高中化学（情景导入+课前导读+知识解惑+课堂演练）第2章 第2节 醇和酚课件 鲁科版选修5.ppt

第2节醇和酚 1 在餐馆里或野外就餐时常使用一种白色凝胶状的方便燃烧的固体 它就是固体酒精 但是 固体酒精并不是固态酒精 而是酒精与饱和醋酸钙溶液混合形成的一种固态凝胶 固体酒精携带方便 点燃后火焰温度高 无有害气体生成 2 工业上以石油为原料制得的乙醇是不能用来兑制饮用酒的 因为工业酒精中常混有乙醇的同系物甲醇 甲醇有毒 饮用10ml甲醇 会使眼睛永远失明 而误服30ml甲醇 将置人于死地 甲醇是无色 有类似酒精气味的液体 是一种优良的有机溶剂和燃料 如甲醇汽油 还是制造甲醛 氯甲烷等的原料 因为甲醇最早是用木材干馏法生产的 所以甲醇也叫木精 木醇 3 丙三醇与硝酸反应的产物除可用作烈性炸药外 在生理上还具有扩张血管的作用 常用作心脏病急救药 4 要注意酚与芳香醇的区别 羟基直接连在苯环上为酚 羟基如果是连在苯环的烃基上 则为芳香醇 5 酚类的毒性 酚是一种原浆毒 对一切生物个体都有毒杀作用 酚通过与皮肤 黏膜的接触 吸入或经口而进入人体 它与细胞原浆中蛋白质接触时发生化学反应 而使细胞失去活力 浓酚液可使蛋白质凝固 酚作用于蛋白质时 并不与之结合 此点与强酸 强碱不同 所以能继续向深部组织渗透 引起深部组织损伤坏死 1 醇的概述 1 醇是烃分子中饱和碳原子上的一个或几个氢原子被 取代后生成的有机化合物 其官能团是 2 分类 1 1 羟基羟基 oh 2 乙醇cnh2n 2o芳香 甲醇二元乙二醇多元丙三醇 2 酚 的化合物叫酚 的化合物叫芳香醇 如是 属于 3 氢键是一种特殊的 作用 常用 表示 4 对于饱和一元醇 当烷基较小时 醇与水可以 当烷基较大时 醇的物理性质逐渐接近 常温常压下 饱和一元醇中的碳原子数为 的醇能以任意比与水互溶 碳原子数为 的醇为油状液体 2 芳香烃分子中苯环上的一个或几个氢原子被羟基取代生成芳香烃分子中侧链上的一个或几个氢原子被羟基取代生成酚醇3 分子间a h b 4 任意比互溶烃1 34 11 5 几种重要的醇 1 甲醇 最初是由干馏木材得到的 因此又称为 有酒精味 但 人饮用10ml 就能使眼睛失明 再多则能致死 2 丙三醇俗称 有护肤作用 是利用它具有 性 丙三醇大量用于制造 3 乙二醇为无色 黏稠 有甜味的液体 它的水溶液凝固点 可作为内燃机的 6 醇的结构特征 在醇分子中由于羟基上的氧原子 能力强 从而使碳氧键和氢氧键都显极性 因此醇发生的反应主要涉及两种键的断裂 断裂碳氧键脱掉羟基 发生 或 断裂氢氧键脱掉氢 发生 由于醇分子中与羟基相连的碳原子的氧化数小于 4 醇也有被 的趋势 5 1 木醇有毒 2 甘油吸水化妆品 3 低防冻液6 吸引电子消去反应取代反应酯化反应氧化 7 醇的性质 1 醇分子羟基的反应 取代反应 醇与氢卤酸发生反应时 键发生断裂 被 取代 生成相应的卤代烃和水 在酸作催化剂及加热的条件下 两个醇分子之间还可以通过 反应脱去一个水分子 生成的产物叫做 例如 乙醇在浓硫酸作催化剂的情况下 加热到 时会生成乙醚 c2h5 oh c2h5o h h2o 消去反应 浓硫酸作催化剂 加热到 乙醇可发生分子内 反应生成 方程式为 7 1 碳氧羟基卤素原子取代醚140 c2h5 o c2h5 170 