课件70张PPT。第2节 醇和酚 1.在餐馆里或野外就餐时常使用一种白色凝胶状的方便燃烧的固体,它就是固体酒精。但是,固体酒精并不是固态酒精,而是酒精与饱和醋酸钙溶液混合形成的一种固态凝胶。固体酒精携带方便,点燃后火焰温度高,无有害气体生成。
2.工业上以石油为原料制得的乙醇是不能用来兑制饮用酒的,因为工业酒精中常混有乙醇的同系物甲醇。甲醇有毒,饮用10 mL甲醇,会使眼睛永远失明;而误服30 mL甲醇,将置人于死地。甲醇是无色、有类似酒精气味的液体,是一种优良的有机溶剂和燃料(如甲醇汽油),还是制造甲醛、氯甲烷等的原料。因为甲醇最早是用木材干馏法生产的,所以甲醇也叫木精、木醇。
3.丙三醇与硝酸反应的产物除可用作烈性炸药外,在生理上还具有扩张血管的作用,常用作心脏病急救药。4.要注意酚与芳香醇的区别,羟基直接连在苯环上为酚,羟基如果是连在苯环的烃基上,则为芳香醇。
5.酚类的毒性:酚是一种原浆毒,对一切生物个体都有毒杀作用。酚通过与皮肤、黏膜的接触,吸入或经口而进入人体。它与细胞原浆中蛋白质接触时发生化学反应,而使细胞失去活力,浓酚液可使蛋白质凝固。酚作用于蛋白质时,并不与之结合(此点与强酸、强碱不同),所以能继续向深部组织渗透,引起深部组织损伤坏死。1.醇的概述
(1)醇是烃分子中饱和碳原子上的一个或几个氢原子被_______取代后生成的有机化合物,其官能团是______。
(2)分类1.(1)羟基 羟基(—OH)— (2)①乙醇 CnH2n+2O 芳香 ②甲醇 二元 乙二醇 多元 丙三醇2.酚:________的化合物叫酚。________的化合物叫芳香醇,如 是________, 属于________。
3.氢键是一种特殊的________作用,常用________表示。
4.对于饱和一元醇,当烷基较小时,醇与水可以__________________,当烷基较大时,醇的物理性质逐渐接近________,常温常压下,饱和一元醇中的碳原子数为________的醇能以任意比与水互溶,碳原子数为________的醇为油状液体。2.芳香烃分子中苯环上的一个或几个氢原子被羟基取代生成 芳香烃分子中侧链上的一个或几个氢原子被羟基取代生成 酚 醇
3.分子间 A—H…B—
4.任意比互溶 烃 1~3 4~115.几种重要的醇
(1)甲醇:最初是由干馏木材得到的,因此又称为________,有酒精味,但________。人饮用10 mL,就能使眼睛失明,再多则能致死。
(2)丙三醇俗称________,有护肤作用,是利用它具有________性。丙三醇大量用于制造________。
(3)乙二醇为无色、黏稠、有甜味的液体,它的水溶液凝固点________,可作为内燃机的________。
6.醇的结构特征:在醇分子中由于羟基上的氧原子________能力强;从而使碳氧键和氢氧键都显极性,因此醇发生的反应主要涉及两种键的断裂:断裂碳氧键脱掉羟基,发生________或__________;断裂氢氧键脱掉氢,发生________________。由于醇分子中与羟基相连的碳原子的氧化数小于+4,醇也有被________的趋势。5.(1)木醇 有毒 (2)甘油 吸水 化妆品 (3)低防冻液
6.吸引电子 消去反应 取代反应 酯化反应 氧化7.醇的性质
(1)醇分子羟基的反应
①取代反应:醇与氢卤酸发生反应时,________键发生断裂,________被________取代,生成相应的卤代烃和水。
在酸作催化剂及加热的条件下,两个醇分子之间还可以通过________反应脱去一个水分子,生成的产物叫做________。
