《学霸笔记 同步精讲》第三章 第二节 第1课时 醇（课件）高中化学人教版选择性必修3
文档属性
| 名称 | 《学霸笔记 同步精讲》第三章 第二节 第1课时 醇（课件）高中化学人教版选择性必修3 |
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.2MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2026-03-05 00:00:00 | ||
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文档简介
(共63张PPT)
第1课时 醇
第三章
2026
内容索引
01
02
03
自主预习 新知导学
合作探究 释疑解惑
课堂小结
课标定位素养阐释
1.通过认识羟基的结构,能说出醇类的结构特点;进而从化学键、官能团的角度理解醇类消去反应、催化氧化反应的特征和规律。
2.通过学习乙醇的性质,能够利用其反应类型的规律,对醇类物质的性质进行判断、说明和预测。
3.能够说出醇在生产、生活中的用途,感受化学与生活、社会的密切关系,养成关注与化学相关的社会热点问题的习惯。
自主预习 新知导学
一、醇类与酚类结构上的差异
1.醇类与酚类的官能团均是羟基(—OH)。
2.醇类:羟基(—OH)连接在饱和碳原子上。
酚类:羟基(—OH)直接连接在苯环上。
二、醇类
1.醇的结构。
饱和一元醇通式(直链状
— CnH2n+1OH 或 CnH2n+2O
2.醇的分类。
3.醇的物理性质的变化规律。
(1)低级的饱和一元醇为无色、具有挥发性的液体。
(2)溶解性:低级脂肪醇易溶于水,饱和一元醇的溶解度随着分子中碳原子数的增加而降低。
(3)密度:一元脂肪醇的密度一般小于1 g·cm-3,与烷烃相似,随着分子中碳原子数的增加,密度逐渐增大。
(4)沸点:
①醇的沸点随着醇分子中碳原子数的增加而逐渐升高。
②醇分子间存在氢键,所以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。
4.几种常见的醇。
名称 甲醇 乙二醇 丙三醇
俗称 木醇、木精 — 甘油
结构 简式 CH3OH
状态 无色、液体 无色、黏稠的液体 无色、黏稠的液体
溶解性 易溶于水和乙醇 应用 化工生产,车用燃料 重要的化工原料 重要的化工原料
5.化学性质(以乙醇为例)。
说明:(1)乙醇被酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液氧化的过程可分为两个阶段:
(2)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;有机化合物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应叫还原反应。
三、醚
1.概念。
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'表示,R、R'都是烃基,可以相同,也可以不同。
2.乙醚。
结构简式为C2H5—O—C2H5;乙醚是一种无色、易挥发的液体,沸点34.5 ℃,有特殊气味,具有麻醉作用。乙醚易溶于有机溶剂,它本身也是一种优良的溶剂。
【自主思考】
1.乙醇中的六个氢原子相同吗
提示:不相同。乙醇的官能团是羟基,从分子结构来看,乙醇分子中的6个氢原子,有5个氢原子与碳原子相连,只有1个氢原子与氧原子相连,其性质不同。
2.如何由含少量水的酒精得到无水乙醇
提示:向含少量水的酒精中加入生石灰,然后蒸馏即可得无水乙醇。
3.钠与乙醇的反应和钠与水反应相比较,哪个更剧烈
提示:钠与水反应更剧烈。乙醇羟基中的H原子与水分子羟基中的H原子相比较,乙醇羟基中的H原子不如水分子羟基中的氢原子活泼。
4.在有机反应中,反应物相同,产物是否一定相同
提示:不一定相同。在有机反应中,反应条件很重要,条件(如温度、溶剂、催化剂等)改变,反应产物可能会随之改变。例如温度不同,醇的脱水反应产物不同;溶剂不同,卤代烃与碱反应产物不同。
