第2课时 酚
课标定向
1.通过认识酚分子中羟基连接方式的不同,了解苯酚的主要性质,理解羟基和苯环的相互影响,形成物质结构决定性质的核心理念。(宏观辨识与微观探析)
2.通过苯酚性质的学习,了解苯酚及酚类的毒性及其对环境的危害,要合理应用。(证据推理与模型认知)
一、酚
1.酚的概念
芳香烃分子中 上的氢原子被 取代后的有机化合物。
2.结构特点:羟基直接与 相连。
[思考]下列物质属于酚类的是__________。
① ②③
④ ⑤。
3.命名
酚的命名是在苯、萘等名称后面加上“酚”字,若苯环上有取代基,将取代基的 和 写在前面,如为 。
4.酚类物质的主要用途
(1)甲苯酚常用于制造日常生活中有消毒作用的 。
(2)从葡萄中提取的酚可用于制造 。
(3)从茶叶中提取的酚可用于制备 和 。
(4)很多农药的主要成分中也含有酚类物质。
二、苯酚
1.苯酚的分子结构及模型
(1)分子结构
(2)模型
[思考]苯酚分子中所有的原子是否在同一平面上
2.苯酚的物理性质及毒性
俗名
颜色 纯净的苯酚 色,久置呈 色
状态
气味 特殊
毒性
溶解性 常温下溶解度不大,65 ℃以上与水 ;易溶于
3.苯酚的化学性质
(1)苯环对羟基的影响
①苯酚的电离
使羟基上的氢原子更活泼,在水溶液中能发生 ,显 性。
电离方程式为 。
②苯酚与氢氧化钠溶液的反应
现象:溶液变
苯酚与NaOH溶液反应的化学方程式为 。
③二氧化碳与苯酚钠的反应
现象:溶液变 。
[思考]向溶液中通入少量CO2气体,反应后溶液中是否存在Na2CO3 为什么
[点拨]苯酚不能与氢卤酸反应生成卤苯。
(2)羟基对苯环的影响
①苯酚与溴水的反应
现象:有 产生。
使苯环上羟基 位氢原子更 ,易被取代。
苯酚与浓溴水反应的化学方程式为 。
该反应可用作苯酚的检验和定量测定。
②苯酚与甲醛的聚合反应
苯酚与甲醛发生聚合反应,可制造 ,反应的化学方程式为
n+nHCHO
(3)显色反应:苯酚的稀溶液遇FeCl3溶液会立即显 。因而利用这一反应来进行酚类的检验。
(4)氧化反应:常温下苯酚易被空气中的氧气氧化而显 色。
【质疑辨析】
(1)含有苯环和羟基的有机物一定为酚类。 ( )
(2)苯酚的浓溶液迸溅到皮肤上,使用氢氧化钠溶液洗涤。 ( )
(3)苯酚分子中羟基与苯环相互影响。 ( )
(4)苯酚能与氢卤酸反应生成卤苯。 ( )
(5)酚醛树脂具有良好的电绝缘性,是最早生产和使用的合成树脂。 ( )
探究任务一:苯酚中苯环与羟基的相互影响
【导学探究】
苯酚软膏——使用说明书
[药品名称] 苯酚软膏
[性状] 黄色软膏;有苯酚特殊气味
[药物组成] 每克含主要成分苯酚0.02 g
[作用类别] 本品为皮肤科用药类非处方药药品
[适应症] 用于皮肤轻度感染和瘙痒
[用法用量] 外用,1日2次,涂患处
[注意事项] 1.用后拧紧瓶盖,当药品性状发生改变时禁止使用,尤其是色泽变红后
2.用药部位如有烧灼感、红肿等情况应停药,并将局部药物用酒精洗净
[药物相互作用] 不能与碱性药物并用
探究点一:羟基对苯环的影响
1.简述检验[药物组成]每克含主要成分苯酚0.02 g的反应原理。
2.苯与液溴在催化剂Fe粉的作用下生成溴苯,而苯酚与溴水在无催化剂作用下生成2,4,6-三溴苯酚的原因是什么
探究点二:苯环对羟基的影响
3.使用说明书中“不能与碱性药物并用”,说明苯酚具有__________性,怎样通过实验证明苯酚具有此性质
4.苯酚和乙醇的分子中均含有羟基,为什么苯酚中羟基氢比乙醇中羟基氢更易电离
探究点三:羟基与苯环的相互影响
5.[注意事项]中“用后拧紧瓶盖,当药品性状发生改变时禁止使用,尤其是色泽变红后”,苯酚在空气中变红的原理为,依据该原理,你是否同意“苯酚分子中羟基活化了苯环,同时苯环也活化了羟基”的观点
【归纳总结】
1.苯环对羟基的影响
苯酚分子中,苯环影响羟基,使酚羟基比醇羟基更活泼,苯酚的羟基在水溶液中能够发生电离:+H+,所以苯酚具有弱酸性,能与NaOH和Na2CO3反应,而乙醇不与NaOH和Na2CO3反应。
2.羟基对苯环的影响