例如,乙醇在浓硫酸作催化剂的情况下,加热到______时会生成乙醚。
C2H5—OH+C2H5O—H ________+H2O。
②消去反应:浓硫酸作催化剂,加热到______,乙醇可发生分子内_________反应生成_______,方程式为_______。 7.(1)①碳氧 羟基 卤素原子 取代 醚 140 ℃ C2H5—O—C2H5 ②170 ℃ 消去 乙烯 C2H5OH CH2=CH2 +H2O(2)羟基中氢的反应
①与活泼金属的反应:由于氧元素与氢元素电负性的差异________,羟基中氢氧键的极性________,________断裂。所以羟基中的氢原子________,能与钠、钾、铝等金属发生反应。
2CH3CH2CH2OH+2Na ________+H2↑。
②与羧酸的作用:乙醇、乙酸在浓H2SO4作催化剂并加热的情况下生成________,通过示踪原子可知酯化反应中酸脱掉________,醇脱掉氢原子。
③醇的氧化:大多数醇可以燃烧生成CO2和H2O;可以催化氧化实现从醇到________的转化。 (2)①较大 较大 容易 活泼 2CH3CH2CH2Na ②乙酸乙酯 羟基 ③醛8.苯酚、酚的结构和性质
(1)________是最简单的酚。它的分子式是________,结构简式为________。
(2)纯净的苯酚是________晶体,有________气味,易溶于________,常温下在水中的溶解度________,高于65℃时,能与H2O________,苯酚________毒,苯酚的浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀作用,沾到皮肤上应用________清洗。
(3)苯酚分子中羟基和苯环直接相连,由于________的相互影响,使苯酚性不具有二者性质的加和。8.(1)苯酚 C6H6O —OH (2)无色 特殊
酒精 不大 互溶 有 酒精 苯环与羟基之间 ①苯环对羟基的影响:受苯环的影响,苯酚分子中的氢氧键比醇分子的氢氧键易________,因此:弱酸性:在水溶液中电离方程式为________。可与________、________反
应,生成苯酚钠。 +NaOH ________,现象:
浑浊的悬浊液变为__________。 +CO2+H2O
________,现象:溶液由澄清变________。不管二氧化碳过量与否,都不会生成________,而生成碳酸氢钠。
结论:苯酚的酸性比碳酸________。但苯酚的酸性比HCO酸性强,苯酚具有弱酸性,但________使石蕊变色。 (3)①断裂 ? ? 钠 NaOH +H2O 澄清 +NaHCO3 浑浊 Na2CO3 弱 不能 ②羟基对苯环的影响
a.与溴水反应:苯酚分子中,羟基对苯环的影响使得苯环上的________,尤其是羟基的________和________上的氢原子容易发生________反应。如苯酚和溴水反应生成白色的2,4,6-三溴苯酚沉淀。这个反应很灵敏,因此可用作苯酚的鉴别和定量测定。②氢原子变活泼 邻位 对位 取代 +3HBrb.显色反应:苯酚遇________显紫色,这一反应可用于检验苯酚和________的存在。
c.缩聚反应:苯酚分子中的苯环受羟基的影响而被活化,它与甲醛缩合生成________。
Fe3+ Fe3+ 酚醛 树脂 ? H+ 醇、酚的基本概念及区别 2.应用
(1)区别醇类和酚类的依据。