消去乙烯c2h5ohch2 ch2 h2o 2 羟基中氢的反应 与活泼金属的反应 由于氧元素与氢元素电负性的差异 羟基中氢氧键的极性 断裂 所以羟基中的氢原子 能与钠 钾 铝等金属发生反应 2ch3ch2ch2oh 2na h2 与羧酸的作用 乙醇 乙酸在浓h2so4作催化剂并加热的情况下生成 通过示踪原子可知酯化反应中酸脱掉 醇脱掉氢原子 醇的氧化 大多数醇可以燃烧生成co2和h2o 可以催化氧化实现从醇到 的转化 2 较大较大容易活泼2ch3ch2ch2na 乙酸乙酯羟基 醛 8 苯酚 酚的结构和性质 1 是最简单的酚 它的分子式是 结构简式为 2 纯净的苯酚是 晶体 有 气味 易溶于 常温下在水中的溶解度 高于65 时 能与h2o 苯酚 毒 苯酚的浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀作用 沾到皮肤上应用 清洗 3 苯酚分子中羟基和苯环直接相连 由于 的相互影响 使苯酚性不具有二者性质的加和 8 1 苯酚c6h6o oh 2 无色特殊酒精不大互溶有酒精苯环与羟基之间 苯环对羟基的影响 受苯环的影响 苯酚分子中的氢氧键比醇分子的氢氧键易 因此 弱酸性 在水溶液中电离方程式为 可与 反应 生成苯酚钠 naoh 现象 浑浊的悬浊液变为 co2 h2o 现象 溶液由澄清变 不管二氧化碳过量与否 都不会生成 而生成碳酸氢钠 结论 苯酚的酸性比碳酸 但苯酚的酸性比hco酸性强 苯酚具有弱酸性 但 使石蕊变色 3 断裂 钠naoh h2o澄清 nahco3浑浊na2co3弱不能 羟基对苯环的影响a 与溴水反应 苯酚分子中 羟基对苯环的影响使得苯环上的 尤其是羟基的 和 上的氢原子容易发生 反应 如苯酚和溴水反应生成白色的2 4 6 三溴苯酚沉淀 这个反应很灵敏 因此可用作苯酚的鉴别和定量测定 氢原子变活泼邻位对位取代 3hbr b 显色反应 苯酚遇 显紫色 这一反应可用于检验苯酚和 的存在 c 缩聚反应 苯酚分子中的苯环受羟基的影响而被活化 它与甲醛缩合生成 fe3 fe3 酚醛树脂 h 醇 酚的基本概念及区别 2 应用 1 区别醇类和酚类的依据 2 便于寻找属于同分异构体的芳香醇和酚 下列物质中 属于醇类的是 解析 本题考查的是有机物的分类 解答本题的关键是理解物质的结构特点 醇类物质的分子内必须有其官能团 羟基 并且羟基必须与链烃基或苯环侧链上的碳相连 a项是酚 b项为芳香醇 c项为醚 d项为多元醇 答案 bd点评 物质的分类是多角度的 对不同的物质分类时 关键要做到如下两点 明确物质分类的标准 明确物质的组成和结构 1 组成与结构 3 结构简式 ch3ch2oh或c2h5oh 4 分子式及最简式 c2h6o 乙醇的组成 结构 物理性质及应用 2 物理性质 1 沸点高 易溶于水的原因 乙醇分子间易形成氢键 2 检验乙醇中是否含h2o的方法 加入无水cuso4粉末 观察是否变蓝 3 由工业乙醇制无水乙醇的方法 加新制生石灰 蒸馏 3 应用 1 做燃料 内燃机和实验室 2 做有机化工原料 如制乙酸 乙醛 乙醚 染料等 3 制饮料和香精 4 消毒剂 医疗上用体积分数75 的乙醇溶液消毒 5 做有机溶剂 用于溶解 树脂等 1 与活泼金属反应 号键断裂 1 反应原理 2ch3ch2oh 