醇酚 教案.docx

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醇酚教案

醇酚教案

【本周内容】

　　醇的通式、分类、命名、同分异构体；乙醇的物理特性及化学性质；苯酚的物理特性及化学性质。

【内容讲解】

一、醇类和酚类

1．定义：

羟基与烃基或苯环侧链直接相连形成的化合物称为醇，羟基直接和苯环相连的化合物称为酚。

2．官能团：

羟基　－OH

3．醇的分类：

①按分子中含有羟基的个数，分一元醇、二元醇、三元醇…②按分子内所含烃基是否饱和，分饱和醇、不饱和醇；③按烃基中是否含有苯环，分脂肪醇、芳香醇。

4．通式：

　　饱和一元醇的通式为：

CnH2n+1OH即CnH2n+2O，n≥1。

　　酚的同系物的通式为：

CnH2n-7OH即CnH2n-6O，n≥6。

　　饱和一元醇（酚）相当于烷烃（苯环）中的一个氢原子被羟基取代，所以通式中保留了烷烃（苯的同系物）的通式，只是多出来氧原子。

依此类推，饱和n元醇的通式应为CnH2n+2On。

n元酚的通式应为CnH2n-6On。

5．醇和酚的官能团异构

　　因为醇和醚具有相同的通式，所以相同碳数的饱和一元醇和醚（R－O－R’）属于官能团异构，例如乙醇和甲醚、丁醇和乙醚。

相同碳数的芳香醇、芳香醚和酚是官能团异构，例如苯甲醇、苯甲醚和苯酚。

6．醇的命名

（1）最长原则：

将含有与羟基（—OH）相连的碳原子的最长碳链作为主链，根据碳原子数目称为某醇。

（2）最近原则：

从距离羟基最近的一端给主链上的碳原子一次编号定位。

　　（3）羟基的位置用阿拉伯数字表示，羟基的个数用“二”、“三”等表示。

　　例如：

CH3CH2CH2OH：

1-丙醇

　　　　　CH3CHOHCH3：

2-丙醇

　　1，2，3-丙三醇苯甲醇

二、醇类和酚类的物理性质及用途

1．常用的醇类：

　　乙醇是无色透明具有特殊香味的液体，密度比水小，易挥发，熔沸点低，可作为低温温度计在南北极、冰箱中使用。

和水任意比混溶。

体积分数为75%的乙醇溶液被用作医用消毒剂。

95％的乙醇溶液称为工业酒精，其中含有水、甲醇等杂质。

由于目前汽油价格的上涨，乙醇汽油成为较为理想的替代品，正被得到越来越多的重视。

　　甲醇的性质与乙醇类似，但乙醇无毒而甲醇有毒。

10mL甲醇可致眼睛失明，30mL甲醇可以致死。

　　乙二醇、丙三醇都是没有颜色、粘稠、有甜味的液体，都比水重，易溶于水和酒精。

两者的水溶液的凝固点都较低，其中乙二醇水溶液（体积分数60％）的凝固点达到－49℃，因此可作内燃机的抗冻剂。

丙三醇用于配制化妆品。

2．常用的酚类

　　苯酚是无色晶体，因为在空气中易被氧化而显粉红色。

有特殊气味。

常温下在水中溶解度不大，当温度高于65℃时能与水任意比互溶。

苯酚有毒，浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性。

不慎粘在皮肤上可用酒精擦洗。

广泛应用与医药、有机合成等。

3．醇类物理性质的特点

　　乙烷在通常状况下是气体，而乙醇是液体，这是由于醇类分子中存在氢键，使得醇比相同碳数的烷烃的沸点高出很多。

由于甲醇、乙醇、丙醇与水形成了氢键，所以可以与水任意比互溶。

三、学习醇类和酚类物质的方法

1．结构决定性质

　　作为醇类和酚类物质的官能团，－OH具有较强的极性，在一定条件下容易发生断裂，因此决定了醇类和酚类物质的主要化学性质。

2．善用比较

　　学习时应该将乙醇与乙烷的性质作对比，苯酚与苯的性质做对比，突出羟基对性质的决定作用。

3．关注有机基团之间的相互影响

　　由于—OH连接的烃基不同（连接在苯环侧链、烃基上或直接连接在苯环上），导致醇类和酚类的性质既有相似性，又有差异性，这和苯环与烃基对羟基的有机基团之间的相互影响有关系，在学习的时候应该注意。

