化为红色的铜。
(2)由于交替不断鼓入空气,使反应连续发生,Cu与CuO交替出现转换,则红、黑也交替出现,从反应的过程中可知,催化剂铜是参加化学反应,但反应前后的质量和化学性质不变。
(3)反应一段时间后,撤去酒精灯,反应继续进行,说明该反应是放热反应。
【答案】 (1)2Cu+O22CuO,CH3CH2OH+CuOCu+CH3CHO+H2O
(2)受热部分的铜丝随间歇性地鼓入空气而交替出现变黑变红 参加 温度
(3)能 放热反应
【规律总结】  1 若醇分子中与羟基相连的碳原子上无氢原子则不能被催化氧化。
2 利用乙醇的催化氧化反应,可除去铜丝表面的CuO,且铜的质量不减少。