高中化学 第三章 第一节 醇 酚 人教选修5

第十四章烃的含氧衍生物醇酚.轻松学教材.一､乙醇

1.乙醇的组成和结构

分子式为:C2H6O,结构简式为:CH3CH2OH,官能团为:—OH｡.2.乙醇的物理性质

(1)物理性质

密度比水小,沸点比水的低,与水以任意比互溶,医用酒精中含酒精的体积分数为75%｡

(2)无水乙醇的制备方法:向工业酒精中加入新制的生石灰然后加热蒸馏｡

(3)检验酒精中是否含有水的方法:加入无水CuSO4,观察是否变成蓝色｡...(4)消去反应

将乙醇､浓H2SO4共热至170℃,乙醇分子内脱水生成乙烯,化学方程式为:

..特别提醒:乙醇发生的反应较多,掌握其性质的关键是抓住分子中的断键部位｡与Na反应断d键,与HX反应断c键,与O2催化氧化断b､d键,与乙酸反应断d键,分子内脱水断a､c键,分子间脱水断c键或d键｡.二､醇类1.概念

醇是分子中含有跟链烃基或苯环侧链上的碳结合的羟基的化合物,饱和一元醇的分子通式为CnH2n+2O(n≥1)｡

.2.醇类物理性质的变化规律

(1)在水中的溶解性:一般易溶于水｡

(2)密度:一元脂肪醇的密度一般小于1g·cm-3｡

(3)沸点:直链饱和一元醇的沸点随着分子中碳原子数的递增而逐渐升高｡

(4)相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点远高于烷烃是由于醇分子间存在氢键｡

.3.醇的化学通性

(1)与活泼金属反应生成H2｡

(2)与氯卤酸发生取代反应生成卤代烃｡

.(3)能发生催化氧化反应生成对应的醛或酮｡

①与羟基(—OH)相连的碳原子上有两个氢原子的醇(—OH在碳链末端的醇),被氧化生成醛:

.②与羟基(—OH)相连的碳原子上有一个氢原子的醇(—OH在碳链中间的醇),被氧化生成酮:

.③与羟基(—OH)相连的碳原子上没有氢原子的醇不能被催化氧化｡

例如:不能被催化氧化｡.(4)分子内脱水发生消去反应

醇分子中,连有羟基(—OH)的碳原子必须有相邻的碳原子,并且此相邻的碳原子上必须连有氢原子时,才可发生消去反应,生成不饱和键｡表示为:

.等醇不能发生消去反应｡.(5)与羧酸发生酯化反应生成酯｡.特别提醒:卤代烃与醇均能发生消去反应,其反应原理相似,但它们发生消去反应的条件有明显的差别,卤代烃发生消去反应的条件是NaOH醇溶液､加热,而醇发生消去反应的条件为浓H2SO4､加热,应用时应注意反应条件的差别,以免混淆｡

.三､苯酚1.组成与结构

分子式为:C6H6O,结构简式为:或C6H5OH,结构特点:羟基与苯环直接相连｡

2.物理性质

无色晶体,露置在空气中会因部分被氧化而显粉红色;常温下在水中溶解度不大,高于65℃与水混溶;有毒,对皮肤有强烈的腐蚀作用,皮肤上不慎沾有苯酚应用酒精清洗｡

.3.化学性质

(1)羟基中氢原子的反应

①弱酸性

电离方程式为:C6H5OHC6H5O-+H+,俗称石炭酸,但酸性比H2CO3弱;C6H5ONa溶液显碱性,其原理用离子方程式表示为C6H5O-+H2OC6H5OH+OH-｡

.②与活泼金属反应

与Na反应的化学方程式为:

.③与碱的反应

苯酚的浑浊液中加入NaOH溶液,现象为液体变澄清,若再通入CO2气体,现象为溶液又变浑浊｡该过程中发生反应的化学方程式分别为:.(2)苯环上氢原子的取代反应

受羟基影响,苯环上的氢原子变得更易被取代｡苯酚与浓溴水反应的化学方程式为:

