高中化学教案4-2 第1课时 醇的性质和应用(苏教版选修5).doc

第二单元醇酚第1课时醇的性质和应用智能定位1.了解乙醇的组成、结构特点及物理性质。2.掌握乙醇的主要化学性质。3.了解官能团在有机化合物中的作用，并结合同系物原理加以应用。情景切入一位有机化学家曾说过，有了醇，他就能合成出多种多样的有机化合物。在有机化合物的合成中醇为什么会有如此重要的作用？自主研习一、醇的概述1.概念：烃分子中饱和碳原子上的氢原子被羟基取代形成的化合物，羟基是醇的官能团。2.分类1. 三种重要的醇名称俗名色、态、味毒性水溶性用途甲醇木醇无色特殊气体易挥发的液体有毒互溶燃料、化工原料乙二醇甘醇无色、甜味、黏稠的液体无毒互溶防冻剂、合成涤沦丙三醇甘油无色、甜味黏稠的液体无毒互溶制日用化妆品、制硝化甘油二、乙醇的结构和性质1.结构分子式结构式结构简式官能团C2H6OCH3CH2OHOH(羟基)2.性质条件断键位置反应类型化学方程式Na置换2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2HBr,取代CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2OO2(Cu)，氧化2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O浓硫酸140消去CH3CH2OHCH2=CH2+H2O浓硫酸140取代2CH3CH2OHC2H5OC2H5+H2OCH3COOH(浓硫酸)取代(酯化)CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2OO2点燃全部化学键氧化C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O思考讨论(1)乙醇与Na反应和水与Na反应有什么区别？(2)所有的醇都能催化氧化吗？提示：(1)由于醇分子中的烷基的影响使醇分子中氢氧键不如水分子中氢氧键容易断裂，即醇中羟基的氢原子活泼性不如水中氢原子活泼。故反应不如钠与水反应剧烈。(2)不是，羟基所连的碳上必须有氢原子才能发生催化氧化。课堂师生互动知识点1醇类的有关反应规律1.醇的消去反应规律(1)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。(2)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，醇与钠的反应。特别提醒醇与钠反应的应用通过测定一定质量的醇与足量钠反应放出H2的体积，可以求得醇分子中羟基的数目，从而判断醇的结构。醇与生成的H2的关系：R(OH)nH2(n为羟基数目)。乙醇钠不稳定，遇水剧烈反应：CH3CH2ONa+H2ONaOH+CH3CH2OH。除Na外，其他活泼金属K、Ca、Mg、Al等也能与乙醇反应产生H2。考例1分子式为C7H16O的饱和一元醇发生消去反应时，可以得到两种单烯烃，则该醇的结构简式为()A.B.C.D.CH3(CH2)5CH2OH解析本题考查的是醇的消去反应，醇发生消去反应的条件是与羟基直接相连的碳原子的邻位碳原子上要有氢，A结构中OH的邻位碳原子上有两个氢原子，但左右对称，消去产物只有一种:;B中羟基的邻位碳原子上有氢原子，是对称结构，消去产物只有一种：；C中羟基的邻位碳原子上的氢原子不相同，消去会有两种产物，分别是和;D中只有一种消去产物：CH3CH2CH2CH2CH2CH=CH2。故正确答案为C。答案C考例2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，A. B.C. D.CH3(CH2)5CH2OH(1)可以发生消去反应，生成两种单烯烃的是;(2)可以发生催化氧化反应生成醛的是；(3)不能发生催化氧化的是；(4)能被催化氧化为酮的有种；(5)能使酸性KMnO4溶液褪色的有种。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所连碳为中心，分子不对称。(2)(4)连有OH的碳上有2个氢原子时可被氧化为醛，有1个氢原子时可被氧化为酮，不含氢原子时不能发生催化氧化。