苯酚分子中,苯环受羟基的影响,使羟基碳邻、对位上的氢原子更活泼,比苯上的氢原子更容易被其他原子或原子团取代。
3.苯、甲苯、苯酚的比较
类别 苯 甲苯 苯酚
结构 简式
氧化反应 不能被酸性 KMnO4 溶液氧化 可被酸性 KMnO4 溶液氧化 常温下在空气中被氧化,呈粉红色
取 代 反 应 溴的 状态 液溴 液溴 浓溴水
条件 催化剂 催化剂 无催化剂
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上的邻、对位氢原子变得活泼,易被取代
与H2 的加 成反 应 条件 催化剂、加热 催化剂、加热 催化剂、加热
结论 都含苯环,故都可发生加成反应
[易错提醒](1)苯酚的酸性比碳酸弱,由于电离能力H2CO3>>HC,所以与Na2CO3溶液反应生成 NaHCO3,而不与NaHCO3溶液反应放出CO2。
即+Na2CO3+NaHCO3。
(2)向溶液中通入CO2,无论CO2过量与否,产物均是NaHCO3。即+H2O+CO2+NaHCO3。
【针对训练】
1.(2024·北京海淀区高二检测)下列不能用“分子内基团间相互影响”来解释的是 ( )
A.苯酚的酸性比乙醇的强
B.苯和苯酚发生溴代反应的条件和产物有很大的不同
C.甲苯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.乙烯能发生加成反应,而乙烷不能
2.(1)室温下苯酚的饱和溶液pH≈5,某兴趣小组同学设计如图所示实验,通过什么现象说明羟基受苯环的影响而具有酸性
(2)设计实验并结合实验现象证明苯酚中羟基对苯环的影响。
[规律方法]
不同基团对其他官能团影响的结果
(1)链烃基对其他官能团的影响
甲苯的硝化反应产物是三硝基甲苯,而同样的条件下的苯的硝化只能生成一硝基苯。
(2)苯环对其他基团的影响
①水、醇、苯酚提供氢离子的能力大小:
R—OH②烷烃和苯均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而苯的同系物可使酸性高锰酸钾溶液褪色。
(3)羟基对其他官能团的影响
①羟基对C—H键的影响:使和羟基相连的C—H 键更不稳定。
②羟基对苯环的影响:使苯环羟基碳邻、对位上的氢原子更易被取代。
【补偿训练】事物是相互影响、相互制约的。在有机化合物分子中,这种相互影响、相互制约同样存在。例如:
①+Br2+HBr
②+3Br2↓+3HBr
③
下列性质不能说明基团之间相互影响的是 ( )
A.②用浓溴水而①用液溴;①需用催化剂而②不需用
B.②生成三溴取代产物而①只生成一溴取代产物
C.CH3CH2OH无明显酸性,而显弱酸性
D.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而苯不能
探究任务二:脂肪醇、芳香醇、酚类物质比较
【导学探究】
葡萄酿的红酒中含有化合物白藜芦醇,其结构简式为;
苯甲醇()在自然界中多数以酯的形式存在于香精油中,如茉莉花油。
探究点一:含有羟基的物质类别
1.乙醇、白藜芦醇和苯甲醇中属于醇类的是____________________(均填名称,下同),属于酚类的是____________。
2.乙醇和苯甲醇是同系物吗
探究点二:探究几类物质的化学性质
3.可用化学方法鉴别苯甲醇和白藜芦醇,所用试剂为__________________,出现______________________________现象的为白藜芦醇。
4.上述三种物质能发生催化氧化的有__________________。
5.上述三种物质中能发生消去反应的为________,
写出反应的化学方程式____________________。
【归纳总结】
类别 脂肪醇 芳香醇 苯酚
官能 团 醇羟基—OH 醇羟基—OH 酚羟基—OH
结构 特点 —OH与链烃基相连 —OH与苯环侧链碳原子相连 —OH与苯环直接相连