此反应常用于苯酚的定性检验和定量测定｡.(3)显色反应

苯酚跟FeCl3溶液作用显紫色｡利用这一反应可以检验苯酚的存在,这也是酚类物质的特征反应｡

.特别提醒:向溶液中通入少量CO2气体,生成的是NaHCO3而不是Na2CO3,与CO2量的多少无关,因为酸性:H2CO3>>HCO-3,所以只能生成NaHCO3,而不是Na2CO3｡.4.醇､酚的同分异构体

含相同碳原子数的酚､芳香醇与芳香醚互为同分异构体,但不属于同类物质｡

如C7H6O属于芳香族化合物的同分异构体有:

..体验热身.1.某有机物的结构可表示为

,该有机物应命名为()

A.1-甲基-2-乙基-1-丙醇B.3-甲基-2-戊醇

C.1,2-二甲基-1-丁醇D.3,4-二甲基-4-丁醇

答案:B.解析:醇命名时,要选取含羟基所连碳在内的最长碳链为主链,定为某醇,编号时从离羟基所连碳最近的一端开始,并用阿拉伯数字指明羟基所在位置｡

.2.据法新社2006年4月4日报道,天文学家在太空中发现一个长4630亿千米的甲醇气团,这一天文发现为揭示“原始气体如何形成巨大恒星”提供了有力依据｡下列有关甲醇的说法正确的是()

A.甲醇能使蛋白质变性

B.甲醇能发生消去反应

C.醇都符合通式CnH2n+1OH

D.甲醇与钠反应比水与钠反应剧烈

答案:A.3.已研制出的臭鼬剂主要成分是丁硫醇(C4H9SH),人的口臭是由于分泌出有臭味的甲硫醇(CH3SH),液化气中添加的报警剂是极臭的乙硫醇(C2H5SH)｡下列说法你认为不正确的是()

.A.丁硫醇与甲硫醇及乙硫醇互为同系物

B.沸点不同的丁硫醇有四种

C.丁硫醇在空气中完全燃烧生成二氧化硫､二氧化碳和水

D.从结构上分析,巯基(—SH)上的氢原子比羟基(—OH)的中氢原子难电离

答案:D.解析:CH3SH､CH3CH2SH､CH3CH2CH2CH2SH结构相似,都是饱和的,都含有—SH,符合通式CnH2n+1SH,所以,它们互为同系物,A项正确｡B项,用分合法写出丁硫醇的同分异构体:第一步,写出丁烷的同分异构体:CH3CH2CH2CH3､CH3CH(CH3)CH3｡第二步,写出两种丁烷上—H被—SH取代的同分异.构体:HSCH2CH2CH2CH3､CH3CH(SH)CH2CH3､HSCH2CH(CH3)CH3

,共四种｡丁硫醇中含有C､S､H,在空气中完全燃烧生成二氧化碳､二氧化硫和水｡D项,氧吸引电子的能力强于硫,所以O—H键的极性强于S—H键的极性,类比H2S比水易电离出H+,所以,R—S—H比R—O—H易电离出H+｡.4.甲醇､乙二醇､丙三醇中分别加入足量的金属钠,产生等体积的氢气(相同条件下),则上述三种醇的物质的量之比是()

A.2∶3∶6B.3∶2∶1

C.4∶3∶1D.6∶3∶2

答案:D.解析:2mol甲醇产生1molH2,1mol乙二醇产生1molH2,mol丙三醇产生1molH2,物质的量之比为2∶1∶=6∶3∶2｡

.5.冬季所用的护肤品中的有效成分称为保湿因子,其主要作用是使皮肤上附着一层吸水和保水的物质,因而令皮肤感觉舒适,不干燥｡下列物质中有可能被采用的是()

A.CH3OHB.C2H5OH

答案:C.解析:甘油有较强的吸水性,能吸水､保水,可用做保湿因子｡.6.漆酚是生漆的主要成分,能溶于

有机溶剂中｡物体表面涂的生漆,能在干燥空气中转变为黑色漆膜｡下列对漆酚的性质叙述错误的是()

