苏教版选修5 专题4第二单元　醇　酚——教材梳理 学案.doc

专题4 烃的衍生物第二单元 醇 酚教材梳理与拓展教材梳理知识点一 醇、酚的基本概念及区别醇酚基本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形成的化合物芳香烃分子中苯环上的一个或几个氢原子被羟基取代形成的化合物官能团羟基（oh）羟基（oh）典型例子乙醇（ch3ch2oh）苯甲醇（）苯酚（）结构区别链烃基与羟基相连羟基不与苯环直接相连羟基与苯环直接相连注意 （1）oh与oh的区别电子式不同，分别为 和；oh较oh活泼；oh不可以独立存在，而oh可以；oh不带电荷，oh带一个单位的负电荷。（2）醇分子（含多个碳原子）中可以含有多个oh，但同一个碳原子上若连有两个或两个以上的羟基，则不稳定，易脱水转化为其他有机物。如：； 。（3）由于受羟基的影响，醇分子中的-氢原子，酚中酚羟基的邻、对位上的氢原子易断裂参与化学反应。知识点二 醇类的结构和性质1. 醇类的结构及物理性质（1）概念：醇是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。（2）分类：根据醇分子中含有的醇羟基数目，可以将醇分为一元醇、二元醇、三元醇等。分子中含有两个或两个以上醇羟基的醇又称为多元醇。（3）一元醇的分子通式为roh，饱和一元醇的分子通式为cnh2n1oh。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。饱和多元醇的通式为cnh2n2ox。（4）醇类的物理性质低级的饱和一元醇为无色中性液体，具有特殊的气味和辛辣味道。常温常压下，碳原子数为13的醇能与水以任意比例互溶；碳原子数为411的醇为油状液体，仅可部分溶于水；碳原子数为12以上的高级醇为无色无味的蜡状固体，不溶于水。醇的沸点随分子中碳原子数的增加而升高。相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点远远高于烷烃的沸点。醇的密度比水的密度小。2. 醇类的化学性质（以乙醇为例）（1）乙醇的组成、结构及物理性质组成与结构分子式电子式结构式结构简式官能团c2h6och3ch2oh或c2h5oh羟基（oh）球棍模型比例模型物理性质颜色、状态无色、透明液体密度、气味密度为0.7893gml1，比水轻，有特殊香味溶解性任意比溶于水沸点78.5，易挥发注意a. 沸点高的原因：乙醇分子间易形成氢键。b. 易溶于水的原因：乙醇与水分子间易形成氢键。c. 检验乙醇中是否含有h2o的方法：加入无水cuso4粉末，观察是否变蓝。d. 由工业乙醇制无水乙醇的方法：加新制生石灰，蒸馏。（2）实验探究乙醇的化学性质实验1：无水乙醇与钠的反应以及产生的气态物质的检验实验目的：验证乙醇中羟基上氢原子的活泼性。实验步骤：在大试管里注入2ml左右无水乙醇，再放入2小块新切开用滤纸擦干的金属钠，迅速用一配有导管的单孔塞塞住试管口，用一小试管倒扣在导管上（如图a所示），收集反应中放出的气体并验纯。确信气体的纯度后，在导管口点燃，观察气体燃烧的现象。然后把一冷的干燥小烧杯罩在火焰上方（如图b所示），片刻后可看到烧杯内壁上出现水珠，迅速倒转烧杯，向烧杯内注入少量的澄清石灰水，振荡，观察石灰水的变化。实验现象：na与乙醇反应比与水反应要缓慢得多，na在乙醇中上下浮动，有气泡冒出；滴加酚酞溶液后，溶液变红。收集放出的气体点燃后，在空气中安静地燃烧，火焰呈淡蓝色，烧杯内壁上有水珠生成；倒转烧杯，向烧杯内注入少量的澄清石灰水，振荡，澄清石灰水不变浑浊，说明na与乙醇反应生成的气体是氢气。