2na h2 li k ca mg al都可发生此类反应 2 现象 na与ch3ch2oh反应较与水反应缓和 na块在ch3ch2oh中上下浮动 有气泡冒出 滴加酚酞试液变红 醇的化学性质 以乙醇为例 3 实质 乙醇分子中的乙基 ch2ch3 有推电子作用 使羟基中氢原子比水分子中的氢原子更难电离 4 应用 通过测定h2的标准状况体积或质量推算金属的相对原子质量或醇的相对分子量 通过测定h2的物质的量推断乙醇的结构为 通过定量测定h2的物质的量推断醇的元数 如 r oh h2 r oh 2 h2 r oh 3 1 5h2 r oh 4 2h2 2 与hx发生取代反应 号键断裂 1 反应式 ch3ch2 oh h brch3ch2br h2o 2 hbr可用浓h2so4和nabr的混合物来代替 反应式为 ch3ch2oh nabr h2so4 浓 ch3ch2br h2o nahso4 3 应用 制备卤代烃3 脱水反应 1 分子内脱水 消去反应 键同时断裂 浓h2so4作用 催化剂 脱水剂 碎瓷片作用 防止暴沸 迅速加热升温至170 目的 防止140 生成副产物乙醚 应用 在有机物分子中引入 制备不饱和烃 注意 查依采夫规则 同位素示踪法 同位素示踪法是利用放射性同位素作为示踪剂 对研究对象进行标记的微量分析方法 可以用同位素作为一种标记 制成含有同位素的标记化合物代替相应的非标记化合物 利用放射性同位素不断地放出特征射线的性质 就可以用核探测器随时追踪它在产物中的位置和数量 2 注意 反应实质 酸脱羟基醇脱氢 浓h2so4作用 催化剂 脱水剂 用饱和na2co3溶液吸收乙酸乙酯 其作用为 溶解乙醇 中和乙酸 降低乙酸乙酯的溶解度 碎瓷片作用 防暴沸 现象 生成无色油状液体在上层 且有香味 加热 先小火加热 后大火加热将酯蒸出 3 应用 制备酯类 链状或环状 如 将擦亮的cu丝插入酒精灯火焰会出现先变暗后变亮现象 用方程式解释 2cu o22cuoch3ch2oh cuoch3cho cu h2o 产物检验 用新制cu oh 2悬浊液或银氨溶液检验 反应式如下 ch3cho 2cu oh 2ch3cooh cu2o 2h2och3cho 2 ag nh3 2 2oh ch3coo h2o 2ag 3nh3 应用 制醛类 2 燃烧 号键全断裂 反应式 ch3ch2oh 3o22co2 3h2o h 0 放热反应 应用 做燃料 提供能量 乙醇分子结构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 和浓硫酸共热到170 时断裂键 和 c 和浓h2so4共热到140 时断裂键 其他健不断d 在催化剂下与o2反应时断键 和 解析 解答本题的关键是把乙醇的分子结构 即断键位置与反应类型结合起来 并熟记 本题a选项 乙醇与钠反应生成乙醇钠 是乙醇羟基中o h键断裂 故是正确的 而b选项是醇发生消去反应生成乙烯和h2o 是 键断裂 也正确 而c项发生分子间脱水生成醚 应断 键 故错误 d选项是乙醇氧化为乙醛 断键为 和 也是对的 答案 c点评 本题从断键的微观角度揭示乙醇发生化学变化时分子结构的改变 应深刻认识反应原理 一定量的乙醇在氧气不足的情况下燃烧 得到co co2和水的总质量为27 6g 