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第1课时 醇
第三章 烃的衍生物
第二节 醇 酚
④ ⑤ ⑥
① CH3CH2OH ② CH3CH2CH2OH ③
复习旧知
【思考】按官能团分类,下列物质分别属于哪类有机物?
一
醇的概述
1.醇的结构特点
(1)定义:羟基与饱和碳原子相连的化合物称为醇。
(2)官能团:羟基(—OH)
(3)结构: (R1、R2、R3为H或烃基)
(4)饱和一元醇通式:CnH2n+1OH 或 CnH2n+2O (n≥1),可简写为R—OH。
知识梳理
按羟基所连
烃基种类
饱和醇
不饱和醇
脂环醇
芳香醇
CH3CH2OH 乙醇
CH2=CHCH2OH 丙烯醇
苯甲醇
环己醇
乙二醇
分子中所含羟基的数目
一元醇
二元醇
多元醇
CH3OH
CH2–OH
CH2–OH
CH2–OH
CH–OH
CH2–OH
甲醇
丙三醇
醇的
分类
2.醇的分类
(1)选主链——选择含有与羟基相连的碳原子的最长碳链为主链,根据碳原子数目
称为某醇;
(2)编位次——从距离羟基最近的一端给主链碳原子依次编号;
(3)写名称——用阿拉伯数字标出羟基位次,羟基的个数用“二”“三”等表示。
2-甲基-1-丙醇
2-丁醇
1,2,3-丙三醇(甘油)
苯甲醇
CH3—CH—CH2—OH
CH3
CH3—CH2—CH—CH3
OH
CH2–OH
CH–OH
CH2–OH
【例】
3.醇的命名
(1)几种重要的醇
名称 颜色、状态、气味 溶解性 用途
甲醇 无色、透明,具有挥发性的液体(沸点65℃)。 易溶于水 化工原料,
车用燃料。
乙醇 无色、透明,具有挥发性的液体,具有特殊香味。 易溶于水,能与水互溶。 医用,饮料,燃料,
溶剂,化工原料。
甲醇有毒,误服会损伤视神经,甚至致人死亡。
4.醇的物理性质
名称 颜色、状态、气味 溶解性 用途
乙二醇 无色、黏稠的液体,有甜味。 易溶于水和乙醇,能与水互溶。 化工原料,
汽车防冻液。
丙三醇 无色、黏稠的液体,有甜味。 易溶于水和乙醇,能与水互溶,能吸潮。 化工原料,
配制化妆品。
表3-2 几种醇的熔点和沸点
名称 结构简式 熔点/℃ 沸点/℃
甲醇 CH3OH -97 65
乙醇 CH3CH2OH -117 79
正丙醇 CH3CH2CH2OH -126 97
正丁醇 CH3CH2CH2CH2OH -90 118
正戊醇 CH3CH2CH2CH2CH2OH -79 138
十八醇(硬脂醇) CH3(CH2)17OH 59 211
【思考】对比表格中的数据,你能得出什么结论?为什么?
【思考】对比分析表格中的数据,你能得出什么结论?为什么?
表3-3 相对分子质量相近的醇与烷烃的沸点比较
名称 结构简式 相对分子量 沸点/℃
甲醇 CH3OH 32 65
乙烷 CH3CH3 30 -89
乙醇 CH3CH2OH 46 78
丙烷 CH3CH2CH3 44 -42
正丙醇 CH3CH2CH2OH 60 97
正丁烷 CH3CH2CH2CH3 58 -0.5
相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点远远高于烷烃的沸点。这是由于醇分子中羟基的氧原子与另一醇分子羟基的氢原子间存在着氢键,甲醇、乙醇和丙醇均可与水互溶,这也是因为醇分子与水分子之间形成了氢键。
①饱和一元醇,碳原子数越多,醇的沸点越高。
②相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点远远高于烷烃的沸点。
③碳原子数相同时,羟基个数越多,醇的沸点越高。
①甲醇、乙醇和丙醇均可与水互溶,因为醇分子与水分子间形成了氢键。
②醇在水中的溶解度一般随碳原子数的增加而减小。
③碳原子数相同时,羟基个数越多,醇的水溶性越好。
(2)醇的沸点规律
(3)醇的溶解性规律
二
醇的化学性质——以乙醇为例
乙醇的结构
分子式
结构式
结构简式
CH3CH2OH
或C2H5OH
H—C—C—O—H
H H
H H
C2H6O
H—C—C—O—H
H H
H H
醇的化学性质主要由羟基官能团所决定。在醇分子中,由于氧原子吸引电子的能力比氢原子和碳原子的强,使O—H和C—O的电子都向氧原子偏移。因此,醇在发生反应时,O—H容易断裂,使羟基中的氢原子被取代;同样C—O也易断裂,使羟基被取代或脱去,从而发生取代反应或消去反应。