主要 化学 性质 (1)与钠反应; (2)取代反应; (3)消去反应; (4)氧化反应; (5)酯化反应 (1)弱酸性; (2)取代反应; (3)显色反应; (4)加成反应; (5)与钠反应; (6)氧化反应
特性 灼热的铜丝插入醇中,有刺激性气味物质生成(醛或酮) 与FeCl3溶液反应显紫色
【针对训练】
1.下列试剂能鉴别苯酚溶液、戊烯、己烷、乙醇四种液体的是 ( )
A.溴水 B.新制Cu(OH)2悬浊液
C.NaOH溶液 D.水
2.(2024·昆明高二检测)关于所具有的性质不正确的是 ( )
A.该有机物加入FeCl3溶液显紫色
B.该有机物可以使酸性KMnO4溶液褪色
C.1 mol该有机物最多能与2 mol NaOH反应
D.1 mol该有机物最多能与3 mol H2反应
【真题示例】
(2023·重庆选择考)橙皮苷广泛存在于脐橙中,其结构简式(未考虑立体异构)如图所示:
关于橙皮苷的说法正确的是 ( )
A.光照下与氯气反应,苯环上可形成C—Cl键
B. 与足量NaOH水溶液反应,O—H键均可断裂
C. 催化剂存在下与足量氢气反应,π键均可断裂
D. 与NaOH醇溶液反应,多羟基六元环上可形成π键
[解题思维]解答本题的思维流程如下:
提取 关键 点 (1)结构简式; (2)光照、苯环; (3)NaOH水溶液、O—H键; (4)π键; (5)NaOH醇溶液、多羟基
转化 知识 点 (1)官能团的认知:醇羟基、酚羟基、醚键; (2)苯环与氯气在催化剂的条件下发生取代反应; (3)酚羟基具有酸性,能与NaOH反应,醇羟基没有酸性,不与NaOH反应; (4)苯环中含有π键且能与氢气发生加成反应; (5)卤代烃有可能在NaOH醇溶液中发生消去反应,而醇在浓硫酸加热的条件下才有可能发生消去反应
排除 障碍 点 醇羟基和酚羟基性质的相似性和差异性
【对点演练】
1.(2024·日照高二检测)“升白宁”是治疗白细胞减少病症的药物,其主要成分胡椒酚的结构如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.胡椒酚分子中处于同一直线的原子可能有6个
B.1 mol胡椒酚最多可与3 mol Br2发生反应
C.胡椒酚是苯酚的同系物,可使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.胡椒酚与H2完全加成后的产物分子式为C9H16O
2.牙膏中含有茶多酚,但茶多酚是目前尚不能人工合成的纯天然、多功能、高效能的抗氧化剂和自由基净化剂。其中没食子儿茶素(EGC)的结构如图所示。关于EGC的下列叙述正确的是 ( )
A.分子中所有的原子共面
B.1 mol EGC与6 mol NaOH恰好完全反应
C.易发生氧化反应和取代反应,能够发生加成反应
D.遇FeCl3溶液不发生显色反应
1.(2024·潍坊高二检测)许多酚类化合物具有杀菌能力,邻甲苯酚、间甲苯酚、对甲苯酚三者的混合物统称为甲酚(C7H8O),甲酚的肥皂液俗称“来苏尔”,易溶于水,是医院常用的杀菌剂。下列说法正确的是 ( )
A.邻甲苯酚与碳酸钠溶液反应的化学方程式为
2+Na2CO32+CO2↑+H2O
B.常温下,0.1 mol·L-1对甲苯酚溶液的pH为1
C.苯酚与溴水充分混合后,上层液体为水,下层液体为苯酚和溴
D.光照条件下,Cl2与邻甲苯酚、间甲苯酚、对甲苯酚均发生甲基上的取代反应
2.下列“试剂”和“试管中的物质”不能完成“实验目的”的是 ( )
选 项 实验目的 试剂 试管中的物质
A 羟基对苯环的活性有影响 饱和溴水 ①苯 ②苯酚溶液
B 甲基对苯环的活性有影响 酸性KMnO4溶液 ①苯 ②甲苯
C 醋酸的酸性比苯酚强 碳酸氢钠溶液 ①苯酚溶液 ②醋酸溶液
D 苯分子中没有碳碳双键 Br2的CCl4溶液 ①苯 ②己烯
3.(2024·济宁高二检测) 双酚A()是一种重要的化工原料,它的一种合成路线如图所示:
请回答下列问题:
(1)E物质的名称是________,G物质的结构简式为________________。
(2)1 mol双酚A与浓溴水反应最多消耗________mol Br2。
