2024年高中化学新教材同步选择性必修第三册 第3章　第2节　第2课时　酚

第2课时酚[核心素养发展目标]1.通过认识酚分子中羟基连接方式的不同，了解苯酚的主要性质，理解羟基和苯环的相互影响，形成物质结构决定性质的核心理念。2.通过对苯酚性质的学习，了解苯酚及酚类物质的毒性及其对环境的危害，学会合理应用。一、苯酚的结构与物理性质1．酚的概述2．苯酚的组成与结构3．苯酚的物理性质(1)分子中含有苯环和羟基的有机物一定是酚类()(2)萘()有两种一元羟基衍生物，它们都属于酚类()(3)苯酚有毒，但其水溶液可用作消毒剂()(4)用加水、分液的方法可以除去甲苯中混有的少量苯酚()答案(1)×(2)√(3)√(4)×1．久置的苯酚常显粉红色的原因是什么？提示部分苯酚被空气中的氧气氧化。2．苯酚有毒，对皮肤有强烈的腐蚀作用。若皮肤上沾有少量苯酚，应如何处理？提示应立即用酒精冲洗，再用水冲洗。3．C7H8O属于酚的同分异构体有________种，其中核磁共振氢谱中峰面积之比为3∶2∶2∶1的结构简式为________，其系统命名为________。答案34-甲基苯酚二、苯酚的化学性质由于苯酚中的羟基与苯环直接相连，苯环与羟基之间的相互作用使酚羟基在性质上与醇羟基有显著差异。1．酸性(1)实验探究实验操作实验现象①中得到浑浊液体②中液体变澄清③或④中液体变浑浊根据实验现象，完成下列反应的化学方程式：试管②：＋NaOH→＋H2O。试管③：＋HCl→＋NaCl。试管④：＋CO2＋H2O→＋NaHCO3。(2)实验结论：苯酚在水溶液中呈弱酸性，故俗称石炭酸，且酸性：H2CO3>>HCOeq\o\al(－,3)。(3)理论解释：由于苯酚中的羟基和苯环直接相连，相互影响，使酚羟基中的氢原子比醇羟基中的氢原子更活泼。2．取代反应(1)实验探究实验操作实验现象有白色沉淀生成化学方程式＋3Br2→↓＋3HBr(2)理论解释在苯酚分子中，羟基和苯环相互影响，使苯环在羟基的邻、对位上的氢原子较易被取代。(3)应用苯酚与溴的反应很灵敏，可用于苯酚的定性检验和定量测定。3．显色反应实验操作实验现象溶液显紫色结论苯酚能与FeCl3溶液反应，使溶液显紫色应用：酚类物质一般都可以与FeCl3溶液作用显色，可用于检验其存在。4．酚的应用与危害苯酚是一种重要的化工原料，广泛用于制造酚醛树脂、染料、医药、农药等，含酚类物质的废水对生物具有毒害作用，会对水体造成严重污染，排放前必须经过处理。(1)可以用NaOH溶液或酒精或高于65℃的热水清洗试管壁上附着的苯酚()(2)苯酚的酸性很弱，不能使酸碱指示剂变色()(3)向苯酚钠溶液中通入少量CO2时生成Na2CO3，通入过量CO2时生成NaHCO3()(4)因酸性：H2CO3＞＞HCOeq\o\al(－,3)，所以与Na2CO3反应只能生成NaHCO3和()(5)苯中溶有少量的苯酚，可先加适量的浓溴水，使苯酚生成2,4,6-三溴苯酚，再过滤除去()(6)可用浓溴水和FeCl3溶液检验苯酚的存在()答案(1)√(2)√(3)×(4)√(5)×(6)√1．从分子结构上分析为什么苯酚的酸性比乙醇强？提示苯酚和乙醇都有羟基，但是苯酚中的羟基与苯环直接相连，受苯环的影响，苯酚羟基上的氢原子较活泼，氢氧键易断裂。即苯酚具有弱酸性，能与烧碱溶液反应，乙醇没有酸性，不能与烧碱溶液反应。2．