1、乙醇 醇类一、学习目标1掌握乙醇的主要化学性质2介绍乙醇的生理作用和乙醇的工业制法3了解醇类的一般通性和几种典型醇的用途二、基础知识精讲(一)、乙醇1.乙醇的结构及官能团(1)结构：(2)官能团：乙醇的官能团是羟基(OH)(3)注意： 乙醇分子是由极性键形成的极性分子；乙醇是非电解质；“-OH”与“OH”的区别：“-OH称为“羟基”，是决定醇的化学特性的官能团，不能单独稳定存在，是有机物分子中的结构“片断”，呈电中性，其电子式是，含一个未成对电子，故其具有极高的化学活性。羟基与链烃基相连的物质称作醇。“OH”读作“氢氧根离子”，其电子式是，它没有未成对电子，可以稳定地存在于溶液或高温熔融的碱中
2、，有时氢氧根离子可决定物质的种类或溶液的酸碱性。例如，如果一种物质电离产生的阴离子全部是OH，那么这种物质称为碱；如果溶液中说明该溶液呈碱性。氢氧根羟 基电子式电性带负电的阴离子电中性稳定性稳定不稳定存在能独立存在于溶液或离子化合物中不能独立存在，必须和其他“基”或原子相结合2乙醇的物理性质乙醇是无色透明、具有特殊香味的液体，时密度为，沸点为，易挥发，能够溶解多种无机物和有机物，能与水以任意比互溶。说明乙醇可用于各种饮用酒，啤酒含酒精35，葡萄酒含酒精6一20，黄酒含酒精8一15，白酒含酒精5070(均为体积分数)。工业用酒精含乙醇约96(体积分数)。含乙醇995以上也叫无水酒精。用工业酒精加
3、入新制的生石灰(CaO)加热回流，使酒精中含有的水跟氧化钙反应，生成不挥发的氢氧化钙来除去水分，然后再用蒸馏的方法可制得无水酒精。检验酒精中是否含有水通常是利用无水CuSO4(白色粉末)，根据其是否变蓝色来判断(方程式为CuSO4+5H2O=CuSO45H2O 蓝色)。3.乙醇的化学性质官能团是羟基，它决定了乙醇的化学性质，但乙基(CH2CH3)对羟基也有影响。在COH结构中，CO键和OH键都有断裂的可能。乙醇是非电解质，是极性分子。(1)跟金属的反应 2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2注：乙醇与金属钠的反应没有水与金属钠的反应剧烈，这是因为乙醇比水难电离。2CH3CH2OH
4、+Mg (CH3CH2O)2Mg+H2说明：乙醇与钠的反应类似于水与钠的反应，因此，乙醇可以看做是水分子里的氢原子被乙基取代的产物。由于乙醇羟基中的氢原子不如水分子中的氢原子活泼，所以乙醇与钠的反应比水与钠反应的速率要缓和得多。在乙醇分子里，被钠取代的氢不是乙基上的氢，而是羟基中的氢。生成的乙醇钠在水中强烈水解，溶液呈碱性。活泼金属如K、Ca、Na、Mg、Al等与乙醇均能反应，断裂OH键。乙醇与钠的反应既可看做是置换反应，也可看做是取代反应。(2)氧化反应燃烧： CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O催化氧化：在加热和有催化剂(Cu或Ag)存在的条件下，乙醇被O2氧化生成乙醛。说明：第1以
5、Cu为例分析其氧化原理：i ，ii 总反应为(i+ii2)：有一个实验可以说明上述氧化过程，将洁净光亮的铜丝移至酒精灯外焰加热，发现铜丝变黑，趁热将已变黑的铜丝移至内焰又发现铜丝光亮如新(酒精灯内焰是热的酒精蒸气)。该实验也说明Cu在此反应中起催化剂作用，催化剂参与了化学反应。第2由乙醇和乙醛的分子结构可知，乙醇催化氧化生成乙醛的反应可分解为：即：羟基(-OH)上的氢原子与羟基相连碳原子上的氢原子脱去，氧化为含有()双键的醛或酮第3醇发生催化氧化要求醇分子中必须有aH(与官能团直接连接的碳原子称为aC，与aC直接相连的C又称为-C同理依次还有等等，这些C原子上的H原子相应称为存在，如：一般就不
6、能被催化氧化，而或则可被催化氧化。其催化氧化规律为：与羟基(-OH)相连碳原子上有两个氢原子的醇(-OH在碳链末端的醇)，被氧化生成醛。2R-CH2-CH2OH+O22R-CH2-CHO+2H2O与羟基(-OH)相连碳原子上有一个氢原子的醇(-OH在碳链中间的醇)，被氧化生成酮。与羟基(-OH)相连碳原子上没有氢原子的醇不能被催化氧化。不能形成双键，不能被氧化成醛或酮。第4工业上根据乙醇催化氧化的原理，由乙醇制乙醛。(3)脱水反应分子内脱水(消去反应)：注意此反应是实验室制取CH2=CH2的反应，反应类型属消去反应。消去反应是指有机化合物在适当的条件下，从一个分子中脱去一个小分子(如水、卤化氢