1.判断题。(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)羟基与烃基相连的化合物一定是醇。( )
(2)从碘水中提取单质碘时,不能用无水乙醇代替CCl4。( )
(3)乙醇的分子间脱水和分子内脱水都属于消去反应。( )
(4)乙醇既能发生消去反应生成乙烯又能催化氧化生成乙醛。( )
×
√
×
√
×
√
(7)所有的醇都能发生氧化反应和消去反应。( )
(8)用浓硫酸与乙醇在加热条件下制备乙烯,应缓慢升温至170 ℃。( )
(9)1-丙醇和2-丙醇发生消去反应的产物相同,发生催化氧化的产物不同。
( )
×
×
√
2.(1)下列哪些物质属于醇类？
(3)分子式为C4H10O且属于醇的同分异构体有几种 能被氧化成醛的有哪些 能被氧化成酮的有哪些 能发生消去反应且生成两种产物的有哪些
(4)下列物质的沸点按由高到低排序为 (填序号)。
①丙三醇 ②丙烷 ③乙二醇 ④乙醇
答案:(1)①③⑤
(2)不一定属于醇。因为符合此通式的有机化合物也可能是醚,如
CH3—O—CH3。
(4)①③④②
解析:(1)羟基与饱和碳原子相连的化合物为醇。
(3)根据题目要求将C4H10O变化为C4H9—OH,由—OH取代C4H10分子中的氢原子即得醇类同分异构体。C4H10分子中有4类氢:
(4)醇分子之间易形成氢键,故醇的沸点比相对分子质量相近的烷烃的沸点高;醇分子中羟基数相同时,碳原子数越多沸点越高,碳原子数相同的醇,所含羟基数目越多,其沸点越高。因此沸点由高到低排序为①③④②。
合作探究 释疑解惑
探究任务1
醇类的消去反应
问题引领
1.乙醇发生消去反应时哪些化学键断裂
提示:乙醇发生消去反应,脱去羟基和与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上的氢原子,即碳氢键断裂、碳氧键断裂。其化学键断裂情况如图: 。
3.将甲醇、丙醇与浓硫酸混合加热,有可能生成哪些有机产物
提示:甲醇、丙醇与浓硫酸共热时,丙醇可能发生分子内脱水生成丙烯。还可能发生丙醇与丙醇、丙醇与甲醇、甲醇与甲醇的分子间脱水生成丙醚、甲丙醚、甲醚。
归纳提升
醇类发生消去反应的规律:
1.CH3OH不能发生消去反应。
2.与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子的醇不能发生消去反
素养提升
醇类发生消去反应不一定得到烯烃,如邻羟基二元醇发生消去反应时可得到炔烃,反应通式如下:
典型例题
【例题1】 下列醇不能发生消去反应的是( )。
A.①③ B.①②
C.①②③ D.②④
答案:C
解析:①②中与羟基相连碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,③中只有一个碳原子,故都不能发生消去反应。
【变式训练1】 下列反应中主要发生消去反应的是( )。
A.1-溴丙烷与NaOH的醇溶液加热
B.乙醇与浓硫酸加热至140 ℃
C.溴乙烷与NaOH水溶液加热
D.乙醇与浓硫酸、乙酸共热
答案:A
解析:1-溴丙烷与NaOH的醇溶液加热主要发生的是消去反应;乙醇与浓硫酸加热至140 ℃主要发生的是取代反应;而溴乙烷与NaOH水溶液加热主要发生的是水解反应(取代反应);乙醇与浓硫酸、乙酸共热主要发生的是酯化反应。
探究任务2
醇类的催化氧化反应
问题引领
1.如图是乙醇发生催化氧化反应的实验。将螺旋状铜丝先放到a处加热,然后再移到b处,发现铜丝在火焰的a、b两处时现象明显不同,请写出铜丝在a、b两处时的实验现象,并解释产生该现象的原因。
位置 实验现象 原因
a
b
提示:酒精灯火焰a处为外焰,酒精完全燃烧,加热铜丝时,铜被氧化为CuO,铜丝变黑;b处为内焰,酒精蒸气未完全燃烧,当将铜丝移至b处时,酒精蒸气将
位置 实验现象 原因
a 铜丝变黑 铜丝被氧气氧化
b 黑色的铜丝又变光亮 氧化铜被乙醇还原
2.铜参与醇的氧化反应了吗
提示:铜为催化剂,参与化学反应,即改变了反应的历程,但最终又生成了催化剂本身,本身的质量和化学性质不变。
3.讨论醇发生氧化反应时哪些化学键断裂。