实验结论：钠能置换出乙醇分子中羟基上的氢原子。化学方程式：2ch3ch2oh2na2ch3ch2onah2反应机理：羟基（oh）上的氢原子被钠原子（na）取代，实质是取代反应，断键部位是oh键。实验2：将钠分别投入到水、乙醚中实验目的：用水、乙醚分别与钠混合和乙醇与钠反应对比，来证明乙醇分子中羟基氢的活泼性。实验步骤：向两支试管中分别加入3ml水和3ml乙醚（c2h5oc2h5），再分别向两支试管中放入切去表层的一小块（绿豆粒般大）金属钠。实验现象：na与h2o剧烈反应，放出h2；乙醚与钠不反应。实验结论：氢原子的活泼性为： 水乙醇分子中羟基氢乙醚。化学方程式：2na 2h2o = 2naoh h2实验3：乙醇与氢溴酸反应实验目的：验证乙醇与氢溴酸反应的产物。实验步骤：组装如图所示装置。在试管中依次加入2ml蒸馏水、4ml浓硫酸、2ml95%的乙醇和3g溴化钠粉末，在试管中注入蒸馏水，烧杯中注入自来水。加热试管至微沸状态数分钟后，冷却。实验现象：反应生成了一种无色油状液体。实验结论：乙醇与氢溴酸反应生成了卤代烃。化学方程式：ch3ch2oh hbrch3ch2brh2o反应机理：醇羟基（oh）被氢卤酸中的卤素原子取代，实质是取代反应，断键部位是co键。思考：如何检验试管中收集到的油状液体是溴乙烷？取油状液体少许放入试管中，加入少量naoh溶液，加热，冷却，加入稀hno3酸化，滴加agno3溶液，观察实验现象。如果出现淡黄色沉淀，则证明乙醇与氢溴酸反应生成了溴乙烷。实验4：乙醇的脱水反应实验目的：验证乙醇脱水反应的产物。实验步骤：组装如图所示装置，在试管中放入石棉绒并注入2ml95%的乙醇（石棉绒稍露出液面），加热试管，将生成的气体经过水洗后，用排水集气法收集。实验现象：产生了不溶于水的气体。实验结论：乙醇脱水生成了乙烯。化学方程式：ch3ch2ohch2=ch2h2o 注意 a. 在上述实验中，石棉绒是催化剂，而在实验室中通常用浓h2so4 、al2o3（400左右）或p2o5作催化剂，使乙醇发生脱水反应。b. 醇的分子内脱水反应实质是消去反应，在乙醇分子中断裂co键和ch键，脱去h2o分子，形成不饱和的。c. 醇发生消去反应的结构条件与卤代烃相似，即连oh的c原子（-碳原子）的邻位c原子（-碳原子）上必须有h原子，方可发生消去反应。d. 在上述实验过程中有下面反应发生：2ch3ch2ohch3ch2och2ch3h2o该反应属于乙醇分子间脱水反应，其实质是取代反应。e. 在有机化学反应中，反应条件尤为重要。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，苯的硝化反应产物不同；溶剂不同，卤代烃与碱的反应产物不同。f. 利用醇的消去反应可以引入制备不饱和烃。g. 醇还能被kmno4酸性溶液或k2cr2o7酸性溶液氧化，其氧化过程可分为两个阶段：ch3ch2ohch3choch3cooh（3）整理与归纳乙醇的化学性质与结构的关系化学性质乙醇发生反应的化学方程式反应类型断键位置乙醇与钠反应2ch3ch2oh+2na2ch3ch2ona+h2置换反应乙醇与氢溴酸反应c2h5oh+hbrch3ch2br+ h2o取代反应由乙醇制乙烯ch3ch2ohch2=ch2+h2o消去反应由乙醇制乙醚2ch3ch2ohc2h5oc2h5+h2o取代反应一个分子键断裂，另一个分子键断裂乙醇与乙酸反应ch3cooh +c2h5ohch3cooch2ch3+h2o酯化反应（或取代反应）由乙醇制乙醛2ch3ch2oh+o22ch3cho+2h2o氧化反应乙醇与氧化铜粉末共热ch3ch2oh+cuoch3cho+cu+h2o氧化反应乙醇燃烧c2h6o+3o22co2+3h2o氧化反应知识点三 醇类的命名1.