(5)连有OH的碳上有氢原子时，可被酸性KMnO4溶液氧化为羧酸或酮，它们都会使酸性KMnO4溶液褪色。答案(1)C(2)D(3)B(4)2(5)3考例3乙醇分子中不同的化学键如下所示：关于乙醇在各种反应中断裂键的说明不正确的是()A.乙醇和钠反应键断裂B.在Ag催化下和O2反应，键断裂C.乙醇和浓H2SO4共热到140时，键和键断裂；在170时键断裂D.乙醇完全燃烧时断裂键解析当与Na反应时；2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2断裂键正确。乙醇的催化氧化断裂键。乙醇和浓H2SO4共热2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O断裂键。CH3CH2OHCH2=CH2+H2O断裂键。乙醇的燃烧分子中的化学键完全断裂。所以A、B、C正确，D错误。答案D变式探究1下列物质中，属于醇类且能发生消去反应的是()A.CH3OHB.C.CH3CH(OH)CH3 D.答案C解析本题考查醇类的概念及对消去反应机理的理解。A项属于醇类，但没有邻位的碳原子，当然也没有邻位的H，则不可能发生消去反应；B项属于醇类，但邻位的碳原子上没有氢原子，不可能发生消去反应；C项属于醇类，OH可与邻位的碳原子上的氢发生消去反应，生成CH2=CHCH3；D项不属于醇类，属于酚类。故选C。变式探究2某有机物6 g与足量钠反应，生成0.05 mol氢气，该有机物可能是()A.CH3CH2OHB.C.CH3OHD. CH3OCH2CH5答案B解析能和金属钠反应生成氢气的物质必含OH，从而可迅速排除D选项。其余几种选项中的物质均为一元醇，一元醇与钠反应的通式为：2ROH+2Na2RONa+H2，即2 mol一元醇可生成1 mol H2，若生成0.05 mol H2，则该一元醇的物质的量应为0.1 mol，又因为其质量为6 g，所以该醇的摩尔质量应为=60 gmol-1故正确答案为B。变式探究3已知在浓H2SO4存在并加热至140的条件下，2个醇分子在羟基上发生分子间脱水反应生成醚，如CH3CH2OH+HOCH2CH3CH3CH2OCH2CH3+H2O用浓H2SO4跟分子式分别为C2H6O和C3H8O的醇的混合液反应，可得到醚的种类有()A.1种 B.3种C.5种D.6种答案D解析C2H6O的醇只有CH3CH2OH一种，而3个碳原子C3H8O的醇可以是CH3CH2CH2OH和两种。同种分子间可形成3种醚，不同种分子间可形成3种醚，共6种。知识点2醇的结构与命名1.结构一元醇的分子通式为ROH，饱和一元醇的分子通式为CnH2n+1OH。碳原子数相同的饱和一元醇与饱和一元醚互为同分异构体。2.命名（1）选择连有羟基的最长碳链为主链，按主链所含碳原子数称某醇；（2）对碳原子的编号由接近羟基的一端开始；（3）命名时，羟基位次号写在某醇的前面，其他取代基的名称和位次号写在母体名称前面。如：4-甲基-2-戊醇考例4下列物质中不属于醇类的是()A.C3H7OHB.C.CH2OHCHOHCH2OH D.答案B考例5某有机物的结构简式为CH3CH(OH)CH(C2H5)CH3，它的名称是()A.1-甲基-2-乙基-1-丙醇B.1，2-二甲基-1-丁醇C.3，4-二甲基-4-丁醇D.3-甲基-2-戊醇答案D变式探究4下列说法正确的是()A.乙醇、乙二醇、丙三醇互为同系物B.无水酒精就是100%的乙醇C.乙醇和乙醚不是同分异构体D.乙醇可作为提取碘水中碘的萃取剂 答案 C解析 A中乙醇是一元醇，乙二醇、丙三醇为多元醇，它们不是同系物；B中96%的乙醇就称做无水酒精；C中乙醇分子式为C2H6O，乙醚分子式为C4H10O，两者分子式不同，不是同分异构体；D中乙醇可与水互溶，不能作为萃取碘水中碘的萃取剂。课后强化作业基础巩固1.下列关于羟基和氢氧根离子的说法中，不正确的是()A.二者相同B.羟基比氢氧根离子少一个电子C.二者的组成元素相同D.羟基性质比氢氧根离子的稳定答案AD解析本题主要考查羟基和氢氧根离子的区别。羟基（OH）和氢氧根离子（OH-）仅从组成上讲，其组成元素和各元素的原子数目都相同。但从电性上看，OH呈电中性，而OH-带一个单位负电荷；从存在形式上看，OH不能独立存在，而OH-可以独立存在，因而OH不如OH-稳定。