12.1 杜康酿酒话乙醇
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【知识要点】
一、乙醇
1、组成与结构:
分子式:
结构式: 结构简式: 电子式:
主要官能团:
等效氢的种类:
2、物理性质:乙醇俗称酒精,无色透明,易挥发,有特殊香味的液体,沸点78℃,与水以任意比混溶,是良
好的有机溶剂,密度比水小,医学上用体积分数为70%~75% 作消毒剂。
思考:1)如何分离水和酒精?
2)如何检测酒精中是否含水?
3、化学性质:
(1)与钠反应:(还可以与K 、Ca 、Mg 、Al 等活泼金属反应)
(2)与氢卤酸反应:
(3)氧化反应:
◆ 燃烧:
◆ 催化氧化:
【实验】在试管中加入3-5mL 无水乙醇,将铜丝烧热,
迅速插入乙醇中,反复多次,观察铜丝颜色和乙醇
气味的变化。
实验现象
将铜丝在火焰上烧热铜丝由红色变成黑色
将烧热的铜丝插入无水乙醇中铜丝由黑色变成红色,反复多次后闻到刺激性气味
(4)脱水反应:
◆分子内脱水:
◆分子间脱水:
*伯醇成醛、仲醇成酮、叔醇不能被氧化
*醇的消去反应:相邻碳上有氢的醇可以被消去。
*醇尽管能和Na反应,但不是酸(不能和氢氧化钠反应),可以由生成的氢气推出活泼氢个数,推出羟基或氧个数。
4、乙醇的用途:制燃料、饮料、香精、化工原料、有机溶剂等
5、乙醇的工业制法:
◆发酵法:含淀粉的农产品或含纤维素的木屑、植物茎秆等经一定的预处理后,经水解、发酵即可制得乙醇。
◆乙烯水化法:
例1、乙醇分子结构中,各种化学键如下图所示:关于乙醇在各种反应中断裂键的说明不正确的是
A.和浓H
2SO4共热140℃时断裂键①或④;170℃时断裂键②⑤
B.和金属钠反应时断裂键①
C.和氢溴酸反应时断裂①键
D.在Ag催化下和O2反应时断裂①③键
例2、某一元醇在红热铜丝催化作用下,最多可被空气中的氧气氧化为四种不同的醛,该一元醇的分子式可能是A.C5H12O B.C2H6O C.C3H8O D.C4H10O
一、醇类
1、概念:分子中含有和链烃基或苯环侧链上的碳结合的羟基的化合物。
2、分类:按羟基数目不同,分为一元醇、二元醇、三元醇。
3、饱和脂肪醇:
(1)结构与通式:在饱和脂肪醇中,烷烃基于羟基相连,C n H2n+2O m。
饱和一元脂肪醇的通式C n H2n+2O或C n H2n+1OH。
(2)物理性质:随着碳原子数的增加,
熔沸点:逐渐升高,一般,低级醇是液体,高级醇是固体;
溶解性:一般易溶于有机溶剂。
羟基含量越高越易溶于水;
密度:逐渐增大,但比水小。
(3)化学性质:
与活泼金属反应:
氧化反应:
燃烧:
催化氧化:
脱水反应:
4、几种重要的醇
(1)甲醇:CH3OH,最简单的饱和一元醇。
无色液体,有毒,与水、乙醇以任意比互溶,重要的化工原料,燃料。
(2)乙二醇:CH2(OH)CH2(OH),无色、粘稠、有甜味的液体,无毒,能与水、乙醇互溶。
化工原料。
(3)丙三醇:CH2(OH)CH(OH)CH2(OH),俗名甘油,无色、粘稠、有甜味的液体,无毒,能与水、乙醇互溶,吸湿性强。
重要的化工原料,护肤品。
5、醇的命名:
例3、下列物质中,不属于醇类的是
例4、下列各组物质中属于醇类,但不是同系物的是
A.C2H5OH和CH3OCH3 B.CH3OH和CH3CH(OH)CH3
C.CH3CH2OH和CH2=CHCH2OH D.CH2OHCH2OH和CH3CH(OH)CH2OH
例5、下列说法正确的是
A.乙醇分子中的氢原子均可被金属钠置换
B.烃分子中的氢原子被羟基取代后的衍生物都属于醇
C.甲醇是最简单的醇,它不能发生消去反应生成烯烃
D.某一元醇在浓硫酸存在下加热到170℃可以生成丙烯,该一元醇一定是1-丙醇
例6、丙烯醇(CH 2=CH —CH 2OH )可发生的化学反应有①加成②氧化③燃烧④加聚⑤取代
A. 只有①②③
B. ①②③④
C. ①②③④⑤
D. 只有①③④
例7、将浓硫酸和分子式为C 4H 10O 的醇共热,所得到的有机产物有
A. 14种
B. 13种
C. 7种
D. 8种
例8、今有组成为CH 4O 和C 3H 8O 的混合物,在用浓H 2SO 4作用下进行脱水反应,可能生成的其它有机物的种类为 A.3 种 B.4 种 C.7 种 D. 8 种
【巩固练习】
1.一定量的某饱和一元醇与足量的金属钠反应,可以得到2.24L 气体(标准状况下)。
将等量的该醇完全燃烧,
生成二氧化碳26.4g ,则该醇是
A .1—戊醇
B .1—丁醇
C .1—丙醇
D .2—丙醇
2.加热质量为m g 表面已氧化变黑的铜丝,立即放入下列物质中,能使铜丝变红,而且质量仍为m g 的是
A .稀硫酸
B .乙醇
C .稀硝酸
D .一氧化碳
3.以下4种有机物的分子式皆为O H C 104,其中能被氧化为含相同碳原子数目的醛的是
A .
