2018届一轮复习鲁科版专题二十一生活中常见的有机物考点一乙醇和乙酸学案 10页

专题二十一　生活中常见的有机物 考纲展示　命题探究 ‎1　乙醇 ‎(1)乙醇分子的组成和结构 分子式 结构式 结构简式 官能团 名称 符号 C2H6O CH3CH2OH或C2H5OH 羟基 ‎—OH ‎(2)乙醇的物理性质 俗名 颜色 状态 味 密度 溶解性 挥发性 酒精 无色 液体 特殊香味 比水小 能任意比与水互溶 易挥发 学霸巧学卡 ‎(1)乙醇能与水以任意比互溶，故乙醇一般不能作萃取剂。‎ ‎(2)工业乙醇含乙醇96%(体积分数)，无水乙醇含乙醇99.5%(体积分数)以上，体积分数为75%的乙醇溶液可作医用酒精。‎ ‎(3)常用无水硫酸铜检验乙醇中是否含水，若无水硫酸铜变蓝则说明有水存在。‎ ‎(4)除去乙醇中少量水的方法：在乙醇中加入新制的生石灰再进行蒸馏。‎ ‎(3)乙醇的化学性质 性质 化学方程式 与金属反应 ‎2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑‎ 续表 性质 化学方程式 氧化反应 ‎①燃烧　C2H5OH＋3O22CO2＋3H2O ‎②催化氧化　2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O ‎③乙醇可以使KMnO4(H＋)溶液或酸性K2Cr2O7溶液褪色，乙醇被氧化为乙酸 学霸巧学卡 ‎(1)乙醇与Na反应现象：钠沉于容器底部，有气泡缓慢逸出。‎ ‎(2)1 mol C2H5OH与足量Na反应，产生0.5 mol H2说明钠只能取代羟基中的氢原子。‎ ‎(3)在乙醇的催化氧化反应中，用铜作催化剂时，铜参加反应。化学方程式可写为2Cu＋O22CuO、CuO＋CH3CH2OHCH3CHO＋H2O＋Cu。‎ ‎(4)乙醇催化氧化的断键情况如图：‎ 即乙醇分子中去掉2个氢原子。‎ ‎(4)乙醇的制法 ‎①乙烯水化法，化学方程式为CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH。‎ ‎②发酵法，化学方程式为 ‎2C2H5OH＋2CO2↑。‎ ‎(5)乙醇的用途 ‎①用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料。‎ ‎②用作化工原料。以乙醇为原料可制取乙醛、醋酸、饮料、香精等。‎ ‎③用作消毒剂。在医疗上广泛使用的酒精消毒剂是体积分数为75%的乙醇溶液，碘酒也是医疗上广泛使用的消毒剂。‎ ‎　2　乙酸 ‎(1)乙酸的组成和结构 分子式 结构式 结构简式 官能团 名称 符号 C2H4O2‎ CH3COOH 羧基 ‎—COOH ‎(2)乙酸的物理性质 俗名 颜色 状态 味 溶解性 挥发性 醋酸 无色 液体 刺激性 易溶于水和乙醇 易挥发 学霸巧学卡 温度低于‎16.6 ℃‎时，乙酸会凝结成类似于冰一样的晶体，所以纯净的乙酸又称为冰醋酸。‎ ‎(3)乙酸的化学性质 性质 化学方程式 酸性 CH3COOH CH3COO－＋H＋‎ ‎①能使紫色石蕊溶液变红 ‎②与活泼金属反应 ‎2CH3COOH＋Zn===(CH3COO)2Zn＋H2↑‎ ‎③与金属氧化物反应 ‎2CH3COOH＋CuO===‎ ‎(CH3COO)2Cu＋H2O ‎④与碱反应 ‎2CH3COOH＋Cu(OH)2===‎ ‎(CH3COO)2Cu＋2H2O ‎⑤与某些盐反应 ‎2CH3COOH＋CaCO3===‎ ‎(CH3COO)2Ca＋CO2↑＋H2O 酯化反应(取代反应)‎ 醇和酸(羧酸或无机含氧酸)作用生成酯和水的反应叫酯化反应。‎ CH3COOH＋C2H5OH CH3COOC2H5＋H2O 学霸巧学卡 ‎(1)CH3COOH的酸性比H2CO3的强，但比H2SO4、盐酸的弱。‎ ‎(2)CH3COOH表现出酸性是因为—COOH能电离出H＋。