2018_2019学年高中化学专题3.1醇（含解析）（选修5）.docx

专题01 醇一、乙醇的物理性质乙醇，俗称酒精，是无色、具有特殊香味的液体，密度比水小，与水以任意比例互溶，能溶解多种无机物和有机物，是良好的有机溶剂，易挥发。工业酒精95% 医用酒精75% 无水酒精：工业酒精加生石灰，再蒸馏得无水酒精。二、乙醇的结构1乙醇分子的结构特点乙醇的结构式为，其中氧元素的非金属性比较强，故CO键、HO键都是较强的极性键，在反应中容易断裂。同时，受OH的影响，乙醇中的CH键也变得比乙烷中的CH键活泼，因此，OH对乙醇的化学性质起着决定性的作用，OH是乙醇的官能团。2OH与OH的区别与联系氢氧根(OH)羟基(OH)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，必须和其他基团或原子相结合相同点组成元素相同3乙醇结构的确定根据乙醇的分子式C2H6O推测它可能的结构式为或。为确定它的结构式可做如下实验：如图，取过量的钠放入烧瓶，然后加入一定量的乙醇，测量钠与乙醇反应生成H2的体积。结果为4.6 g乙醇可以得到标准状况下1.12 L H2，这说明1 mol乙醇与钠完全反应可以放出0.5 mol H2，乙醇分子中只有1个氢原子可以被钠取代，这1个氢原子与其余5个氢原子是不同的，由此确定乙醇的结构式为。三. 乙醇的化学性质1乙醇与钠的反应乙醇与钠在常温下较缓慢地反应，生成氢气。乙醇与钠反应的化学方程式为2CH3CH2OH2Na2CH3CH2ONa(乙醇钠)H2，反应时乙醇分子中HO键断裂，乙醇与钠的反应类似于水与钠的反应，羟基上的氢能被钠置换，而其他氢原子不能被钠置换。乙醇分子可以看做水分子里的一个氢原子被乙基(CH2CH3)取代后的产物。由于乙基对羟基的影响，使羟基上的氢原子活泼性减弱，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的反应平缓得多。钠与水、乙醇的反应比较如下表：钠与水的反应实验钠与乙醇的反应实验钠的现象钠粒熔为闪亮的小球快速浮游于水面，并快速消失钠粒未熔化，沉于乙醇液体底部，并慢慢消失声的现象有“咝咝”的声音无任何声音气的现象观察不到气泡有气泡生成实验结论钠的密度小于水的密度，熔点低。钠与水剧烈反应，单位时间内放出的热量大，反应生成氢气。2Na2H2O=2NaOHH2，水分子中的氢原子相对较活泼钠的密度大于乙醇的密度。钠与乙醇缓慢反应生成氢气。2Na2CH3CH2OHH22CH3CH2ONa，乙醇分子里羟基中的氢原子相对不活泼反应实质水分子中的氢原子被置换的置换反应乙醇分子中羟基上的氢原子被置换的置换反应【名师点拨】乙醇能和活泼金属钾、钙、镁等发生类似的反应，如镁和乙醇反应的化学方程式为Mg2CH3CH2OH(CH3CH2O)2MgH2。2乙醇的氧化反应(1) 乙醇在空气中燃烧，发出淡蓝色的火焰，放出大量的热，完全燃烧后生成CO2和H2O，CH3CH2OH3O22CO23H2O。乙醇是一种很好的液体燃料，被称为“绿色能源”。(2) 乙醇在有催化剂(如Cu和Ag)存在并加热的条件下，被氧气氧化生成乙醛。2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O乙醇催化氧化的反应原理如下：首先，铜被氧化为CuO：2CuO22CuO，然后，CuO与CH3CH2OH反应生成乙醛、铜和H2O：总反应为2CH3CH2OHO22CH3COH2H2O。乙醇发生催化氧化反应时，分子中HO键和连有羟基的碳上的CH键同时断裂。(3) 乙醇还可以被重铬酸钾(K2Cr2O7)、高锰酸钾等强氧化剂氧化。