将含有与羟基（oh）相连的碳原子的最长碳链作为主链，根据碳原子数目称为某醇。2.从距离羟基最近的一端给主链上的碳原于依次编号定位。3.羟基的位置用阿拉伯数字表示，羟基的个数用“二”、“三”等表示。例如：ch3ch 2ch 2oh 1-丙醇 （2-丙醇） （1,2-丙二醇）注意：醇类命名时，选择的最长碳链必须连有羟基，但羟基不一定在主链末端，它有可能作为取代基位于主链中间，这一点与以后学习的醛、羧酸的命名有所不同。知识点四酚的结构和性质1. 酚的概念分子中羟基与苯环（或其他芳环）碳原子直接相连的有机化合物。2. 酚的分类酚是芳香烃的羟基衍生物，按酚分子中苯环上羟基的多少分为一元酚、二元酚、多元酚等。最简单的酚是苯酚。如 等都是常见的酚。3. 苯酚的结构分子式结构式结构简式官能团球棍模型比例模型c6h6o或c6h5oh羟基（oh）4. 苯酚的物理性质常温下，纯净的苯酚是无色晶体，有特殊的气味，熔点为40.9。因苯酚在空气中部分被氧化而略带红色。苯酚易溶于乙醇等有机溶剂中，室温时在水中的溶解度不大，当温度高于65时，能与水以任意比例互溶。苯酚有毒，其浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性。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，应先用酒精洗涤，再用水冲洗。不能用热水或naoh溶液洗涤。（3）较多量苯酚溶于少量水中，形成浊液；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。（4）苯酚与水形成的浊液不是悬浊液，而是乳浊液，静置后分层。上层是溶有苯酚的水层，下层是溶有水的苯酚层。要将苯酚与水分离不能用过滤法，而要用分液法。5. 苯酚的化学性质苯酚的结构简式如下图，苯环与羟基相互影响，其分子中有4处活动中心。（1）苯酚的酸性苯酚显酸性，这主要是因为苯环对羟基的作用而导致的。苯酚可以和碱反应生成盐，如和氢氧化钠的反应：（溶液由浑浊变澄清）注意苯酚的酸性极弱，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。，因此，苯酚能与naoh溶液反应，生成盐和水。苯酚也可以与活泼金属反应。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）。na2co3nahco3（断键）向溶液中通入co2，只生成nahco3，与通入co2量的多少无关。（溶液由澄清变浑浊）向苯酚钠溶液中加入稀盐酸，有苯酚析出。如（溶液由澄清变浑浊）乙醇能与na反应放出h2，说明乙醇分子中羟基上的氢原子也具有一定的活泼性；但乙醇在水溶液中很难电离出氢离子，也不能与碱反应生成盐。这说明受苯环的影响，酚羟基上的h比醇羟基上的h活泼。（2）苯酚的取代反应与芳烃中的苯环类似，苯酚也可以与卤素、硝酸、硫酸等在苯环上发生取代反应。实验1：苯酚的溴代反应实验目的：验证苯酚的取代反应。实验步骤：向盛有少量苯酚稀溶液的试管里滴入过量浓溴水，观察现象。实验现象：向苯酚溶液里滴加浓溴水，可以看到立即有白色沉淀产生。实验结论：苯酚与浓溴水发生了取代反应。化学方程式：（、键断裂）苯酚与溴在苯环上的取代反应，既不需要加热，也不需用催化剂，比溴与苯及其同系物苯环上的取代反应容易得多。