‎ ‎(3)一般利用强酸制弱酸的原理证明乙酸的酸性比碳酸的强：2CH3COOH＋Na2CO3===2CH3COONa＋H2O＋CO2↑。‎ ‎(4)乙酸中虽然含有碳氧双键，但不能发生加成反应。‎ ‎(5)利用同位素原子示踪法可确定酯化反应中酸脱羟基醇脱氢。‎ ‎(4)乙酸的用途 乙酸是重要的化工原料，用于生产醋酸纤维、香料、染料和农药等。‎ ‎1.思维辨析 ‎(1)可以用分液漏斗分离乙酸乙酯和乙醇。(　　)‎ ‎(2)乙酸和乙酸乙酯可用饱和Na2CO3溶液加以区别。(　　)‎ ‎(3)乙醇不能发生取代反应。(　　)‎ ‎(4)乙醇、乙酸均能与钠反应放出H2，二者分子中官能团相同。(　　)‎ ‎(5)用食醋可除去热水壶内壁的水垢。(　　)‎ ‎(6)乙酸分子中含有羧基，可与NaHCO3溶液反应生成CO2。(　　)‎ ‎(7)由乙酸和乙醇制乙酸乙酯与由苯甲酸乙酯水解制苯甲酸和乙醇的反应类型相同。(　　)‎ 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√　(7)√‎ ‎2．下列叙述正确的是(　　)‎ A．“乙醇汽油”是在汽油中加入适量乙醇而成的一种燃料，它是一种新型化合物 B．用酸性高锰酸钾不能鉴别乙醇和乙酸 C．实验室中提纯混有少量乙酸的乙醇，可采用先加生石灰，过滤后再蒸馏的方法 D．乙醇结构中有—OH，所以乙醇溶于水，可以电离出OH－‎ 答案　C 解析　“乙醇汽油”是一种混合物，A错误；乙醇能被酸性高锰酸钾氧化而使溶液褪色，乙酸不能被氧化，能鉴别，B错误；乙醇的官能团是—OH，官能团的H原子及官能团不能电离，D错误。‎ ‎　[考法综述]　本考点主要考查醇和羧酸的结构与性质，以及乙酸乙酯的制备实验，属于基础题型，同学们只要熟练掌握有关化学方程式及反应原理即可解决此类问题。‎ 命题法1　乙醇和乙酸的结构与性质 典例1　　苹果酸的结构简式为 ‎，下列说法正确的是(　　)‎ A．苹果酸中能发生酯化反应的官能团有2种 B．1 mol苹果酸可与3 mol NaOH发生中和反应 C．1 mol苹果酸与足量金属Na反应生成1 mol H2‎ D．与苹果酸互为同分异构体 ‎[解析]　苹果酸中含有—OH和—COOH，二者均能发生酯化反应，A项正确；1 mol苹果酸只能与2 mol NaOH发生中和反应，B项错误；1 mol苹果酸与足量金属Na反应生成1.5 mol ‎ H2，C项错误；与苹果酸是同种物质，D项错误。‎ ‎[答案]　A ‎【解题法】　官能团羟基与羧基的性质与判断 ‎(1)乙醇的化学性质与羟基的关系 ‎①与钠反应时，只断裂a处键。‎ ‎②乙醇催化氧化时，断裂a和c两处键，形成碳氧双键。乙醇催化氧化时，与羟基相连的碳原子上含有两个氢原子时，生成醛；与羟基相连的碳原子上含有一个氢原子时，生成酮；不含有氢原子时，不能发生催化氧化反应。‎ ‎③乙醇和乙酸发生酯化反应时只断裂a处键。‎ ‎(2)—COOH的判断 能与NaHCO3或Na2CO3反应生成CO2的有机物分子中一定含有—COOH，反应关系为NaHCO3～—COOH～CO2或Na2CO3～2—COOH～CO2↑。‎ 命题法2　羟基氢原子活泼性比较 典例2　　同温同压下，某有机物与足量金属钠反应，得到V‎1 L H2，取另一份等物质的量的该有机物与足量NaHCO3溶液反应，得到V‎2 L CO2，若V1＝V2≠0，则该有机物可能是 (　　)‎ A．CH3CH(OH)COOH B．HOOC—COOH C．HOCH2CH2OH D．