(3)反应②的化学方程式是____________________。
(4)反应③的化学方程式是____________________。 第2课时 酚
课标定向
1.通过认识酚分子中羟基连接方式的不同,了解苯酚的主要性质,理解羟基和苯环的相互影响,形成物质结构决定性质的核心理念。(宏观辨识与微观探析)
2.通过苯酚性质的学习,了解苯酚及酚类的毒性及其对环境的危害,要合理应用。(证据推理与模型认知)
一、酚
1.酚的概念
芳香烃分子中苯环上的氢原子被羟基取代后的有机化合物。
2.结构特点:羟基直接与苯环相连。
[思考]下列物质属于酚类的是__________。
① ②③
④ ⑤。
提示:②③④。羟基与苯环直接相连的有机化合物为酚类。
3.命名
酚的命名是在苯、萘等名称后面加上“酚”字,若苯环上有取代基,将取代基的位次和名称写在前面,如为2-甲基苯酚(或邻甲基苯酚)。
4.酚类物质的主要用途
(1)甲苯酚常用于制造日常生活中有消毒作用的酚皂。
(2)从葡萄中提取的酚可用于制造化妆品。
(3)从茶叶中提取的酚可用于制备食品防腐剂和抗癌药物。
(4)很多农药的主要成分中也含有酚类物质。
二、苯酚
1.苯酚的分子结构及模型
(1)分子结构
(2)模型
[思考]苯酚分子中所有的原子是否在同一平面上
提示:苯酚可以看作是苯分子中的1个H原子被羟基取代的产物,由于O—H单键可旋转,则羟基上的H原子不一定与苯环共面,故分子中至少有12个原子共面,最多有13个原子共面。
2.苯酚的物理性质及毒性
俗名 石炭酸
颜色 纯净的苯酚无色,久置呈粉红色
状态 固体
气味 特殊
毒性 有毒
溶解性 常温下溶解度不大,65 ℃以上与水互溶;易溶于酒精
3.苯酚的化学性质
(1)苯环对羟基的影响
①苯酚的电离
使羟基上的氢原子更活泼,在水溶液中能发生电离,显酸性。
电离方程式为+H+。
②苯酚与氢氧化钠溶液的反应
现象:溶液变澄清
苯酚与NaOH溶液反应的化学方程式为+NaOH+H2O。
③二氧化碳与苯酚钠的反应
现象:溶液变浑浊+H2O+CO2+NaHCO3。
[思考]向溶液中通入少量CO2气体,反应后溶液中是否存在Na2CO3 为什么
提示:不存在。因为若生成Na2CO3,会发生+Na2CO3,故通入少量CO2,也生成NaHCO3。
[点拨]苯酚不能与氢卤酸反应生成卤苯。
(2)羟基对苯环的影响
①苯酚与溴水的反应
现象:有白色沉淀产生。
使苯环上羟基邻、对位氢原子更活泼,易被取代。
苯酚与浓溴水反应的化学方程式为+3Br2↓+3HBr。
该反应可用作苯酚的检验和定量测定。
②苯酚与甲醛的聚合反应
苯酚与甲醛发生聚合反应,可制造酚醛树脂,反应的化学方程式为
n+nHCHO+(n-1)H2O
(3)显色反应:苯酚的稀溶液遇FeCl3溶液会立即显紫色。因而利用这一反应来进行酚类的检验。
(4)氧化反应:常温下苯酚易被空气中的氧气氧化而显粉红色。
【质疑辨析】
(1)含有苯环和羟基的有机物一定为酚类。 (×)
提示:羟基与苯环直接相连的有机物为酚类。
(2)苯酚的浓溶液迸溅到皮肤上,使用氢氧化钠溶液洗涤。 (×)
提示:氢氧化钠具有腐蚀性,苯酚的浓溶液迸溅到皮肤上,可使用酒精洗涤。
(3)苯酚分子中羟基与苯环相互影响。 (√)
提示:受苯环的影响,苯分子中的氢氧键比醇分子中氢氧键更容易断裂;苯分子中的羟基使苯环比苯更容易发生取代反应。
(4)苯酚能与氢卤酸反应生成卤苯。 (×)
提示:苯酚分子中的碳氧键因受苯环的影响而不易断裂,因此苯酚不能与氢卤酸反应生成卤苯。
(5)酚醛树脂具有良好的电绝缘性,是最早生产和使用的合成树脂。 (√)
提示:酚醛树脂是最早生产和使用的合成树脂,具有良好的电绝缘性。
探究任务一:苯酚中苯环与羟基的相互影响
【导学探究】
苯酚软膏——使用说明书
[药品名称] 苯酚软膏
[性状] 黄色软膏;有苯酚特殊气味
[药物组成] 每克含主要成分苯酚0.02 g
[作用类别] 本品为皮肤科用药类非处方药药品
[适应症] 用于皮肤轻度感染和瘙痒
[用法用量] 外用,1日2次,涂患处