比较苯和苯酚分别与溴的取代反应(1)填写下表：苯苯酚①反应物苯、液溴苯酚溶液、浓溴水②反应条件FeBr3作催化剂无催化剂③被取代氢原子个数13④反应速率慢快(2)结合上述分析比较，说明苯酚分子中羟基对苯环的影响。提示苯酚分子中羟基使苯环在羟基的邻、对位上的氢原子更活泼，比苯分子上的氢原子更容易发生取代反应。1．下列有关性质实验中，能说明苯环对侧链产生影响的是()A．苯酚可以和烧碱溶液反应，而乙醇不能和烧碱溶液反应B．苯酚可以和浓溴水反应生成白色沉淀，而苯不能和浓溴水反应生成白色沉淀C．苯酚可以和氢气发生加成反应，而乙醇不能和氢气发生加成反应D．甲苯可以和硝酸发生三元取代，而苯很难和硝酸发生三元取代答案A2．某有机化合物的结构简式为，下列说法错误的是()A．1mol该物质可以与4molH2加成B．等物质的量的该有机化合物与足量Na、NaOH反应，消耗Na和NaOH的物质的量之比为2∶1C．1mol该物质与足量溴水反应可消耗2molBr2D．该物质可以与FeCl3溶液作用显紫色答案C3．(2023·石家庄高二检测)含苯酚的工业废水必须处理达标后才能排放，苯酚含量在1g·L－1以上的工业废水需进行相关处理从而回收苯酚。某研究性学习小组设计如下流程，从含苯酚的工业废水中回收苯酚。(1)可用____________(填试剂名称)检验苯酚的存在。(2)过程Ⅰ为____________、____________，过程Ⅱ为____________。(3)通入CO2发生反应生成苯酚的化学方程式为___________________。答案(1)FeCl3溶液(答案合理即可)(2)萃取分液分液(3)＋CO2＋H2O→＋NaHCO3解析(2)由流程图可知，加苯是为了萃取苯酚，然后分液可得到有机层，所以过程Ⅰ为萃取、分液；有机层中的苯酚与NaOH反应生成的苯酚钠易溶于水，经分液可得到水层，则过程Ⅱ为分液。基团间的相互影响(1)苯环对支链的影响①烷烃和苯均不与酸性高锰酸钾溶液反应，而苯的同系物一般可被其氧化成苯甲酸。②苯环对羟基的影响，使得酚羟基部分电离显弱酸性。(2)支链对苯环的影响①甲基对苯环的影响，使得甲苯与硝酸反应生成2,4，6-三硝基甲苯。②酚羟基对苯环的影响，使得苯酚与饱和溴水反应生成2,4,6-三溴苯酚。题组一酚及其结构1．下列各组物质的关系正确的是()A．、：同系物B．、：同分异构体C．、：酚类物质D．、：同类物质答案B解析A项，前者是酚，后者是醇，不互为同系物；B项，二者分子式相同但结构不同，互为同分异构体；D项，前者苯环上连接有羟基而后者没有，故二者不是同类物质。2．与互为同分异构体的芳香族化合物中，与FeCl3溶液混合后显色和不显色的种类分别有()A．2种和1种 B．2种和3种C．3种和2种 D．3种和1种答案C解析的分子式为C7H8O，与甲基苯酚(、、)、苯甲醇()、苯甲醚()互为同分异构体，前三者与FeCl3溶液发生显色反应。题组二苯酚的性质3．下列有关苯酚的叙述正确的是()A．苯酚呈弱酸性，能使紫色石蕊溶液显浅红色B．苯酚分子中的13个原子不可能处于同一平面上C．苯酚有腐蚀性，不慎沾在皮肤上应立即用酒精冲洗，再用水冲洗D．苯酚较稳定，在空气中不易被氧化答案C解析苯酚的酸性较弱，不能使酸碱指示剂变色，A项错误；苯酚中除酚羟基上的H外，其余12个原子一定处于同一平面上，当旋转H—O使H落在12个原子所在的平面上时，苯酚分子中的13个原子处在同一平面上，即苯酚分子中的13个原子有可能处于同一平面上，B项错误；苯酚在空气中易被氧化，D项错误。