四、醇类和酚类的的化学性质

1．醇类的化学性质（以乙醇为例）

断键方式

反应方程式

反应类型

取代反应（置换反应）

注意事项

n（－OH）:

n（H2）=2:

1，根据氢气的两可以推测醇中—OH的个数

断键方式

反应方程式

反应类型

消去反应

注意事项

＜1＞分子内消去小分子（H2O）

＜2＞饱和→不饱和

＜3＞消去条件：

邻碳有氢

说明①掌握消去反应概念尤其要注意两个关键点：

上述两个反应都不是消去反应，都不符合消去反应的概念。

②从乙醇脱水反应机理可知断裂的键为碳氧键和与羟基相邻的碳原子上的碳氢键，若此碳原子上无氢原子则不能发生消去反应。

例如：

CH3－OH　　　　

就不能发生分子内脱水

∴分子内脱水条件①羟基相连的原子有相邻C原子（最少为2个C）

②与羟基相连的C原子的相邻C原子上必须有H原子

断键方式

C—OH中的C—O键—O—H中的O—H键

反应方程式

反应类型

取代反应

注意事项

该反应是消去反应的副反应，为分子间脱水反应

断键方式

C—OH中的C—O键

反应方程式

反应类型

取代反应

注意事项

（1）该反应是卤代烃水解的逆过程

（2）HBr可以由NaBr固体和H2SO4反应得到

断键方式

—O—H中的O—H键

反应方程式

反应类型

取代反应（酯化反应）

注意事项

酸脱羟基醇脱氢

断键方式

—O—H中的O—H键

，与—OH相连的C原子的C—H键

反应方程式

反应类型

氧化反应

注意事项

＜1＞该反应为去氢氧化

＜2＞氧化前提：

本碳有氢（与—OH相连的C原子上有H）

＜3＞催化机理：

以上反应可以看作下面两个反应的加和

2Cu+O2

2CuO

由此可以看出，醇被氧化的过程中，Cu是起催化剂的作用。

＜4＞氧化产物

羟基位于主链链端被氧化生成相应醛；如果羟基不在主链链端，则被催化氧化为酮。

即：

＜5＞其他氧化剂：

醇还可以被KMnO4（H+）和K2Cr2O7（H+）氧化，产物先是醛，最后是羧酸。

　　【小结】

（1）乙醇的断键方式与反应类型：

　　　　乙醇的结构及断键的部位：

反应物

反应条件

断键部位

反应类型

（1）醇自身

浓硫酸加热到170℃

①③

消去反应

（2）金属钠

常温

①

取代反应（置换反应）

（3）醇分子之间

浓硫酸加热到140℃

①②

取代反应

（4）乙酸

浓硫酸，加热

①

取代反应（酯化反应）

（5）HX

加热

②

取代反应

（6）O2

Cu或Ag催化氧化

②④

氧化反应

（7）O2

点燃

①②③④⑤

氧化反应

（2）—OH对乙醇性质的影响

　　●－OH是亲水性基团，乙醇溶解性较乙烷更好

　　●乙醇分子中存在氢键，所以乙醇的沸点远高于乙烷

　　●－OH极性大，易断裂，化学性质较乙烷活泼

　　●乙醇的主要化学性质均与－OH有关

　　（3）乙基（CH3CH2－）对－OH的影响

　　乙基是推电子基团，将电子云向羟基推移，

　　－OH比水中－OH更难断裂，导致

　　●乙醇与金属钠反应较水缓慢得多；

　　●乙醇是非电解质，水是弱电解质。

　　（4）反应条件对反应的影响

　　乙醇与浓硫酸混合加热，温度不同，断键方式不同，产物不同（170℃时主要生成乙烯，140℃时主要生成再次说明，有机反应的条件（温度、溶剂、催化剂等）对于反应的断键方式有很大的影响，从而影响反应产物，这也提示我们，控制条件，可以使反应向着我们需要的方向进行。