如乙醇能使酸性KMnO4溶液褪色：5CH3CH2OH4KMnO46H2SO42K2SO44MnSO45CH3COOH11H2O。CH3CH2OHCH3COOH3 消去反应乙醇在浓硫酸的作用下，加热到170时发生消去反应生成乙烯（1）反应的化学方程式：C2H5OH CH2=CH2+ H2O,反应中乙醇分子断裂的化学键是C-O和C-H键；（2）如何配制反应所需的混合液体？无水乙醇和浓硫酸的体积比为1:3，且浓硫酸加到乙醇里；的XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX乙_XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX（3）浓硫酸所起的作用是催化剂、脱水剂；（4）烧瓶中的液体混合物为什么会逐渐变黑？浓硫酸使乙醇碳化。（5）思考：反应中为什么要强调“加热，使液体温度迅速升到170”？如果把乙醇与浓硫酸的混合液共热的温度控制在140，乙醇将以另一种方式脱水，即每两个醇分子间脱去一个水分子，反应生成的是乙醇C2H5OH+HOC2H5 C2H5OC2H5+H2O（取代反应）（6）氢氧化钠溶液是用来除去乙烯气体中的杂质的，那么在生成的乙烯气体中会有什么杂质气体呢？CO2、SO2。典例1如图是一套实验室制取乙烯并验证乙烯具有还原性的实验装置。甲 乙请回答：(1)制取乙烯的化学反应方程式为_。(2)实验步骤：_；在各装置中注入相应的试剂(如图所示)；_；实验时，烧瓶中液体混合物逐渐变黑。(3)能够说明乙烯具有还原性的现象是_；装置甲的作用是_。若无甲装置，是否也能检验乙烯具有还原性，简述其理由：_。【答案】(1)CH3CH2OHCH2=CH2H2O (2)组装仪器，检验装置的气密性加热，使温度迅速升到170 (3)乙中KMnO4酸性溶液紫色褪去除去乙烯中混有的SO2、CO2等酸性气体不能，SO2具有还原性，也可以使KMnO4酸性溶液褪色【解析】(1)制取乙烯的反应为CH3CH2OHCH2=CH2H2O (2)制取气体的装置气密性必须良好，实验前需要检验装置的气密性。实验室制乙烯时应使反应混合物的温度迅速升到170 ，而减少乙醚的生成。(3)乙烯具有还原性是根据氧化剂KMnO4酸性溶液褪色来判断的。由于烧瓶中混合物变黑，则说明生成了碳，联想浓H2SO4具有强氧化性，可知在乙烯中含有还原性气体SO2，由于SO2也会使KMnO4酸性溶液褪色，会干扰验证乙烯的还原性，所以检验乙烯的还原性前必须除净SO2，则装置甲的作用是除去SO2。【总结】1试剂的作用试剂作用浓硫酸催化剂和脱水剂氢氧化钠溶液吸收二氧化硫和乙醇(都与酸性高锰酸钾溶液反应，SO2能与溴的CCl4溶液反应)溴的CCl4溶液验证乙烯的不饱和性酸性高锰酸钾溶液验证乙烯的还原性碎瓷片防止暴沸2现象、原因及结论现象原因及结论烧瓶中液体逐渐变黑浓硫酸与乙醇作用生成碳单质溴的CCl4溶液褪色乙烯与溴单质发生加成反应酸性高锰酸钾溶液褪色乙烯被酸性高锰酸钾氧化3实验的关键严格控制温度(1)无水酒精和浓硫酸混合物在170 的温度下主要生成乙烯和水，而在140 时乙醇将以另一种方式脱水，即分子间脱水，生成乙醚，故需迅速升温至170 。(2)温度计水银球要置于反应物的中央位置因为需要测量的是反应物的温度，而且不能与烧瓶接触。考点二 醇类1 概念：醇是链烃基与羟基形成的化合物。与醚互为同分异构体。通式为CnH2n+2Ox，饱和一元醇的通式为CnH2n+1OH2 分类(1) 按烃基种类分；羟基与链烃基相连的化合物。如：C2H5OH（脂肪醇）、CH2OH（芳香醇）。最简单的脂肪醇甲醇，最简单的芳香醇苯甲醇。