高中化学 第三章 第1节 第1课时 醇导学案 新人教版选修

第三章烃的含氧衍生物第一节醇酚第1课时醇●新知导学1．醇的定义、分类、命名(1)定义：醇是羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物，其官能团是羟基(－OH)。(2)分类CH3CH2OH②根据羟基所连烃基的种类(3)命名羟基羟基例如：命名为3－甲基－2－戊醇。2．醇的物理性质及其递变规律(1)沸点①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。其原因是醇分子之间形成了氢键。②饱和一元醇随分子中碳原子个数的增加，醇的沸点逐渐升高。③碳原子数目相同时，羟基的个数越多，醇的沸点越高。(2)溶解性甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇等低级醇可与水以任意比例互溶。这是因为这些醇与水形成了氢键。3．醇的化学性质醇的化学性质主要由官能团羟基决定，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键和C－O键易断裂。取代取代消去氧化2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑CH3CH2OHeq\o(→,\s\up11(浓硫酸),\s\do4(170℃))CH2=CH2↑＋H2OCH3CH2OH＋HBrCH3CH2Br＋H2OCH3CH2OH＋HOCH2CH3eq\o(→,\s\up11(浓硫酸),\s\do4(140℃))CH3CH2－O－CH2CH3＋H2O2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up11(Cu或Ag),\s\do4(△))2CH3CHO＋2H2OC2H5OH＋3O2eq\o(→,\s\up15(点燃))2CO2＋3H2O●自主探究1．“－OH”与“OH－”有何区别？提示：“－OH”称为“羟基”，是决定醇的化学特性的官能团，不能单独稳定存在，是有机物分子中的结构“片断”，呈电中性，其电子式是·eq\o(O,\s\up11(),\s\do4())eq\o\al(·,×)H，含一个未成对电子，故其具有极高的化学活性。羟基与链烃基相连的物质称作醇。“OH－”读作“氢氧根离子”，其电子式是[∶eq\o(O,\s\up11(),\s\do4())eq\o\al(·,×)H]－，它没有未成对电子，可以稳定地存在于溶液或高温熔融的碱中，有时氢氧根离子可决定物质的种类或溶液的酸碱性。例如，如果一种物质电离产生的阴离子全部是OH－，那么这种物质称为碱；如果溶液中c(OH－)>c(H＋)说明该溶液呈碱性。2．符合分子式CnH2n＋2O的物质是否一定是醇？提示：不一定，含有羟基且羟基直接与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的有机物才是醇，如CH3OCH3就不是醇。3．溴乙烷与乙醇都能发生消去反应，它们有什么异同？提示：CH3CH2BrCH3CH2OH反应条件NaOH醇溶液加热浓H2SO4，加热至170℃化学键的断裂C－Br、C－HC－O、C－H化学键的生成反应产物CH2=CH2、HBrCH2=CH2、H2O乙醇的性质及醇类的有关反应规律●教材点拨1．乙醇的化学性质与结构的关系如图所示，乙醇分子中有五种不同的共价键，在发生不同反应时化学键断裂的部位不同。(1)与金属钠反应断裂d键，化学方程式为：2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑。(2)自身消去反应乙醇在发生消去反应时断裂a、c键，化学方程式为：CH3－CH2OHeq\o(→,\s\up11(浓硫酸),\s\do4(170℃))CH2=CH2↑＋H2O。(3)与氧气反应乙醇在催化氧化生成乙醛时断裂b、d键，化学方程式为：2CH3－CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))。(4)与氢溴酸反应乙醇与浓氢溴酸混合加热发生取代反应时，断裂c键。化学方程式为：C2H5－OH＋HBrC2H5－Br＋H2O。提示：应用醇与金属钠的置换反应，可以测定醇分子中所含活泼氢(或羟基)的数目，羟基数目与生成H2的对应关系是：－OH～eq\f(1,2)H2。2．醇类的有关反应规律(1)醇的消去反应规律①醇分子中，连有－OH的碳原子的相邻碳原子上必须连有氢原子时，才能发生消去反应而形成不饱和键。