乙 醇
【学习目标】
1、理解烃的衍生物及官能团的概念;
2、掌握乙醇的组成、分子结构与主要化学性质,了解它的主要用途;
3、通过乙醇的分子结构与化学性质的学习,充分理解官能团对性质的影响。
中国具有悠久的酒文化:
欢时-----李白说:人生得意须尽欢,莫使金樽空对月。
离时-----王维说:劝君更尽一杯酒,西出阳关无故人。
喜时-----杜甫说:白日放歌须纵酒,青春作伴好还乡。
愁时-----李白说:抽刀断水水更流,举杯消愁愁更愁。
一、乙醇的结构
化学式:C2H6O
结构式:
结构简式:CH3CH2OH或C2H5OH
羟基与氢氧根的比较
羟基(-OH) | 氢氧根(OH-) | |
电子式 | ||
电荷数 | 不显电性 | 带一个单位负电荷 |
存在形式 | 不能独立存在 | 能独立存在于溶液和离子化合物中 |
稳定性 | 不稳定 | 稳定 |
相同点 | 组成元素相同 | |
二、物理性质
俗名酒精,无色透明、具有特殊香味的液体,密度比水小,沸点比水低,易挥发,可以以任意比溶于水,能溶解多种无机物和有机物。
生活中酒类的浓度
酒类 | 啤酒 | 葡萄酒 | 黄酒 | 白酒 | 医用酒精 | 工业酒精 | 无水酒精 |
浓度 | 3-5% | 6-20% | 8-15% | 50-70% | 75% | 95% | 99.5% |
②由工业酒精制无水酒精的方法:先在工业酒精中加入生石灰,然后加热蒸馏制得无水酒精。
③通常用无水CuSO4(白色)检验是否含有水。
三、化学的性质
(1)与金属的反应
反应方程式:2C2H5OH+2Na→2C2H5ONa+H2↑
实验现象:金属钠沉于无水乙醇底部,在钠表面有无色气泡产生,最终钠粒消失,溶液为无色透明。收集产生的气体,移近酒精灯火焰,有爆鸣声。
反应原理:该反应中,金属钠置换了羟基上的氢(即断氧氢键),说明-OH上的氢原子比较活泼。
要点诠释:
a.钠的密度(0.97g/cm3)小于水而大于乙醇,所以钠浮于水面而沉于乙醇底部。
b.钠与乙醇反应不如钠与水反应剧烈,说明乙醇羟基中的H不如水中的H活泼,乙醇比水更难电离,所以醇无酸性,是非电解质。
c.产物C2H5ONa遇水会强烈水解,生成强碱NaOH。
d.该反应为置换反应。
e.乙醇与活泼金属(K、Mg等)也能发生类似反应,置换出H2,如:2C2H5OH+Mg→(C2H5O)2Mg+H2↑。
f.实验室中,常用乙醇销毁散落的钠的小颗粒,不用水。
钠分别与水、乙醇反应的比较
钠与水的反应 | 钠与乙醇的反应 | |
钠的现象 | 钠粒熔为闪亮的小球,快速浮游于水面,并迅速消失 | 钠粒未熔化,沉于乙醇液体底部,并慢慢消失 |
声的现象 | 有嘶嘶的声音 | 无任何声音 |
气的现象 | 有无色无味气体生成 | 有无色无味气体生成 |
实验结论 | 钠的密度小于水的密度,熔点低。钠与水剧烈反应,单位时间内放出的热量大,反应生成氢气。2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,水分子中氢原子相对较活泼 | 钠的密度大于乙醇的密度。钠与乙醇缓慢反应生成氢气。2C2H5OH+2Na→2C2H5ONa+H2↑,乙醇羟基中的氢原子相对不活泼 |
反应实质 | 置换反应,水分子中的氢原子被置换 | 置换反应,乙醇中羟基上的氢原子被置换 |
(2)氧化反应
①燃烧
C2H6O+3O2 2CO2+3H2O
乙醇在空气里能够燃烧,发出淡蓝色的火焰,产生大量的热。
②与强氧化剂反应
可使KMnO4 溶液褪色,使K2CrO7变色
乙醇能使酸性KMnO4溶液褪色:5CH3CH2OH+4KMnO4+6H2SO4=2K2SO4+4MnSO4+5CH3COOH+11H2O
交通警察检查司机是否酒后驾车就用含有橙色的酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)仪器,当其遇到乙醇时橙色变为绿色,由此反应可以判定司机是否是酒后驾车。其中发生的化学反应方程式为:
2K2Cr2O7+3CH3CH2OH +8H2SO4=2Cr2(SO4)3+3CH3COOH+2K2SO4+11H2O
橙色 绿色
③催化氧化
实验现象:灼烧至红热的铜丝离开火焰时变为黑色,插入无水乙醇中后又变为红色。几次实验重复之后,试管内的液体有刺激性气味。
反应原理:2Cu+O22CuO
以上两个方程式合并得:2C2H5OH+ O22CH3CHO+2H2O
要点诠释:该反应进行时羟基上去一个氢,与羟基相连的碳原子上去一个氢,脱下的两个氢与CuO中的氧原子结合生成水,即反应断裂的是O-H键和C-H键。
(3)脱水反应
①分子内脱水(消去反应)
CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O
②分子间脱水(取代反应)
C2H5—OH+H—O—C2H5 C2H5—O—C2H5+H2O
小结:乙醇的分子结构与化学性质的关系
分子结构 | 化学性质 | 化学键断裂位置 |
氢被活泼金属取代 | ① | |
催化氧化 | ①③ | |
消去(脱去H2O分子) | ②④ | |
分子间脱水 | ①② | |
(4)酯化反应(取代反应)
酸跟醇作用生成酯和水的反应叫酯化反应。
实验步骤:在试管里先加入3mL无水乙醇,然后一边摇动一边慢慢地加入2mL浓硫酸和2mL无水乙酸。然后用酒精灯小心均匀地加热试管3~5min。同时将导管通到装有饱和碳酸钠溶液的试管中,观察现象,注意产物的气味。
实验现象:有不溶于水,具有果香味的无色透明油状液体生成
CH3COOH + CH3CH2OH CH3COOCH2CH3 + H2O
[讨论]
1. 不加热反应能够发生么?加热的目的是什么?
提高反应速率;使生成的乙酸乙酯挥发,有利于收集乙酸乙酯。
2.浓硫酸的作用是什么?(催化剂和脱水剂、吸水剂)
3、为何用饱和碳酸钠溶液来吸收乙酸乙酯? (a.吸收挥发出来的乙酸和乙醇;b.使乙酸乙酯和碳酸钠溶液分层)
4.长导管有何作用?(导气和冷凝)导管为何不能伸入饱和碳酸钠溶液中?(防止倒吸)
5.在酯化反应中乙酸和乙醇有几种可能的断键方式?如何确定实际发生的是哪种断键方式?
(5)跟氢卤酸的反应(取代反应)
四、乙醇的工业制法
五、乙醇的用途和安全问题
乙醇的用途:作燃料、有机溶剂、消毒剂(医用75%的酒精)、酿酒、化工原料等。
酒也给我们带来了不少危害,很多不法分子利用酒精的溶解性制造假酒;由于饮酒造成的交通事故屡见不鲜。化学带给我们的不仅仅是利或弊,关键是正确看待,科学合理利用。
本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/c375ea69ba0d4a7303763a3d.html
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