高中化学鲁科版选修5：第2节 第2课时《醇和酚》学案（鲁科版选修5）

第二章第二节 醇 酚 要点：1 认识醇和酚（官能团的位置不同） 2 醇的命名、分类及物理性质 3 醇的化学性质（1）与活泼金属的反应 （2）催化氧化 （3）分子内脱水 （4）分子间脱水 （5）与 HX 的反应 4 乙醇的化学性质与结构的关系总结 5 其它常见的醇（甲醇、乙二醇、丙三醇） 一 认识醇和酚 【问】醇和酚广泛存在与动植物体内，下列是从动植物体内提取出来的几种常见的醇和酚， 它们在结构上有什么相同点和不同点？ CH3CH2OH 乙醇 苯酚 来源:学科网 胆固醇 肌醇 教材 P66 观察与思考 1 相同点： 醇和酚的官能团都是羟基（ ） ，它们都是由 C、H、O 三种元素构成的。 2 不同点：羟基与饱和碳原子饱和碳原子相连所形成的化合物叫做醇，烯醇（CCOH）不稳定。 羟基与苯环苯环直接相连所形成的化合物叫做酚 例：下列物质属于醇还是酚？ OH CH2OH CH3 OH OH OH CH2OH CH3 OH OH OH CH2OH CH3 OH OH OH CH2OH CH3 OH OH 二 醇的性质和应用 1 醇的命名（系统命名法） 命名原则： 一元醇的命名一元醇的命名：选择含有羟基的最长碳链作为主链，把支链看作取代基，从离羟基最近的一 端开始编号，按照主链所含的碳原子数目称为“某醇” ，羟基在 1 位的醇，可省去羟基的位 OH OH 次。 例： 给下列醇命名 CH3CH CH3 OH CH3CHCH2CH2CHCH2CH3 CH3 CH2OH 多元醇的命名多元醇的命名：要选取含有尽可能多的带羟基的碳链作为主链，羟基的数目写在醇字的前面。 用二、三、四等数字表明 例： CH3CHCH2CH2CHCH2CH3 OH CH2OH CH2CH2CHCH3 OHOH CH3CHCH2CH2CHCH2CH3 OH CH2OH OH 2 醇的分类 （1）根据醇分子中羟基的多少，可以将醇分为一元醇、二元醇和多元醇 饱和一元醇的分子通式：CnH2n2O 饱和二元醇的分子通式：CnH2n2O2 （2）根据醇分子中羟基所连碳原子上氢原子数目的不同，可以分为伯醇、仲醇和叔醇 伯醇：CH2OH 有两个 H 仲醇：CHOH 有一个 H 叔醇：COH 没有 H 3 醇的同分异构体 （1）碳链异构 （2）官能团位置异构 （3）官能团类别异构：碳原子数相同的醇和醚互为同分异构体 例 1：写出分子式为 C4H10O 的有机物可能有的结构简式 例 2：化学式为 C7H8O，分子中含有苯环和羟基，其可能的结构为？ 4 醇的物理性质 （1）状态：C1-C4是低级一元醇，是无色流动液体，比水轻。C5-C11为油状液体，C12以上 高级一元醇是无色的蜡状固体。甲醇、乙醇、丙醇都带有酒味，丁醇开始到十一醇有不愉快 的气味，二元醇和多元醇都具有甜味，故乙二醇有时称为甘醇（Glycol） 。 甲醇有毒，饮用 10 毫升就能使眼睛失明，再多用就有使人死亡的危险，故需注意。 （2）沸点：醇的沸点比含同数碳原子的烷烃、卤代烷高。并且随着碳原子数的增多而升 高。 （3）溶解度：低级的醇能溶于水，分子量增加溶解度就降低。含有三个以下碳原子的一 元醇，可以和水混溶。 【过渡】在醇类化合物中，人们最早认识的是乙醇，乙醇的结构与性质我们已经有所了解， 那么乙醇的分子式是什么？结构式和结构简式又是怎样的呢？ 