2．苯酚

（1）苯酚的分子组成与结构

　　分子组成为C6H6O，；结构简式为

，或写成C6H5OH，-C6H5代表苯基。

（2）苯酚的化学性质

　　①弱酸性，苯酚中羟基上的氢氧键在反应中可断裂，在溶液中可发生微弱电离而表现弱酸性，因此称为石炭酸。

　　具体表现在

　　上述b、c、d三个反应都是复分解反应，根据强酸制弱酸的原理，可以归纳如下：

　　②取代反应：

苯酚可以与浓溴水发生反应：

　　（2，4，6-三溴苯酚）

　　此反应中生成物三溴苯酚为白色不溶于水的物质。

因此此反应常用苯酚的定性检验或定量测定。

　　③显色反应

　　苯酚遇到FeCl3溶液显紫色，此为特征反应，可以检验苯酚，反之检验Fe3+。

　　④加成反应

　　苯酚中的苯环可以和氢气加成，生成苯甲醇：

　　⑤氧化反应

苯酚很容易被空气中的氧气氧化而显粉红色，苯酚溶液能够使KMnO4（H+）和K2Cr2O7（H+）褪色。

　　【小结】苯酚中有机基团的相互影响

（1）－OH对苯环的影响：

从苯酚和溴水的反应中可以看出：

—OH使苯环活化，比苯更易发生取代反应，体现在取代不需要催化剂，与溴水即可反应，取代部位为—OH的邻对位。

（2）苯环对—OH的影响：

苯环使－OH活化，比醇中－OH易电离出H+，表现出弱酸性。

【经典例题】

类型一：

醇类的消去反应

题1、下列醇类能发生消去反应的是（）

　　A、甲醇　　　　B、1-丙醇　　　　C、2，2-二甲基-1-丙醇　　　　D、1-丁醇

　　思路点拨:

注意对消去反应概念的理解及消去反应过程中的断键和成键情况。

　　解析：

由消去反应的定义可知，生成物必为不饱和的化合物。

生成产物为

的消去反应必须具备两个条件：

①主链碳原子至少为2个，②与—OH相邻的主链碳原子上必须具备H原子。

　　【答案】BD

　　总结升华：

醇的消去反应必须是被消去的水是由醇羟基和相邻碳原子上的氢所构成的，要明确发生消去反应的内在条件，只有羟基所在碳原子的邻位碳原子上有氢原子才能发生消去反应。

类型二：

醇类的氧化

题2、下列醇类不能发生催化氧化的是（）

　　A、甲醇　　　B、1-丙醇　　　　C、2，2-二甲基-1-丙醇　　　D、2-甲基-2-丙醇

　　思路点拨:

醇的催化氧化是“去氢”，即羟基上去氢、羟基所连C原子上去氢。

　　解析：

催化氧化的条件是羟基所在碳原子上有氢原子。

若有两个或两个以上氢原子存在氧化得到醛（含

），若有一个氢原子氧化得到酮（含

）。

　　总结升华：

醇的催化氧化本质上是一个脱氢反应，在被脱去的氢原子中，一个是羟基上的氢原子，一个是与羟基相连碳原子上的氢原子，因此羟基所连C原子上是否有H原子是能否被催化氧化的关键。