(2)便于寻找属于同分异构体的芳香醇和酚。下列物质中,属于醇类的是( ) 解析:本题考查的是有机物的分类,解答本题的关键是理解物质的结构特点:醇类物质的分子内必须有其官能团——羟基,并且羟基必须与链烃基或苯环侧链上的碳相连。A项是酚,B项为芳香醇,C项为醚,D项为多元醇。
答案:BD
点评:物质的分类是多角度的,对不同的物质分类时,关键要做到如下两点:①明确物质分类的标准;②明确物质的组成和结构。1.组成与结构
(3)结构简式:CH3CH2OH或C2H5OH。
(4)分子式及最简式:C2H6O。乙醇的组成、结构、物理性质及应用 2.物理性质 (1)沸点高、易溶于水的原因:乙醇分子间易形成氢键。
(2)检验乙醇中是否含H2O的方法:加入无水CuSO4粉末,观察是否变蓝。
(3)由工业乙醇制无水乙醇的方法:加新制生石灰,蒸馏。3.应用
(1)做燃料(内燃机和实验室);(2)做有机化工原料(如制乙酸、乙醛、乙醚、染料等);(3)制饮料和香精;(4)消毒剂(医疗上用体积分数75%的乙醇溶液消毒);(5)做有机溶剂(用于溶解 、树脂等)。1.与活泼金属反应(①号键断裂)
(1)反应原理:
2CH3CH2OH+2Na +H2↑(Li、K、Ca、Mg、Al都可发生此类反应)
(2)现象:Na与CH3CH2OH反应较与水反应缓和,Na块在CH3CH2OH中上下浮动,有气泡冒出,滴加酚酞试液变红。醇的化学性质(以乙醇为例) (3)实质:乙醇分子中的乙基(—CH2CH3)有推电子作用,使羟基中氢原子比水分子中的氢原子更难电离。
(4)应用:①通过测定H2的标准状况体积或质量推算金属的相对原子质量或醇的相对分子量。
②通过测定H2的物质的量推断乙醇的结构为
③通过定量测定H2的物质的量推断醇的元数,如:R—OH? H2,R(OH)2?H2,R(OH)3?1.5H2,
R(OH)4?2H2。2.与HX发生取代反应(②号键断裂)
(1)反应式:
CH3CH2— OH+H —Br CH3CH2Br+H2O
(2)HBr可用浓H2SO4和NaBr的混合物来代替,反应式为:
CH3CH2OH+NaBr+H2SO4 ( 浓) CH3CH2Br+H2O+NaHSO4
(3)应用:制备卤代烃
3.脱水反应
(1)分子内脱水(消去反应):(②、④键同时断裂)②浓H2SO4作用:催化剂、脱水剂;碎瓷片作用:防止暴沸。
③迅速加热升温至170℃目的:防止140℃生成副产物乙醚。
④应用:在有机物分子中引入 ,制备不饱和烃。
注意:查依采夫规则: 同位素示踪法:
同位素示踪法是利用放射性同位素作为示踪剂,对研究对象进行标记的微量分析方法。可以用同位素作为一种标记,制成含有同位素的标记化合物代替相应的非标记化合物。利用放射性同位素不断地放出特征射线的性质,就可以用核探测器随时追踪它在产物中的位置和数量。(2)注意:
①反应实质:酸脱羟基醇脱氢。
②浓H2SO4作用:催化剂、脱水剂。
③用饱和Na2CO3溶液吸收乙酸乙酯,其作用为:溶解乙醇,中和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度。
④碎瓷片作用:防暴沸。
⑤现象:生成无色油状液体在上层,且有香味。
⑥加热:先小火加热,后大火加热将酯蒸出。
(3)应用:
①制备酯类(链状或环状)。如:①将擦亮的Cu丝插入酒精灯火焰会出现先变暗后变亮现象,用方程式解释:
2Cu+O2 2CuO
CH3CH2OH+CuO CH3CHO+Cu+H2O②产物检验:用新制Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液检验。反应式如下:
CH3CHO+2Cu(OH)2 CH3COOH+Cu2O+2H2O
CH3CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH- CH3COO-+ +H2O+2Ag+3NH3
③应用:制醛类。
(2)燃烧:(①、②、③、④、⑤号键全断裂)
①反应式:CH3CH2OH+3O2 2CO2+3H2O;
ΔH<0(放热反应)
②应用:做燃料,提供能量。 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不正确的是( )
A.和金属钠反应时键①断裂
B.和浓硫酸共热到170℃时断裂键②和⑤
C.和浓H2SO4共热到140℃时断裂键②,其他健不断
D.在催化剂下与O2反应时断键①和③解析:解答本题的关键是把乙醇的分子结构,即断键位置与反应类型结合起来,并熟记。本题A选项,乙醇与钠反应生成乙醇钠,是乙醇羟基中O—H键断裂,故是正确的,而B选项是醇发生消去反应生成乙烯和H2O,是②、⑤键断裂,也正确。而C项发生分子间脱水生成醚,应断①、②键,故错误。D选项是乙醇氧化为乙醛,断键为①和③,也是对的。
答案:C
点评:本题从断键的微观角度揭示乙醇发生化学变化时分子结构的改变,应深刻认识反应原理。 一定量的乙醇在氧气不足的情况下燃烧,得到CO、CO2和水的总质量为27.6 g,若其中水的质量为10.8 g ,则CO的质量是( )
A.1.4 g B.2.2 g
C.4.4 g D.在2.2 g和4.4 g之间
解析:根据生成的水的质量为10.8 g,结合反应前后氢原子守恒可得:n(C2H5OH)= =0.2 mol,由碳原子守恒可得:
n(CO)+n(CO2)=n(C)=2n(C2H5OH)=0.4 mol,①由CO、CO2和水的总质量为27.6 g可得:
m(CO)+m(CO2)=27.6 g-10.8 g=16.8 g,即
n(CO)×28 g·mol-1+n(CO2)×44 g·mol-1
=16.8 g,②
联立①,②,解得
n(CO)=0.05 mol,m(CO)=0.05 mol×28 g·mol-1=1.4 g。
答案:A
点评:根据相应的化学反应性质和计算技巧、规律进行合理计算。醇类概述 1.饱和一元醇通式:CnH2n+2O或CnH2n+1OH(n≥1)
(1)等碳原子数的醇和醚互为同分异构体。
(2)由CnH2n+2O、CmH2mO2 , 14n+18=14m+32,n-m=1,即碳原子数相差1的醇(或醚)与羧酸(或酯)相对分子质量相等。
(3)碳原子的级数及醇的分类
有机化合物分子中的碳原子,按照其所连的碳原子数目可以分为四类:只连有一个碳原子的称为一级碳(或伯碳)原子,常以1°碳表示;连有两个、三个和四个碳原子的依次称为仲碳原子、叔碳原子和季碳原子,分别以2°碳、3°碳和4°碳表示。 羟基分别与1°碳、2°碳和3°碳直接相连的醇依次为1°醇(伯醇)、2°醇(仲醇)和3°醇(叔醇),其键线式分别为:(4)醇发生反应的部位及反应类型醇发生的反应主要涉及到分子中的碳氧键和氢氧键:断裂碳氧键脱掉羟基,发生取代反应或消去反应;断裂氢氧键脱掉氢原子,发生取代反应。由于醇分子中与羟基相连的碳原子的氧化数小于+4,醇有被氧化的可能。
(5)羟基对醇分子中羟基氢活泼性的影响