B .
C .
D .
4.物质的量相同的下列有机物,分别在足量氧气中完全燃烧,所消耗的氧气的量相同的组是
A .乙烯、乙醇
B .丙醇、丙三醇
C .乙烷、乙二醇
D .1—丁醇、2—甲基—2—丙醇
5.乙醇与甲醚互为同分异构体,下列事实中,能说明二者结构式不同的是
A .乙醇易溶于水,甲醚不溶于水
B .在1份乙醇中加入6份浓硫酸,当加热到140℃时生成醚
C .乙醇跟金属钠反应放出氢气,甲醚则不能
D .甲醚比乙醇更易溶于油脂类物质中
6.某有机物的蒸气完全燃烧,用去3倍于其体积的氧气,产生2倍于其体积的二氧化碳(以上体积均在相同
状况下测定),则该有机物可能是
A .42H C
B .O H
C 62 C .O H C 42
D .262O H C
7.某种有机物2mol 在氧气中充分燃烧,共消耗5mol 氧气,生成二氧化碳和水各4mol ,由此可以得到的结论
是
A .该有机物分子中不含有氧原子
B .该有机物分子中含一个氧原子
C .该有机物一个分子中含2个氧原子
D .不能确定该有机物分子中是否含有氧原子及其个数
8.一定量的乙醇在氧气不足的情况下燃烧,得到CO 、CO 2和水的总质量为27.6g ,若其中水的质量为10.8g ,
则CO的质量是 A 1.4g B 2.2g C 4.4g D 2.2~4.4g
9.甲苯和甘油组成的混和物中,若碳元素的质量百分含量为60%,则氢元素的质量百分含量约为
A 5%
B 8.7%
C 17.4%
D 无法计算
10.由乙烯和乙醇蒸气组成的混和气体中,若碳元素的质量百分含量为60%,则氧元素的质量百分含量为
A 15.6% B26.7% C 30% D 无法确定
11.把一端弯成螺旋状的铜丝放在酒精灯外焰部分加热,可以看到铜丝表面变________色,这是因为生成了________。
趁热将它插入盛乙醇的试管中,发现铜丝表面变成________色,并有________气味的物质生成,反应的化学方程式为________________,该反应属于________反应类型。
12.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,选用了如下图所示的仪器(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______________。
13.怎样除去下列各物质中所含的少量杂质(括号内),写出所需试剂,分离方法及所用仪器的名称。
(1)乙烷(乙烯):________、________、________;
(2)溴乙烷(乙醇):________、________、________;
(3)溴苯(溴):________、________、________;
(4)乙醇(水):________、________、________。
14.在焊接铜漆包线的线头时,常常先把线头放在火上烧一下,以除去漆层,并立即在酒精中蘸一下,再焊接。
为什么要用酒精处理后再焊接?写出有关化学方程式。
15.A、B是不同种类的可燃物,无论A、B以任何比例混合,完全燃烧后,消耗氧气的量不变。
(1)当A、B是两种相对分子质量不等的气态无机物时,相同条件下,混合后总体积一定,满足题目要求
时,则A、B分别是________,A、B应该满足的要求是________________。
(2)当A、B是两种相对分子质量相等的有机物时,相同条件下,混合后总质量一定,满足题目要求时,则A、B分别是________和________,A、B应该满足的要求是________________。
16.饱和一元醇和醚组成的混合物3.9g,在1.01×105Pa、127℃时,以上质量的醇和醚的蒸气体积与7.8g苯蒸气相同。
该混合蒸气通过铜网氧化后得到0.05mol醛,试推测混合物是由哪种醇和醚组成?混合物中醇的质量分数是多少?
