(共50张PPT)
第三章 烃的衍生物
第二节 醇 酚
第二课时 酚
约瑟夫·李斯特
(Joseph Lister , 1827~1912)
浓度很低的某些酚类溶液(与水的比例通常在 1:20 ~1:40),可以用来消毒杀菌。
使苯酚首次声名远扬的应归功于英国著名的医生里斯特。里斯特发现病人手术后死因多数是伤口化脓感染。偶然之下用苯酚稀溶液来喷洒手术的器械以及医生的双手,结果病人的感染情况显著减少。这一发现使苯酚成为一种强有力的外科消毒剂。里斯特也因此被誉为“外科消毒之父”。
是谁使苯酚声名远扬?
科学史话
-OH 羟基
1
酚
概念
官能团
例
羟基与苯环直接相连而形成的化合物
OH
CH3
OH
OH
苯酚
邻甲基苯酚
2-萘酚
分子式
结构模型
C6H6O
结构简式
官能团
羟基 -OH
或C6H5-OH
OH
或
所有原子可能在同一平面上
1.苯酚的分子结构
常温下将苯酚溶于水,会有什么现象?加热苯酚和水的混合物,会发生什么现象?再冷却该混合物至室温,会发生什么现象?
苯酚
浊液
加热
溶解度增大
苯酚澄清溶液
冷却
溶解度下降
苯酚乳浊液
观察分析
谜团1
无色晶体
特殊气味
冷水中溶解度9.2g,与65℃以上热水混溶,
有毒,有腐蚀性
毒性:
色态:
气味:
看
闻
测
查
溶解性:
谜底1
易溶于酒精等有机溶剂
自主阅读P63
2.苯酚的物理性质
(久置粉红色)
需要密封保存
苯酚有毒,对皮肤有腐蚀性,如不慎沾到皮肤上,应立即用乙醇冲洗,再用水冲洗。
医院常用的“来苏水”消毒剂便是苯酚钠盐的稀溶液。
酚
苯
基团之间相互影响
醇
?
?
?
OH
预测苯酚的化学性质
思考探究
分析苯酚的结构,联想C2H5OH和 的性质 ,你预测苯酚可能有什么化学性质?
羟基上的反应
苯环上的反应
①
④
②
③
⑤
③
④
⑥大π键
【活动】请预测苯酚在化学反应中可能的断键位置及反应类型
OH
基团相互活化
(O—H键极性>醇中O—H键极性)
3.苯酚的化学性质
【活动】请预测苯酚在化学反应中可能的断键位置及反应类型
断裂①
取代反应(酯化反应)
置换反应
ONa
断裂①等
氧化反应
OH
电离出H+,显酸性,石炭酸
羟基上的反应
①
④
②
③
⑤
③
④
⑥大π键
(O—H键极性增强)
3.苯酚的化学性质
学生实验:实验3-4
实验内容 实验现象
(1)向盛有0.3g苯酚晶体的试管中加入2mL蒸馏水,振荡试管
(2)向试管中逐滴加入5% NaOH溶液并振荡试管
(3)再向试管中加入稀盐酸
溶液变澄清
溶液变混浊
得到苯酚的浊液
学生实验:实验3-4
结论:苯环对—OH的影响导致酚羟基中的氧氢键易断,呈弱酸性,且酸性极弱,不能使石蕊、甲基橙等试剂变色。
苯酚又名石炭酸
苯氧离子
①部分电离:
(1)苯酚的弱酸性
②与NaOH溶液反应
+H2O
OH
ONa
+NaOH
苯酚钠
③苯酚钠与盐酸反应生成苯酚
澄清
浑浊
3.苯酚的化学性质
苯环对羟基有影响
思考:苯酚酸性与H2CO3酸性如何设计实验比较?
CO2
苯酚的弱酸性
将二氧化碳气体通入适量苯酚钠溶液中,观察现象。
CO2
苯酚的弱酸性
ONa
OH+
+CO2+H2O
现象:溶液变浑浊
NaHCO3?
Na2CO3?
酸性强弱:H2CO3 > C6H5OH
思考:苯酚酸性与H2CO3酸性如何设计实验比较?
+Na2CO3
—OH
—ONa
+NaHCO3
饱和Na2CO3溶液
苯酚固体
NaHCO3溶液
苯酚固体
现象:
固体溶解
现象:
固体不溶解
酸性强弱:C6H5OH > HCO3-
思考:苯酚酸性与H2CO3酸性如何设计实验比较?
方法一:
电离平衡常数( 25℃ )
Ka Ka
苯酚(C6H5OH) 1.2×10 10 ——
碳酸(H2CO3) 4.4×10 7 4.7×10 11
1
2
+NaHCO3
ONa
OH
+CO2+H2O
+NaHCO3
OH
ONa
+ Na2CO3
数据分析
思考:苯酚酸性与H2CO3酸性如何设计实验比较?