.A.可以燃烧,当氧气充足时,产物为CO2和H2O

B.与FeCl3溶液发生显色反应

C.能发生取代反应,但不能发生加成反应

D.能溶于水､酒精和乙醚中

答案:CD.解析:漆酚是烃的含氧衍生物,完全燃烧时生成CO2和H2O;分子结构中含有酚羟基,可发生显色反应和取代反应;分子结构中含有苯环,且由于苯环上含有碳原子数较多的不饱和烃基,故可发生加成反应;难溶于水｡.7.分离苯和苯酚的混合物可采用下列方法:

(1)利用这两种化合物在某种试剂中溶解性的差异,可采用萃取的方法加以分离,实验操作的正确顺序是___________→__________→_________(填序号),从分液漏斗的________(填“上”或“下”)层分离出的液体是苯;____________→_______→________(填序号),从分液漏斗的__________________(填“上”或“下”)层分离出的液体是苯酚｡

②③④上⑤①④下.可供选择的操作有:

①向分液漏斗中加入稀盐酸;②向分液漏斗中加入苯和苯酚的混合物;③向分液漏斗中加入氢氧化钠溶液;④充分振荡混合液,静置､分液;⑤将烧杯中的液体重新倒回分液漏斗中｡

.(2)利用这两种化合物沸点的不同,可采用蒸馏的方法加以分离,实验中需要用到的仪器有:铁架台(附有铁夹､铁圈､石棉网)､蒸馏烧瓶､酒精灯､尾接管______､______､________､________(实验中备有必要的导管和橡皮塞),首先蒸馏出来的液体是｡

温度计锥形瓶冷凝管苯.8.苦味酸是军事上最早使用的一种烈性炸药,本身也是一种酸性黄色染料,它的学名叫2,4,6三硝基苯酚｡现以煤焦油和必需的无机试剂为原料制备苦味酸,请写出简要操作步骤和有关反应的化学方程式｡

.答案:步骤为:①向煤焦油中加入适量NaOH溶液,充分反应后静置､分液,得苯酚钠溶液;②向苯酚钠溶液中通入CO2(或加入盐酸),使苯酚游离出来,用分液法分离出苯酚;③向苯酚中加入浓硝酸和浓硫酸的混合液,微热,制取三硝基苯酚｡

.有关反应如下:

..解析:前面已经学过煤焦油的成分,其中有苯酚｡根据苯酚的性质可设计提取的过程为:煤焦油苯酚钠苯酚;再根据苯的硝化原理,利用苯酚分子中酚羟基邻､对位上氢原子的活泼性制取苦味酸,从而培养知识的应用和迁移能力｡

.重点探究.脂肪醇､芳香醇､酚的比较

..醇的催化氧化反应机理及氧化规律

1.乙醇的催化氧化原理

(1)将弯成螺旋状的粗铜丝灼热后,插入乙醇中,会发生下列反应:2Cu+O22CuO(铜丝变黑)..(2)乙醇催化氧化的本质

在有机反应中得氧或失氢反应均为氧化反应｡乙醇催化氧化生成乙醛时,乙醇分子并未得氧,而是失去两个氢原子生成乙醛分子｡因此乙醇变为乙醛的反应实质是去氢反应｡所以,有机化学反应中的氧化即为加氧或去氢的反应,还原即为加氢或去氧的反应｡

.2.醇类物质的氧化规律(1)与羟基相连的碳原子上至少含两个氢原子的醇才能被氧化

(2)与羟基相连的碳原子上有一个氢原子的醇会被氧化成酮,即:

(3)与羟基相连的碳原子上没有氢原子的醇不能被催化氧化｡

.命题聚焦.聚焦醇的性质【例1】甘油可发生下列反应,各反应所属的反应类型是()