典例2下列关于醇的说法中，正确的是()A醇类都易溶于水B醇就是羟基和烃基相连的化合物C饱和一元醇的通式为CnH2n1OHD甲醇和乙醇都有毒，禁止饮用【答案】C 【解析】A项不正确，分子中碳原子数比较多的高级醇不溶于水；B项不正确，醇是指羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物；C项正确，饱和一元醇可以看成是烷烃分子中的一个氢原子被羟基取代后的产物；D项不正确，甲醇有毒，乙醇可制成白酒等饮用。(2) 按羟基数目分： 乙二醇：分子式：C2H6O2 结构简式：物理性质和用途：无色粘稠有甜味的液体，沸点198，熔点-11.5，密度是1.109g/mL，易溶于水和乙醇，它的水溶液凝固点很低，可用作内燃机的抗冻剂。同时也是制造涤纶的重要原料。丙三醇： 分子式：C3H8O3 结构简式：物理性质和用途：俗称甘油，是无色粘稠有甜味的液体，密度是1.261g/mL，沸点是290。它的吸湿性强，能跟水、酒精以任意比混溶，它的水溶液的凝固点很低。甘油用途广泛，可用于制造硝化甘油（一种烈性炸药的主要成分）。还用于制造油墨、印泥、日化产品、用于加工皮革，用作防冻剂和润滑剂等。几种常见的醇名称甲醇乙二醇丙三醇俗称木精、木醇甘油结构简式CH3OH状态液体液体液体溶解性易溶于水和乙醇3 醇的命名 命名原则： 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。 从距离羟基最近的一端给主链上的碳原子依次编号定位。 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：用系统命名法对下列物质命名2-丙醇 1,2-丙二醇 4 醇的沸点变化规律：（1）同碳原子数醇，羟基数目越多，沸点越高。（2）醇碳原子数越多。沸点越高。醇分子中的羟基的氧原子与另一之间醇分子中的羟基的氢原子相互吸引，形成氢键，使醇的沸点高于烷烃，同样道理，使醇易溶于水。在有机化合物中，具有羟基（OH）、氨基（NH2）、醛基（CHO）、羧基（COOH）等官能团的分子之间，也能形成氢键。因此，与相对分子质量相近的烷烃相比，醇具有较高的沸点；同时，这些有机分子与水分子之间也可以形成氢键，因此含有这些官能团的低碳原子数的有机分子，均具有良好的水溶性。乙二醇的沸点高于乙醇、1,2,3-丙三醇的沸点高于1,2-丙二醇，1,2-丙二醇的沸点高于1-丙醇，其原因是：由于羟基数目增多，使得分子间形成的氢键增多增强。5醇的物理性质和碳原子数的关系：（1）13个碳原子：无色中性液体，具有特殊的气味和辛辣味道；（2）411个碳原子：油状液体，可以部分溶于水；（3）12个碳原子以上：无色无味蜡状固体，难溶于水。6. 醇的化学性质规律 醇的化学性质首先，铜被氧化为CuO：2CuO2 2CuO，然后，CuO与CH3CH2OH反应生成乙醛、铜和H2O：总反应为2CH3CH2OHO22CH3COH2H2O。乙醇发生催化氧化反应时，分子中HO键和连有羟基的碳上的CH键同时断裂。典例3以下四种有机化合物分子式均为C4H10O：其中既能发生消去反应生成相应的烯烃，又能氧化生成相应醛的是 A和B只有C和D和【答案】C【解析】能发生消去反应，能发生催化氧化反应，但生成物不是醛；既能发生消去反应，又能催化氧化生成醛；既能发生消去反应，又能发生催化氧化生成醛；能发生消去反应，但不能发生催化氧化反应。 消去反应消去反应发生的条件和规律：醇分子中，连有羟基(OH)的碳原子必须有相邻的碳原子且此相邻的碳原子上还必须连有氢原子时，才可发生消去反应而形成不饱和键。表示为：与羟基(-OH)相连碳原子相邻的碳原子上没有氢原子的醇也不能发生消去反应。如：【总结提升】 醇的消去反应 醇消去反应的条件是浓硫酸、加热；卤代烃消去反应的条件是氢氧化钠醇溶液、加热。 