提示:醇发生氧化反应时,脱去羟基上的一个氢原子和与羟基相连的碳原子上的一个氢原子。其化学键断裂情况如图: 。
归纳提升
醇的催化氧化规律。
醇能否被氧化以及被氧化的产物的类别,取决于与羟基相连的碳原子上的氢原子的个数,具体分析如下:
醇的取代反应规律
醇分子中,—OH或—OH上的氢原子在一定条件下可被其他原子或原子团取代,如醇与羧酸的酯化反应、醇分子间脱水及与HX的取代反应。
典型例题
【例题2】 乙醇分子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.与金属钠反应时键①断裂
B.与浓硫酸加热到170 ℃时键②和⑤断裂
C.与浓硫酸加热到140 ℃时仅有键②断裂
D.在Cu催化下与O2反应时键①和③断裂
答案:C
解析:A选项乙醇与钠反应生成乙醇钠,是乙醇羟基中O—H断裂,正确;B选项是乙醇发生消去反应生成乙烯和水,是键②和⑤断裂,正确;C选项发生分子间脱水生成醚,其中一分子乙醇断键①,另一分子乙醇断键②,错误;D选项是乙醇催化氧化为乙醛,断键①和③,正确。
易错提醒
醇类的消去反应
(1)只有乙醇的消去反应条件是浓硫酸、170 ℃,其他醇的消去反应不能注明170 ℃,只需标明浓硫酸、加热即可。
(2)醇和卤代烃均能发生消去反应,其原理相同,但反应条件不同,前者为浓硫酸、加热,后者为NaOH的乙醇溶液、加热,两者不能混淆。
【变式训练2】 以下四种有机化合物分子式均为C4H10O:
其中既能发生消去反应生成烯烃,又能被氧化生成醛的是( )。
A.①和② B.只有②
C.②和③ D.③和④
答案:C
解析:根据醇的消去反应和催化氧化的规律可知①、②、③、④均能发生消去反应,但能氧化成醛的只有②、③。
探究任务3
实验室制取乙烯
问题引领
1.实验室制取乙烯的反应原理是什么(用化学方程式表示)
2.根据实验室制取乙烯的实验,回答下列问题。
(1)填写下表:
项目 实验现象 原因解释
圆底烧瓶
溴的四氯化碳溶液
酸性高锰酸钾溶液
(2)实验时加入试剂的顺序是怎样的 碎瓷片的作用是什么 浓硫酸在反应中起什么作用
(3)为什么要使用温度计 其水银球应处在什么位置
(4)请分析生成的气体为什么要先通过氢氧化钠溶液。
提示:(1)
项目 实验现象 原因解释
圆底烧瓶 有气泡产生,液体由无色变为黑色 产生乙烯,部分乙醇被浓硫酸脱水炭化变黑
溴的四氯 化碳溶液 褪色 乙烯与溴发生加成反应,生成无色的1,2-二溴乙烷
酸性高锰 酸钾溶液 紫色褪去 乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化
(2)乙醇与浓硫酸混合放出大量的热,且乙醇的密度比浓硫酸的小。故应先加入乙醇,再沿器壁缓缓注入浓硫酸,并且边加边搅拌。碎瓷片的作用是防止加热时液体因局部温度过高而发生暴沸。浓硫酸在乙醇的消去反应中作催化剂、脱水剂。
(3)170 ℃时生成的气体以乙烯为主,140 ℃时生成物以乙醚为主。反应必须较精确地控制反应温度,故水银球的位置应在液面以下测反应溶液的温度,但不能接触烧瓶底部。
(4)因浓硫酸有很强的脱水性和氧化性,反应过程中,浓硫酸使乙醇脱水炭化,浓硫酸又可将生成的碳氧化成CO2,而本身被还原成SO2,SO2可使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色,会干扰乙烯的检验。氢氧化钠溶液可将SO2和CO2吸收,以除去乙烯中的SO2和CO2,获得更为纯净的乙烯。
归纳提升
1.浓硫酸的作用及与乙醇的混合。
(1)浓硫酸是催化剂和脱水剂,为保证有足够的脱水性,要用98%的硫酸,乙醇与浓硫酸的体积比约为1∶3。
(2)配制体积比为1∶3的乙醇与浓硫酸混合液时,要注意在烧杯中先加入95%乙醇,然后滴加浓硫酸,边滴加边搅拌,冷却备用(相当于浓硫酸的稀释)。
2.放入几片碎瓷片的作用。
反应物都是液体,所以要向烧瓶中加入碎瓷片,以防液体受热时发生暴沸。
3.温度计水银球的位置。
温度计的水银球要置于反应液的中央位置,因为需要测量的是反应液的温度。
4.控制温度迅速升到170 ℃。
140 ℃时,乙醇发生分子间脱水生成乙醚。