4．苯中可能混有少量的苯酚，下列实验能证明苯中是否混有少量苯酚的是()①取样品，加入少量酸性高锰酸钾溶液，振荡，看酸性高锰酸钾溶液是否褪色，褪色则有苯酚，不褪色则无苯酚②取样品，加入氢氧化钠溶液，振荡，观察样品是否分层③取样品，加入过量的浓溴水，观察是否产生白色沉淀，若产生白色沉淀则有苯酚，没有白色沉淀则无苯酚④取样品，滴加少量的FeCl3溶液，观察溶液是否显紫色，若显紫色则有苯酚，若不显紫色则无苯酚A．③④B．①③④C．①④D．全部答案C解析①苯酚能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但是苯不能，正确；②不管苯中是否有苯酚，加入NaOH溶液都会产生分层，因此无法鉴别，错误；③产生的2,4，6-三溴苯酚能溶于苯，因此不能鉴别，错误；④苯酚遇到氯化铁溶液显紫色，但是苯不能，正确。5．Ⅰ中的化学方程式不能得出Ⅱ中结论的是()选项ⅠⅡA2＋2Na→2＋H2↑苯环使羟基活泼B＋3Br2→↓＋3HBr羟基使苯环活泼C＋NaOH→＋H2O苯环使羟基活泼D＋3HNO3eq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))＋3H2O甲基使苯环活泼答案A解析无论醇羟基或酚羟基，均能与钠反应。6．(2023·北京高二检测)能证明苯酚分子中羟基上的氢原子比乙醇分子中羟基上的氢原子活泼的事实是()A．苯酚能与饱和溴水发生取代反应，而乙醇不能B．苯酚能与氢氧化钠溶液反应，而乙醇不能C．常温下，苯酚微溶于水，而乙醇与水互溶D．苯酚有毒，而乙醇无毒答案B解析苯酚能与饱和溴水发生取代反应生成2,4,6-三溴苯酚，说明羟基对苯环的影响使苯环在羟基邻、对位上的氢原子变得活泼，A项不符合题意；苯酚能与氢氧化钠溶液反应，而乙醇不能，说明苯环对羟基的影响使得苯酚分子中羟基上的氢原子变得较活泼，B项符合题意；常温下，苯酚微溶于水，而乙醇与水互溶，这与羟基上的氢原子的活泼性无关，C项不符合题意；苯酚有毒，而乙醇无毒，与羟基上的氢原子的活泼性无关，D项不符合题意。题组三反应中酚的定量关系7．1mol分别与浓溴水和NaOH溶液完全反应，消耗Br2和NaOH的物质的量分别是()A．1mol、2mol B．2mol、3molC．3mol、2mol D．3mol、3mol答案D解析由结构可知，1个分子中含2个酚羟基、1个碳碳双键、1个—Cl，酚羟基的邻、对位上的氢原子与溴水发生取代反应，碳碳双键与Br2发生加成反应，则1mol该物质消耗3molBr2；酚羟基、—Cl均可与NaOH反应，则1mol该物质消耗3molNaOH，故D项正确。8.从葡萄籽中提取的一种有机化合物的结构如图，其具有生物活性，如抗氧化和自由基清除能力等。有关该物质的下列说法不正确的是()A．该物质可以看作醇类，也可看作酚类B．1mol该物质可与4molBr2反应C．1mol该物质可与7molNaOH反应D．1mol该物质可与7molNa反应答案C解析该物质中含有酚羟基和醇羟基，所以既可看作醇类，也可看作酚类，故A正确；苯环上酚羟基邻、对位上的氢原子能被溴原子取代，所以1mol该物质可与4molBr2反应，故B正确；该分子中只有酚羟基能和氢氧化钠反应，1mol该物质可与5molNaOH反应，故C错误；酚羟基和醇羟基都能与钠反应，所以1mol该物质可与7molNa反应，故D正确。