[注意事项] 1.用后拧紧瓶盖,当药品性状发生改变时禁止使用,尤其是色泽变红后
2.用药部位如有烧灼感、红肿等情况应停药,并将局部药物用酒精洗净
[药物相互作用] 不能与碱性药物并用
探究点一:羟基对苯环的影响
1.简述检验[药物组成]每克含主要成分苯酚0.02 g的反应原理。
提示:可在实验室中使用溴水与一定量的苯酚软膏反应,进行定量测定,其反应的化学方程式为+3Br2↓+3HBr。
2.苯与液溴在催化剂Fe粉的作用下生成溴苯,而苯酚与溴水在无催化剂作用下生成2,4,6-三溴苯酚的原因是什么
提示:在苯酚中由于羟基的存在使苯环上的氢原子变得活泼,更易被取代,特别是羟基邻、对位上的氢原子更易发生反应。
探究点二:苯环对羟基的影响
3.使用说明书中“不能与碱性药物并用”,说明苯酚具有__________性,怎样通过实验证明苯酚具有此性质
提示:酸 取苯酚的浊液少量于试管中,向其中逐滴加入氢氧化钠溶液,观察到浊液变澄清,说明能与NaOH发生反应,从而说明苯酚有酸性。
4.苯酚和乙醇的分子中均含有羟基,为什么苯酚中羟基氢比乙醇中羟基氢更易电离
提示:虽然乙醇分子和苯酚分子中都含有—OH,但—OH所连基团不同,乙醇分子中—OH与乙基相连,—OH上H原子比水分子中H原子还难电离。而苯酚分子中—OH与苯环相连,受苯环影响,—OH上的H原子易电离。
探究点三:羟基与苯环的相互影响
5.[注意事项]中“用后拧紧瓶盖,当药品性状发生改变时禁止使用,尤其是色泽变红后”,苯酚在空气中变红的原理为,依据该原理,你是否同意“苯酚分子中羟基活化了苯环,同时苯环也活化了羟基”的观点
提示:同意。苯酚分子中的苯环和羟基的活性均发生了改变。
【归纳总结】
1.苯环对羟基的影响
苯酚分子中,苯环影响羟基,使酚羟基比醇羟基更活泼,苯酚的羟基在水溶液中能够发生电离:+H+,所以苯酚具有弱酸性,能与NaOH和Na2CO3反应,而乙醇不与NaOH和Na2CO3反应。
2.羟基对苯环的影响
苯酚分子中,苯环受羟基的影响,使羟基碳邻、对位上的氢原子更活泼,比苯上的氢原子更容易被其他原子或原子团取代。
3.苯、甲苯、苯酚的比较
类别 苯 甲苯 苯酚
结构 简式
氧化反应 不能被酸性 KMnO4 溶液氧化 可被酸性 KMnO4 溶液氧化 常温下在空气中被氧化,呈粉红色
取 代 反 应 溴的 状态 液溴 液溴 浓溴水
条件 催化剂 催化剂 无催化剂
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上的邻、对位氢原子变得活泼,易被取代
与H2 的加 成反 应 条件 催化剂、加热 催化剂、加热 催化剂、加热
结论 都含苯环,故都可发生加成反应
[易错提醒](1)苯酚的酸性比碳酸弱,由于电离能力H2CO3>>HC,所以与Na2CO3溶液反应生成 NaHCO3,而不与NaHCO3溶液反应放出CO2。
即+Na2CO3+NaHCO3。
(2)向溶液中通入CO2,无论CO2过量与否,产物均是NaHCO3。即+H2O+CO2+NaHCO3。
【针对训练】
1.(2024·北京海淀区高二检测)下列不能用“分子内基团间相互影响”来解释的是 ( )
A.苯酚的酸性比乙醇的强
B.苯和苯酚发生溴代反应的条件和产物有很大的不同
C.甲苯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.乙烯能发生加成反应,而乙烷不能
【解析】选D。苯酚可以看作是苯基和羟基连接,乙醇可以看作是乙基和羟基连接,苯基对羟基有影响,导致酚羟基氢可以电离出来,但是醇羟基氢不能电离出来,所以苯酚的酸性比乙醇的强,能用“分子内基团间相互影响”来解释,故A不符合题意;苯和苯酚发生溴代反应的条件和产物有很大不同,是羟基对苯环产生影响导致的,能用有机物“分子内基团间相互影响”解释,故B不符合题意;甲苯易被酸性高锰酸钾溶液氧化,是因为苯环对甲基的影响使苯环上的甲基易被氧化,能用“分子内基团间相互影响”来解释,故C不符合题意;乙烯含有碳碳双键,乙烷只含单键,二者结构不同,不能用有机物“分子内基团间相互影响”解释,故D符合题意。