其电子式分别为和。故正确答案为AD。2.（2009上海综合，13）酒后驾车是引发交通事故的重要原因。交警对驾驶员进行呼气酒精检测的原理是：橙色的K2Cr2O7酸性水溶液遇乙醇迅速生成蓝绿色Cr3+。下列对乙醇的描述与此测定原理有关的是 ()乙醇沸点低 乙醇密度比水小乙醇有还原性乙醇是烃的含氧化合物A.B.C.D.答案C解析乙醇为一种有机物，有一定的还原性，可以被K2Cr2O7氧化，同时由于乙醇具有挥发性，可以随呼吸而呼出，能被检测到。3.32 g某一元醇与足量的金属钠完全反应，生成11.2 L(标准状况)H2，该醇的化学式为()A.CH3OHB.C2H5OHC.C3H7OHD.C4H9OH答案A解析n（H2）=0.5 mol。设该一元醇为ROH2ROHH21 mol0.5 mol该醇的摩尔质量为32gmol-1。故A符合题意。4.已知一氯戊烷有8种同分异构体，可推知戊醇（属醇类）的同分异构体的数目是()A.5种B.6种C.7种D.8种答案D5.分子组成为C5H12O，能发生催化氧化，且生成物为同碳原子数醛的醇的种类为()A.2种B.3种C.4种D.5种答案C解析能够被氧化成醛的醇分子中一定含有 “CH2OH”。将C5H12O改写为C4H9CH2OH，丁基（C4H9）有4种，则被氧化生成同碳原子数醛的醇也有4种。6.白黎芦醇的结构简式为：它广泛存在于食物（如桑椹、花生，尤其是葡萄）中，它可能具有抗癌作用。1 mol该醇和Br2、H2分别反应，消耗Br2、H2的物质的量最多为()A.1 mol,1 molB.3.5mol, 7molC.3.5mol, 6mol D.6mol, 7mol答案D解析白黎芦醇与H2肯定是发生加成反应，应注意不仅碳碳双键可加成，苯环亦可加成，所以1 mol该醇最多和7 mol H2加成。而与Br2反应，不仅与碳碳双键加成，且在OH的邻、对位上可发生取代反应，共5个位置上的H可被取代，所以共需6 mol Br2。7.CH3OH和C2H5OH的混合物与浓H2SO4共热，可能生成的有机物最多有（）A.2种B.3种C.4种D.5种答案C解析2CH3OHCH3OCH3+H2O2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2OCH3OH+CH3CH2OHCH3OCH2CH3+H2OCH3CH2OHCH2=CH2+H2O。8.2006年5月21日中央电视台“每周质量报告”报道：齐齐哈尔第二制药公司生产的亮菌甲素注射液，由于用二甘醇（HOCH2CH2OCH2CH2OH）冒充丙二醇（HOCH2CH2CH2OH）作为药用辅料，造成多人死伤。下列有关二甘醇和丙二醇的说法，不正确的是()A.二甘醇和丙二醇都是易溶于水的物质B.丙二醇和二甘醇互为同系物C.二甘醇和丙二醇都能和乙酸发生酯化反应D.二甘醇和丙二醇都能发生催化氧化反应，最终生成二元羧酸答案 B解析 丙二醇和二甘醇均可看作是低级的二元醇，易溶于水，A项对；二甘醇中含有O，二者不能互称为同系物，B项错；二者分子中均含有醇羟基，故既能与乙酸发生酯化反应，又能发生催化氧化反应。9.等质量的铜片，在酒精灯上加热后，分别插入下列溶液中，放置片刻，铜片质量增加的是()A.硝酸B.无水乙醇C.石灰水D.盐酸答案C解析铜片灼烧后生成CuO，硝酸、盐酸使生成的CuO溶解，铜丝质量减少；乙醇实现CuOCu的转变：C2H5OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O，铜片质量不变；石灰水不与CuO反应，铜片质量增加。故选C。10.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，说明该乙醇氧化反应是 反应。（2）甲和乙两个水浴作用不相同：甲的作用是 ,乙的作用是 。（3）反应进行一段时间后，干燥试管a中能收集到不同的物质，它们是，集气瓶中收集到的气体的主要成分是。答案（1）2Cu+O22CuO，CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O放热（2）加热冷却（3）乙醛、乙醇、水氮气解析该实验的目的是乙醇的氧化。