若其中水的质量为10 8g 则co的质量是 a 1 4gb 2 2gc 4 4gd 在2 2g和4 4g之间解析 根据生成的水的质量为10 8g 结合反应前后氢原子守恒可得 n c2h5oh 0 2mol 由碳原子守恒可得 n co n co2 n c 2n c2h5oh 0 4mol 由co co2和水的总质量为27 6g可得 m co m co2 27 6g 10 8g 16 8g 即n co 28g mol 1 n co2 44g mol 1 16 8g 联立 解得n co 0 05mol m co 0 05mol 28g mol 1 1 4g 答案 a点评 根据相应的化学反应性质和计算技巧 规律进行合理计算 醇类概述 1 饱和一元醇通式 cnh2n 2o或cnh2n 1oh n 1 1 等碳原子数的醇和醚互为同分异构体 2 由cnh2n 2o cmh2mo2 14n 18 14m 32 n m 1 即碳原子数相差1的醇 或醚 与羧酸 或酯 相对分子质量相等 3 碳原子的级数及醇的分类有机化合物分子中的碳原子 按照其所连的碳原子数目可以分为四类 只连有一个碳原子的称为一级碳 或伯碳 原子 常以1 碳表示 连有两个 三个和四个碳原子的依次称为仲碳原子 叔碳原子和季碳原子 分别以2 碳 3 碳和4 碳表示 羟基分别与1 碳 2 碳和3 碳直接相连的醇依次为1 醇 伯醇 2 醇 仲醇 和3 醇 叔醇 其键线式分别为 4 醇发生反应的部位及反应类型 醇发生的反应主要涉及到分子中的碳氧键和氢氧键 断裂碳氧键脱掉羟基 发生取代反应或消去反应 断裂氢氧键脱掉氢原子 发生取代反应 由于醇分子中与羟基相连的碳原子的氧化数小于 4 醇有被氧化的可能 5 羟基对醇分子中羟基氢活泼性的影响醇分子中 与羟基直接相连的碳原子上的烃基越多 推电子作用越强 氢氧键的极性就越弱 则羟基氢原子就越不活泼 所以 在1 醇 2 醇和3 醇中 3 醇的羟基氢最不活泼 2 醇的次之 1 醇的最活泼 氢原子的推电子作用比烃基弱 所以1 醇中甲醇的羟基氢活泼性最强 水分子中由于没有推电子烃基的影响 氢氧键极性更强 所以水与活泼金属的反应较各种醇与活泼金属的反应都要剧烈 氧元素的电负性比氢元素和碳元素的电负性都大 醇分子中羟基上的氧原子对共用电子的吸引能力强 共用电子偏向氧原子 从而使碳氧键和氢氧键显出极性 容易断裂 有机化合物分子中与 c相连的碳原子称为 c 与 c相连的氢原子称为 h 由子醇分子中羟基上氧原子的吸电子作用 使 h也容易脱去 2 醇的命名选取含羟基最长的碳链为主链定为某醇 编号由接近羟基的一端开始 并用阿拉伯数字标明羟基所处的位置 3 醇的分类 4 物理性质递变规律 饱和一元醇且按碳原子数增多的顺序 1 熔沸点逐渐升高 2 密度逐渐增大 3 水溶性逐渐减小 5 几种重要的醇 已知某化合物甲分子中只含c h o三种元素 其c h的质量分数共为78 4 又已知甲分子中有一个碳原子 它的4个价键分别连在4个不同的原子 或原子团 上 如下所示 a b d e为互不相同的原子或原子团 1 推导甲的分子式 2 写出甲的结构简式 并以系统法命名之 解析 1 c h的质量分数共为78 4 则o的质量分数为21 6 反推 设分子中含一个o m 74 74 16 58 58除12等于4余10 