醇分子中,与羟基直接相连的碳原子上的烃基越多,推电子作用越强,氢氧键的极性就越弱,则羟基氢原子就越不活泼。所以,在1°醇、2°醇和3°醇中,3°醇的羟基氢最不活泼,2°醇的次之,1°醇的最活泼。氢原子的推电子作用比烃基弱,所以1°醇中甲醇的羟基氢活泼性最强。水分子中由于没有推电子烃基的影响,氢氧键极性更强,所以水与活泼金属的反应较各种醇与活泼金属的反应都要剧烈。 氧元素的电负性比氢元素和碳元素的电负性都大,醇分子中羟基上的氧原子对共用电子的吸引能力强、共用电子偏向氧原子,从而使碳氧键和氢氧键显出极性,容易断裂。有机化合物分子中与α-C相连的碳原子称为β-C,与β-C相连的氢原子称为β-H。由子醇分子中羟基上氧原子的吸电子作用,使β-H也容易脱去。 2.醇的命名
选取含羟基最长的碳链为主链定为某醇,编号由接近羟基的一端开始,并用阿拉伯数字标明羟基所处的位置。3.醇的分类 4.物理性质递变规律(饱和一元醇且按碳原子数增多的顺序)
(1)熔沸点逐渐升高;
(2)密度逐渐增大;
(3)水溶性逐渐减小。
5.几种重要的醇 已知某化合物甲分子中只含C、H、O三种元素,其C、H的质量分数共为78.4%。又已知甲分子中有一个碳原子,它的4个价键分别连在4个不同的原子(或原子
团)上,如下所示: ,A、B、D、E为互不相同的
原子或原子团。
(1)推导甲的分子式。
(2)写出甲的结构简式,并以系统法命名之。 解析:(1)C、H的质量分数共为78.4%,则O的质量分数为21.6%。反推,设分子中含一个O,
M= =74.74-16=58,58除12等于4余10,得
C4H10,得C4H10O。(注:设含2个O,不成立)
(2)与一个C相连4个不同的原子(或原子团)只能是—CH3、CH3CH2—、—H、—OH,所以只能得:
答案:(1)C4H10O (2)
点评:解此类题目时,认真分析醇的结构特点,醇的命名以烷烃的系统命名为基础与烯烃、炔烃的命名相似。苯酚的结构、物理性质及应用 注意:(1)苯酚易被空气中的氧气氧化,故应密封保存。
(2)苯酚不慎沾在皮肤上,应用酒精洗涤,不能用热水或NaOH溶液。
(3)苯酚溶于水所得澄清液为溶液,所得浑浊液在43℃以下为悬浊液,43℃以上为乳浊液。
(4)较多苯酚溶于水形成浑浊液,加热至65℃以上时变澄清,再冷却又变浑浊。这一现象充分体现了苯酚溶解度与温度的关系。(5)苯酚的分离:苯酚的浑浊液静置后会分层,但下层不是苯酚的固体沉淀,而是苯酚的油状液体。这是因为从水层析出的苯酚实为水的苯酚饱和溶液,而上层是苯酚的不饱和溶液。因此要将析出的苯酚分离,不是用过滤法,而是用分液的方法。 下列关于苯酚的叙述中,正确的是( )
A.苯酚呈弱酸性,能使石蕊试液显浅红色
B.苯酚分子中的13个原子有可能处于同一平面上
C.苯酚有强腐蚀性,沾在皮肤上可用酒精洗涤
D.苯酚能与FeCl3溶液反应生成紫色沉淀
解析:苯酚的酸性较弱,不能使指示剂变色;苯酚中除酚羟基上的H原子外,其余12个原子一定处于同一平面上,当O—H键旋转使H落在12个原子所在的平面上时,苯酚的13个原子将处在同一平面上,也就是说苯酚中的13个原子有可能处于同一平面上;苯酚有强的腐蚀性,使用时要小心,如不慎沾到皮肤上,应立即用酒精洗涤;苯酚与FeCl3溶液反应时得到紫色溶液而不是紫色沉淀。
答案:BC
点评:苯酚的性质是酚类性质的基础和代表。苯酚的化学性质 苯酚结构简式如图,苯环与羟基相互
影响,其分子中有四处活动中心。
1.苯环对羟基的影响(①号键断裂)
(1)苯酚具有弱酸性,能与碱发生中和反应。如:
+H2O(溶液由浑浊变澄清)
