高中化学 第二章 官能团与有机化学反应 烃的衍生物 第2节 醇和酚 第1课时醇同步备课学案 鲁科版选修

我带领班子成员及全体职工，积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习，同时认真学习业务知识，全面提高了自身素质，增强职工工作积极性，杜绝了纪律松散第1课时醇目标导航1.了解醇类典型代表物的组成、结构特点，了解甲醇、乙二醇、丙三醇的结构和用途。2.了解醇的一般物理性质及递变规律。3.能够用系统命名法对简单的饱和一元醇进行命名。4.从物质结构决定性质的角度掌握醇的化学性质。一、醇的概述及物理性质1醇的概念烃分子中饱和碳原子上的一个或几个氢原子被羟基取代的产物，其官能团的结构简式为OH。2醇的分类(1)根据醇分子中羟基的数目，醇可分为一元醇：如甲醇CH3OH、苯甲醇()二元醇：如乙二醇()多元醇：如丙三醇()(2)根据醇分子中烃基是否饱和，醇可分为饱和醇：如CH3OH、不饱和醇：如3通式(1)烷烃的通式为CnH2n2，则饱和一元醇的通式为CnH2n1OH(n1)，饱和多元醇的通式为CnH2n2Om。(2)单烯烃的通式为CnH2n(n2)，则相应一元醇的通式为CnH2nO(n3)。(3)苯的同系物的通式为CnH2n6(n7)，则相应一元醇的通式为CnH2n6O(n7)。4命名例如：命名为3甲基2戊醇，命名为1,2丙二醇。5醇的物理性质(1)沸点相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点高于烷烃；饱和一元醇随碳原子数的增加，沸点逐渐增大。(2)溶解性甲醇、乙二醇、丙三醇等低级醇能与水以任意比互溶；含羟基较多的醇在水中溶解度较大。随着烃基的增多，醇的水溶性明显降低。C4以下的醇可与水混溶，C4C11的醇部分溶于水，C12以上的醇难溶于水。(3)状态：C4以下的醇为液体，C4C11的醇为黏稠液体，C12以上的醇是蜡状固体。6重要的醇俗名色、态、味毒性水溶性用途甲醇木醇无色、特殊气味、易挥发的液体有毒易溶燃料、化工原料乙二醇甘醇无色、无臭、甜味、黏稠的液体无毒互溶防冻剂、合成涤纶丙三醇甘油无色、无臭、甜味、黏稠的液体无毒互溶制日用化妆品、制硝化甘油议一议1下列哪些物质属于醇类：CH2=CHCH2OH答案解析羟基与链烃基、脂环上的碳原子或苯环侧链上的碳原子相连的有机物为醇。2符合CnH2n2O(n1)这一通式的有机物一定属于醇吗？答案不一定属于醇。因为符合此通式的有机物也可能是醚，如OCH3CH3。3乙醇、乙二醇、丙三醇是否互为同系物？答案不是同系物。各分子中OH数目不同，组成不相差CH2的整数倍。4饱和一元醇的沸点比与其相对分子质量接近的烃的沸点高的原因是什么？答案一个醇分子中羟基上的氢原子可与另一个醇分子中羟基上的氧原子相互吸引形成氢键，增强了醇分子间的相互作用所致。5为什么乙醇能与水以任意比互溶？答案乙醇和水分子中均含有OH，醇分子和水分子间以及醇分子相互之间都存在氢键，由于乙醇和水分子间易形成氢键，使乙醇能以任意比溶于水。二、醇的化学性质1羟基的反应(1)取代反应与氢卤酸(HCl、HBr、HI)的反应CH3CH2OHHBrCH3CH2BrH2O，CH3CH2CH2OHHBrCH3CH2CH2BrH2O。成醚反应CH3CH2OHCH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3H2O。(2)消去反应CH3CH2OHCH2=CH2H2O，CH3CH2CH2OHCH3CH=CH2H2O。2羟基中氢的反应(1)与活泼金属的反应2CH3CH2OH2Na2CH3CH2ONaH2。(2)酯化反应CH3CH2OHCH3COOHCH3COOCH2CH3H2O。3醇的氧化反应(1)燃烧反应：CH3CH2OH3O22CO23H2O。