素养提升
(1)由于浓硫酸具有强氧化性,它能将乙醇氧化为C或CO2,而本身被还原为SO2。实验时可用氢氧化钠溶液除去混在乙烯中的CO2、SO2等杂质,防止SO2干扰乙烯与溴的四氯化碳溶液或酸性高锰酸钾溶液的反应。
(2)记忆口诀:硫酸乙醇3∶1,加热升温170 ℃,为防暴沸加碎瓷,气用排水来收集。
(3)收集乙烯时用排水法而不用排空气法,是因为乙烯的密度与空气的密度接近,而乙烯难溶于水。
典型例题
【例题3】 甲、乙两化学实验小组进行实验室制取乙烯并验证乙烯性质的实验。
(1)甲组用如图装置,当温度迅速上升后,可观察到试管中的溴水褪色,烧瓶中浓硫酸与乙醇的混合液体变为棕黑色。请回答下列问题。
①该实验中生成乙烯的化学方程式为 。
②一些同学认为,溴水褪色的现象不能证明反应中有乙烯生成和乙烯具有不饱和性,因为棕黑色物质与浓硫酸反应可能生成某种气体。该气体使溴水褪色的化学方程式为 。
另一些同学经过细致观察后认为,试管中另一个现象可证明反应中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性,这个现象是 。
(2)乙组用如图装置进行实验。
①烧瓶中碎瓷片的作用是 ,装置中的明显错误是 。
②实验步骤:
a. ;
b.在各装置中注入相应的试剂(如图所示);
c. ;
实验时,烧瓶中液体混合物逐渐变黑。
③能够说明乙烯具有还原性的现象是 ;
装置甲的作用是 ;
若无甲装置,是否也能检验乙烯具有还原性,简述其理由: 。
试管中溴水的橙色褪去且试管底部有油状物质生成
(2)①防止暴沸 温度计水银球没有插入反应液中央
②组装仪器,检查装置的气密性 加热,使温度迅速升到170 ℃
③乙中酸性高锰酸钾溶液紫色褪去 除去乙烯中混有的SO2等杂质气体 不能,SO2具有还原性,也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
解析:(1)乙醇与浓硫酸反应生成乙烯的同时浓硫酸易将乙醇氧化为C或CO2等物质,H2SO4被还原为SO2,SO2具有还原性,可以与溴水发生氧化还原反应而使溴水褪色。SO2与溴水反应的现象只有溴水褪色,而乙烯与溴水反应,除溴水褪色外,还生成CH2BrCH2Br,有不溶于水的油状液体生成。
(2)②制取气体的装置的气密性必须良好,实验前需要检查。实验室制乙烯的反应条件是使反应混合物的温度迅速升至170 ℃,而减少乙醚的生成。
③乙烯具有还原性是根据酸性高锰酸钾溶液褪色来判断的。由于烧瓶中混合物变黑,说明生成了碳,联想浓硫酸具有强氧化性,推测在乙烯中会含有还原性气体SO2,因为SO2也会使酸性高锰酸钾溶液褪色,会干扰验证乙烯的还原性,所以检验乙烯的还原性前必须除去SO2。
【变式训练3】 利用下列有关装置可进行多种实验,回答下列问题。
(1)制取并收集一定量的乙烯时必须用到的仪器有 (从题给仪器中选取),写出制备乙烯时的化学方程式: ;实验中,混合浓硫酸与乙醇的方法是 。
(2)已知乙醚的沸点为35 ℃,利用F装置也可制取乙醚,制备中温度计的位置是 。
(3)乙烯制备过程中,烧瓶中的液体很快会变黑,原因是 ;生成的气体中除乙烯外还有SO2、CO2气体,为验证上述气体,所用仪器的顺序为FH (已知干燥的SO2与溴的CCl4溶液不反应),其中H中的试剂是 ,确定有乙烯生成的实验现象是 ,确定有CO2生成的实验现象是 。
(2)水银球位于溶液中
(3)浓硫酸使部分乙醇炭化 CADB 无水氯化钙(其他合理答案也可) 溴的CCl4溶液褪色 酸性KMnO4溶液的颜色未完全褪去而澄清石灰水变浑浊
解析:(1)因乙烯的密度与空气很接近,故应用排水法收集乙烯,制取并收集乙烯所用仪器为FEG。混合浓硫酸与乙醇相当于稀释浓硫酸,故应将浓硫酸加入乙醇中。(2)制备乙醚时需要将温度控制在140 ℃,故温度计水银球应在反应液中。(3)浓硫酸具有脱水性,与乙醇混合后加热会使部分乙醇炭化导致溶液变黑。可用品红溶液检验SO2、用酸性KMnO4溶液除去SO2,但因C2H4也能与酸性KMnO4溶液反应,故检验SO2之前先要除去乙烯,为避免SO2被溴氧化,进入溴的CCl4溶液中的气体应该是干燥的,故H中的试剂应该是干燥剂CaCl2或P2O5。仪器的连接顺序为FHCADB。溴的CCl4溶液褪色表明有乙烯生成,酸性KMnO4溶液的颜色未完全褪去而澄清石灰水变浑浊表明有CO2生成。
