有机化学乙醇和苯酚.docx
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有机化学乙醇和苯酚
有机化学乙醇和苯酚
一．乙醇
1.乙醇的结构
分子式：
C2H6O
结构简式：
CH3CH2OH
2．乙醇的物理性质：
无色、透明、有特殊香味的液体；沸点78℃；易挥发；密度比水小；
能跟水以任意比互溶；能溶解多种无机物和有机物。
3、乙醇的化学性质
（1）乙醇与金属钠反应：
2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑
①乙醇和金属钠反应说明羟基中的氢原子可以被一些金属性较强的金属置换出来。
②利用此反应可以检验羟基的存在，并可以计算分子中羟基的数目，因为2mol羟基与足量钠反应放出1mol氢气。
③水和钠反应：
反应剧烈
乙醚和钠反应：
无明显现象
结论：
①金属钠可以取代羟基中的H，而不能和烃基中的H反应。
②乙醇羟基中H的活性小于水分子中H的活性
（2）乙醇的氧化反应
①燃烧：
乙醇在空气里能够燃烧，发出淡蓝色的火焰，同时放出大量的热。
乙醇可用作内燃机的燃料，实验室里也常用它作为燃料。
［归纳］等物质的量的CH3CH2OH燃烧与CH3CH2燃烧生成等量的二氧化碳和水；等物质的量的CH3CH2OH燃烧与CH2=CH2燃烧消耗氧气的量相等。
［推论］等物质的量的饱和一元醇燃烧与同碳原子数的烷烃燃烧生成等量的二氧化碳和水；等物质的量的饱和一元醇燃烧与同碳原子数的烯烃燃烧消耗氧气的量相等。
②催化氧化：
乙醇在加热和有催化剂（Cu或Ag）存在的条件下，能够被空气氧化，生成乙醛。
工业上根据这个原理，可以由乙醇制造乙醛。
I、反应现象：
将弯成螺旋状的粗铜丝先在空气中灼热，然后立即插入乙醇中，观察到的现象是铜由红色变为黑色，再由黑色变为亮红色，并产生刺激性气味，Cu的质量不变。
II、反应机理：
Ⅲ、化学键的断键部位：
在氧化过程中，乙醇分子O—H键和C—H键断裂。
③在酸性高锰酸钾或酸性重铬酸钾等化学氧化剂作用下，-CH2OH首先被氧化成醛、然后再氧化成酸；利用K2Cr2O7的酸性溶液将乙醇氧化的原理来检验酒后驾车。
（3）乙醇的消去反应——分子内脱水
［实验］乙醇和浓硫酸加热到170℃左右，每一个乙醇分子会脱去一个水分子而生成乙烯。
实验室里可以用这个方法制取乙烯。
［反应原理］
化学键的断裂：
脱去—OH和与—OH相邻的碳原子上的1个H。
对于醇类而言只有与羟基相连的碳原子其相邻碳原子上的H原子才能和—OH发生分子内脱水反应
［思考］
①放入几片碎瓷片作用是什么？
防止暴沸。
②浓硫酸的作用是什么？
催化剂和脱水剂
③酒精与浓硫酸体积比为何要为1∶3？
因为浓硫酸是催化剂和脱水剂，为了保证有足够的脱水性，硫酸要用98%的浓硫酸，酒精要用无水酒精，酒精与浓硫酸体积比以1∶3为宜。
④为何要将温度迅速升高到170℃？
温度计水银球应处于什么位置？
因为需要测量的是反应物的温度，温度计感温泡置于反应物的中央位置。
因为无水酒精和浓硫酸混合物在170℃的温度下主要生成乙烯和水，而在140℃时乙醇将以另一种方式脱水，即分子间脱水，生成乙醚。
［拓展］乙醇能脱水主要是由于乙醇分子里含有羟基。
如果反应条件（例如温度）不同，乙醇脱水的方式也不同，以致生成物也不同。
例如乙醇和浓硫酸共热到140℃左右，那么每两个乙醇分子间会脱去一个水分子而生成乙醚。
⑤混合液颜色如何变化？
为什么？
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。
⑥有何杂质气体？
如何除去？
由于无水酒精和浓硫酸发生的氧化还原反应，反应制得的乙烯中往往混有H2O、CO2、SO2等气体。
可将气体通过碱石灰。
⑦为何可用排水集气法收集？
因为乙烯难溶于水，密度比空气密度略小。
（4）乙醇的取代反应
①跟氢卤酸反应：
乙醇可与氢卤酸发生作用，反应时乙醇分子里的羟基键断裂，卤素原子取代了羟基的位置而生成卤代烃，同时生成水。
CH3CH2OH+HBr⇢CH3CH2Br+H2O（该反应用于制取卤代烃）
②酯化反应：
③分子间脱水反应：
二.醇类
羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物叫做醇
1、醇的分类
2、饱和一元醇的通式：
CnH2n+1OH 或CnH2n+2O、R—OH
3、醇的命名
选择连有羟基碳原子在内的最长碳链为主链，从靠近羟基的一端开始编号，根据主链碳原子数称某醇。
羟基位次用阿拉伯数字表明，羟基的个数用“二”、“三”等表示。
支链或其它取代基按“次序规则”列出。
芳香醇也是按照上面的命名原则，把芳香烃当作取代基。
4、醇的物理性质