(2)催化氧化反应2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O；CH2CH3OHCH3O2。议一议1钠与乙醇的反应为什么不如钠与水反应剧烈？答案说明乙醇羟基中的H原子与水分子中的H原子相比较，乙醇羟基中的H原子不活泼。2乙醇在浓硫酸作催化剂的条件下，是否一定发生消去反应生成乙烯？答案不一定。乙醇在浓硫酸作催化剂的条件下，若温度为170 ，生成乙烯；若在140 时，则发生分子间脱水生成乙醚，故有机反应中条件不同产物不同。3在有机反应中，反应物相同，产物是否一定相同？答案不一定相同。在有机反应中，反应条件很重要，条件(如温度、溶剂、催化剂等)改变，反应产物可能会随之改变。例如温度不同，苯的硝化反应、醇的脱水反应产物不同；溶剂不同，卤代烃与碱的反应产物不同。4为什么说“醇”是烃的衍生物的反应中心？答案以乙醇为例加以说明一、醇类的同分异构体1同分异构体的类别(1)OH位置不同产生的位置异构。如：CH3CH2CH2OH和(2)碳链的长短不同产生的碳链异构。如：CH3CH2CH2CH2OH和(3)官能团不同产生的类别异构(醇和醚)。如：CH3CH2OH和CH3OCH3。2书写方法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官能团位置异构。特别提示在二元醇或多元醇的分子中，两个或两个以上的羟基结合在同一个碳原子上时，物质不能稳定存在。在书写二元醇或多元醇的同分异构体时，要避开这种情况。例1回答有关以通式CnH2n1OH所表示的一元醇的下列问题：(1)出现同类同分异构体的最小n值是_。(2)n4的同分异构体中，氧化后能生成醛的醇有_种，其结构简式是_，其系统命名分别为_。(3)具有同分异构体的醇跟浓硫酸混合加热时，只能得到一种不饱和烃(烯烃类)，符合这一结果的醇的n值是_。解析(1)由于CH3和C2H5无异构现象，故甲醇、乙醇没有同分异构体，C3H7有两种结构，为正丙基(CH2CH2CH3)和异丙基()，丙醇出现1丙醇和2丙醇，所以饱和一元醇出现同类同分异构体的n值最小为3。(2)当n4时，C3H7CH2OH可氧化为醛，而C3H7只有两种结构CH2CH2CH3和CH(CH3)2，故n4的饱和一元醇中能氧化为醛的醇只有2种，其结构简式分别为CH3CH2CH2CH2OH和(CH3)2CHCH2OH。其名称分别为1丁醇、2甲基1丙醇。(3)n值应为3。当n3时，醇发生消去反应所得的烯烃具有同分异构体。如n4时，发生消去反应可得CH2=CHCH2CH3或CH3CH=CHCH3两种互为同分异构体的烯烃。答案(1)3 (2)2CH3CH2CH2CH2OH、(CH3)2CHCH2OH1丁醇、2甲基1丙醇(3)3变式训练1现有组成为CH4O和C3H8O的混合物，在一定条件下脱水，可能得到的有机产物的种类有()A4种 B5种 C6种 D7种答案D解析醇在一定条件下脱水可能是分子间脱水生成醚，也可能是分子内脱水生成烯烃。若为分子间脱水，则有CH3OCH3、CH3CH2CH2OCH2CH2CH3、CH3OCH2CH2CH3、六种产物；若为分子内脱水，只能生成CH3CH=CH2一种烯烃。二、醇类的化学性质及重要反应规律1醇的重要化学性质醇发生反应主要涉及分子中的碳氧键和氧氢键。具体规律如下：以为例：反应类型反应物断键位置反应条件置换反应醇、活泼金属取代反应卤代反应醇、HX H酯化反应醇、含氧酸浓H2SO4，自身反应醇一分子断另一分子断浓H2SO4，消去反应醇浓H2SO4，氧化反应催化氧化醇、氧气或催化剂，燃烧反应醇、氧气全部点燃2.醇的重要反应规律(1)醇的消去反应规律醇分子中，连有OH的碳原子的相邻碳原子上必须连有氢原子时，才能发生消去反应而形成不饱和键。若醇分子中与OH相连的碳原子无相邻碳原子或其相邻碳原子上无氢原子，则不能发生消去反应。如CH3OH、(CH3)3CCH2OH不能发生消去反应生成烯烃。