说明:①苯酚的酸性极弱,不能使酸碱指示剂变色,故不能用酸碱指示剂来检验苯酚的存在。 ②苯酚的酸性比碳酸弱,但比HCO的酸性强,因而苯酚能与Na2CO3溶液反应生成NaHCO3(酸性顺序为:H2CO3>
>HCO)。
+NaHCO3
③向 浓液中通入CO2,只生成NaHCO3,与通入CO2量的多少无关。
+NaHCO3(溶液由澄清变浑浊) 应用:此反应可用于苯酚与苯等其他有机物的分离。
(2)氧化反应:(断裂①号键或全断裂)
①苯酚常温下易呈现粉红色,是被空气中的氧气氧化的结果(主要是酚羟基被氧化)。
②苯酚可使KMnO4(H+)溶液褪色。
③可以燃烧:现象:剧烈燃烧,发出明亮火焰并伴有浓烟。
+7O2 6CO2+3H2O
2.羟基对苯环的影响
由于受羟基的影响,苯环上羟基所连碳的邻对位碳上 的氢原子变得较活泼易被取代,即②、③、④号碳氢键易断裂。 (1)卤代反应:(②、③、④号键断裂) 说明:①此反应的反应物为 和浓溴水,现象是溴水褪色且生成白色沉淀。此反应必须加入足量浓溴水,否则生成的三溴苯酚易溶于苯酚溶液,因而观察不到有三溴苯酚白色沉淀生成。 ②对比 与Br2发生苯环上的取代反应:
必须与纯溴反应且加Fe粉做催化剂,而苯酚与Br2的反应: 与溴水即能反应且不需加催化剂。由此可见—OH对苯环的影响较—CH3对苯环的影响要强烈。
(2)硝化反应:(②、③、④号键断裂)应用:制炸药(三硝基苯酚)。 (3)缩聚反应:(②、③、④号键中断裂2个或3个)+nH2O 说明:①此反应中HCHO也可用CH3CHO、等代替。
②此反应需在沸水浴中加热。
③此反应中的催化剂若用盐酸且酚过量,则得到的是线型白色酚醛树脂(置于空气中易变成粉红色——因含过量苯酚)。
若用浓氨水作催化剂且甲醛过量,则得到的是体型黄色酚醛树脂。④刷洗制酚醛树脂用的试管可用乙醇。
应用:做化工原料,用于生产酚醛树脂等。
3.显色反应(①号键断裂)
苯酚与FeCl3溶液作用能显示紫色。
6C6H5OH+Fe3+? ?[Fe(C6H5O)6]3-+6H+
(1)此反应中加入少量酸或碱溶液颜色的变化都是变浅。
(2)凡酚类物质都可以发生上述显色反应。
应用:(1)定性检验酚类物质的存在;(2)定性检验Fe3+的存在。 丁香油酚是一种有特殊香味的液体,它的结
构简式是 ,丁香油酚不具有
的性质是( )
A.与金属钠反应
B.与NaOH溶液反应
C.与Na2CO3反应放出CO2
D.能发生加聚反应 解析:从结构来看丁香油酚具有酚羟基、苯环和
三种官能团,因此丁香油酚应该具有酚类、烯
烃类的性质,由于酚类具有弱酸性,A、B项正确,但由于酚类的酸性较H2CO3弱,故丁香油酚不与Na2CO3反应放出CO2,而是生成NaHCO3,它具有双键,能发生加聚反应。
答案:C点评:关于具有多种官能团的酚类性质的考查,是近年来考试热点,苯酚与Na2CO3反应只能生成苯酚钠和NaHCO3,
+NaHCO3,关键掌握H2CO3>苯酚>HCO的酸性强弱顺序。解题时,抓住苯酚的重要化学性质,善于以苯酚的性质为基础类推出其他酚类应具有的性质。5.向下列溶液中通入过量CO2,最终出现浑浊的是( )
A.氢氧化钙饱和溶液 B.苯酚钠溶液
C.氯化钙饱和溶液 D.醋酸钠饱和溶液
解析:通入过量的CO2,A项将生成易溶于水的Ca(HCO3)2而得澄清溶液;C、D两项不与CO2反应,因碳酸的酸性比盐酸、醋酸都弱;只有B项中会生成溶解度较小的苯酚而使溶液变浑浊。
答案:B感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束