一元醇消去反应生成的烯烃种数等于连羟基的碳原子的邻位碳原子上不同化学环境下氢原子的种数。醇的催化氧化反应规律醇发生催化氧化反应时，分子中HO键和连有羟基的碳上的CH键同时断裂 醇类的催化氧化的反应情况与跟羟基相连的碳原子上的氢原子个数有关。典例4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_；(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)能使酸性KMnO4溶液褪色的有_种。【答案】(1)C(2)D(3)B(4)2(5)3【解析】本题主要考查醇类的消去反应规律和催化氧化反应特点。(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的碳原子上有氢原子时，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。课后作业：1下列化学方程式书写正确的是ACH3CH2OHCH2=CH2H2OBCH3CH2OHNaCH3CH2ONaH2CCH3CH2OHHBrCH3CH2BrH2ODCH3CH2OH3O22CO23H2O【答案】C【解析】A项中乙醇发生消去反应的条件是在浓硫酸、170 条件下，写加热不确切；B项中未配平方程式；D项中CH3CH2OH在Cu的催化作用下发生氧化反应，应为2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O。2下列关于醇化学性质的说法正确的是()A乙醇分子中的氢原子均可被金属钠置换B乙醇在浓硫酸作催化剂时加热至140 可以制备乙烯C所有的醇都可以被氧化为醛或酮D交警检查司机酒后驾车是利用了乙醇能被重铬酸钾氧化的性质【答案】D【解析】A项，醇分子中只有羟基上的氢原子才能被金属钠置换，其他氢原子不可被钠置换，错误；B项，乙醇制备乙烯必须是在浓硫酸作催化剂时加热170 的条件下，在140 时发生分子间脱水生成乙醚，错误；C项，只有与羟基相连的碳原子上有氢原子存在时，醇才可被氧化为醛或酮，错误；D项，乙醇被重铬酸钾等强氧化剂直接氧化为乙酸，使重铬酸钾颜色发生改变，交警利用这一性质判断司机是否饮酒，正确。3下列对醇的命名正确的是() A2,2二甲基3丙醇B1甲基1丁醇C2甲基1丙醇D1,2二甲基乙二醇【答案】C【解析】先根据题给名称写出醇的结构简式，再由醇的系统命名法判断正误。A项，应为2,2二甲基1丙醇，错误；B项，应为2戊醇，错误；D项，应为2,3丁二醇，错误；C项，为2甲基1丙醇，正确。4有关下列两种物质的说法正确的是()A二者都能发生消去反应B二者都能在Cu作催化剂条件下发生催化氧化反应C相同物质的量的和分别与足量Na反应，产生H2的量：D二者互为同分异构体【答案】D【解析】由两种物质的结构简式可知，中与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子，不能发生消去反应；中与羟基相连的碳原子上没有氢原子，不能被催化氧化；相同物质的量的和分别与足量Na反应时，产生H2的量相等，综合分析，选项D正确。5一定条件下，下列物质可以跟有机物反应的是()酸性KMnO4溶液NaOH水溶液KOH醇溶液NaCuOABCD全部【答案】C【解析】含有碳碳双键和羟基，能被酸性高锰酸钾溶液氧化；含有氯原子，能与氢氧化钠溶液发生取代反应；不论是羟基还是氯原子均不能发生消去反应；含有羟基，能与金属钠反应；含有羟基能与氧化铜发生催化氧化，C项符合。6下列醇既能被催化氧化生成醛，又能发生消去反应生成烯烃的是() ACH3OH【答案】D【解析】A.CH3OH只能发生氧化反应形成甲醛，不能发生