(2)醇的催化氧化规律醇能否被氧化以及被氧化的产物的类别，取决于与羟基相连的碳原子上的氢原子的个数，具体分析如下：(3)醇的取代反应规律醇分子中，OH或OH上的氢原子在一定条件下可被其他原子或原子团替代，如醇与羧酸的酯化反应、醇分子间脱水及与HX的取代反应。特别提醒(1)某些醇发生消去反应生成的烯烃不止一种。如：其消去产物有3种：(2)多元醇的反应规律例2乙醇分子中各种化学键如图所示，关于乙醇在各种反应中断裂键的说法不正确的是()A和金属钠反应时键断裂B和浓H2SO4共热到170 时键和断裂C和浓H2SO4共热到140 时仅有键断裂D在Ag催化下与O2反应时键和断裂解析根据乙醇在发生反应时的实质进行分析。A选项乙醇与钠反应生成乙醇钠，是乙醇羟基中OH键断裂，故是正确的。B选项是乙醇发生消去反应生成乙烯和水，是和键断裂，也是正确的。C选项发生分子间脱水生成醚，其中一分子乙醇断键，另一分子乙醇断键，故是错误的。D选项是乙醇催化氧化为乙醛，断键为和，也是正确的。答案C解题反思醇发生催化氧化的实质是失去羟基(OH)中的氢原子及羟基所连碳原子上的一个氢原子：(1)若连有羟基的碳原子上有两个氢原子(甲醇有三个氢原子)，则该醇被催化氧化生成醛。(2)若连有羟基的碳原子上只有一个氢原子，则该醇被催化氧化生成酮。(3)若连有羟基的碳原子上没有氢原子，则该醇不能被催化氧化。变式训练2以下4种有机物的分子式皆为C4H10O。其中能被催化氧化为相同碳原子数的醛的是()A和B只有C和D和答案C解析能发生催化氧化且产物为醛的醇必须满足的条件为碳上有两个或三个氢原子。1下列物质不属于醇类的是()答案C解析羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物是醇，所以A、B、D都是醇类，C不是醇，含有的官能团是醛基和羧基，答案选C。2用下图所示装置检验乙烯时不需要除杂的是()选项乙烯的制备试剂X试剂YACH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热H2OKMnO4酸性溶液BCH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热H2OBr2的CCl4溶液CC2H5OH与浓H2SO4加热至170 NaOH溶液KMnO4酸性溶液DC2H5OH与浓H2SO4加热至170 NaOH溶液Br2的CCl4溶液答案B解析CH3CH2BrNaOHCH2=CH2NaBrH2O，由于乙醇具有挥发性，且能与KMnO4酸性溶液反应，但不与Br2的CCl4溶液反应，故A项中需除杂，B项中不需除杂；CH3CH2OHCH2=CH2H2O，由于浓H2SO4具有脱水性和强氧化性，反应产物中会含有CO2、SO2杂质，SO2具有还原性，会与KMnO4酸性溶液和Br2的CCl4溶液反应，所以，C、D选项中必须除杂。3以乙醇为原料，合成乙二酸乙二酯所经历的反应的正确顺序是()氧化消去加成酯化水解加聚A BC D答案C解析由乙醇经消去反应得乙烯；与溴加成得到卤代烃；经水解反应得到二元醇；经氧化反应得到二元酸；通过酯化反应得到产物。4等物质的量的下列醇与足量钠反应，产生的气体在标准状况下的体积最大的是( )ACH3OH BCH3CH2OH答案D解析羟基中的氢原子能被钠取代。若1 mol上述有机物与足量钠反应，则产生气体的物质的量分别是A：0.5 mol、B：0.5 mol、C：1 mol、D：1.5 mol。5分子式为C7H16O的饱和一元醇的同分异构体有多种，在下列该醇的同分异构体中，DCH3(CH2)5CH2OH(1)可以发生消去反应，生成两种单烯烃的是_(填字母，下同)。(2)可以发生催化氧化生成醛的是_。(3)不能发生催化氧化的是_。(4)能被催化氧化为酮的有_种。(5)能使KMnO4酸性溶液退色的有_种。