4 乙醇的结构 分子式：C2H6O 结构式： 结构简式：CH3CH2OH 【学生讨论，罗列乙醇的性质以及在结构中化学键断裂的位置】 5 乙醇的性质 （1）取代反应 A 与金属钠反应 化学方程式：2CH3CH2OH 2Na 2CH3CH2ONa H2 化学键断裂位置： 对比实验：乙醇和 Na 反应：金属钠表面有气泡生成，反应较慢 水和钠反应：反应剧烈 乙醚和钠反应：无明显现象 结论： 金属钠可以取代羟基中的 H，而不能和烃基中的 H 反应。 乙醇羟基中 H 的活性小于水分子中 H 的活性 例： B 乙醇的分子间脱水 化学方程式：2 CH3CH2OH 浓硫酸 140 CH3CH2OCH2CH3 H2O 化学键断裂位置：和 例：甲醇和乙醇的混合物与浓硫酸共热生成醚的种类分别为 C 与 HX 反应 化学方程式：CH3CH2OH HX CH3CH2X H2O 断键位置： 实验：教材 P68 页 现象：右边试管底部有油状液体出现。 实验注意：烧杯中加入自来水的作用：冷凝溴乙烷 D 酯化反应 化学方程式：CH3CH2OH CH3COOH 浓硫酸 CH3CH2OOCCH3 H2O 断键位置： （2）消去反应 化学方程式：CH3CH2OH 浓硫酸 170 CH2CH2 H2O 断键位置： 实验装置： 乙醇的消去反应和卤代烃的消去反应类似，都属于 消去，即羟基的 碳原子上必 须有 H 原子才能发生该反应 例：1 下列醇不能发生消去反应的是：（ ） A 乙醇 B 1丙醇 C 2，2二甲基1丙醇 D 1丁醇 2 发生消去反应，可能生成的烯烃有哪些？ CH3CH2CHCH3 OH 3 某饱和一元醇 C7H15OH 发生消去反应，只得到两种单烯烃，则该醇的结构简式可能是 下列中的（ ）来源:学#科#网 Z#X#X#K OHCH3 CH3 C CH3 CH3 C CH3 OH CH3 CH3 CH CH3 CH3 C CH2 A B CH3(CH2)5CH2OH OH CH3 CH3 C CH3 CH3CH2CH C D （3）氧化反应 A 燃烧 CH3CH2OH 3O2 2CO2 3H2O CxHyOz (x+y/4 + z/2)O2 xCO2 y/2H2O 例：某饱和一元醇与氧气的混合气体，经点燃后恰好完全燃烧，反应后混合气体的密度比反 应前减小了 1/5，求此醇的化学式（气体体积在 105时测定） 点燃 温度计必须伸入反应液中 点燃 来源:学科网 B 催化氧化 化学方程式：2CH3CH2OH O2 2CH3CHO 2H2O 断键位置： 说明：醇的催化氧化是羟基上的 H 与 H 脱去 例 1：下列饱和一元醇能否发生催化氧化，若能发生，写出产物的结构简式 OH CH3 CH3 C CH3 CH3CH2CH CH3(CH2)5CH2OH CH3 CH3 C CH3 OH A B C 结论：伯醇催化氧化变成醛 仲醇催化氧化变成酮 叔醇不能催化氧化 例 2 ：把质量为 m g 的铜丝灼烧变黑，立即放入下列物质中，能使铜丝变红，而且质量仍为 m g 的是（ ） A 稀 H2SO4 B CH3CH2OH C 稀 HNO3 D （CH3）3COH C 与强氧化剂反应 乙醇能使酸性 KMnO4溶液褪色 6 其它常见的醇 （1）甲醇 结构简式：CH3OH 物理性质：甲醇俗称木精，能与水任意比互溶，有毒，饮用 10 毫升就能使眼睛失明，再多 用就有使人死亡的危险，故需注意。 化学性质：请写出甲醇和金属 Na 反应以及催化氧化的化学方程式 （2）乙二醇 物理性质：乙二醇是一种无色、粘稠、有甜味的液体，主要用来生产聚酯纤维。乙二醇的水 溶液凝固点很低，可作汽车发动机的抗冻剂。 化学性质：写出乙二醇与金属钠反应的化学方程式 2Na H2 （3）丙三醇（甘油） 丙三醇俗称甘油， ，是无色粘稠，有甜味的液体，吸湿性强，有护肤作用，是重要的化工原 料。 