9．苯酚常用于医疗器械的消毒，实验小组用苯酚进行了如下实验。步骤1：常温下，分别取1g苯酚晶体于3支试管中，分别向其中加入5mL蒸馏水，充分振荡后液体均变浑浊。步骤2：向第一支试管中滴加几滴FeCl3溶液，观察到溶液显紫色{查阅资料可知配离子[Fe(C6H5O)6]3－显紫色}。步骤3：取第二支试管中的上层清液，向其中滴加少量浓溴水，振荡，无白色沉淀产生。步骤4：向第三支试管中加入足量5%NaOH溶液并振荡，得到澄清溶液，再向其中通入足量CO2，溶液又变浑浊。下列说法不正确的是()A．步骤1说明常温下苯酚在水中的溶解度小于20gB．步骤2说明基团结合在一起时会产生相互影响C．步骤3中浓溴水与苯酚没有发生化学反应D．步骤4中CO2与苯酚钠溶液反应生成苯酚和NaHCO3答案C解析常温下，向含1g苯酚晶体试管中，加入5mL蒸馏水，振荡后溶液变浑浊，则100mL(即100g)水中溶解的苯酚质量小于20g，A正确；苯和醇与三氯化铁均不反应，苯酚遇FeCl3溶液显紫色，说明基团结合在一起时会产生相互影响，B正确；苯酚与浓溴水反应生成2,4,6-三溴苯酚，2,4,6-三溴苯酚易溶于苯酚，不溶于水，苯酚过量，浓溴水少量，看不到白色沉淀，应加入过量的浓溴水才可以看到白色沉淀，C错误；苯酚显酸性，与NaOH溶液反应生成易溶于水的苯酚钠，酸性：碳酸>苯酚>HCOeq\o\al(－,3)，则再通入足量CO2可生成苯酚和NaHCO3，D正确。10．(2023·郑州高二检测)某届奥运会上，有个别运动员因服用兴奋剂被取消参赛资格。如图是兴奋剂的某种同系物X的结构，下列关于X的说法正确的是()A．1molX与NaOH溶液反应最多消耗4molNaOHB．X能使酸性KMnO4溶液褪色，可证明其分子中含有碳碳双键C．1molX与足量的饱和溴水反应，最多消耗4molBr2D．X可与NH4HCO3溶液作用产生气泡答案C解析1molX含有3mol酚羟基，能与3molNaOH反应，1mol—Cl水解消耗1molNaOH，生成1mol酚羟基，又消耗1molNaOH，共消耗5molNaOH，A错误；酚羟基也能使酸性KMnO4溶液褪色，无法证明其分子中含有碳碳双键，B错误；苯酚中苯环上羟基的邻、对位上的氢原子易被溴原子取代，碳碳双键能够与溴发生加成反应，1molX与足量的饱和溴水反应，最多消耗4molBr2，C正确；酚羟基与NH4HCO3不反应，D错误。11．乙烯雌酚是人工合成的激素药物，能改善体内激素的平衡状态，其结构如图。下列有关叙述错误的是()A．乙烯雌酚能发生取代、加成、氧化反应B．乙烯雌酚可分别与NaOH、NaHCO3溶液反应C．每1mol该有机物最多可以与含5molBr2的溴水反应D．该有机物分子中最多有18个碳原子共平面答案B解析酚羟基能发生氧化、取代反应，苯环和碳碳双键能发生加成反应，故A正确；酚羟基能和NaOH反应，但是不能和NaHCO3反应，故B错误；碳碳双键能和溴发生加成反应，且碳碳双键和溴以1∶1发生加成反应，苯环上酚羟基邻、对位上的氢原子和溴以1∶1发生取代反应，所以1mol该有机物最多消耗5molBr2，故C正确；苯环、碳碳双键为平面结构，则该有机物分子中最多有18个碳原子共平面，故D正确。12．实验室回收废水中苯酚的过程如图所示。下列分析错误的是()A．操作Ⅰ为萃取、分液，萃取剂也可以选用CCl4B．