7、等分子)，而生成不饱和(含双键或三键)化合物的反应。是对“一个分子”而言，且必须“生成不饱和化合物”，符合这两个条件的有机反应就属于消去反应。脱去的水分子是由羟基和羟基所在碳原子的相邻碳原子上的H原子相结合而成。因此醇分子中，若OH所在碳原子的相邻碳原子上无氢原子就不能发生消去反应，如：等。分子间脱水(取代反应)：说明：乙醇的分子间脱水反应属取代反应。乙醇的两种不同的脱水方式说明了反应物相同时，条件不同可得到不同的产物。4.乙醇的工业制法(1)发酵法：(C6H10O5)nnC6H12O6C2H5OH 葡萄糖(2)乙烯水化法：CH2CH2+HOHCH3CH2OH注：有机化学反应中除经常用催化剂外
8、，有时用到的是加热、加压。(二)、醇类1醇的概念醇是分子里含有跟链烃基或苯环侧链上的碳结合的羟基的化合物。注意：并不是含有羟基的物质就是醇，如以下物质均不属于醇类：(苯酚)， (乙酸)，HOH(水)，(硝酸)2醇的分类及名称(1)根据醇分子里羟基的数目，醇可分为：(2)根据与羟基连接的烃基种类分：3醇的通式醇可看做链烃或苯的同系物等烃分子里的氢原子被羟基取代的产物，故醇的通式可由烃的通式衍变而得。如：烷烃的通式为CnH2n+2则饱和一元醇的通式为CnH2n+2O，饱和m元醇的通式为CnH2n+2Om。苯的同系物的通式为CnH2n-6，则相应的一元醇的通式为CnH2n-6O。4常见的多元醇：、乙
9、二醇无色、粘稠、有甜味的液体，沸点为，熔点为-11.5，密度，易溶于水和乙醇。用于作抗冻剂，是制造涤纶的重要原料。、丙三醇(甘油)无色，粘稠，有甜味的液体，密度，沸点，吸湿性强，凝固点低，与水和酒精互溶。用于制炸药、油墨、印泥、日化产品、加工皮革、用于作防冻剂、润滑剂。5.醇的同分异构体的辨别与书写同分异构的原因或种类：同类异构：碳链异构，官能团位置异构异类异构：官能团异构。书写一般按：官能团异构碳链异构官能团位置异构。如：C4H10O。按官能团异构为醇和醚。然后各自发生碳链异构和位置异构。(三)、典型例题例1、乙醇的分子结构为，“箭头”表示乙醇发生化学反应时可能断键的位置，下列叙述不正确的是
10、( )A.与钠反应时断裂键 B.与氢卤酸发生取代反应时断裂键C.发生分子间脱水时断裂键或键 D.发生催化去氢氧化反应时断裂、键解析：本题要求对乙醇的化学性质和反应机理有深刻的理解。a.与金属钠反应：C2H3OH+2Na2CH3CH2ONa+H2断裂的是OH键；b.与氢卤酸发生取代反应时CH3CH2BrCH3CH2Br+H2O，断裂的是CO键；c.发生分子间脱水时：CH3CH2OC2H5C2H5OC2H5+H2O，一个乙醇分子断裂的是OH键，另一个乙醇分子断裂的是CO键。d.发生催化去氢反应(即氧化反应)时，断裂的是C-H键和O-H键，即和，故D错误。所以，则A、B、C均正确。答案：D例2、分子
11、式为C5H12O2的二元醇，有多种同分异构体，其中能够氧化成主链上的碳原子数为3的二元醛有X种，能氧化成主链上的碳原子数为4的二元醛有Y种，则X与Y的值应是( )A.X=2,Y=6 B.X=1,Y=7 C.X=1,Y=1 D.X=2,Y=1解析：主链上的碳原子必须包括2个醛基，其分子为C5H8O2，则主链上有3个碳原子的二元醛有以下两种：，X2，主链上碳原子数为4的二元醛只有一种： Y1答案：D例3、下列醇类能发生消去反应的是A甲醇 B1-丙醇 C2，2-二甲基-1-丙醇 D1-丁醇解析：由乙醇能发生消去反应的原理可知，醇类消去将生成，因此，发生消去反应必须具备两个条件：主链C原子最少为2个。