..A.取代反应氧化反应取代反应酯化反应

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:①属于醇与氢卤酸的取代反应;②可看作醇被溴水氧化为醛;③虽是分子内脱水,但并未生成碳碳双键,不属于消去反应,其反应原理类似于一元醇分子间脱水生成醚,故属于取代反应;④属于醇与无机酸(HNO3)发生酯化反应生成硝化甘油(即三硝酸甘油酯)｡

.【例2】天然维生素P(结构如下)存在于槐树花蕾中,这是一种营养增补剂｡关于维生素P的叙述错误的是()

.A.可以和溴水反应

B.要用有机溶剂萃取

C.分子中有三个苯环

D.1mol维生素P可以和4molNaOH反应答案:C.解析:本题是对分子中含有的多个官能团的综合考查｡据结构简式可知,分子结构中含有4个酚羟基和一个碳碳双键,可以和溴水发生苯环上的取代反应,也可以与溴水加成;1mol维生素P可以和4molNaOH反应;据苯酚室温下在水中溶解度较小和维生素P分子中含碳原子数较多,可知其应易溶于有机溶剂,而难溶于水,可用有机溶剂从槐树花蕾中萃取;但从结构简式可知分子中含有两个苯环(中间一个环不是苯环)｡.高效作业.1.2006年5月12日SFDA宣布在全国范围内停止销售和使用齐齐哈尔第二制药有限公司生产的所有药品,其原因是齐二药生产的亮菌甲素注射液违法使用危及人体肾功能的二甘醇代替丙二醇作为药用辅料,这就是震惊全国的齐二药假药案｡

二甘醇的结构简式为:CH2OHCH2OCH2CH2OH;

丙二醇的结构简式为:CH3CH(OH)CH2OH｡.下列有关丙二醇的说法中不正确的是()

A.丙二醇可发生消去反应

B.丙二醇和乙二醇互为同系物

C.丙二醇可发生取代反应

D.丙二醇和二甘醇均仅属醇类

答案:D.解析:丙二醇中含有两个羟基,属于二元醇,与乙二醇互为同系物,能发生消去反应和取代反应｡二甘醇中含有R—O—R′基团,不仅属于醇,还属于醚｡.2.下列物质全部属于纯净物的是()

A.福尔马林､白酒､食醋

B.甘油､氯仿､乙醇钠

C.苯､汽油､无水乙醇

D.二氯乙烷､聚氯乙烯､苯酚

答案:B解析:A中三种物质都是混合物;C中汽油是多种烃的混合物,无水乙醇中也含有少量的水;D中聚氯乙烯是混合物｡.3.可用于检验乙醇中是否含有水的试剂是()

A.无水硫酸铜

B.生石灰

C.金属钠

D.胆矾

答案:A.4.乙醇可以发生下列化学反应,在反应里乙醇分子断裂C—O键而失去羟基的是()

A.乙醇在浓硫酸存在下发生消去反应

B.乙醇与金属钠反应

C.乙醇与氢卤酸的取代反应

D.乙醇的催化氧化反应

答案:AC.解析:联系乙醇的结构,明确乙醇发生取代､消去､催化氧化反应的实质,掌握其断键规律｡.5.下列物质互为同分异构体的是()

A.乙醇和甲醚

B.苯甲醇和苯乙醇

C.3-甲基-1-丁醇和2-戊醇

D.1-氯丁烷和2-溴丁烷

答案:AC解析:同分异构体具有相同的分子式,不同的结构｡.6.根据下表中烃的衍生物的分子式排列规律,判断空格中的有机物是()

.A.C5H12O2

B.C5H10O

C.C4H10O2

D.C5H10O2

答案:D.解析:相邻两种有机物碳原子数或相同或递增,空格内有机物的碳原子数应为5;相邻两种有机物氢原子数或相同或相差2,空格内有机物氢原子数应为10;相邻两种有机物氧原子数按1､2交替更换,故其分子式应为C5H10O2｡.7.美国梅奥诊所的研究人员最近发现,绿茶中含有的EGCG(表没食子儿茶素没食子酸酯)物质具有抗癌作用,能使血癌(白血病)中癌细胞自杀性死亡,已知EGCG的结构简式如下所示,有关EGCG的说法正确的是()