得c4h10 得c4h10o 注 设含2个o 不成立 2 与一个c相连4个不同的原子 或原子团 只能是 ch3 ch3ch2 h oh 所以只能得 答案 1 c4h10o 2 点评 解此类题目时 认真分析醇的结构特点 醇的命名以烷烃的系统命名为基础与烯烃 炔烃的命名相似 苯酚的结构 物理性质及应用 注意 1 苯酚易被空气中的氧气氧化 故应密封保存 2 苯酚不慎沾在皮肤上 应用酒精洗涤 不能用热水或naoh溶液 3 苯酚溶于水所得澄清液为溶液 所得浑浊液在43 以下为悬浊液 43 以上为乳浊液 4 较多苯酚溶于水形成浑浊液 加热至65 以上时变澄清 再冷却又变浑浊 这一现象充分体现了苯酚溶解度与温度的关系 5 苯酚的分离 苯酚的浑浊液静置后会分层 但下层不是苯酚的固体沉淀 而是苯酚的油状液体 这是因为从水层析出的苯酚实为水的苯酚饱和溶液 而上层是苯酚的不饱和溶液 因此要将析出的苯酚分离 不是用过滤法 而是用分液的方法 下列关于苯酚的叙述中 正确的是 a 苯酚呈弱酸性 能使石蕊试液显浅红色b 苯酚分子中的13个原子有可能处于同一平面上c 苯酚有强腐蚀性 沾在皮肤上可用酒精洗涤d 苯酚能与fecl3溶液反应生成紫色沉淀解析 苯酚的酸性较弱 不能使指示剂变色 苯酚中除酚羟基上的h原子外 其余12个原子一定处于同一平面上 当o h键旋转使h落在12个原子所在的平面上时 苯酚的13个原子将处在同一平面上 也就是说苯酚中的13个原子有可能处于同一平面上 苯酚有强的腐蚀性 使用时要小心 如不慎沾到皮肤上 应立即用酒精洗涤 苯酚与fecl3溶液反应时得到紫色溶液而不是紫色沉淀 答案 bc点评 苯酚的性质是酚类性质的基础和代表 苯酚的化学性质 苯酚结构简式如图 苯环与羟基相互影响 其分子中有四处活动中心 1 苯环对羟基的影响 号键断裂 1 苯酚具有弱酸性 能与碱发生中和反应 如 h2o 溶液由浑浊变澄清 说明 苯酚的酸性极弱 不能使酸碱指示剂变色 故不能用酸碱指示剂来检验苯酚的存在 苯酚的酸性比碳酸弱 但比hco的酸性强 因而苯酚能与na2co3溶液反应生成nahco3 酸性顺序为 h2co3 hco nahco3 向浓液中通入co2 只生成nahco3 与通入co2量的多少无关 nahco3 溶液由澄清变浑浊 应用 此反应可用于苯酚与苯等其他有机物的分离 2 氧化反应 断裂 号键或全断裂 苯酚常温下易呈现粉红色 是被空气中的氧气氧化的结果 主要是酚羟基被氧化 苯酚可使kmno4 h 溶液褪色 可以燃烧 现象 剧烈燃烧 发出明亮火焰并伴有浓烟 7o26co2 3h2o2 羟基对苯环的影响由于受羟基的影响 苯环上羟基所连碳的邻对位碳上的氢原子变得较活泼易被取代 即 号碳氢键易断裂 1 卤代反应 号键断裂 说明 此反应的反应物为和浓溴水 现象是溴水褪色且生成白色沉淀 此反应必须加入足量浓溴水 否则生成的三溴苯酚易溶于苯酚溶液 因而观察不到有三溴苯酚白色沉淀生成 对比与br2发生苯环上的取代反应 必须与纯溴反应且加fe粉做催化剂 而苯酚与br2的反应 与溴水即能反应且不需加催化剂 由此可见 oh对苯环的影响较 ch3对苯环的影响要强烈 2 硝化反应 号键断裂 应用 制炸药 三硝基苯酚 3 缩聚反应 号键中断裂2个或3个 nh2o 说明 此反应中hcho也可用