12、和-OH相邻的主链碳原子上必须具备H原子。答案：B、D点拨：解题关键是理解发生消去反应应具备的条件。例4、化合物丙由如下反应得到( )甲 乙 丙丙的结构简式不可能是 ( )A.B.C. D. 解析：通过分析，我们知道甲属醇类，发生消去反应，乙物是烯，发生加成反应，解题关键是首先判断出甲的结构简式，分别为： 其中不能发生消去反应，而其他三种醇能发生消反应，得到的烯分别是，,然后让它们分别和发生反应，经分析加成反应物中没有B选项这种物质。答案：B点拨：思维障碍往往是不会分析有机合成中物质转化的反应机理。(四)、综合练习1.酒精在浓硫酸作用下，可能发生的反应是( BC )A.加聚反应 B.取代反应
13、C.消去反应 D.加成反应2.经测定由C3H7OH和C6H12组成的混合物中氧的质量分数为8%，则此混合物中氢的质量分数是( C )A.78% B.22% C.14% D.13%3.下列反应属于取代反应的是( AB )A.乙醇与浓硫酸加热到140 B.乙醇与硫酸、溴化钠共热C.乙醇与氧气反应生成醛 D.乙醇与浓H2SO4共热至1704.甲醇、乙二醇、丙三醇中分别加入足量的金属钠产生等体积的氢气(相同条件)，则上述三种醇的物质的量之比是( D )A.236 B.321 C.431 D.6325分子式为C5H12O的醇，能被氧化成醛(含醛基CHO)的同分异构体有( B )A5个 B4个 C6个 D
14、7个解析：醇被氧化为醛属催化氧化,要求醇分子中应具有结构单元,因此这样的醇的同分异构体数由碳架异构数决定,即由醇中的碳架异构数决定,的碳架异构可简略表示为：，6下列各组液体混合物，用分液漏斗不能分开的是 ( BC )A苯和水 B甘油和乙醇 C乙醇和水 D正己烷和水解析：有能用分液漏斗分离的液体，表时其互溶在一起不分层，本题考查一些物质在常见溶剂中的溶解性）。7能证明乙醇分子中有一个羟基的事实是 ( B )A乙醇完全燃烧生成CO2和H2O B0.1mol乙醇与足量钠反应生成0.05mol氢气C乙醇能溶于水 D乙醇能脱水8在下列物质中，分别加入金属钠，不能产生氢气的是 ( A )A苯 B蒸馏水 C
15、无水酒精 D75酒精解析：H2O乙醇都能和钠反应放出H2，苯中的CH很难断裂，不能和Na反应放出H29将下列各种液体分别与溴水混合并振荡，静置后混合液分为两层，水层几乎无色的是( C )苯乙烯酒精氯水KI溶液CCl4裂化汽油A B C D解析：笨、CCl4可以萃取Br2水中的Br2，符合题意；乙烯、裂化汽油都可以和Br2加成生成无色不溶于水的物质，也符合题意10乙烯和乙醇的混合气体VL，完全燃烧生成CO2和H2O消耗同状态下的3VLO2，则混合气体中乙烯和乙醇的体积比为 ( D )A11 B21 C12 D任意比解析：乙烯和乙醇的分子式分别是C2H4和C2H6O，可以将乙醇的分子式改写为C2H
16、4H2O，即乙烯和乙醇等物质的量耗氧量相同，且都耗氧气3V，所以二者为任意比11.A、B两种有机物组成的混合物，当混合物质量相等时，无论A、B以何种比例混合，完全燃烧产生二氧化碳的量均相等，符合这一组合的条件有：同分异构体；同系物；具有相同的最简式；含碳的质量分数相同，其中正确的是( C )A. B.C. D.12.将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( BC )A.乙烯 B.乙二醇C.乙醇 D.乙醚13.二恶英是一类物质的统称，这类物质的母体是，其中苯环上的氢原子如果被氯原子取代，所得到的物质毒性
17、是KCN的100倍。当两个氯原子取代苯环上的氢时，所得的异构体数是( D )A.7 B.8 C.9 D.1014.对同样的反应物若使用不同的催化剂，可得到不同的产物。如：C2H5OHCH3CHO+H22C2H5OHCH2CHCHCH2+H2+2H2O2C2H5OHC2H5OC2H5+H2O又知C2H5OH在活性铜催化下，可生成CH3COOC2H5及其他产物，则其他产物可能为( A )A.H2 B.CO2 C.H2O D.H2和H2O15.将气体甲通入液体乙中得一混合液，取一定质量的该混合液进行完全燃烧实验，生成CO2、H2O的质量与甲气体在混合液中质量分数关系如下图所示，甲、乙组合正确的是(