　　【答案】D

题3、（2010课标全国）下列各项表达中正确的是（）

　　A．Na2O2的电子式为

　　B．106g的乙醇和丙醇混合液完全燃烧生成的CO2为112L（标准状况）

　　C．在氮原子中，质子数为7而中子数不一定为7

　　D．Cl－的结构示意图为

　　解析：

A项，Na2O2的电子式应为

；B项，乙醇和丙醇的质量比并不一定是46∶60；D项，Cl－的结构示意图为

。

该题的考查点比较基础，属简单题，但有部分学生默认乙醇为46g、丙醇为60g而错选B。

　　【答案】C

类型三：

苯酚的化学性质

题4、A和B两种物质的分子式都是C7H8O，它们都能跟金属钠反应放出H2。

A不与NaOH溶液反应，而B能与NaOH溶液反应。

B能使适量的溴水褪色，并产生白色沉淀，A不能。

B的一溴化物（C7H7BrO）有两种结构。

试推断A和B的结构，并说明它们各属于哪一类有机物。

　　思路点拨:

本题重点考查酚和醇的结构及性质的区别。

　　解析：

　　①由于A、B都能与金属钠反应放出H2，且这两种物质分子中都只含有一个氧原子，所以它们的结构中有羟基，即它们是酚或醇。

　　②A不与NaOH溶液反应，说明A为醇，分子式可写为C7H7OH。

B能与NaOH溶液反应，说明B为酚，分子中必含有苯环，分子式可写为（CH3）C6H4（OH）。

　　③从A的分子组成看，具有极不饱和性，但A不能使溴水褪色，说明分子中不含有不饱和链烃基，应该含有苯环，即A是芳香醇，分子式写为C6H5CH2OH（苯甲醇）。

B能使溴水退色并生成白色沉淀，这是酚具有的特性，证明它是酚类，是甲基苯酚。

　　④甲基苯酚有邻、间、对三种同分异构体，但只有对甲基苯酚的一溴代物含有两种结构：

　　【答案】A：

B：

　　总结升华：

“结构决定性质，性质反映结构”，有机物的性质与其所含有的官能团密切相关。

分子内原子团之间是相互影响的。

在羟基的影响下，苯环上羟基的邻、对位氢原子变活泼，易被取代；苯环对羟基的影响，使得羟基上的氢原子易电离。

　　举一反三：

　　【变式1】

是我国特产生漆的主要成分。

生漆涂在物体表面，在空气中干燥时会产生黑色漆膜。

则漆酚不应具备的化学性质是（）

　　A、可以与烧碱溶液反应　　　　　　　　B、可以与溴水发生取代反应

　　C、可以使KMnO4酸性溶液褪色　　　　　　D、可以与NaHCO3溶液反应放出CO2

　　【答案】D

　　解析：

类似于苯酚，酚类具有酸性，能与烧碱溶液反应；可与溴水（或纯溴）发生取代反应；可使KMnO4酸性溶液褪色。

但因其酸性比碳酸弱，不能与NaHCO3溶液反应生成CO2和H2O。

　　【变式2】（2011西城模拟练习）某芳香族化合物的分子式为C7H8O，根据下列实验现象确定其结构简式：

（要求：

每小题只需给出一个答案即可。

）

　　①不能与金属钠反应，其结构简式的_________________________________。

　　②能与钠反应，但遇FeCl3不显色_________________________________。

③能与钠反应且遇FeCl3显紫色_________________________________。

　　【答案】①

；②

；③

（邻、间、对三种情况，答任意一个均可）

　　解析：

①不能含有羟基，包括醇羟基和酚羟基都不可以。

所以只能是醚的一种结构；②由题意可知，该分子必然为醇，不可能是酚，结构只有一种；③能使FeCl3显紫色说明含有酚羟基，可能有邻间对三种结构。

经典练习：

　　1．写出分子式为C5H12O的醇的同分异构体，并分别写出不能发生催化氧化反应和消去反应的醇的结构简式

　　2．比苯酚分子组成多一个—CH2原子团的有机物有几种？

写出它们的结构简式；指出（名称）哪些不属于苯酚同系物。