17.取1.72g由甲醇、乙醇、乙二醇组成的混合醇,完全燃烧后生成2.64g二氧化碳。
同质量的混合醇与足量金属钠反应,在标准状况下,放出560mL氢气,求混合醇中三者物质的量之比。
【提高训练】
1、能证明乙醇中含有水的试剂是
A、无水硫酸铜粉末
B、新制生石灰
C、金属钠
D、胆矾
2、能证明乙醇分子中有一个羟基的事实是
A、乙醇能溶于水
B、乙醇完全燃烧生成CO2和H2O
C、0.1mol乙醇与足量钠反应生成0.5mol氢气
D、乙醇能脱水
3、由于少数不法分唯利是图,假酒、假盐引起中毒的事件屡有发生。
下列物质误食后,不会引起中毒的是
A、BaSO4
B、NaNO2
C、CH3OH
D、P4(白磷)
4、下列物质能发生消去反应,但不能发生催化氧化的是
A. B.(CH3)2CHOH C.CH3CH2C(CH3)2CH2OH D.CH3CH2C(CH3)2OH
5、下列物质中,发生消去反应生成的烯烃只有一种的是
A、2—丁醇
B、2—甲基—丙醇
C、1—丁醇
D、2—甲基—2—丁醇
6.1,4—二氧六环是一种常见的溶剂,它可以通过下列合成路线制得:
其中的化合物C可能是
A .乙烯
B .乙醇
C .乙二醇
D .乙醚
7.由A 、B 两种有机物组成的混合物,当混合物质量一定时,无论A 、B 以任何比例混合,完全燃烧产生二
氧化碳的量均相等。
符合这一组合的条件可能有:①同分异构体; ②同系物; ③具有相同的最简式; ④含碳质量分数相同。
其中正确的是
A .①②③
B .①③④
C .②③④
D .①②③④
8、 一定质量的有机物充分燃烧后的产物通入足量石灰水中,完全吸收后经过滤,得到20g 沉
淀,滤液质量比原石灰水减少5.8g 。
该有机物可能是
A. 乙烯
B. 乙二醇
C. 乙醇
D. 乙醚
9、下4种有机物的分子式皆为C 4H 10O ①CH 3CH 2CHOHCH 3 ②CH 3(CH 2)3OH ③CH 3CH(CH 3)CH 2OH ④CH 3C(CH 3)2OH 。
其中能被氧化为含—CHO 的有机物是
A 、①②
B 、②
C 、②③
D 、③④
10、环氧乙烷(O
2-CH 2 )与乙二醇作用,控制一定的反应条件及反应物的用量比例,可生成
一系列双官能团化合物,称为多缩乙二醇醚,其后应原理可表示为:
HO ―CH 2―CH 2―OH O
CH 2-CH 2 HO ―CH 2―CH 2―O ―CH 2―CH 2―OH
HO ―CH 2―CH 2―O ―CH 2―CH 2―O ―CH 2―CH 2―OH O CH 2-CH 2 …… O
CH 2-CH 2
则该系列化合物中碳元素的质量分数最大值约为
A. 40.00%
B. 54.54%
C. 66.67%
D. 85.71%
11、质量分数不同的两种硫酸溶液,以相同质量混合时,所得混合溶液密度为ρ1;以相同体积混合时,所得混合溶液密度为ρ2;两种浓度不同的乙醇溶液,以相同质量混合时,所得混合溶液密度为ρ3;以相同体积混合时,所得混合溶液密度为ρ4。
则下列ρ1、ρ2、ρ3、ρ4大小之间关系排列正确的是
A. ρρρρ1234>>>
B. ρρρρ2143>>>
C. ρρρρ2134>>>
D. ρρρρ2314>>>
12、某有机物的结构为:CH 2=CH —OCH 3 ,它不可能具有的性质是
①易溶于水;②可以燃烧;③能使酸性KMnO 4溶液褪色;④能与KOH 溶液反应;
⑤能与NaHCO 3溶液反应;⑥能与Na 反应;⑦能发生聚合反应
A 、①⑤
B 、①④
C 、①④⑦
D 、②③④⑥⑦
13、石油中常含有少量硫醇,因而产生出令人讨厌的气味,硫醇是巯基(-SH )和链烃基相连的含硫有机物,其性质和醇类化合物有相似之处。
但由于巯基的存在,也导致硫醇有一些醇类没有的化学性质。
例如,硫醇可以和NaOH 溶液反应生成盐,再通入CO 2气体又重新生成硫醇;硫醇在空气中能被氧化。
根据以上叙述,回答下列问题:
(1)下列涉及硫醇性质的比较中,正确的是
A 、沸点:C 2H 5SH>C 3H 7SH
B 、还原性:
C 2H 5SH>C 2H 5OH
C 、水溶性:C 2H 5SH>C 2H 5OH
D 、酸性:C 2H 5SH>C 2H 5OH
(2)下列化学方程式或离子方程式错误的是
A、2 C2H5SH+2Na→C2H5SNa+H2↑