.A.EGCG能与碳酸钠溶液反应放出二氧化碳

B.EGCG与氯化铁溶液能发生显色反应

C.1molEGCG最多可与10molNaOH的溶液完全反应

D.EGCG在空气中不易被氧化

答案:B.解析:具有酚基的结构,在空气中易被氧化,能与FeCl3发生显色反应,但不能与碳酸钠反应生成CO2,最多消耗9molNaOH｡

.8.据2006年11月12日中央电视台《每周质量报告》报道,北京市场上销售的一部分标称是白洋淀特产的“红心鸭蛋”含偶氮染料“苏丹红Ⅳ号”,国际癌症研究机构将其列为三类致癌物｡“苏丹红Ⅳ号”的结构简式如下

.下列关于“苏丹红Ⅳ号”的说法正确的是()

A.属于芳香烃B.属于甲苯同系物

C.化学性质跟苯完全相同D.能发生加成反应

答案:D.解析:“苏丹红Ⅳ号”不仅由碳氢两种元素组成,不属于芳香烃,也不属于甲苯同系物,与苯的化学性质不同｡.9.欲从苯酚的乙醇溶液中回收苯酚,下列操作顺序合理的是()

①蒸馏②过滤③静置分液④加入足量金属钠

⑤加入足量的苛性钠溶液⑥通入过量CO2气体

⑦加入足量的三氯化铁溶液⑧加入乙酸与浓H2SO4混合加热

A.④⑥③B.⑧①

C.⑤①⑥③D.⑧②⑥③

答案:C.解析:乙醇是一种很好的溶剂,分离苯酚和乙醇时要先把苯酚转化为盐后再复原｡.10.已知酸性强弱顺序是羧酸>碳酸>酚｡下列含溴化合物中的溴原子,在适当条件下都能被羟基(—OH)取代(均可称为水解反应),且所得产物能跟NaHCO3溶液反应的是()

答案:C.解析:由题意,把选项中的—Br换成—OH,则A项可看作醇类,B项和D项为酚类,C项为羧酸类,由题中信息,只有—COOH可和NaHCO3反应｡选C｡.11.2,4,5-三氯苯酚和氯乙酸反应可制造除草剂2,4,5-三氯苯氧乙酸｡某生产该除草剂的工厂曾在一次事故中泄漏出有毒的二口恶英,简称TCDD｡有关物质的结构如下:

.请写出:

(1)生成2,4,5三氯苯氧乙酸的反应的化学方程式｡

(2)由2,4,5三氯苯酚生成TCDD的反应的化学方程式｡

..解析:反应(1)的反应物和主要产物都已给出,只要写出副产物HCl即可｡而TCDD的生成,显然是两分子2,4,5-三氯苯酚缩合脱去两分子HCl生成的｡.12.某课外活动小组利用如图所示装置进行乙醇的催化氧化实验并制取乙醛,图中铁架台等装置已略去,粗黑线表示乳胶管｡请填写下列空白:

.(1)甲装置常常浸在温度为70~80℃的水浴中,目的是______________________________｡

(2)实验时,先加热玻璃管乙中的镀银铜丝,约1min后鼓入空气,此时铜丝即呈红热状态｡若把酒精灯撤走,控制一定的鼓气速度,铜丝能长时间保持红热直到实验结束｡

使生成乙醇蒸气的速率加快.①乙醇的催化氧化反应是_______反应(填“放热”或“吸热”),该反应的化学方程式为

___________________________________________｡

②控制鼓气速度的方法是______________________,

若鼓气速度过快则会

______________________________________________,

若鼓气速度过慢则会

____________________________________________｡

放热控制甲中单位时间内气泡数带走过多热量，难以保证反应所需温度使反应放热太少，不能达到反应需要的温度.③若试管丁中用水吸收产物,则要在导管乙､丙之间接上戊装置,其连接方法是(填戊装置中导管代号):

乙接___________､___________________接丙｡ｂａ.解析:(1)甲装置