2.(1)室温下苯酚的饱和溶液pH≈5,某兴趣小组同学设计如图所示实验,通过什么现象说明羟基受苯环的影响而具有酸性
提示:说明苯酚显酸性的实验现象是试管①中红色褪去,试管②中红色变浅,但不褪色。
(2)设计实验并结合实验现象证明苯酚中羟基对苯环的影响。
提示:取体积相同的苯和苯酚溶液分别滴入浓溴水,苯中出现分层,上层呈橙色,下层呈无色;苯酚中出现白色沉淀,说明受羟基的影响,苯环上的氢原子变得活泼。
[规律方法]
不同基团对其他官能团影响的结果
(1)链烃基对其他官能团的影响
甲苯的硝化反应产物是三硝基甲苯,而同样的条件下的苯的硝化只能生成一硝基苯。
(2)苯环对其他基团的影响
①水、醇、苯酚提供氢离子的能力大小:
R—OH②烷烃和苯均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而苯的同系物可使酸性高锰酸钾溶液褪色。
(3)羟基对其他官能团的影响
①羟基对C—H键的影响:使和羟基相连的C—H 键更不稳定。
②羟基对苯环的影响:使苯环羟基碳邻、对位上的氢原子更易被取代。
【补偿训练】事物是相互影响、相互制约的。在有机化合物分子中,这种相互影响、相互制约同样存在。例如:
①+Br2+HBr
②+3Br2↓+3HBr
③
下列性质不能说明基团之间相互影响的是 ( )
A.②用浓溴水而①用液溴;①需用催化剂而②不需用
B.②生成三溴取代产物而①只生成一溴取代产物
C.CH3CH2OH无明显酸性,而显弱酸性
D.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而苯不能
【解析】选D。苯酚中由于受到羟基的影响,苯环上羟基邻位和对位上的氢原子更容易被卤素原子取代,故A和B都能说明基团之间相互影响;由于苯环对羟基的影响,使酚羟基上的氢原子比醇羟基上的氢原子活泼,能电离出氢离子,故C能说明基团之间相互影响;苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,而甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化为,苯环没有发生改变,改变的是甲基,故D不能说明基团之间相互影响。
探究任务二:脂肪醇、芳香醇、酚类物质比较
【导学探究】
葡萄酿的红酒中含有化合物白藜芦醇,其结构简式为;
苯甲醇()在自然界中多数以酯的形式存在于香精油中,如茉莉花油。
探究点一:含有羟基的物质类别
1.乙醇、白藜芦醇和苯甲醇中属于醇类的是____________________(均填名称,下同),属于酚类的是____________。
提示:乙醇、苯甲醇 白藜芦醇。
2.乙醇和苯甲醇是同系物吗
提示:不是,乙醇和苯甲醇的结构不相似。
探究点二:探究几类物质的化学性质
3.可用化学方法鉴别苯甲醇和白藜芦醇,所用试剂为__________________,出现______________________________现象的为白藜芦醇。
提示:三氯化铁溶液 溶液变为紫色(或浓溴水 白色沉淀)。
4.上述三种物质能发生催化氧化的有__________________。
提示:乙醇、苯甲醇。
5.上述三种物质中能发生消去反应的为________,
写出反应的化学方程式____________________。
提示:乙醇
CH3CH2OHCH2CH2↑+H2O。
【归纳总结】
类别 脂肪醇 芳香醇 苯酚
官能 团 醇羟基—OH 醇羟基—OH 酚羟基—OH
结构 特点 —OH与链烃基相连 —OH与苯环侧链碳原子相连 —OH与苯环直接相连
主要 化学 性质 (1)与钠反应; (2)取代反应; (3)消去反应; (4)氧化反应; (5)酯化反应 (1)弱酸性; (2)取代反应; (3)显色反应; (4)加成反应; (5)与钠反应; (6)氧化反应
特性 灼热的铜丝插入醇中,有刺激性气味物质生成(醛或酮) 与FeCl3溶液反应显紫色
【针对训练】
1.下列试剂能鉴别苯酚溶液、戊烯、己烷、乙醇四种液体的是 ( )