18、A )A.乙烯 环己烷 B.甲烷 苯 C.乙炔 苯 D.乙烷 乙醇16.2001年9月1日将执行国家食品卫生标准规定，酱油中3-氯丙醇(ClCH2CH2CH2OH)含量不得超过10-4%。相对分子质量为94.5的氯丙醇(不含结构)共有( B )。(上海市高考题)A.2种 B.3种 C.4种 D.5种17.下图中横坐标表示完全燃烧时耗用可燃气体X(XA、B、C)的物质的量n(X)，纵坐标表示消耗O2的物质的量n(O2)。A、B是两种可燃气体，C是A和B的混合气体，则C中n(A)n(B)为( A )。(全国高考题)A.21 B.12 C.11 D.任意比19.化合物丙由如下反应得到:C4H10OC
19、4H8C4H8Br2(丙)丙的结构简式不可能是( B )。(春季高考题)A.CH3CH2CHBrCH2Br B.CH3CH(CH2Br)2 C.CH3CHBrCHBrCH3 D.(CH3)2CBrCH2Br20.一定量的乙醇在氧气不足的情况下燃烧，得CO、CO2和水的总质量为27.6g，若其中水的质量为10.8g，则CO的质量为( C )。(全国高考题)A.4.4g B.2.2g C.1.4g D.在2.2g与4.4g之间21.由碳、氢、氧三种元素组成的有机物，每个分子由12个原子组成，各原子核内的质子数之和为34，完全燃烧2mol该有机物生成二氧化碳和水时，需氧气9 mol，则该有机物的分子
20、式为_。写出其可能有的各种结构简式并命名：(1)_,_，(2)_,_，(3)_，_，解析：设分子式为,解之得:x=3,y=8,z=1。答：分子式为。（1）一丙醇；（2），2丙醇；（3），甲乙醚。22取3.40g只含羟基、不含其他官能团的液态饱和多元醇，置于5.00 L氧气中，经点燃，醇完全燃烧，反应后气体体积减少了056 L，将气体经足量CaO吸收，体积又减少了280L(所有体积均在标准状况下测定)(1)该醇中C、H、O的原子个数之比为_。(2)由以上比值_ (填“能”或“不能”)确定该醇的分子式，其原因_。(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，试写出该饱
21、和多元醇的结构简式。解析：（1）5：12：4（2）能，因为该最简式中氢原子个数已饱和，所以最简式即为分子式（3）（点拨：根据气体经CaO吸收体积减少了28L知生成的体积；剩余的体积为，则参加反应的体积。因为，不妨设该多元醇的分子式为，故有，解得，即多元醇的分子式为（其式量为64m+18n）。又由于燃烧后碳原子守恒，应有，解得。可见多元醇的最简式为即。不难看出最简式中氢原子数已经饱和，故该最简式即为分子。当该多元醇的任意一个羟基换成一个卤原子时，所得到的卤代物都只有一种，这表明这些羟基都是等效的，分子具有很好的对称性，其结构如下：23.将铜丝放在酒精灯外焰加热后，其表面变为_色，然后放在酒精灯的
22、焰芯加热，其表面变为_色。以上两反应的方程式为_、_。解析：黑；亮红；2Cu+O2 2CuO； CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O24.要检验酒精是否有水，可在酒精中加入_，然后看其是否变_色。由工业酒精制取无水酒精的方法是_。解析：无水CuSO4；蓝；加入生石灰，蒸馏25.除去下列物质中的少量杂质(括号内的物质)。加入的试剂及操作方法分别为：(1)溴乙烷(水)：_；(2)溴乙烷(乙醇)：_；(3)溴乙烷(溴)：_。解析：(1)生石灰；蒸馏。 (2)水；分液。 (3)NaOH溶液，分液26.回答有关以通式CnH2n+1OH所表示的一元醇的下列问题：(1)当n0时，CnH2n+1
23、就是H。因此有人说HOH是符合通式的，所以H2O是醇类的同分异构体。该说法_(填“对”或“错”)，其理由是_。(2)出现同分异构体的醇的最小n值是_。(3)具有同分异构体的醇和浓H2SO4加热时，只能得到一种不饱和烯烃，符合这个结果的醇的n值是_。解析：(1)错；水的分子结构中没有烃基，它与饱和一元醇的分子结构不相似，所以水不是醇的同系物。 (2)2。 (3)2或327.如果定义有机物的同系列是一系列结构式符合AWnB(其中n1,2,3,)的化合物，其中A、B为任意的一种基团或氢原子，W为二价的有机基团，又称为同系列的系差。环氧乙烷( )与乙二醇作用，控制二者的比例，可生成一系列双官能团化合物
