第三章第一节

第三章烃的含氧衍生物第一节醇酚第1课时醇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。4.了解乙醇消去反应实验的注意事项。一、醇的概念、分类、命名1.概念:_____与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物,官能团是_____,符号为_____。2.分类[1]:根据醇分子中所含___________,可以分为一元醇、_______、多元醇。甲醇、乙醇是一元醇,符合通式:________。乙二醇是_____醇,结构简式为__________,丙三醇属于多元醇,结构简式为________,二者均易溶于___和_____。羟基羟基—OH羟基的数目二元醇CnH2n+1OH二元水乙醇3.命名。如,命名为______________,命名为___________。羟基

羟基

2-甲基-1-丙醇1,3-丙二醇二、醇的性质1.物理性质:(1)沸点。①相对分子质量相近的醇和烷烃相比:醇的沸点_____烷烃,如沸点:CH3CH2OH__CH3CH2CH3;②饱和一元醇中碳原子数越多,沸点_____;③醇分子中羟基数越多,沸点_____。(2)溶解性[2]:甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇等低级醇可与水以_________互溶。这是因为这些醇与水形成了_____。(3)密度:醇的密度比水的密度小。高于>越高越高任意比例氢键2.化学性质:醇的化学性质主要由官能团_____决定,由于氧原子吸引电子的能力比氢原子和碳原子强,O—H键和C—O键的电子对偏向于氧原子,使O—H和C—O易断裂。羟基条件断键位置反应类型化学方程式Na______________________________

_______________HBr△__________________________________________O2(Cu)△_____________________________________________浓硫酸170℃_____________________________________________①取代反应2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑②取代反应CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O①③氧化反应2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O②④消去反应CH3CH2OHCH2＝CH2↑+H2O

△△Cu浓硫酸170℃条件断键位置反应类型化学方程式浓硫酸140℃______________________________________________________酸性KMnO4或K2Cr2O7_________CH3CH2OHCH3COOH燃烧__________________________________________________①②取代反应CH3CH2OH+HOCH2CH3CH3CH2OCH2CH3+H2O氧化反应①②③④⑤氧化反应CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O浓硫酸140℃点燃

【思考辨析】1.判断正误:(1)从碘水中提取单质碘时,不能用无水乙醇代替CCl4。()分析:萃取剂的选择条件是①与原溶剂互不相溶;②溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中的溶解度大。由于乙醇能与水以任意比例互溶,故不能用无水乙醇萃取碘。(2)醇的分子间脱水和分子内脱水都属于消去反应。()分析:醇的分子内脱水是醇脱去小分子(H2O)生成不饱和键(烯烃)的反应,属于消去反应,而醇的分子间脱水是一个醇分子的羟基氢原子被另一个醇分子的烃基取代,应属于取代反应。√×(3)、CH3CH2OH、CH3CH2CH3三者的沸点高低顺序为

>CH3CH2OH>CH3CH2CH3。()分析:醇分子中羟基数越多,沸点越高;相对分子质量相近的醇的沸点高于烷烃的沸点。(4)等物质的量的CH3CH2OH和C2H4完全燃烧时的耗氧量相同。

()分析:由方程式:CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O,C2H4+3O22CO2+2H2O知二者的耗氧量相同。√√点燃点燃(5)乙醇与乙醚互为同分异构体。()分析:乙醚是两分子乙醇分子间脱水的产物,分子式为C4H10O,而乙醇的分子式为C2H6O,两者分子式不同,不属于同分异构体。