酸性强弱
H2CO3 HCO3—
>
>
方法二:
+NaHCO3
OH
ONa
+ CO2+H2O
向苯酚钠溶液中通入 CO2 气体,不论CO2过量与否,均生成NaHCO3而不生成Na2CO3 。
④苯酚钠与碳酸反应生成苯酚
⑤苯酚与碳酸钠反应
OH
+ Na2CO3
ONa
+
NaHCO3
OH
+ NaHCO3
不反应
(1)苯酚的弱酸性
+ 2H2O
+ NaOH
2
+ NaHCO3
+ CO2↑+ H2O
+ Na2CO3
+ NaHCO3
完成下列反应方程式
【夯实基础】
(乙)醇 水 (苯)酚
与钠反应
与氢氧化钠反应
比较醇类、水、酚类与钠和氢氧化钠的反应:
较缓慢
较剧烈
很剧烈
不反应
不反应
反应
羟基的活泼程度:
醇类 < 水
< 酚类<羧酸
(2)苯酚与钠的反应——置换反应
已知某物质结构简式如下:
1 mol此物质能消耗
(1)Na多少mol?
(2)NaOH 多少mol?
(3)Na2CO3 多少mol?
课堂检测
3mol
2mol
最少1.5mol
最多2mol
【思考与交流】
如何除去溶解在苯中少量的苯酚?
【思考与交流】
如何分离苯和苯酚?
苯环上的反应
断裂③⑤
OH
Br
Br
Br
取代反应
断大π键
OH
加成反应
①
④
②
③
⑤
③
④
⑥大π键
【活动】请预测苯酚在化学反应中可能的断键位置及反应类型
3.苯酚的化学性质
向试管中加入0.1g苯酚和3mL水,振荡,得到苯酚溶液,再向其中逐滴加入饱和溴水,边加边振荡,观察实验现象。
白色沉淀
学生实验:实验3-5 苯酚与浓溴水的反应
+ HBr
3
+ Br2
饱和溴水
2,4,6-三溴苯酚 白色沉淀
3
实验探究
苯酚溶液
白色沉淀
结论
羟基使苯环邻、对位氢更活泼,更易取代。
此反应很灵敏可用于苯酚的定性检验和定量测定
比较
+ Br—Br
FeBr3
+ HBr
—H
—Br
(3)苯酚的取代反应
+ 3Br2
+ 3 HBr
OH
Br
Br
Br
OH
注意:
① 溴只能取代苯环上羟基的邻和对位上的氢;
② 反应灵敏,可用于酚的定性检验与定量测定;
③溴水应过量,否则生成的三溴苯酚会溶于苯酚中
【习题】对甲基苯酚的结构简式为 ,
对甲基苯酚与溴水的反应与苯酚与溴水的反应类似,
请写出甲基苯酚与溴水的反应的方程式。
OH
H3C
OH
H3C
+ 2Br2 →
OH
H3C
Br
Br
+ 2HBr
【习题】现有下列有机物:
1mol该有机物与足量的溴水反应最多消耗Br2 ______ mol。
HO
CH=CH
OH
OH
【习题】对甲基苯酚的结构简式为 ,
对甲基苯酚与溴水的反应与苯酚与溴水的反应类似,
请写出甲基苯酚与溴水的反应的方程式。
OH
H3C
OH
H3C
+ 2Br2 →
OH
H3C
Br
Br
+ 2HBr
3.某有机物的结构简式为:
则此有机物可发生的反应类型有:
①取代 ②加成 ③消去 ④酯化 ⑤水解 ⑥氧化 ⑦加聚 ⑧中和 ( )
A.①②④⑤⑥⑦⑧ B.②③④⑤⑥⑧
C.②③④⑤⑥⑦⑧ D.①②③④⑤⑥⑦⑧
课堂检测
D
白藜芦
广泛存在于食物中,它可能具有抗癌性。能够跟1mol该化合物起反应的溴水和H2的最大用量是 ( )
HO-
-CH=CH-
OH
OH
A 、 1mol ,1mol B 、 3.5mol, 7mol
C 、 6mol ,7mol D 、3.5mol, 6mol
C
课堂检测
苯酚与苯取代反应的比较
苯酚 苯
反应物
反应条件
取代苯环上氢原子数
反应速率
结论 原因 溴 水与苯酚溶液
液溴与纯苯
不用催化剂
Fe作催化剂
三个
一个
快
慢
苯酚与溴取代反应比苯容易
羟基对苯环有影响
硝化反应
+3HNO3
+3H2O
浓硫酸
OH
OH
NO2
NO2
O2N
(苦味酸)
△
(3)苯酚的取代反应
2,4,6-三硝基苯酚
可用于苯酚和Fe3+的相互检验
紫色
FeCl3溶液
学生探究
苯酚溶液
【思考】不用任何试剂鉴别:
苯酚、NaOH、FeCl3、AgNO3、Al(NO3)3、MgCl2、NaNO3六种溶液。
(4)苯酚的显色反应
三百多年前,著名化学家波义尔使用铁盐与没食子酸
制造了墨水。请解释其原理。
【思考与交流】
酚类物质一般可与铁盐溶液发生显色反应,没食子酸是一种多元酚,与铁盐作用时会显色,因此可用于制造墨水。
用哪一种试剂,可以把苯酚、乙醇、NaOH、KSCN四种溶液鉴别开来? 现象分别如何?