解析：

苯酚结构简式为

，比苯酚分子多一个—CH2的结构可能与－OH相连，也可能与苯环相连，还可能与苯氧基相连（）。

　　若CH2与苯环相连，则有邻、间、对三种结构。

所以共有五种。

　　答案：

5种

，

，

，

，

。

　　其中苯甲醇、苯甲醚不属于苯酚同系物。

　　3．某有机物的蒸气完全燃烧时需三倍于其体积的氧气，产生二倍于其体积CO2该有机物可能是

　　A．C2H4　　　B．C2H5OH　　　C．CH3CHO　　　D．CH3COOH

　　解析：

根据题意产生二倍于其体积CO2，该有机物应含有两个碳原子，四个选项均符合，关键看耗氧气量，耗氧气量的计算可用两种方法。

　　法一、利用通式求解：

　　CxHy+（x+

）O2→xCO2+

H2O

　　CxHy→（x+

）O2

　　CxHyOz+（x+

-

）O2→xCO2+

H2O

　　CxHyOz→（x+

-

）O2

　　解得：

A．C2H4→3O2B．C2H5OH→3O2

　　C．CH3CHO→

O2D．CH3COOH→2O2

　　选A、B；

　　法二：

可将B、C、D三项中的含氧衍生物进行变形，将其转化为具有等值耗氧量的CxHy，例如：

B选项C2H5OH转化为C2H4（H2O），C2H5OH的耗氧相当于C2H4的耗氧量，1molC2H4耗氧3mol；同理C中CH3CHO转化为C2H2（H2O）；D中CH3COOH转化为C2（H2O）2通过分析：

A、B符合题意。

　　4．某饱和n元醇0.1mol与足量的钠反应生成1.12L氢气（标准状况），将mg此醇在氧气中完全燃烧产生14.4gH2O和13.44LCO2（标准状况）。

此醇能催化氧化成相应的酮。

（1）确定该醇的结构简式；

（2）写出它可能的同分异构体

　　解析：

根据一定量的醇和钠反应生成的H2的物质的量之比，确定为几元醇；再通过化学方程式计算求得分子式并写出可能的结构。

（1）确定几元醇

　　∵醇∶H2=0.1mol∶

=2∶1

　　∴醇为一元醇

（2）确定分子式

　　∵醇为饱和一元醇，∴通式为：

CnH2n+1OH

　　CnH2n+1OH+

O2→nCO2+（n+1）H2O

　　　　　　　　　nmol　　（n+1）mol

　　　　　　=0.6mol=0.8mol

　　∴n=3分子式为C3H8O

　　又∵该醇能氧化成酮，说明—OH连在中间碳原子上。

　　∴此醇为2—丙醇，结构简式为：

CH3—CH—CH3

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　|

　　　　　　　　　　　　　　　　　　OH

　　它可能的同分异构体为：

CH3CH2CH2OH1—丙醇

　　　　　　　　　　　　　CH3—O—CH2CH3甲乙醚

　　5、有机物丁香油酚的结构式：

。

该有机物不可能具有的性质是：

　　A、可使溴水褪色　　　　　　　B、可与NaHCO3溶液反应放出CO2

　　C、易溶于水　　　　　　　　　D、可与FeCl3溶液发生显色反应

　　解析：

这是一种具有多官能团的化合物，结构决定性质，从结构式知丁香油酚应具有烯、酚、醚的性质。

具有的性质为：

①能发生加成反应（烯、酚）②遇FeCl3溶液发生显色反应（酚）；③能使酸性KMnO4溶液褪色（烯、酚）；④发生加聚反应（烯）。

因此可以判断不可能具有的性质应选B、C。

　　6、试用一种试剂区别苯、苯酚溶液，乙烯和CCl4，说明依据。

　　解析：

根据它们的化学特性来进行区别。

取四种液体少量，各加入足量浓溴水充分振荡，有白色沉淀生成的是苯酚溶液；无白色沉淀生成，但使溴水褪色，液体分层，上下层均无色的为已烯；溶液分层，上层橙红色，下层几乎无色的为苯，而下层颜色较深橙红色，上层几乎无色的为CCl4。