实验原理：2Cu+O22CuO,CH3CH2OH+CuOCH3CHO+H2O+Cu。实验流程：甲中的水为热水，其作用是将无水乙醇加热成乙醇蒸气，与空气一起进入玻璃管中，在铜网的作用下进行反应后，从玻璃管中出来的物质有：未反应的乙醇蒸气及少量O2、水蒸气、乙醛蒸气和大量的N2，它们一起进入乙中，乙中的水为冷水，其作用是将乙醇蒸气、水蒸气、乙醛蒸气进行冷却变为液体，不能冷却的少量O2和大量的N2进入到集气瓶中。能力提升1.A、B、C三种醇同足量的金属钠完全反应，在相同条件下产生相同体积的氢气，消耗这三种醇的物质的量之比为3：6：2，则A、B、C三种醇分子里羟基数之比是()A.3:2:1B.2:6:3C.2:1:3D.3:1:2答案C解析醇羟基中的H可与活泼金属（如：Na）发生反应产生H2，其关系式为OHNaH2，根据产生相同的H2，可推知物质的量之比为3:6:2的三种醇中含有的羟基的物质的量相同（假设为a mol），则有羟基数之比为:,即为2:1:3。2.已知维生素A的结构简式可写为：，式中以线示键，线的交点与端点处代表碳原子，并用氢原子补足四价，但C、H原子未标记出来。关于它的叙述正确的是()A.维生素A的分子式为C20H30OB.维生素A是一种易溶于水的醇C.维生素A分子中有异戊二烯的碳链结构D.1 mol维生素A在催化剂作用下最多可与7 mol H2发生加成反应答案 AC解析 容易确定维生素A的分子式为C20H30O;维生素A可以看做是一种醇，但由于分子中碳原子数较多，在水中的溶解性应很差；异戊二烯的结构为，因而维生素A的分子中应具有异戊二烯的碳骨架结构；每个维生素A分子中共有5个C=C键，所以1 mol维生素A最多可以跟5 mol H2发生加成反应。3.对某一元醇类作系统命名，其中正确的是()A.1,1,-二甲基-3-丙醇B.2-甲基-4-戊醇C.3-甲基-1-丁醇D.3，3-二甲基-1-丁醇答案D解析先根据题给各选项的名称写出醇的结构简式，再由醇的系统命名法分析其正误。4.某有机物CnHxOy完全燃烧时需O2的物质的量是该有机物的n倍，生成CO2和H2O的物质的量为1：1，该有机物分子中n、x、y的关系是()A. x：y：n=1：2：2B. x：y：n=3：2：1C. x：y：n=6：3：2D. x：y：n=2：1：1答案D解析因为n (CO2):n (H2O)=1:1所以n (C) :n (H)=1:2即n：x=1：2x=2n，排除AC两项；又CnHxOy燃烧所需氧气是其物质的量的n倍，则n+-=n代入x=2n得：y=n，所以x=2n=2y，选D。5.甘油可发生下列反应，各反应所属的反应类型是()A.取代反应氧化反应消去反应酯化反应B.加成反应氧化反应氧化反应酯化反应C.取代反应氧化反应取代反应硝化反应D.取代反应消去反应取代反应硝化反应答案A解析为明显的取代反应；为氧化反应；为广义的消去反应；为酯化反应，酯化反应中的酸可以是HNO3、H2SO4等无机含氧酸。6.甲苯和甘油组成的混合物中，若碳元素质量分数为60%，那么氧元素的质量分数为()A.31.3%B.8.7%C.1.74%D.无法计算答案A解析甲苯和甘油分子式分别为：C7H8和C3H8O3，相对分子质量均为92，所以氢的质量分数均为100%=8.7%，则氧的质量分数为：1-60%-8.7%=31.3%，故选A。7.某饱和一元醇14.8g和足量的金属钠反应生成标准状况下氢气2.24L，则燃烧3.7g该醇生成的水的物质的量为()A.0.05molB.0.25molC.0.5molD.0.75mol答案B解析1 mol一元醇可生成0.5mol氢气，则14.8g醇的物质的量为0.2mol,相对分子质量为74，为C4H10O,0.05mol该醇可生成0.25mol水。8.化学式为C8H10O的化合物A具有如下性质：A+Na慢慢产生气泡A+RCOOH有香味的产物A苯甲酸其催化脱氢产物不能产生银镜反应脱水反应的产物，经聚合反应可制得一种塑料制品（它是目前主要的白色污染源之一）请回答：（1）根据上述信息，对该化合物的结构可作出的判断是（多选扣分）。a.苯环上直接连有羟基b.肯定有醇羟基c.苯环侧链末端有甲基d.肯定是芳香烃（2）化合物A的结构简式为。（3）A和金属钠反应的化学方程式为。答案（1）b、c（2）（3）解析这是一道综合