课堂检测
物质 苯酚 乙醇 NaOH KSCN
现象
FeCl3溶液
紫色溶液
无现象
红褐色沉淀
红色溶液
(5)加成反应
(6)氧化反应
①常温下易被空气中的氧气氧化为粉红色
②被酸性高锰酸钾氧化
③燃烧
C6H6O + 7O2 6CO2+3H2O
点燃
2、 如何除去溶解在苯中少量的苯酚?
3、 如何分离苯和苯酚?
1、如何鉴别苯和苯酚稀溶液?
【思考与交流】
物理差异:嗅气味、与水混合
化学差异:浓溴水、FeCl3溶液、酸性高锰酸钾
拓展:苯酚的分离和回收方法
(1)有机溶剂中有苯酚
(2)工业废水中有苯酚
(3)乙醇中有苯酚
类别 苯 甲苯 苯酚
氧化 反应
取代反应 溴的 状态 液溴 液溴 饱和溴水
条件 催化剂 催化剂 无催化剂
产物 甲苯的邻、对 两种一溴代物
课堂小结:苯、甲苯、苯酚的比较
不能被酸性
KMnO4溶液氧化
可以被酸性KMnO4
溶液氧化
常温下在空气中部分
被O2氧化,呈粉红色
类别 苯 甲苯 苯酚
取代 反应 特点 苯酚与溴的取代反应比苯、甲苯易进行 原因 酚羟基对苯环的影响使苯环在羟基的邻、 对位上的氢原子变得活泼,易被取代 与H2 加成 条件 催化剂、加热 结论 都含苯环,故都可发生加成反应 课堂小结:苯、甲苯、苯酚的比较
苯酚的用途
酚醛树脂
合成纤维
合成香料
医药
消毒剂
染料
农药
防腐剂
苯酚是一种重要的化工原料
结构决定性质
苯环影响—OH
—OH影响苯环
苯酚有酸性
发生邻、对位取代
基团相互影响
有机中两个重要的化学思想
今日收获
只需用一种试剂即可将酒精、苯酚溶液、四氯化碳、己烯、甲苯五种无色液体区分开来,该试剂是
A. FeCl3溶液 B. 溴水
C. KMnO4溶液 D. 金属钠
B
【课堂练习】
已知咖啡酸的结构如右图所示。关于咖啡酸的描述正确的是
A.分子式为C9H5O4
B.1mol咖啡酸最多可与5mol氢气发生加成反应
C.与溴水既能发生取代反应,又能发生加成反应
D.能与Na2CO3溶液反应,但不能与NaHCO3溶液反应
C
【课堂练习】
(天津2017,6分)汉黄芩素是传统中草药黄芩的有效成分之一,对肿瘤细胞的杀伤有独特作用。下列有关汉黄芩素的叙述正确的是( )
A. 汉黄芩素的分子式为C16H13O5
B. 该物质遇FeCl3溶液显色
C. 1 mol该物质与溴水反应,最多消耗1 mol Br2
D. 与足量H2发生加成反应后,该分子中官能团的种类减少1种
B
【课堂练习】
用右图所示装置检验乙烯时不需要除杂的是
B
乙烯的制备 试剂X 试剂Y
A CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热 H2O KMnO4酸性溶液
B CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热 H2O Br2的CCl4溶液
C C2H5OH与浓硫酸加热至170℃ NaOH溶液 KMnO4酸性溶液
D C2H5OH与浓硫酸加热至170℃ NaOH溶液 Br2的CCl4溶液
【夯实基础】
乙烯雌酚是人工合成的激素药物,能改善体内激素的平衡状态,其结构如图。下列有关叙述错误的是
A.乙烯雌酚能发生取代、加成、氧化反应
B.乙烯雌酚可分别与NaOH、NaHCO3溶液反应
C.每1 mol该有机物最多可以与含5 mol Br2的溴水反应
D.该有机物分子中最多有18个碳原子共平面
B
【课堂练习】
课 堂 小 结