B、CH3CH2SH+NaOH→CH3CH2SNa+H2O
C、C2H5S-+H2O+CO2→C2H5SH+HCO3-
D、C2H5SH+5O2→2CO2+3H2O+SO3
(3)由乙醇制溴乙烷的反应如下:NaBr+H2SO4→NaHSO4+HBr,CH3CH2OH+HBr→C2H5Br+H2O,实验产率约为60%~65%。
已知反应物用量:NaBr固体0.24mol,C2H5OH 0.20mol,98%的浓硫酸29mL,H2O 20mL。
①若按烧瓶内液体的体积不小于烧瓶容积的1/3,不大于烧瓶容积的2/3,则反应装置中烧瓶的容积最合适的
是。
A、50mL B、250mL C、150mL
②反应过程中可能发生的副反应为。
③实验结束后,从反应混合物中分离出粗溴乙烷的方法为(写操作名称)。
④本实验溴乙烷的理论产量为g。
14、简述两种鉴别乙醇和汽油的简便方法(物理、化学方法各一种)。
方法(1): 。
方法(2): 。
15、用硫酸酸化的CrO3遇到酒精后,其颜色会从红色变为蓝绿色,人们利用这一反应可以判断司机是否酒后驾车,反应的方程式为:
CrO3+ C2H5OH+ H2SO4→Cr2(SO4)+ CH3CHO+ H2O
配平上述反应方程式,配平后的化学方程式中共有电子转移。
该反应中氧化剂是,还原剂是。
16、现有:A、CH3OH B、(CH3)3CCH2OH C、(CH3)3COH D 、(CH3)2CHOH E、C6H5CH2OH
五种有机物。
(1)能氧化成醛的是________ (2)不能消去成烯的是_________________ (3)能氧化成酮的是________(4)用系统命名法给B命名
17、取3.40g只含羟基,不含其它官能团的液态饱和多元醇,置于5.00L氧气中,经点燃,醇完全燃烧。
反应后气体体积减少0.56L。
将气体经CaO吸收,体积又减少了2.80L(所有体积均在标准状况下测定)
(1)3.40g醇中C、H、O物质的量分别为:C mol,H mol, O mol,该醇中C、H、O的原子数之比为。
(2)由以上比值能否确定该醇的分子式?。
其原因是。
(3)如果将该多元醇的任意一个羟基换成一个卤原子,所得到的卤代物都只有一种,写出该饱和多元醇的结构简式。
18、邻二卤代烷在一定条件下可转化为炔烃,反应过程如下:
试以丙醇和溴为主要试剂,写出制取1,1,2,2—四溴丙烷的有关反应的化学方程式(其他试剂可以自选,有机物写结构简式):
①_____________, ②_____________, ③_____________,④________________, ⑤______________。
19、醇中的氧原子被硫原子替代而生成的有机物称为硫醇(R -SH )。
硫醇有一定酸性,但比碳酸弱,能跟强碱溶液反应,生成无色溶液。
(1)石油中常含有少量的乙硫醇(无色液体,微溶于水)。
它的存在不但使石油分馏的汽油有讨厌的气味,
并且它的燃烧产物二氧化硫和三氧化硫既腐蚀设备,又污染环境,必须除去。
试用化学方法除去石油中的乙硫醇(简要说明,并写出有关化学方程式)。
________________。
(2)写出乙硫醇燃烧的化学方程式:________________。
20、已知:(1)2Br 通常易与碳碳双键起加成反应,但在高温下2Br 却易取代与碳碳双键直接相连的碳原子上
的氢原子:
(2)与苯环直接相连的侧链碳原子上的氢原子,在光作用下也易被溴取代:
试根据上面所叙述的知识和已学过的有关知识,设计一种由正丙苯(56H C —322CH CH CH )制取1—苯
基丙三醇(OH CHOHCHOHCH H C 256)的方法,写出各步反应的化学方程式。
①
②
③
④
⑤
21、将一定量的某饱和二元醇分成等质量的两份。
将其中的一份完全燃烧,需要16gO 2,在另一份中加入过量
的金属钠,产生4.48LH 2(标准状况)。
求这种醇的结构简式。
22、已知某化合物甲,分子中只含C 、H 、O 三种元素,其C 、H 的质量分数合计为78.4 %。
又已知甲分子中有一个碳原子,它的4 个价键分别连接在4 个不同的原子(或原子团)上,
如右图所示。
A 、B 、D 、E 为互不相同的原子或原子团。
(1) 写出甲的分子式。
(2) 写出甲的结构简式。