1.乙醇与Na、K等的反应
2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑
现象:反应缓慢,先沉后浮。不熔、不游、不响(对比Na与水的反应)。
H—C—C—O—H
H H
H H
(1)乙醇与氢卤酸的取代反应
CH3CH2–OH+H–Br CH3CH2Br+H2O
△
乙醇与浓氢溴酸混合加热:
H—C—C—O—H
H H
H H
2.取代反应
H—C—C—O—H
H H
H H
CH3CH2–OH+H–OCH2CH3 CH3CH2–O–CH2CH3+H2O
浓H2SO4
140℃
乙醚
(2)醇分子间脱水成醚的取代反应
CH3CH2–OH+H–OCH2CH3 CH3CH2–O–CH2CH3+H2O
浓H2SO4
140℃
乙醚
(2)醇分子间脱水成醚的取代反应
乙醚是一种无色、易挥发的液体,沸点34.5℃,有特殊气味,有麻醉作用。
乙醚微溶于水,易溶于有机溶剂,本身是一种优良溶剂,能溶解多种有机物。
【醚类物质】
像乙醚这样由两个烃基通过一个氧原子连接起来的化合物叫做醚。
醚的结构可用R—O—R′来表示,R和R′都是烃基,可以相同,也可以不同。
饱和一元醚的通式:CnH2n+2O (n≥2)
乙酸与乙醇发生酯化反应的化学方程式:
CH3–C–OH+H–OCH2CH3 CH3COOCH2CH3+H2O。
O
‖
H—C—C—O—H
H H
H H
(3)酯化反应
【实验3-2】
如图所示,在圆底烧瓶中加入乙醇和浓硫酸(体积比约为1∶3)的混合液20 mL;
放入几片碎瓷片,以防止混合液在受热时暴沸;
加热混合液,使液体温度迅速升到170℃;
将生成的气体先通入氢氧化钠溶液除去杂质,再通入酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液中,观察实验现象。
3.消去反应
乙醇在浓硫酸作用下,加热到170 ℃,发生了消去反应,生成乙烯。
H—C—C—O—H
H H
H H
3.消去反应
(1)浓硫酸的作用——催化剂和脱水剂
(2)温度计的位置——反应液中
(3)混合液变黑的原因——浓硫酸将无水乙醇氧化生成碳的单质
(5)使液体温度迅速升到170℃的原因——无水乙醇和浓硫酸混合物在140℃时
脱水生成乙醚
(4)氢氧化钠溶液的作用——除去乙烯中混有的CO2、SO2,以及挥发出来的
乙醇等气体C+2H2SO4(浓)===CO2↑+2SO2↑+2H2O
【实验注意事项】
【思考与讨论】溴乙烷与乙醇都能发生消去反应,二者的反应有什么异同?
名称 CH3CH2OH CH3CH2Br
反应条件 浓硫酸,170℃ NaOH的乙醇溶液,加热
化学键的断裂 C—O和相邻碳的C—H C—Br和相邻碳的C—H
生成物 CH2=CH2、H2O CH2=CH2、NaBr、H2O
在有机化学反应中:
通常把有机化合物分子中失去氢原子或加入氧原子的反应叫做氧化反应。
通常把有机化合物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应叫做还原反应。
(1) 燃烧
现象:淡蓝色火焰
CH3CH2OH+3O2 2CO2+3H2O
点燃
4.氧化反应
(2) 催化氧化
2Cu+O2 ==== 2CuO
△
红色Cu丝变为黑色
Cu丝黑色又变为红色,
液体有刺激性气味
CH3CH2OH+CuO CH3CHO+Cu+H2O
△
总反应:2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O
Cu
△
H—C—C—O—H
H H
H H
(3)强氧化剂氧化
(1)酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)
Cr3+
(橙红色) (暗绿色)
Mn2+
(2)酸性高锰酸钾(K2Cr2O7)
(紫红色) (无色)
资料卡片:教材61页
“为什么有些人喝酒后会脸红”
乙醇的化学反应与断键位置
H—C—C—O—H
H H
H H
反应类型 反应物 反应条件 断键位置
置换反应 乙醇、活泼金属 — ①
取代反应 卤代 乙醇、浓HX △ ②
分子间脱水 乙醇 浓硫酸,140 ℃ ①②