课堂小结
第1课时 醇
第三章
2026
内容索引
01
02
03
自主预习 新知导学
合作探究 释疑解惑
课堂小结
课标定位素养阐释
1.通过认识羟基的结构,能说出醇类的结构特点;进而从化学键、官能团的角度理解醇类消去反应、催化氧化反应的特征和规律。
2.通过学习乙醇的性质,能够利用其反应类型的规律,对醇类物质的性质进行判断、说明和预测。
3.能够说出醇在生产、生活中的用途,感受化学与生活、社会的密切关系,养成关注与化学相关的社会热点问题的习惯。
自主预习 新知导学
一、醇类与酚类结构上的差异
1.醇类与酚类的官能团均是羟基(—OH)。
2.醇类:羟基(—OH)连接在饱和碳原子上。
酚类:羟基(—OH)直接连接在苯环上。
二、醇类
1.醇的结构。
饱和一元醇通式(直链状
— CnH2n+1OH 或 CnH2n+2O
2.醇的分类。
3.醇的物理性质的变化规律。
(1)低级的饱和一元醇为无色、具有挥发性的液体。
(2)溶解性:低级脂肪醇易溶于水,饱和一元醇的溶解度随着分子中碳原子数的增加而降低。
(3)密度:一元脂肪醇的密度一般小于1 g·cm-3,与烷烃相似,随着分子中碳原子数的增加,密度逐渐增大。
(4)沸点:
①醇的沸点随着醇分子中碳原子数的增加而逐渐升高。
②醇分子间存在氢键,所以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。
4.几种常见的醇。
名称 甲醇 乙二醇 丙三醇
俗称 木醇、木精 — 甘油
结构 简式 CH3OH
状态 无色、液体 无色、黏稠的液体 无色、黏稠的液体
溶解性 易溶于水和乙醇 应用 化工生产,车用燃料 重要的化工原料 重要的化工原料
5.化学性质(以乙醇为例)。
说明:(1)乙醇被酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液氧化的过程可分为两个阶段:
(2)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;有机化合物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应叫还原反应。
三、醚
1.概念。
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'表示,R、R'都是烃基,可以相同,也可以不同。
2.乙醚。
结构简式为C2H5—O—C2H5;乙醚是一种无色、易挥发的液体,沸点34.5 ℃,有特殊气味,具有麻醉作用。乙醚易溶于有机溶剂,它本身也是一种优良的溶剂。
【自主思考】
1.乙醇中的六个氢原子相同吗
提示:不相同。乙醇的官能团是羟基,从分子结构来看,乙醇分子中的6个氢原子,有5个氢原子与碳原子相连,只有1个氢原子与氧原子相连,其性质不同。
2.如何由含少量水的酒精得到无水乙醇
提示:向含少量水的酒精中加入生石灰,然后蒸馏即可得无水乙醇。
3.钠与乙醇的反应和钠与水反应相比较,哪个更剧烈
提示:钠与水反应更剧烈。乙醇羟基中的H原子与水分子羟基中的H原子相比较,乙醇羟基中的H原子不如水分子羟基中的氢原子活泼。
4.在有机反应中,反应物相同,产物是否一定相同
提示:不一定相同。在有机反应中,反应条件很重要,条件(如温度、溶剂、催化剂等)改变,反应产物可能会随之改变。例如温度不同,醇的脱水反应产物不同;溶剂不同,卤代烃与碱反应产物不同。
1.判断题。(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)羟基与烃基相连的化合物一定是醇。( )
(2)从碘水中提取单质碘时,不能用无水乙醇代替CCl4。( )
(3)乙醇的分子间脱水和分子内脱水都属于消去反应。( )
(4)乙醇既能发生消去反应生成乙烯又能催化氧化生成乙醛。( )
×
√