24、，称为多缩乙二醇醚。(1)用AWnB的形式表示上述一系列醇醚的结构式，W为_。(2)上述同系列分子式为_。(3)该同系列化合物中碳元素质量分数的最大值为_。解析：(1)HOCH2CH2OCH2nCH2OH。 (2)C2n+2H4n+6On+2。 (3)54.5%28.已知除燃烧反应外，醇类发生其他类型的氧化反应的实质，都是在醇分子中与羟基直接相连的碳原子上的一个氢原子被氧化为一个新的羟基，形成不稳定的“偕二醇”。接着在“偕二醇”分子内的两个羟基间脱去一分子水，生成新的物质。上述反应机理可表示为：试根据此反应机理回答下列问题(有机物写结构简式)：(1)写出1-丁醇在Ag的作用下与氧气反应的化学方
25、程式：_。(2)写出CH2Cl2在165及加压时发生完全水解的化学方程式：(提示：RX+H2OROH+HX)_。(3)判断并写出将2-甲基-2-丙醇加入到酸性KMnO4溶液中的现象：_。解析：(1)2CH3CH2CH2CH2OH+O22CH3CH2CH2CHO+2H2O(2)CH2Cl2+H2OHCHO+2HCl(3)不褪色(或无明显现象)29.有如下反应ROH+HXRX+H2O。军事上的“地表伪装”是军事上保护的外观色彩、红外反射与环境吻合。BASF是新型红外伪装还原染料，为橄榄色或黑色。其化学结构为：(1)染料BASF的分子式_；(2)1mol该物质与Na反应，产生氢气量以及在催化剂作用下
26、加成所需氢气物质的量，最大值分别为_，_；(3)当n3时，其一氯取代物可能有_种；(4)和N原子直接相连的C原子_(填能或不能)处于同一平面。解析：(1)C2n+24H4n+10N2O6 (2)1mol；14mol (3)5 (4)能30.1mol分子组成为C3H8O的液态有机物A，与足量的金属钠作用，可生成11.2L氢气(标准状况)，则A分子中必有一个_基，若此基在碳链的一端，则A的结构简式为_。A与浓硫酸共热，分子内脱去1分子水，生成B。B的结构简式为_。B通入溴水能发生_反应，生成C。C的结构简式为_。A在有铜作催化剂时，与氧气一起加热，发生氧化反应，生成D。D的结构简式为_。写出下列指
27、定反应的化学方程式：AB；BC；AD解析：羟；CH3CH2CH2OH；CH3CHCH2；加成；CH3CHBrCH2Br；CH3CH2CHO。CH3CH2CH2OHCH3CHCH2+H2O CH3CHCH2+Br2CH3CHBrCH2Br2CH3CH2CH2OH+O22CH3CH2CHO+2H2O专题：如何判断有机物熔、沸点的高低?中学的有机化学知识系统性强，用归纳和演绎的方法很容易掌握各类有机物的化学性质。但对于其物理性质总觉得杂乱无章，无规律可循，其实有机物的熔、沸点高低也是由其结构决定的。有机物的晶体大多是分子晶体，它们的熔、沸点取决于有机物分子间作用力的大小，而分子间作用力与分子的结构(
28、有无支键、有无极性基团、饱和程度)、分子量等有关。主要分为下面四个情况：1.组成和结构相似的物质，分子量越大，其分子间作用力就越大。所以有机物中的同系物随分子中碳原子个数增加，熔、沸点升高。在通常状况下分子中含四个碳原子以下的烷烃、烯烃、炔烃是气体，含四个碳原子以上的是液体，含更多碳原子的是固体。2.分子式相同时，直键分子间的作用力要比带支键分子间的作用力大，支键越多，排列越不规则，分子间作用力越小。如：分子间作用力：正戊烷异戊烷新戊烷。 沸点：30.0727.99.53.分子中元素种类和碳原子个数相同时，分子中有不饱和键的物质熔、沸点要低些。如： C2H6 C2H4 硬脂酸 油酸熔点： -88.63 -103.7 69.5 14.04.分子量相近时，极性分子间作用力大于非极性分子间的作用力。分子中极性基团越多，分子间作用力越大。如：分子间作用力：C2H5OHCH3OCH3 C2H5ClCH3CH2CH3沸点： 78.534.51 12.270.5另外，分子间形成氢键，分子内形成氢键的物质的熔、沸点也有一定的规律，这里不再讨论。