②若醇分子中与－OH相连的碳原子无相邻碳原子或其相邻碳原子上无氢原子，则不能发生消去反应。如CH3OH、(CH3)3CCH2OH不能发生消去反应生成烯烃。(2)醇的催化氧化规律醇分子中，－OH上的氢原子和与羟基相连的碳原子上的氢原子结合外来的氧原子生成水，而醇本身形成了不饱和键。2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up11(Cu/Ag),\s\do4(△))2CH3－CHO＋2H2O①形如RCH2OH的醇，被催化氧化生成醛(或羧酸)。R－CH2OHeq\o(→,\s\up11(Cu，O2),\s\do4(△))R－CHOR－CH2OHeq\o(→,\s\up15(KMnO4，H＋))R－COOH③形如的醇，一般不能被催化氧化。(3)醇的取代反应规律醇分子中，－OH或－OH上的H原子在一定条件下可被其他原子或原子团替代。如●典例透析(2014·经典习题选萃)乙醇分子结构中各种化学键如图所示，关于乙醇在各种反应中断裂键的说法中，不正确的是()A．与金属钠反应时键①断裂B．和浓H2SO4共热到170℃时，键②与键⑤C．和浓H2SO4共热到140℃时，仅有键②D．在铜催化下与O2反应时，键①和键③断裂【解析】选项A乙醇与钠反应生成乙醇钠和氢气，是乙醇羟基中的键①断裂；选项B乙醇与浓硫酸共热到170℃时发生消去反应生成乙烯和水，是键②和键⑤断裂；选项C是乙醇发生分子间脱水生成乙醚，断裂的键是①和②；选项D是乙醇催化氧化生成乙醛，断裂的键是①和③●变式训练1．(2014·经典习题选萃)下列对乙醇在化学反应中的断键描述不正确的是()A．与HBr反应断②B．浓硫酸催化170℃反应断①②C．与Na反应断④D．与炽热CuO反应断②③解析：本题考查有机物知识。难度中等。乙醇与炽热CuO反应时发生氧化反应，断③④号化学键，形成乙醛。答案：D乙烯的实验室制法●教材点拨1．实验步骤：在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，以避免混合液在受热时暴沸。加热混合液，使液体温度迅速升到170℃即浓硫酸与酒精3∶1(体积比)，迅速升温170℃2．实验装置3．实验现象：酸性KMnO4溶液和溴的CCl4溶液褪色。提示：(1)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5mL95%的乙醇，然后滴加15mL浓硫酸，边滴加边搅拌，冷却备用(相当于浓硫酸的稀释)；浓硫酸起催化剂和脱水剂的作用。(2)加热混合液时，温度要迅速上升到并稳定于170℃左右。温度低，在140℃时主要产物是乙醚，反应的化学方程式为：2CH3CH2OHeq\o(→,\s\up11(浓H2SO4),\s\do4(140℃))CH3CH2OCH2CH3＋H2O。(3)由于反应物都是液体而无固体，所以要向烧瓶中加入碎瓷片，以防液体受热时发生暴沸。(4)温度计要选择量程在200℃～300(5)氢氧化钠溶液的作用是除去混在乙烯中的CO2、SO2等杂质，防止干扰乙烯与溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液的反应。(6)混合液颜色的变化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，无水酒精和浓硫酸混合物的反应除可生成乙烯等物质以外，浓硫酸还能将无水酒精氧化生成碳的单质等多种物质、碳的单质使烧瓶内的液体带上了黑色。(7)记忆口诀：硫酸酒精三比一，加热升温一百七，为防暴沸加碎瓷，气用排水来收集。●典例透析(2014·经典习题选萃)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。请回答：(1)实验步骤：①______________________________________________；②在各装置中注入相应的试剂(如图所示)；③_________；实验时，烧瓶中液体混合物逐渐变黑。(2)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：________________________________________________。【解析】(1)①制取气体的装置的气密性必须良好，实验前需要检查。