A.溴水 B.新制Cu(OH)2悬浊液
C.NaOH溶液 D.水
【解析】选A。溴水分别加到四种液体中的现象:苯酚中会有白色的2,4,6-三溴苯酚沉淀生成;戊烯会使溴水褪色;己烷没有反应,但是溶液会分层;乙醇没有反应,溴水与乙醇能以任意比混溶,故溶液不会分层。
2.(2024·昆明高二检测)关于所具有的性质不正确的是 ( )
A.该有机物加入FeCl3溶液显紫色
B.该有机物可以使酸性KMnO4溶液褪色
C.1 mol该有机物最多能与2 mol NaOH反应
D.1 mol该有机物最多能与3 mol H2反应
【解析】选C。该有机物中含有酚羟基,加入FeCl3溶液显紫色,A项正确;该有机物中含有酚羟基,与苯环直接相连的碳原子上连有H原子,能使酸性KMnO4溶液褪色,B项正确;该有机物中只有酚羟基能与NaOH溶液反应,1 mol该有机物最多能与1 mol NaOH反应,C项错误;该有机物中只有苯环能与H2发生加成反应,
1 mol该有机物最多能与3 mol H2反应,D项正确。
【真题示例】
(2023·重庆选择考)橙皮苷广泛存在于脐橙中,其结构简式(未考虑立体异构)如图所示:
关于橙皮苷的说法正确的是 ( )
A.光照下与氯气反应,苯环上可形成C—Cl键
B. 与足量NaOH水溶液反应,O—H键均可断裂
C. 催化剂存在下与足量氢气反应,π键均可断裂
D. 与NaOH醇溶液反应,多羟基六元环上可形成π键
[解题思维]解答本题的思维流程如下:
提取 关键 点 (1)结构简式; (2)光照、苯环; (3)NaOH水溶液、O—H键; (4)π键; (5)NaOH醇溶液、多羟基
转化 知识 点 (1)官能团的认知:醇羟基、酚羟基、醚键; (2)苯环与氯气在催化剂的条件下发生取代反应; (3)酚羟基具有酸性,能与NaOH反应,醇羟基没有酸性,不与NaOH反应; (4)苯环中含有π键且能与氢气发生加成反应; (5)卤代烃有可能在NaOH醇溶液中发生消去反应,而醇在浓硫酸加热的条件下才有可能发生消去反应
排除 障碍 点 醇羟基和酚羟基性质的相似性和差异性
【解析】选C。光照下烃基氢可以与氯气反应,但是氯气不会取代苯环上的氢,A错误;分子中除苯环上的羟基,其他羟基均不与氢氧化钠反应,B错误;催化剂存在条件下苯环可与足量氢气反应,苯环加成为饱和碳环,羰基氧加成为羟基,故π键均可断裂,C正确;橙皮苷不与NaOH醇溶液反应,故多羟基六元环不可形成π键,D错误。
【对点演练】
1.(2024·日照高二检测)“升白宁”是治疗白细胞减少病症的药物,其主要成分胡椒酚的结构如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.胡椒酚分子中处于同一直线的原子可能有6个
B.1 mol胡椒酚最多可与3 mol Br2发生反应
C.胡椒酚是苯酚的同系物,可使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.胡椒酚与H2完全加成后的产物分子式为C9H16O
【解析】选B。由结构简式可知苯环上酚羟基的氧原子与其所连碳以及该碳对位碳原子和直接与苯环相连的碳原子在同一直线上,最多有4个原子共线,故A错误;该结构中酚羟基的两个邻位氢以及碳碳双键各消耗1 mol溴单质,则1 mol该物质消耗3 mol Br2,故B正确;胡椒酚中含有碳碳双键,与苯酚不是同系物,故C错误;胡椒酚可与4 mol氢气加成,产物分子式为C9H18O,故D错误。
2.牙膏中含有茶多酚,但茶多酚是目前尚不能人工合成的纯天然、多功能、高效能的抗氧化剂和自由基净化剂。其中没食子儿茶素(EGC)的结构如图所示。关于EGC的下列叙述正确的是 ( )
A.分子中所有的原子共面
B.1 mol EGC与6 mol NaOH恰好完全反应
C.易发生氧化反应和取代反应,能够发生加成反应
D.遇FeCl3溶液不发生显色反应