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(7)所有的醇都能发生氧化反应和消去反应。( )
(8)用浓硫酸与乙醇在加热条件下制备乙烯,应缓慢升温至170 ℃。( )
(9)1-丙醇和2-丙醇发生消去反应的产物相同,发生催化氧化的产物不同。
( )
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√
2.(1)下列哪些物质属于醇类？
(3)分子式为C4H10O且属于醇的同分异构体有几种 能被氧化成醛的有哪些 能被氧化成酮的有哪些 能发生消去反应且生成两种产物的有哪些
(4)下列物质的沸点按由高到低排序为 (填序号)。
①丙三醇 ②丙烷 ③乙二醇 ④乙醇
答案:(1)①③⑤
(2)不一定属于醇。因为符合此通式的有机化合物也可能是醚,如
CH3—O—CH3。
(4)①③④②
解析:(1)羟基与饱和碳原子相连的化合物为醇。
(3)根据题目要求将C4H10O变化为C4H9—OH,由—OH取代C4H10分子中的氢原子即得醇类同分异构体。C4H10分子中有4类氢:
(4)醇分子之间易形成氢键,故醇的沸点比相对分子质量相近的烷烃的沸点高;醇分子中羟基数相同时,碳原子数越多沸点越高,碳原子数相同的醇,所含羟基数目越多,其沸点越高。因此沸点由高到低排序为①③④②。
合作探究 释疑解惑
探究任务1
醇类的消去反应
问题引领
1.乙醇发生消去反应时哪些化学键断裂
提示:乙醇发生消去反应,脱去羟基和与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上的氢原子,即碳氢键断裂、碳氧键断裂。其化学键断裂情况如图: 。
3.将甲醇、丙醇与浓硫酸混合加热,有可能生成哪些有机产物
提示:甲醇、丙醇与浓硫酸共热时,丙醇可能发生分子内脱水生成丙烯。还可能发生丙醇与丙醇、丙醇与甲醇、甲醇与甲醇的分子间脱水生成丙醚、甲丙醚、甲醚。
归纳提升
醇类发生消去反应的规律:
1.CH3OH不能发生消去反应。
2.与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子的醇不能发生消去反
素养提升
醇类发生消去反应不一定得到烯烃,如邻羟基二元醇发生消去反应时可得到炔烃,反应通式如下:
典型例题
【例题1】 下列醇不能发生消去反应的是( )。
A.①③ B.①②
C.①②③ D.②④
答案:C
解析:①②中与羟基相连碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,③中只有一个碳原子,故都不能发生消去反应。
【变式训练1】 下列反应中主要发生消去反应的是( )。
A.1-溴丙烷与NaOH的醇溶液加热
B.乙醇与浓硫酸加热至140 ℃
C.溴乙烷与NaOH水溶液加热
D.乙醇与浓硫酸、乙酸共热
答案:A
解析:1-溴丙烷与NaOH的醇溶液加热主要发生的是消去反应;乙醇与浓硫酸加热至140 ℃主要发生的是取代反应;而溴乙烷与NaOH水溶液加热主要发生的是水解反应(取代反应);乙醇与浓硫酸、乙酸共热主要发生的是酯化反应。
探究任务2
醇类的催化氧化反应
问题引领
1.如图是乙醇发生催化氧化反应的实验。将螺旋状铜丝先放到a处加热,然后再移到b处,发现铜丝在火焰的a、b两处时现象明显不同,请写出铜丝在a、b两处时的实验现象,并解释产生该现象的原因。
位置 实验现象 原因
a
b
提示:酒精灯火焰a处为外焰,酒精完全燃烧,加热铜丝时,铜被氧化为CuO,铜丝变黑;b处为内焰,酒精蒸气未完全燃烧,当将铜丝移至b处时,酒精蒸气将
位置 实验现象 原因
a 铜丝变黑 铜丝被氧气氧化
b 黑色的铜丝又变光亮 氧化铜被乙醇还原
2.铜参与醇的氧化反应了吗
提示:铜为催化剂,参与化学反应,即改变了反应的历程,但最终又生成了催化剂本身,本身的质量和化学性质不变。
3.讨论醇发生氧化反应时哪些化学键断裂。
提示:醇发生氧化反应时,脱去羟基上的一个氢原子和与羟基相连的碳原子上的一个氢原子。其化学键断裂情况如图: 。
归纳提升
醇的催化氧化规律。
醇能否被氧化以及被氧化的产物的类别,取决于与羟基相连的碳原子上的氢原子的个数,具体分析如下:
醇的取代反应规律
醇分子中,—OH或—OH上的氢原子在一定条件下可被其他原子或原子团取代,如醇与羧酸的酯化反应、醇分子间脱水及与HX的取代反应。
典型例题
【例题2】 乙醇分子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.与金属钠反应时键①断裂
B.与浓硫酸加热到170 ℃时键②和⑤断裂
C.与浓硫酸加热到140 ℃时仅有键②断裂
D.在Cu催化下与O2反应时键①和③断裂
答案:C
解析:A选项乙醇与钠反应生成乙醇钠,是乙醇羟基中O—H断裂,正确;B选项是乙醇发生消去反应生成乙烯和水,是键②和⑤断裂,正确;C选项发生分子间脱水生成醚,其中一分子乙醇断键①,另一分子乙醇断键②,错误;D选项是乙醇催化氧化为乙醛,断键①和③,正确。
易错提醒
醇类的消去反应
(1)只有乙醇的消去反应条件是浓硫酸、170 ℃,其他醇的消去反应不能注明170 ℃,只需标明浓硫酸、加热即可。
(2)醇和卤代烃均能发生消去反应,其原理相同,但反应条件不同,前者为浓硫酸、加热,后者为NaOH的乙醇溶液、加热,两者不能混淆。
【变式训练2】 以下四种有机化合物分子式均为C4H10O:
其中既能发生消去反应生成烯烃,又能被氧化生成醛的是( )。
A.①和② B.只有②
C.②和③ D.③和④
答案:C
解析:根据醇的消去反应和催化氧化的规律可知①、②、③、④均能发生消去反应,但能氧化成醛的只有②、③。
探究任务3
实验室制取乙烯
问题引领
1.实验室制取乙烯的反应原理是什么(用化学方程式表示)
2.根据实验室制取乙烯的实验,回答下列问题。
(1)填写下表:
项目 实验现象 原因解释
圆底烧瓶
溴的四氯化碳溶液
酸性高锰酸钾溶液
(2)实验时加入试剂的顺序是怎样的 碎瓷片的作用是什么 浓硫酸在反应中起什么作用
(3)为什么要使用温度计 其水银球应处在什么位置
(4)请分析生成的气体为什么要先通过氢氧化钠溶液。
提示:(1)
项目 实验现象 原因解释
圆底烧瓶 有气泡产生,液体由无色变为黑色 产生乙烯,部分乙醇被浓硫酸脱水炭化变黑
溴的四氯 化碳溶液 褪色 乙烯与溴发生加成反应,生成无色的1,2-二溴乙烷
酸性高锰 酸钾溶液 紫色褪去 乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化
(2)乙醇与浓硫酸混合放出大量的热,且乙醇的密度比浓硫酸的小。故应先加入乙醇,再沿器壁缓缓注入浓硫酸,并且边加边搅拌。碎瓷片的作用是防止加热时液体因局部温度过高而发生暴沸。浓硫酸在乙醇的消去反应中作催化剂、脱水剂。
(3)170 ℃时生成的气体以乙烯为主,140 ℃时生成物以乙醚为主。反应必须较精确地控制反应温度,故水银球的位置应在液面以下测反应溶液的温度,但不能接触烧瓶底部。
(4)因浓硫酸有很强的脱水性和氧化性,反应过程中,浓硫酸使乙醇脱水炭化,浓硫酸又可将生成的碳氧化成CO2,而本身被还原成SO2,SO2可使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色,会干扰乙烯的检验。氢氧化钠溶液可将SO2和CO2吸收,以除去乙烯中的SO2和CO2,获得更为纯净的乙烯。
归纳提升
1.浓硫酸的作用及与乙醇的混合。
(1)浓硫酸是催化剂和脱水剂,为保证有足够的脱水性,要用98%的硫酸,乙醇与浓硫酸的体积比约为1∶3。
(2)配制体积比为1∶3的乙醇与浓硫酸混合液时,要注意在烧杯中先加入95%乙醇,然后滴加浓硫酸,边滴加边搅拌,冷却备用(相当于浓硫酸的稀释)。
2.放入几片碎瓷片的作用。
反应物都是液体,所以要向烧瓶中加入碎瓷片,以防液体受热时发生暴沸。
3.温度计水银球的位置。
温度计的水银球要置于反应液的中央位置,因为需要测量的是反应液的温度。
4.控制温度迅速升到170 ℃。
140 ℃时,乙醇发生分子间脱水生成乙醚。
素养提升
(1)由于浓硫酸具有强氧化性,它能将乙醇氧化为C或CO2,而本身被还原为SO2。实验时可用氢氧化钠溶液除去混在乙烯中的CO2、SO2等杂质,防止SO2干扰乙烯与溴的四氯化碳溶液或酸性高锰酸钾溶液的反应。