CH3COOH ‎[解析]　‎ ‎1 mol有机物 n1(与钠反应生成 H2的物质的量)‎ n2(与NaHCO3反应生 成CO2的物质的量)‎ CH3CH(OH)COOH ‎1 mol ‎1 mol HOOC—COOH ‎1 mol ‎2 mol HOCH2CH2OH ‎1 mol ‎0 mol CH3COOH ‎0.5 mol ‎1 mol ‎[答案]　A ‎【解题法】　比较乙酸、水、乙醇、碳酸分子中羟基氢的活泼性 乙酸 水 乙醇 碳酸 分子结构 CH3COOH H—OH C2H5OH 与羟基直接相连的原子或原子团 ‎—H C2H5—‎ 遇石蕊溶液 变红 不变红 不变红 变浅红 与Na 反应 反应 反应 反应 与NaOH ‎ ‎ 反应 ‎ ‎ 不反应 ‎ ‎ 不反应 ‎ ‎ 反应 与Na2CO3‎ ‎ 反应 ‎ ‎ 水解 ‎ ‎ 不反应 ‎ ‎ 反应 与NaHCO3‎ ‎ 反应 ‎ ‎ 水解 ‎ ‎ 不反应 ‎ ‎ 不反应 羟基氢的活动性强弱 CH3COOH>H2CO3>H2O>CH3CH2OH 命题法3　乙酸乙酯的制备 典例3　　已知下列数据：‎ 物质 熔点(℃)‎ 沸点(℃)‎ 密度(g·cm－3)‎ 乙醇 ‎－117.3‎ ‎78.5‎ ‎0.79‎ 乙酸 ‎ ‎ 16.6‎ ‎117.9 ‎ ‎1.05‎ 乙酸乙酯 ‎ －83.6 ‎ ‎ 77.5 ‎ ‎0.90‎ 浓硫酸 ‎ ‎ －‎ ‎ 338.0 ‎ ‎ 1.84‎ 某学生实验制取乙酸乙酯的主要步骤如下： ‎ ‎①在30 mL的大试管A中按体积比1∶4∶4配制浓硫酸、乙醇和乙酸的混合溶液。‎ ‎②按图1连接好装置(装置气密性良好)，用小火均匀地加热装有混合溶液的大试管5～10 min。‎ ‎③待试管B收集到一定量产物后停止加热，撤出试管B并用力振荡，然后静置待分层。‎ ‎④分离出乙酸乙酯层、洗涤、干燥。‎ 请根据题目要求回答下列问题：‎ ‎(1)配制该混合溶液的主要操作步骤为______________________‎ ‎__________________________________________________________。‎ ‎(2)步骤②中需要小火均匀加热操作，其主要理由是__________‎ ‎__________________________________________________________。‎ ‎(3)指出步骤③所观察到的现象：________________；分离出乙酸乙酯层后，一般用饱和食盐水和饱和氯化钙溶液洗涤，可通过洗涤除去________(填名称)杂质，再干燥。‎ ‎(4)某化学课外小组设计了如图2所示的制取乙酸乙酯的装置(图中的铁架台、铁夹、加热装置已略去)，与图1装置相比，图2装置的主要优点有_________________________________________________‎ ‎______________________________________________________________________________________________________________________。‎ ‎[解析]　本题隐含考查了“浓硫酸的稀释”等基本实验操作，同时要考虑浓硫酸的作用(吸水剂和催化剂)。有兴趣的同学可以探讨为什么体积比按1∶4∶4配制溶液时加入浓硫酸1 mL，乙酸和乙醇各4 mL。(因为试管液体不能超过1/3)‎ ‎(1)根据浓硫酸的稀释(先加水再加浓硫酸)，可知应先加入乙醇，有的同学认为应先加乙醇和乙酸然后再加浓硫酸，这样也可以。但必须保证浓硫酸不能先加入。‎ ‎(2)根据题表中数据，乙酸的沸点为‎117.9 ℃‎，乙醇的沸点为‎78.5 ℃‎，都比较低，且跟乙酸乙酯的沸点比较接近，若用大火加热，反应物也易随产物一起蒸发出来，导致原料的大量损失。另一方面，温度过高易发生更多的副反应。‎ ‎(3)分离出来的粗产品中还会混有一定量的碳酸钠和乙醇杂质，再用饱和食盐水与饱和氯化钙溶液来洗涤，可以除去。‎ ‎(4)根据“小火加热”可得出反应最好应控制温度。加分液漏斗有利于及时补充原料，有利于提高产量(不是产率)。增加了冷凝装置有利于乙酸乙酯的收集。