苯酚钠是离子化合物，在苯中的溶解度比在水中的小C．通过操作Ⅱ，苯可循环使用D．苯酚沾到皮肤上，需用NaOH溶液清洗后，再用大量水冲洗答案D解析操作Ⅰ是用苯萃取废水中的苯酚，进行分液得到苯酚的苯溶液，苯酚在CCl4中的溶解度远大于在水中的溶解度，且CCl4与水不互溶，也可用CCl4作萃取剂，A正确；苯酚钠属于钠盐，是离子化合物，易溶于水，在苯中的溶解度比在水中的小，B正确；操作Ⅱ涉及分液操作，通过操作Ⅱ，苯可循环使用，C正确；NaOH具有腐蚀性，苯酚沾到皮肤上，不能用NaOH溶液清洗，应先用酒精冲洗，再用水冲洗，D错误。13．(2022·大连高二月考)甲醇可用于合成重要的有机合成中间体3,5-二甲氧基苯酚。转化关系如图所示：反应结束后，先分离出甲醇，再加入乙醚，将获得的有机层(含少量氯化氢)进行洗涤，然后分离提纯得到产物。有关物质的部分物理性质如下：物理性质物质沸点/℃熔点/℃溶解性甲醇64.7－97.8易溶于水3,5-二甲氧基苯酚172～17540～43易溶于甲醇、乙醚，微溶于水下列说法不正确的是()A．该反应属于取代反应B．分离出甲醇的操作是蒸馏C．间苯三酚与3,5-二甲氧基苯酚互为同系物D．洗涤时，可用NaHCO3溶液除去有机层中的氯化氢答案C解析该反应的化学方程式为＋2CH3OHeq\o(→,\s\up7(氯化氢))＋2H2O，属于取代反应，A正确；甲醇的沸点与3,5-二甲氧基苯酚相差较大，分离出甲醇的操作方法是蒸馏，B正确；间苯三酚与3,5-二甲氧基苯酚的官能团种类不完全相同，二者不互为同系物，C不正确；洗涤时，往混合液中加入NaHCO3溶液，NaHCO3与3,5-二甲氧基苯酚不反应，与HCl反应生成NaCl、H2O和CO2，生成的NaCl不溶于有机物，便于分离除去，D正确。14．胡椒酚是一种植物挥发油，它的结构简式为，回答下列问题。(1)写出胡椒酚所含官能团的名称：________________________________________________。(2)胡椒酚能发生的化学反应有_____________________________________________(填序号)。①取代反应 ②加成反应③消去反应 ④加聚反应(3)1mol胡椒酚与足量氢气发生加成反应，理论上最多消耗______molH2。(4)1mol胡椒酚与足量饱和溴水发生反应，理论上最多消耗______molBr2。(5)若要制备胡椒酚钠，可以选择的试剂有______(填序号)。①Na ②NaOH③NaHCO3 ④Na2CO3(6)写出所有符合下列条件的胡椒酚的同分异构体的结构简式：_________________________。①含有醛基；②苯环上有两个取代基，且苯环上的一氯代物有两种。答案(1)(酚)羟基、碳碳双键(2)①②④(3)4(4)3(5)①②④(6)、解析(2)酚羟基能发生取代反应；碳碳双键能发生加成反应和加聚反应。(3)1mol胡椒酚与足量氢气发生加成反应，苯环消耗3molH2、碳碳双键消耗1molH2，理论上最多消耗4molH2。(4)在酚羟基所连碳原子的邻位碳原子上有2个能被溴原子取代的氢原子，碳碳双键能与Br2发生加成反应，所以1mol胡椒酚与足量饱和溴水发生反应，最多消耗3molBr2。(6)由题意可知，①含有醛基(—CHO)，②苯环上有两个取代基，且苯环上的一氯代物有两种，说明苯环上的两个取代基在