【解析】选C。碳原子的四个共价单键之间的空间结构是四面体形,EGC中含有3个这样的碳原子,分子中所有的原子不可能都共面;EGC中含有五个酚羟基,能够和FeCl3溶液发生显色反应,容易与氧气、酸性高锰酸钾溶液等发生氧化反应,能够和溴水发生取代反应,1 mol EGC最多可以与5 mol NaOH完全反应;分子中含有1个醇羟基,能够和酸发生酯化反应,含有2个苯环,能够和氢气发生加成反应。
1.(2024·潍坊高二检测)许多酚类化合物具有杀菌能力,邻甲苯酚、间甲苯酚、对甲苯酚三者的混合物统称为甲酚(C7H8O),甲酚的肥皂液俗称“来苏尔”,易溶于水,是医院常用的杀菌剂。下列说法正确的是 ( )
A.邻甲苯酚与碳酸钠溶液反应的化学方程式为
2+Na2CO32+CO2↑+H2O
B.常温下,0.1 mol·L-1对甲苯酚溶液的pH为1
C.苯酚与溴水充分混合后,上层液体为水,下层液体为苯酚和溴
D.光照条件下,Cl2与邻甲苯酚、间甲苯酚、对甲苯酚均发生甲基上的取代反应
【解析】选D。甲基是推电子基团,邻甲苯酚的酸性弱于苯酚,碳酸酸性比苯酚强,苯酚的酸性大于碳酸氢根,则邻甲苯酚与碳酸钠溶液反应时不产生二氧化碳,A错误;结合选项A可知,常温下,0.1 mol·L-1对甲苯酚溶液的pH>1,B错误;苯酚与溴水充分混合后,发生取代反应生成三溴苯酚,若稀苯酚和浓溴水反应,则出现沉淀,不分层, C错误;与甲烷的取代反应相类似,光照条件下,Cl2与邻甲苯酚、间甲苯酚、对甲苯酚均发生甲基上的取代反应,D正确。
2.下列“试剂”和“试管中的物质”不能完成“实验目的”的是 ( )
选 项 实验目的 试剂 试管中的物质
A 羟基对苯环的活性有影响 饱和溴水 ①苯 ②苯酚溶液
B 甲基对苯环的活性有影响 酸性KMnO4溶液 ①苯 ②甲苯
C 醋酸的酸性比苯酚强 碳酸氢钠溶液 ①苯酚溶液 ②醋酸溶液
D 苯分子中没有碳碳双键 Br2的CCl4溶液 ①苯 ②己烯
【解析】选B。饱和溴水不能与苯发生苯环上的取代反应,但能与苯酚发生苯环上的取代反应生成白色沉淀,故本方案能证明羟基对苯环的活性有影响,即可完成实验目的,A选项不符合题意;酸性KMnO4溶液不能与苯反应,能将甲苯氧化,但甲苯被氧化的部位是甲基而非苯环,反映的是苯环对甲基的影响,而非甲基对苯环的影响,即本方案不能完成实验目的,B选项符合题意;醋酸能与NaHCO3溶液反应产生气泡而苯酚不能与NaHCO3溶液反应,本方案可以完成实验目的,C项不符合题意。碳碳双键能使Br2的CCl4溶液褪色,苯不能使Br2的CCl4溶液褪色,但己烯能使Br2的CCl4溶液褪色,可以证明苯分子中没有碳碳双键,即本方案可完成实验目的,D选项不符合题意。
3.(2024·济宁高二检测) 双酚A()是一种重要的化工原料,它的一种合成路线如图所示:
请回答下列问题:
(1)E物质的名称是________,G物质的结构简式为________________。
(2)1 mol双酚A与浓溴水反应最多消耗________mol Br2。
(3)反应②的化学方程式是____________________。
(4)反应③的化学方程式是____________________。
【解析】由合成路线可知,丙烯与溴化氢发生加成反应生成,则E为;在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应生成,则F为;铜作催化剂作用下,与氧气共热发生催化氧化反应生成,则G为;与苯酚发生脱水反应生成双酚A,据此分析。
(1)由分析可知,E的结构简式为,名称为2-溴丙烷,G的结构简式为;
(2)双酚A与浓溴水发生取代反应时,溴原子取代苯环上酚羟基邻、对位的氢原子,则1 mol双酚A与浓溴水反应最多消耗4 mol Br2;
(3)由分析可知,反应②为在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应生成和溴化钠,反应的化学方程式为+NaOH+NaBr;
(4)由分析可知,反应③为铜作催化剂作用下,与氧气共热发生催化氧化反应生成和水,反应的化学方程式为
+O2+2H2O。
答案:(1) 2-溴丙烷
(2)4 (3)+NaOH+NaBr
(4)+O2+2H2O