×2.问题思考:(1)乙醇和水分别与金属钠反应时,现象有何异同?为什么?分析:①相同点:都有气体生成,乙醇与水分子中均含有羟基,都可以与钠反应生成氢气;②不同点:钠与水反应比与乙醇反应剧烈,且浮在水面上,但在乙醇中会沉入底部。因为金属钠的密度比水小,比乙醇大,故金属钠浮在水面上;受乙基的影响,乙醇与钠的反应要缓慢一些。(2)2-丁醇发生消去反应时,能够生成哪些烯烃?分析:2-丁醇在一定条件下发生消去反应时,除脱去羟基外,还脱去1位或3位上的氢原子,因而可以生成1-丁烯或者2-丁烯。【知识链接】[1]醇的分类醇也可以按以下方法分类:还可以将不同的依据混合使用,进行分类,如根据羟基的数目和烃基是否饱和,可分为饱和一元醇、饱和二元醇、饱和多元醇,以及相应元数的不饱和醇。[2]醇的溶解性常温常压下,碳原子数为1～3的醇能与水以任意比例互溶;碳原子数为4～11的醇为油状液体,仅可部分溶于水;碳原子数为12及12以上的醇为无色无味的蜡状固体,不溶于水。一、乙醇消去反应的实验及注意事项【提出问题】怎样验证乙醇在浓硫酸作用下加热到170℃发生反应生成乙烯?【设计实验】将乙醇和浓硫酸加热后的生成物通入酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液中。【实验操作】如下图所示,在长颈圆底烧瓶中加入乙醇和浓硫酸(体积比约为1∶3)的混合液20mL,放入几片碎瓷片。加热混合液,使液体温度迅速升到170℃,将生成的气体通入KMnO4酸性溶液和溴的四氯化碳溶液中,观察并记录实验现象。【实验现象】酸性高锰酸钾溶液的紫色很快褪去;溴的四氯化碳溶液的颜色很快褪去。【实验注意事项】①浓硫酸的作用是催化剂和脱水剂。配制体积比为1∶3的乙醇与浓硫酸混合液时,要注意在烧杯中先加入95%的乙醇,然后滴加98%的浓硫酸,边滴加边搅拌,冷却备用(相当于浓硫酸的稀释)。②加热混合液时,温度要迅速上升,并稳定于170℃。因为在140℃时的主要产物是乙醚(反应中,每两个乙醇分子间脱去一个水分子生成的产物),反应的化学方程式为2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O;若温度过高,乙醇会脱水碳化,生成的碳在高温下与浓硫酸反应生成SO2、CO2等。③由于反应物都是液体而无固体,所以要向圆底烧瓶中加入几片碎瓷片,以防液体受热时局部温度过高而暴沸。④要选择量程在200℃～300℃之间的温度计,温度计的水银球要置于反应液的中央位置,因为需要测量反应液的温度。浓硫酸140℃⑤实验结束后,应先取出导管再熄灭酒精灯,防止发生倒吸。⑥烧瓶中的液体逐渐变黑。因为浓硫酸有多种特性。在加热的条件下,乙醇和浓硫酸混合物的反应除可生成乙烯等物质以外,浓硫酸还能将乙醇氧化生成碳单质等多种物质,碳单质使烧瓶内的液体带上了黑色。【知识备选】两类消去反应的比较醇卤代烃结构条件与羟基相连碳原子的相邻碳原子上有氢原子与卤素原子相连碳原子的相邻碳原子上有氢原子反应条件浓硫酸,加热碱的醇溶液,加热原理展示

【学而后思】(1)将甲醇、丙醇与浓硫酸混合共热,有可能生成哪些有机产物?提示:丙醇与浓硫酸共热时,可能发生分子内脱水生成丙烯;还可能发生丙醇与丙醇、丙醇与甲醇、甲醇与甲醇的分子间脱水生成丙醚、甲丙醚、甲醚。(2)实验中NaOH的作用是什么?提示:吸收挥发出来的乙醇和反应产生的SO2。二、醇类的有关反应规律1.醇的消去反应规律:醇分子中,连有羟基(—OH)的碳原子必须有相邻的碳原子且该相邻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

含一个碳原子的醇(如CH3OH)无相邻碳原子,所以不能发生消去反应;与羟基(—OH)相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子的醇也不能发生消去反应。如

等均不能发生消去反应。2.乙醇的催化氧化原理及醇的催化氧化规律:(1)乙醇的催化氧化原理。2Cu+O22CuO①CH3CH2OH+CuOCH3CHO+H2O+Cu②①+②×2得2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。△====△△Cu(2)醇的催化氧化规律:判断醇能否被催化氧化,关键在于羟基所连接的碳原子上有无氢原子。其具体规律如下:①与羟基(—OH)相连的碳原子上有2个氢原子的醇(R—CH2OH,伯醇)被氧化成醛。2R—CH2OH+O22R—CHO+2H2O②与羟基(—OH)相连的碳原子上有1个氢原子的醇(，仲醇)被氧化成酮。△Cu③与羟基(—OH)相连的碳原子上没有氢原子的醇(叔醇)不能被催化氧化。【学而后思】(1)交警用“吹气法”检查司机是否酒后驾车的原理是什么?提示:利用了乙醇易被酸性重铬酸钾氧化的性质。若司机酒后驾车,则司机对着仪器吹气后,乙醇能与装置中的重铬酸钾发生反应:3C2H5OH+2K2Cr2O7+8H2SO4→3CH3COOH+2Cr2(SO4)3+2K2SO4+11H2O。重铬酸钾由橙红色变成绿色时,说明司机酒后驾车。(橙红色)(绿色)(2)CH3OH和(CH3)3CCH2OH均不能发生消去反应,是否也不能被催化氧化呢?提示:CH3OH只有一个碳原子,(CH3)3CCH2OH中与羟基相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子,因而CH3OH和(CH3)3CCH2OH均不能发生消去反应;但CH3OH和(CH3)3CCH2OH中与羟基相连的碳原子上均有氢原子,因而可以发生催化氧化生成甲醛和(CH3)3C—CHO。类型一醇的同分异构现象