(2)记忆口诀:硫酸乙醇3∶1,加热升温170 ℃,为防暴沸加碎瓷,气用排水来收集。
(3)收集乙烯时用排水法而不用排空气法,是因为乙烯的密度与空气的密度接近,而乙烯难溶于水。
典型例题
【例题3】 甲、乙两化学实验小组进行实验室制取乙烯并验证乙烯性质的实验。
(1)甲组用如图装置,当温度迅速上升后,可观察到试管中的溴水褪色,烧瓶中浓硫酸与乙醇的混合液体变为棕黑色。请回答下列问题。
①该实验中生成乙烯的化学方程式为 。
②一些同学认为,溴水褪色的现象不能证明反应中有乙烯生成和乙烯具有不饱和性,因为棕黑色物质与浓硫酸反应可能生成某种气体。该气体使溴水褪色的化学方程式为 。
另一些同学经过细致观察后认为,试管中另一个现象可证明反应中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性,这个现象是 。
(2)乙组用如图装置进行实验。
①烧瓶中碎瓷片的作用是 ,装置中的明显错误是 。
②实验步骤:
a. ;
b.在各装置中注入相应的试剂(如图所示);
c. ;
实验时,烧瓶中液体混合物逐渐变黑。
③能够说明乙烯具有还原性的现象是 ;
装置甲的作用是 ;
若无甲装置,是否也能检验乙烯具有还原性,简述其理由: 。
试管中溴水的橙色褪去且试管底部有油状物质生成
(2)①防止暴沸 温度计水银球没有插入反应液中央
②组装仪器,检查装置的气密性 加热,使温度迅速升到170 ℃
③乙中酸性高锰酸钾溶液紫色褪去 除去乙烯中混有的SO2等杂质气体 不能,SO2具有还原性,也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
解析:(1)乙醇与浓硫酸反应生成乙烯的同时浓硫酸易将乙醇氧化为C或CO2等物质,H2SO4被还原为SO2,SO2具有还原性,可以与溴水发生氧化还原反应而使溴水褪色。SO2与溴水反应的现象只有溴水褪色,而乙烯与溴水反应,除溴水褪色外,还生成CH2BrCH2Br,有不溶于水的油状液体生成。
(2)②制取气体的装置的气密性必须良好,实验前需要检查。实验室制乙烯的反应条件是使反应混合物的温度迅速升至170 ℃,而减少乙醚的生成。
③乙烯具有还原性是根据酸性高锰酸钾溶液褪色来判断的。由于烧瓶中混合物变黑,说明生成了碳,联想浓硫酸具有强氧化性,推测在乙烯中会含有还原性气体SO2,因为SO2也会使酸性高锰酸钾溶液褪色,会干扰验证乙烯的还原性,所以检验乙烯的还原性前必须除去SO2。
【变式训练3】 利用下列有关装置可进行多种实验,回答下列问题。
(1)制取并收集一定量的乙烯时必须用到的仪器有 (从题给仪器中选取),写出制备乙烯时的化学方程式: ;实验中,混合浓硫酸与乙醇的方法是 。
(2)已知乙醚的沸点为35 ℃,利用F装置也可制取乙醚,制备中温度计的位置是 。
(3)乙烯制备过程中,烧瓶中的液体很快会变黑,原因是 ;生成的气体中除乙烯外还有SO2、CO2气体,为验证上述气体,所用仪器的顺序为FH (已知干燥的SO2与溴的CCl4溶液不反应),其中H中的试剂是 ,确定有乙烯生成的实验现象是 ,确定有CO2生成的实验现象是 。
(2)水银球位于溶液中
(3)浓硫酸使部分乙醇炭化 CADB 无水氯化钙(其他合理答案也可) 溴的CCl4溶液褪色 酸性KMnO4溶液的颜色未完全褪去而澄清石灰水变浑浊
解析:(1)因乙烯的密度与空气很接近,故应用排水法收集乙烯,制取并收集乙烯所用仪器为FEG。混合浓硫酸与乙醇相当于稀释浓硫酸,故应将浓硫酸加入乙醇中。(2)制备乙醚时需要将温度控制在140 ℃,故温度计水银球应在反应液中。(3)浓硫酸具有脱水性,与乙醇混合后加热会使部分乙醇炭化导致溶液变黑。可用品红溶液检验SO2、用酸性KMnO4溶液除去SO2,但因C2H4也能与酸性KMnO4溶液反应,故检验SO2之前先要除去乙烯,为避免SO2被溴氧化,进入溴的CCl4溶液中的气体应该是干燥的,故H中的试剂应该是干燥剂CaCl2或P2O5。仪器的连接顺序为FHCADB。溴的CCl4溶液褪色表明有乙烯生成,酸性KMnO4溶液的颜色未完全褪去而澄清石灰水变浑浊表明有CO2生成。
课堂小结