答案(1)C(2)D(3)B(4)2(5)3解析(1)因该醇发生消去反应时，生成两种单烯烃，这表明连有OH的碳原子的相邻碳原子上应连有氢原子，且以OH所连碳原子为中心，分子不对称。(2)(4)连有OH的碳原子上有2个氢原子时可被催化氧化为醛，有1个氢原子时可被催化氧化为酮，不含氢原子时不能发生催化氧化。(5)连有OH的碳原子上有氢原子时，可被KMnO4酸性溶液氧化为羧酸或酮，它们都会使KMnO4酸性溶液退色。经典基础题题组1醇的概念、分类、命名及物理性质1关于醇类的下列说法中错误的是()A羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物称为醇B酚类和醇类具有相同的官能团，因而具有相同的化学性质C乙醇和甲醇互为同系物D相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点高于烷烃答案B解析A项，由醇的概念可知A项正确；B项，酚类和醇类虽然均含有羟基，但因为羟基的连接方式不同导致它们的化学性质不同，B项错误；C项，乙醇和甲醇都是饱和一元醇，互为同系物，C项正确；D项，由于醇分子之间能形成氢键，所以相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点高于烷烃，D项正确。2下列关于乙二醇和丙三醇的说法中，错误的是()A乙二醇的水溶液的凝固点很低，可做内燃机的防冻液B丙三醇的沸点比乙二醇的沸点高C这两种醇易溶于乙醇，难溶于水D丙三醇可用于制造烈性炸药，乙二醇是制涤纶的主要原料答案C解析乙二醇和丙三醇分子中含有多个羟基，能与水以任意比互溶。3下列命名正确的是()A的名称应为2甲基2丙醇B的名称为2甲基3,6己二醇C的名称为4甲基3，4己二醇D的名称为3,6二乙基1庚醇答案A解析A项正确；B的名称应为5甲基1,4己二醇；C项名称应为3甲基3,4己二醇；D项最长碳链上有8个原子，名称应为6甲基3乙基1辛醇。题组2醇的化学性质判断4下列醇类能发生消去反应的是()甲醇1丙醇1丁醇2丁醇 2,2二甲基1丙醇2戊醇环己醇A BC D答案B解析与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子的醇能发生消去反应。据此条件，可知不能发生消去反应，余下的醇类均能发生消去反应，如 H2O。5某化学反应过程如图所示，由图得出的判断，正确的是()A生成物是丙醛和丙酮B1丙醇发生了还原反应C反应中有红黑颜色交替变化的现象D醇类都能发生图示的催化氧化反应答案C解析图示中发生的化学反应可以表述为2CuO22CuO，CuOCH3CH2CH2OHCH3CH2CHOCuH2O，总反应为醇的催化氧化。伯醇(CH2OH)氧化成醛，仲醇氧化为酮，叔醇不发生催化氧化反应，故只有C项正确。6芳樟醇常用于合成香精，香叶醇存在于香茅油、香叶油、香草油和玫瑰油等物质中，有玫瑰花和橙花香气，它们的键线式如图所示。下列说法不正确的是()A两种醇都能与溴水反应B两种醇互为同分异构体C两种醇与氧气在铜的催化作用下，均可以被氧化为相应的醛D两种醇中只有香叶醇与氧气在铜的催化作用下，可被氧化为相应的醛答案C解析两种醇中均含碳碳双键，故均可与溴水反应，A正确。两种醇的分子式均为C10H18O，B正确。芳樟醇分子中，与羟基相连的碳原子上没有氢原子，所以不能与氧气在铜的催化作用下发生氧化反应生成醛，D正确。7下列物质既能发生消去反应，又能催化氧化成醛的是()ACH3CH2CH2OHB(CH3)3CCH2OH答案A解析能发生消去反应的醇必须具备的条件是：羟基相连的碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子，由此可以排除B项和D项。能氧化成醛，则醇必须具备的条件是：羟基相连碳原子上必须有两个氢原子，显然A项正确，C项将被氧化成酮。