酯化 乙醇、羧酸 浓硫酸,△ ①
消去反应 乙醇 浓硫酸,170 ℃ ②⑤
氧化反应 催化氧化 乙醇、O2 Cu或Ag,△ ①③
燃烧 乙醇、O2 点燃 全部
归纳小结
重难点剖析
一、醇的消去反应的规律
醇发生消去反应(分子内脱水)的断键位置:
—C—C—
H OH
浓H2SO4
+H2O
—C==C—
α
β
1.醇发生消去反应的必备条件:有β–C,且β–C原子上必须连有氢原子。
否则不能发生消去反应。
如:CH3OH、(CH3)3CCH2OH、 不能发生消去反应生成烯烃。
重难点剖析
一、醇的消去反应的规律
2.若醇分子中α–C原子连接两个或三个β–C,且β–C原子上均有氢原子时,发生
消去反应可能生成不同的产物。例如:
发生消去反应产物为CH3CH=CHCH3或CH3CH2CH=CH2
CH3—CH2—CH—CH3
OH
醇发生消去反应(分子内脱水)的断键位置:
—C—C—
H OH
浓H2SO4
+H2O
—C==C—
α
β
二、醇的催化氧化反应的规律
醇发生催化氧化的断键位置:
—C—C—H
O—H
+ Cu+H2O
α
+ Cu O
—C—C
O
1.醇发生催化氧化的必备条件:α–C原子上必须连有氢原子。
2.醇发生催化氧化的产物的类别,取决于α–C原子上的氢原子的个数 。
例.下列四种有机物的分子式均为C4H10O。
① ②CH3CH2CH2CH2OH
③ ④
(1)能被氧化成含相同碳原子数的醛的是 (填序号,下同)。
(2)能被氧化成酮的是 。
(3)写出①发生消去反应生成的有机物的结构简式:________________________
__________________________。
②③
①
CH3—CH==CHCH3、
CH3CH2CH==CH2
知识网络
1.下列关于醇类的说法错误的是 ( )
A.羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物称为醇
B.醇的同分异构体中一定有酚类物质
C.乙二醇和丙三醇都是无色液体,易溶于水和乙醇,其中丙三醇可用于配制化妆品
D.甲醇是一种无色、易挥发、易溶于水的液体,常用作车用燃料
B
当堂检测
2.只用水就能鉴别的一组物质是 ( )
A.苯 乙醇 四氯化碳 B.乙醇 乙酸 戊烷
C.乙二醇 甘油 溴乙烷 D.苯 己烷 甲苯
A
3.下列各物质中既能发生消去反应又能发生催化氧化反应,但催化氧化的产物不是醛的是 ( )
A. B.
C. D.
C
4.乙醇分子中不同的化学键,如图: 。
关于乙醇在各种反应中断裂键的说法不正确的是 ( )
A.乙醇和钠反应,键①断裂
B.在铜催化下和O2 反应,键①③断裂
C.乙醇制乙烯时,键②⑤断裂
D.与乙酸发生酯化反应时,键②断裂
D
5.实验室用环己醇( )与85%磷酸在共热条件下制取环己烯( ),制备装置如图所示(加热及夹持装置略)。
实验药品的物理性质:
名称 密度/(g·mL-1) 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性
环己醇 0.96 25.2 161 微溶于水
环己烯 0.81 -103 83 不溶于水
85%H3PO4 1.68 42.35 213(失水) 易溶于水
已知:环己醇能与水形成二元共沸物(含水80%),其沸点为97.8 ℃
Ⅰ.实验原理
(1)该实验的反应原理与实验室制乙烯相似,请用化学
方程式表示:___________________________________。
(2)该反应有副反应发生(产物为 ),
反应的化学方程式为_____________________________________________。
+H2O
+H2O
Ⅱ.制备粗产品
(3)在圆底烧瓶中加入20 mL(9.6 g)环己醇、10 mL 85%
H3PO4、几粒碎瓷片,用电热包均匀缓慢加热。85%
H3PO4在反应中的作用是________________;碎瓷片的
作用是__________。
Ⅲ.粗产品提纯
(4)从分液漏斗中分离出来的环己烯还要转移到蒸馏烧瓶中,并加入少量的无水氯化钙进一步蒸馏,此时温度计下端的水银球应插在蒸馏烧瓶的_________位置,温度计显示的温度应为________。
催化剂、脱水剂
防止暴沸
支管口处
83 ℃
本节内容结束