这说明，受羟基的影响，苯酚中苯环上的邻、对位的氢原子变得更活泼了。oh对苯环的影响大于ch3对苯环的影响。注意 a. 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，因而观察不到有白色沉淀生成。b. 凡是酚类都可与浓溴水反应生成白色沉淀，利用此性质可以定性地检验酚类的存在及鉴别酚类。c. 此反应很灵敏，可定性检验苯酚的存在和定量测定废水中酚的含量。d. 如何证明该反应是取代反应还是加成反应？方法一：反应前测定浓溴水的ph，若发生加成反应，溶液的ph升高；若发生取代反应，溶液的ph降低。方法二：用一个小灯泡（或电流计）测试导电性，若发生加成反应，导电性减弱；若发生取代反应，导电性增强。实验2：苯酚的硝化反应（、键断裂）应用：制炸药（三硝基苯酚）。（3）苯酚的显色反应向苯酚溶液中滴加fecl3溶液，溶液显紫色。苯酚的显色反应是化学变化，其反应的化学方程式为：fe36c6h5ohfe(c6h5o)636h紫色注意其他酚类也能与fecl3溶液发生类似反应。该反应非常灵敏，常用于酚类物质的检验。（4）苯酚的加成反应（环己醇）（5）苯酚与金属钠的反应苯酚与钠反应比醇与钠反应要容易，表明苯环对酚羟基上氢原子的影响大于乙基对醇羟基上氢原子的影响，使酚羟基上氢原子比醇羟基上的氢原子更活泼。知识点五酚类的危害及应用1. 酚类的危害在我国酚类物质被列为需重点控制的水污染物之一。在含酚废水中，以苯酚、甲酚（c7h8o）的污染最为突出。酚类化合物毒性很强，水中含有酚0.10.2mgl1时，鱼肉即有酚的气味，不能食用；用含酚浓度高于100mgl1的废水直接灌溉农田，会使农作物枯死；口服苯酚的致死量为每千克体重530mg。2. 含酚废水的处理（1）处理含酚废水主要有两种方法：回收利用和降解处理。一般而言，含酚量在1gl-1以上的废水应考虑酚的回收，回收可采用萃取、吸附等物理方法。废水含酚浓度低时主要采用沉淀、氧化和微生物处理等方法。（2）由于乙酸乙酯萃取酚的能力比苯强，对人体的毒性比苯小，所以可用乙酸乙酯代替苯实验。活性炭作为一种良好的吸附剂，它不但能吸附含酚废水中的酚，还能吸附多种有机物与重金属离子，所以在工业上用活性炭处理含酚废水不会造成由有机溶剂作萃取剂引起的二次污染。3. 酚类的用途酚类化合物是重要的化工原料。苯酚是最简单的酚，它是十分重要的化工原料，广泛用于制造酚醛树脂、染料、医药等。酚类的稀溶液可作防腐剂和消毒剂。知识点六基团间的相互影响1. 钠和水、乙醇反应的比较表1钠与水反应钠与乙醇反应实验现象钠粒熔为闪亮的小球浮于水面，并快速消失；有嘶嘶的声音；有无色无味的气体产生钠粒未熔化，沉于乙醇底部并慢慢消失；无任何声音；有无色无味的气体产生实验结论钠的密度小于水的密度，熔点低，钠与水反应剧烈钠的密度大于乙醇的密度，与乙醇反应缓慢两者比较水分子中羟基上的氢原子比乙醇分子中羟基上的氢原子更易被置换2. 苯、甲苯、苯酚的分子结构及典型性质的比较表23. 脂肪醇、芳香醇、酚的比较表3结论：表1中，水和醇中均有羟基，但羟基上的氢原子活泼性不同。表2中，由于羟基对苯环的影响使苯环上的氢原子变得活泼，易取代。表3中三类物质尽管均有羟基，但连接的烃基不同，性质既有相似性，又有很大差别。由于受苯环的影响，酚羟基比醇羟基更易电离出氢离子，和钠反应速率更快；由于受羟基的影响，酚类中苯环邻、对位上的氢原子比醇类中烃基上的氢原子更易被取代。因此我们在分析有机物化学性质时，要充分考虑到有机化合物分子中基团之间的相互影响、相互制约，决不能生搬硬套。教材（课本第7677页）