‎ ‎[答案]　(1)在一个30 mL大试管中注入4 mL乙醇，再分别缓缓加入1 mL浓硫酸、4 mL乙酸(乙醇和浓硫酸的加入顺序不可互换)，边加边振荡试管使之混合均匀 ‎(2)因为反应物乙醇、乙酸的沸点较低，若用大火加热，反应物随产物蒸发而大量损失原料，温度过高可能发生更多的副反应 ‎(3)在浅红色碳酸钠溶液上层有无色液体，可闻到香味，振荡后碳酸钠溶液层红色变浅、油层变薄　碳酸钠、乙醇 ‎(4)增加了温度计，有利于控制发生装置的温度；增加了分液漏斗，有利于及时补充反应混合液以提高乙酸乙酯产量；增加了冷凝装置，有利于收集产物 ‎【解题法】　乙酸乙酯的制备实验 ‎(1)实验原理 CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOCH2CH3＋H2O ‎(2)实验装置 ‎(3)反应特点 ‎(4)反应条件及其意义 ‎①加热，主要目的是提高反应速率，其次是使生成的乙酸乙酯挥发而收集，使平衡向正反应方向移动，提高乙醇、乙酸的转化率。‎ ‎②以浓硫酸作催化剂，提高反应速率。‎ ‎③以浓硫酸作吸水剂，提高乙醇、乙酸的转化率。‎ ‎④可适当增加乙醇的量，并有冷凝回流装置，可提高乙酸的转化率。‎ ‎(5)注意事项 ‎①加入试剂的顺序为C2H5OH―→浓H2SO4―→CH3COOH。‎ ‎②用盛饱和Na2CO3溶液的试管收集生成的乙酸乙酯，其作用是一方面中和蒸发出来的乙酸、溶解蒸发出来的乙醇；另一方面降低乙酸乙酯的溶解度，有利于酯的分离。‎ ‎③导管不能插入到Na2CO3溶液中，以防止倒吸回流现象的发生。‎ ‎④加热时要用小火均匀加热，防止乙醇和乙酸大量挥发、液体剧烈沸腾。‎ ‎⑤装置中的长导管起导气和冷凝回流的作用。‎ ‎⑥充分振荡试管，然后静置，待液体分层后，分液得到的上层液体即为乙酸乙酯。‎ ‎1．分枝酸可用于生化研究，其结构简式如图。下列关于分枝酸的叙述正确的是(　　)‎ A．分子中含有2种官能团 B．可与乙醇、乙酸反应，且反应类型相同 C．1 mol分枝酸最多可与3 mol NaOH发生中和反应 D．可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色，且原理相同 答案　B 解析　该有机物中含有碳碳双键、羟基、羧基、醚键4种官能团，A项错误；该有机物中含有羧基和羟基，可分别与乙醇、乙酸发生酯化反应，B项正确；该有机物中含有2个羧基，1 mol该物质最多与2 mol NaOH发生中和反应，C项错误；该物质中含有碳碳双键，可与溴发生加成反应而使溴的四氯化碳溶液褪色，也可被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色，D项错误。‎ ‎2．下列叙述错误的是(　　)‎ A．SO2使溴水褪色与乙烯使KMnO4溶液褪色的原理相同 B．制备乙酸乙酯时可用热的NaOH溶液收集产物以除去其中的乙酸 C．用饱和食盐水替代水跟电石反应，可以减缓乙炔的产生速率 D．用AgNO3溶液可以鉴别KCl和KI 答案　B 解析　SO2使溴水褪色与乙烯使KMnO4溶液褪色都是因为发生了氧化还原反应，原理相同，A正确；热的NaOH溶液会使乙酸乙酯发生水解，不能用于收集产物，B错误；饱和食盐水与电石反应相对于纯水与电石反应平缓一些，C正确；AgNO3溶液遇Cl－得到白色沉淀AgCl，遇I－得到黄色沉淀AgI，D正确。‎ ‎3．有机化合物M的结构简式为 关于M的说法正确的是 (　　)‎ A．分子式为C10H12O3‎ B．1 mol Na2CO3最多能消耗1 mol有机物M C．1 mol M与足量金属钠反应生成‎11.2 L气体(标准状况)‎ D．M能发生取代反应、氧化反应和加成反应 答案　D 解析　分子式应为C10H10O3，A错误；M结构中能与Na2CO3反应的官能团是—COOH,1 mol Na2CO3最多消耗2 mol M，B错误；M结构中能与Na反应的官能团是—OH、—COOH,1 mol M与足量金属钠反应生成‎22.4 L气体(标准状况)，C错误；M含有的官能团有、—OH、—COOH，三个官能团都能发生氧化反应，能发生取代反应的官能团是—OH、—COOH，能发生加成反应的官能团是，苯环也能发生加成反应，D正确。‎