题组3多官能团物质性质的判断及应用8下列反应中，属于醇羟基被取代的是()A乙醇和金属钠的反应B乙醇和乙酸的反应C由乙醇制乙烯的反应D乙醇和浓氢溴酸溶液的反应答案D解析乙醇和金属钠发生的是置换反应；乙醇和乙酸的反应是醇羟基中的氢原子被取代；由乙醇制乙烯的反应是消去反应，不属于取代反应。9橙花醇具有玫瑰及苹果香气，可作为香料。其结构简式如图所示：下列关于橙花醇的叙述，错误的是()A既能发生取代反应，也能发生加成反应B在浓硫酸催化下加热脱水，可以生成不止一种四烯烃C1 mol橙花醇在氧化中充分燃烧，需消耗470.4 L氧气(标准状况)D1 mol橙花醇在室温下与溴的四氯化碳溶液反应，最多消耗240 g溴答案D解析分子中含有烃基和羟基，能发生取代反应，分子中含有碳碳双键，能发生加成反应，A项正确；在浓硫酸催化作用下，橙花醇可发生消去反应生成2种四烯烃，B项正确；橙花醇的分子式为C15H26O,1 mol橙花醇在氧气中充分燃烧，需消耗21 mol O2，其在标准状况下的体积为470.4 L，C项正确；1 mol橙花醇在室温下与溴的四氯化碳溶液反应，最多消耗3 mol(480 g)溴，D项错误。10医学上最近合成一种具有抗癌活性的化合物，该物质结构简式为下列关于该化合物的说法正确的是( )A分子式为C12H19O4B是乙醇的同系物C可发生氧化反应D处于同一平面的原子最多有5个答案C解析分子式为C12H18O4，A错；乙醇的同系物应该是饱和一元醇，B错；该化合物分子中有碳碳双键和醇羟基，易被氧化，C正确；乙烯分子中的6个原子都在同一平面内，因此在含有碳碳双键的有机物分子中处于同一平面的原子至少有6个，D错。能力提升题11化合物甲、乙、丙有如下转化关系：甲(C4H10O)乙(C4H8)丙(C4H8Br2)请回答：(1)甲中官能团的名称是_，甲可能的结构有_种，其中可催化氧化成醛的有_种，能发生消去反应生成两种烯烃的结构简式是_。(2)反应的条件为_，反应的条件为_。(3)甲乙的反应类型为_，乙丙的反应类型为_。(4)丙的结构简式不可能是_。ACH3CH2CHBrCH2Br BCH3CH(CH2Br)2CCH3CHBrCHBrCH3D(CH3)2CBrCH2Br答案(1)羟基42(2)浓硫酸、加热溴水(或溴的CCl4溶液)(3)消去反应加成反应(4)B解析依甲、乙、丙间发生的变化，知其转化关系为醇(甲)烯(乙)卤代烃(丙)可解答(1)(2)(3)。(4)中加成的产物中，2个Br所连的两个C原子必是相邻的，故B项不可能。12松油醇是一种调香香精，它是、三种同分异构体组成的混合物，可由松节油分馏产品A(下式中的18是为区分两个羟基而人为加上去的)经下列反应制得：(1)松油醇的分子式为_。(2)松油醇所属的有机物类别是_。a醇b酚c饱和一元醇(3)松油醇能发生的反应类型是_。a加成b水解c氧化(4)在许多香料中松油醇还有少量以酯的形式出现，写出RCOOH和松油醇反应的化学方程式_。(5)写结构简式：松油醇_，松油醇_。答案(1)C10HO(2)a(3)ac解析由松油醇的结构简式可以看出，OH直接与链烃基相连，应是醇；分子中含有环状结构且有双键，应属于不饱和醇，能发生加成反应，也能被氧化。A在脱水发生消去反应时，如果是环上的OH发生消去，得松油醇；如果是侧链上的18OH发生消去反应，去氢的位置有两种，一种是去侧链上的氢，得松油醇，另一种是去环上的氢，得松油醇。13某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。(1)实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象，请写出相应的化学反应方程式：_。在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行