结构简式： Cu CH2 CH2 OH OH CH2 CH2 ONa ONa CH2 CH OH OH CH2OH 化学性质： A 与金属钠反应： 2 6Na 2 3H2 B 与硝酸反应制备硝化甘油 3HNO3 3H2O 补充：醇与金属钠反应确定醇分子中羟基的数目 例：A、B、C 三种醇同足量的金属钠完全反应，在相同条件下产生相同体积的 H2，消耗这三 种醇的物质的量之比为 3：6：2，则 A、B、C 三种醇分子里羟基数目之比为（ ） A 3：2：1 B 2：6：3 C 3：1：2 D 2：1：3 三 酚的性质和应用（复习） 1 苯酚的结构 （1）分子式：C6H6O （2）结构简式： 2 苯酚的物理性质 （1）常温下，纯净的苯酚是一种无色晶体，从试剂瓶中取出的苯酚往往会因部分氧化而略 带红色，熔点为：40.9 （2）溶解性溶解性：常温下苯酚在水中的溶解度不大，会与水形成浊液；当温度高于 65时，苯 酚能与水任意比互溶。苯酚易溶于酒精、苯等有机溶剂 （3）毒性：苯酚有毒。苯酚的浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀作用，如不慎将苯酚沾到皮肤上， 应立即用酒精清洗，再用水冲洗。 3 苯酚的化学性质 （1）弱酸性 由于苯环对羟基的影响，使苯酚中的羟基能发生微弱电离 H 所以苯酚能够与 NaOH 溶液反应： A 与 NaOH 溶液的反应 CH2 CH OH OH CH2OH CH2 CH ONa ONa CH2ONa CH2 CH OH OH CH2OH CH2 CH ONO2 ONO2 CH2ONO2 OH OHO NaOH H2O 苯酚钠（易溶于水） 所以向苯酚的浊液中加入 NaOH 溶液后，溶液变澄清。 苯酚的酸性极弱，它的酸性比碳酸还要弱，以致于苯酚不能使紫色石蕊试剂变红苯酚不能使紫色石蕊试剂变红， B 苯酚的制备（强酸制弱酸） 来源:学科网 ZXXK H2O CO2 NaHCO3 来源:Z,xx,k.Com 注意：产物是苯酚和碳酸氢钠这是由于 酸性：H2CO3 苯酚 HCO3 HCl NaCl （2）苯酚的溴化反应 苯酚与溴水溴水在常温常温下反应，立刻生成白色沉淀 2，4，6三溴苯酚 3Br2 3HBr 2，4，6三溴苯酚 该反应可以用来定性检验苯酚也可以用来定性测定溶液中苯酚的含量 （3）显色反应 酚类化合物与 Fe3 显紫色，该反应可以用来检验酚类化合物。 4 废水中酚类化合物的处理 （1）酚类化合物一般都有毒，其中以甲酚（C7H8O）的污染最严重，含酚废水可以用活性炭 吸附或苯等有机溶剂萃取的方法处理。 （2）苯酚和有机溶剂的分离 A 苯酚和苯的分离 苯酚 上层：苯 振荡、分液 苯 下层：水层（苯酚钠溶液） 静置分液 5 基团间的相互影响 （1）酚羟基对苯环的影响 酚羟基的存在，有利于苯环上的取代反应，例如溴代反应。 苯的溴代： OHONa ONaOH ONaOH OH OH Br Br Br NaOH 溶液分液漏斗 适量盐酸 苯酚的溴代： 从反应条件和产物上来看，苯的溴代需要在催化剂作用下，使苯和与液溴较慢反应，而且产 物只是一取代物；而苯酚溴代无需催化剂，在常温下就能与溴水迅速反应生成三溴苯酚。足 以证明酚羟基对苯环的活化作用，尤其是能使酚羟基邻、对位邻、对位的氢原子更活泼，更易被取代， 因此酚羟基是一种邻、对位定位基 邻、对位定位基：邻、对位定位基：NH2、OH、CH3（烷烃基） 、X 其中只有卤素原子是钝化苯环的，其它邻对位定位基都是活化苯环的基团。 间位定位基：间位定位基：NO2、COOH、CHO、 间位定位基都是