③实验室制乙烯的反应条件是使反应混合物的温度迅速升至170℃(2)乙烯具有还原性是根据氧化剂酸性KMnO4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，推出在乙烯中含还原性气体SO2，由于SO2也会使酸性KMnO4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。【答案】(1)组装仪器，检查装置的气密性加热，使温度迅速升到170(2)乙中酸性KMnO4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，也可以使酸性KMnO4溶液褪色●变式训练2．实验室制取乙烯的装置如图所示，试回答：(1)烧瓶中发生反应的化学方程式为__________________。(2)实验中发现试管Ⅱ中溴水褪色，此现象能否说明一定有乙烯生成________(填“能”或“不能”)。试管中另一现象可证明确实有乙烯生成，该现象是________________________；试管Ⅱ中溴水褪色能否说明是由于乙烯与溴水发生了加成反应________(填“能”或“不能”)。通过测定反应后溶液的pH可进一步证明是发生了取代反应还是加成反应，原因是__________________________________________________________。解析：溴水褪色也可能是SO2所致，故应观看Ⅱ中液体是否分层，若分层且油状液体在下层，则说明一定有乙烯生成；若乙烯和溴水发生加成反应，则液体的pH升高；若发生取代反应，有HBr生成，水溶液的pH明显减小。答案：(1)CH3CH2OHeq\o(→,\s\up11(浓H2SO4),\s\do4(170℃))CH2=CH2↑＋H2O(2)不能液体分层，油状液体在下层不能若发生取代反应，生成HBr，水溶液pH明显减小；若发生加成反应，不能生成HBr，水溶液pH升高1．(2014·试题调研)能和金属钠反应，分子组成为C4H10O的同分异构体有()A．4种B．5种C．6种 D．7种解析：思维模式：烷烃―→烷烃基―→烷烃的一取代物 C3H8(1种)－C3H7(2种)2种 C4H10(2种)－C4H9(4种)4种 C5H12(3种)－C5H11(8种)8种能与金属钠反应且分子式为C4H10O的有机物为丁醇，因丁基有4种结构，故答案为A。答案：A2．(2014·泰州统考题)下列有机物的命名，正确的是()D．(CH3)3C－CH2－CH2解析：选项A编号错误，正确命名应是2­丁醇；选项B主链选择错误，正确命名应是3­甲基­2­丁醇；选项D未指明官能团(－OH)的位置，正确命名应是3,3­二甲基­1­丁醇。答案：C3．(2014·石家庄一中测试)下列四种有机物的分子式皆为C4H10O：其中能被氧化为含有相同碳原子数的醛是()A．①和② B．只有② C．②和③ D．③和④解析：本题主要考查醇的结构和性质。难度较小。与羟基相连的碳原子上有2个H原子的醇可以被氧化成醛，即含有“－CH2OH”的分子可以被氧化成醛，观察各物质的结构，②③分子中含有－CH2OH结构，能被氧化为醛。答案：C4．(2014·杭州市质检一)已知：乙醇可被强氧化剂氧化为乙酸。BrCH2CH===CHCH2Br可以三步反应制取HOOCCH(Cl)CH2COOH，发生反应的类型依次是()A．水解反应、加成反应、氧化反应B．加成反应、水解反应、氧化反应C．水解反应、氧化反应、加成反应D．加成反应、氧化反应、水解反应解析：本题考查有机物的有机反应。难度较小。依题知BrCH2CH===CHCH2Br先水解得到HOCH2CH===CHCH2OH，然后为防止碳碳双键被氧化，与HCl加成去掉碳碳双键得到HOCH2CH(Cl)CH2CH2OH，最后氧化得到HOOCCH(Cl)CH2COOH，A项正确。忽略碳碳双键易被氧化而造成反应顺序错误，造成错选。答案：A5．(2014·江西赣州期末)有机物A是烃，有机物B易溶于水，且1molB能与足量的钠反应生成标准状况下的H211.2L，B不与NaHCO3溶液反应。已知A如下转化关系(有关反应条件已略去)制得化学式为C4H8O2eq\x(A)eq\o(→,\s\up11(H2O),\s\do4(①))eq\x(B)eq\o(→,\s\up11(O2),\s\do4(②))eq\x(C)eq\o(→,\s\up15(O2))eq\x(D)eq\o(→,\s\up11(\x(B)),\s\do4(③))eq\x(E)请回答下列问题：(1)A的名称：________，结构简式：________________，A在标准状况下的密度为________g/L。(2)A中的官能团名称：________，B中的官