（1）低级的饱和一元醇为无色的中性液体，具有特殊的气味和辛辣的味道．
（2）醇的物理性质和碳原子数的关系：
1）1～3个碳原子：
无色中性液体，具有特殊的气味和辛辣味道；
2）4～11个碳原子：
油状液体，可以部分溶于水；
3）12个碳原子以上：
无色无味蜡状固体，难溶于水．
（3）醇的沸点变化规律：
1）同碳原子数醇，羟基数目越多，沸点越高．
2）醇碳原子数越多．沸点越高．
3）对于相对分子质量接近的醇和烷烃相比，醇的沸点远远高于烷烃的沸点．
（4）醇的密度比水的密度要小．
（5）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。
由于醇分子中羟基的氧原子与另一醇分子中羟基的氢原子间存在着相互吸引作用，这种吸引作用叫氢键。
醇中的氢键是醇分子中羟基中的氧原子与另一醇分子中羟基的氢原子间存在的相互吸引力。
甲醇、乙醇、丙醇均可与水以任意比例混溶，这是因为甲醇、乙醇、丙醇与水形成了
5.其它常见的醇
（1）甲醇
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。
（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。
（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。
苯酚
1．酚的结构
（1）酚的分子结构特征：
①具有苯环结构；
②具有羟基官能团；
③羟基跟苯环连接。
（2）苯酚和乙醇的结构相同点和不同处：
①相同点：
它们都有羟基，都由烃基和羟基组成。
②不同点：
烃基不同，乙醇分子里是链烃基（乙基），苯酚分子里是芳烃基（苯基）。
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：
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）苯酚的酸性（苯酚俗称石炭酸）
［结论］苯酚能与碱反应，体现出它的弱酸性
［分析］乙醇分子里的羟基难电离，不呈酸性，而苯酚分子里的羟基可电离出H+，呈弱酸性。
这说明什么问题？
乙醇和苯酚都有—OH，但—OH所连的烃基不同，乙醇分子中—OH与乙基相连，—OH上H原子比水分子中H还难电离，因此乙醇不显酸性。
而在苯酚分子中—OH与苯环相连，受苯环影响，—OH上H易电离，使苯酚显示一定酸性。
由此可见，不同的烃基与羟基相连，可以影响物质的化学性质。
［思考］苯酚水溶液的酸性如何?
你怎样用事实来证明它酸性的强弱呢?
①在苯酚溶液中滴加几滴石蕊试液，不变色。
②向苯酚钠溶液中通入足量的CO2，有浑浊出现。
［结论］
①苯酚的酸性表现在可以跟碱反应。
但是它的酸性较弱，不能使指示剂变色。
②苯酚酸性较弱，所以它的电离方程式表示。
③苯酚酸性很弱，比碳酸还弱。
（2）苯环上的取代反应——与浓溴水反应
取少量的苯酚溶液于一试管中，然后滴加过量的饱和溴水，溶液生成白色沉淀。
［结论］浓溴水与苯酚在苯环上发生取代反应。
这说明羟基对苯环产生了影响，使取代更易进行。
［比较］苯和溴发生取代反应的条件：
用液态溴，并用铁屑作催化剂，生成一元取代物。
苯酚的取代反应条件:
溴水,不需要催化剂，生成三元取代物。
［结论］羟基对苯环的影响，使苯酚分子中苯环上的氢原子易被取代。
［总结］
①溴取代苯环上羟基的邻、对位。
（与甲苯相似）
②该反应很灵敏，可用于苯酚的定性检验。
③不能用该反应来分离苯和苯酚。
（3）苯酚的显色反应
苯酚遇FeCl3溶液显紫色，这一反应也可检验苯酚的存在。
反过来，也可利用苯酚的这一性质检验FeCl3。
注意溶液显紫色，没有沉淀析出。
［练习］鉴别乙醇和苯酚稀溶液，正确的方法是（ ）
A、加入氢氧化钠溶液，观察是否变澄清
B、加入FeCl3溶液，观察是否呈紫色
C、加入紫色石蕊试液，观察是否变红色
D、加入金属钠，观察是否产生气体
［小结］在苯酚分子中，羟基与苯环两个基团，不是孤立的存在着，由于二者的相互影响，使苯酚表现出自身特有的化学性质。
苯酚分子中苯环上连有一羟基，由于羟基对苯环的影响，使得苯酚分子中苯环上的氢原子比苯分子中的氢原子更活泼，因此苯酚比苯更易发生取代反应。
苯酚分子中的—OH与苯环相连，受苯环影响，—OH上H原子易电离，使苯酚显示一定酸性。
4、苯酚的用途
（1）制酚醛树脂、合成纤维、医药、染料、农药。
（2）可用于环境消毒。
（3）可制成洗剂和软膏,有杀菌、止痛作用。
（4）是合成阿司匹灵的原料。
5.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
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