【典例】写出分子式为C4H10O的有机物的所有同分异构体的结构简式。【解题指南】解答本题要注意以下两点:(1)熟悉同分异构体的种类:碳链异构、官能团异构、官能团位置异构。(2)掌握“减碳对称法”书写同分异构体。【解析】根据分子式可判断该有机物分子是含4个碳原子的饱和一元醇或醚。先写出属于醇类的同分异构体,可采用“减碳对称法”:再写出属于醚类的同分异构体,将4个碳原子分写成两个烃基,即—CH3与—C3H7,—CH2CH3与—CH2CH3。其中—C3H7有两种结构:—CH2CH2CH3与—CH(CH3)2。将各组烃基通过氧原子相连得三种属于醚的同分异构体:CH3OCH2CH2CH3、CH3OCH(CH3)2、CH3CH2OCH2CH3。C4H10O的有机物共有7种同分异构体。答案:CH3OCH(CH3)2、CH3CH2OCH2CH3。【名师点评】讲解本题时应注意以下4点:(1)—OH位置不同产生的位置异构。如CH3CH2CH2OH、(2)碳链的长短不同产生的碳链异构。如(3)官能团不同产生的类别异构(也叫官能团异构)。如CH3CH2OH、CH3—O—CH3(醇和醚)。(4)书写方法。一般按官能团异构→碳链异构→官能团位置异构的顺序书写,同时遵循对称性、互补性、有序性原则。如C4H10O按官能团异构有醇和醚,然后再写各自的碳链异构和位置异构。【误区警示】书写醇的同分异构体的注意事项(1)醇羟基不能连在或—C≡C—上。(2)在二元醇或多元醇的分子中,两个或两个以上的—OH不能在同一个碳原子上。(3)芳香醇的同分异构现象更为广泛,除了与醚类物质存在同分异构外,还与酚类存在同分异构,如与(酚类)互为同分异构体。【变式训练】分子式为C5H12O的饱和一元醇,其分子中含有两个—CH3,两个—CH2—,一个和一个—OH,它的可能结构有(

)A.2种B.3种C.4种D.5种【解析】选C。可组成4种异构体:类型二乙醇的化学性质

【典例】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,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)不能发生催化氧化反应的是

。(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。【解题指南】解答本题要注意以下两点:(1)与羟基相连的碳原子的相邻碳原子上有氢原子的醇才会发生消去反应。(2)与羟基相连的碳原子上有氢原子的醇才发生催化氧化。【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【方法规律】乙醇的断键方式与反应类型的关系【变式训练】(2013·邵阳高二检测)下列物质不能发生消去反应的是(

)A.2-丙醇B.2,2-二甲基丙醇C.溴乙烷D.2-甲基-1-丙醇【解析】选B。醇和卤代烃发生消去反应的条件都是与—OH(或—X)相连的碳原子的相邻的碳原子上有H。A中能发生消去反应。B中不能发生消去反应。C中CH3CH2Br能发生消去反应。D中能发生消去反应。【变式备选】丙烯醇(CH2＝CHCH2OH)可发生的化学反应有

(

)①加成②氧化③燃烧④加聚⑤取代A.①②③ B.①②③④C.①②③④⑤ D.①③④【解析】选C。丙烯醇分子结构中含有碳碳双键和羟基官能团,故丙烯醇能发生加成、加聚、燃烧、氧化和取代反应。1.下列物质的命名中正确的是(

)A.1,1-二甲基-3-丙醇B.2-甲基-4-丁醇C.3-甲基-1-丁醇D.3,3-二甲基-1-丙醇【解析】选C。选项A没有选最长碳链作主链,且没有使—OH的位次最小,选项B没有使—OH的位次最小,选项D没有选最长的碳链作主链,只有C正确。

2.(2013·东营高二检测)在盛有溴水的三支试管中分别加入苯、四氯化碳和酒精,振荡后静置,出现如图所示现象,则加入的试剂分别是(

)A.①是CCl4,②是苯,③是酒精B.①是酒精,②是CCl4,③是苯C.①是苯,②是CCl4,③是酒精D.①是苯,②是酒精,③是CCl4【解析】选C。苯的密度小于水,CCl4的密度大于水,且均不与水互溶;酒精与水互溶,不分层。3.下列物质间的反应属于消去反应的是(

)A.浓硫酸和乙醇的混合液加热至140℃B.乙醇与氧气反应生成乙醛C.氯乙烷和NaOH的水溶液加热D.氯乙烷和KOH的醇溶液加热【解析】选D。A项,发生的是取代反应,170℃时发生的才是消去反应。B项,发生的是氧化反应。C项,发生的是取代反应。D项,发生的是消去反应。4.(双选)乙醇可以发生下列反应,在反应中乙醇分子断裂C—O键而失去羟基的是(

)A.乙醇与金属钠反应B.乙醇在铜的催化下与O2反应C.乙醇在浓硫酸存在下发生消去反应D.乙醇与HBr的反应【解析】选C、D。乙醇与Na反应时,断裂O—H键。乙醇发生催化氧化时断裂O—H键和C—H键。乙醇发生消去反应断裂C—O键和C—H键。乙醇与HBr发生取代反应断裂C—O键。5.等物质的量的乙醇、乙二醇、丙三醇分别与足量的钠反应,生成氢气的物质的量之比