第三章 烃的含氧衍生物
第一节 醇 酚
第2课时 酚
一、酚
二、苯酚
1.组成和结构
结构式
2.物理性质
色态味
熔
点
水中的溶解性
有机溶剂中的溶解性
毒性
65 ℃以下
65 ℃以上
__________色晶体,有特殊气味
43 ℃
能溶于水但溶解度较小
____________________________
易溶于乙醇、苯等有机溶剂
有毒腐蚀皮肤
(1)苯酚在空气中易被氧化,故需要密封保存。
(2)常温下,苯酚在水中的溶解能力较小,在乙醇中易溶,若皮肤上沾到苯酚,应用酒精清洗,而不能用水清洗。
(3)苯酚的稀溶液可作防腐剂、消毒剂。
3.化学性质
(1)弱酸性
①苯酚俗称__________,苯酚的羟基能发生微弱的电离,所以苯酚显__________,其电离方程式为_______________________。
②苯酚与NaOH溶液反应的方程式为_______________________。
③向苯酚钠溶液中通入CO2,反应的方程式为_______________________。由此可判断酸性强弱:碳酸__________苯酚。
(2)取代反应
向盛有少量稀苯酚溶液的试管中滴入过量的浓溴水,生成2,4,6-三溴苯酚,现象:__________,反应方程式为__________。
(3)显色反应
苯酚与FeCl3溶液作用溶液显__________,利用此性质也可以检验苯酚的存在。
(4)氧化反应
①苯酚在空气中会慢慢被氧化呈__________色。
②苯酚可以使酸性高锰酸钾溶液__________。
③苯酚可以燃烧,化学方程式为_______________________。
4.用途
(1)苯酚是重要的化工原料,广泛用于制造酚醛树脂、染料、医药、农药等。
(2)苯酚的稀溶液可以直接杀菌消毒,如日常药皂中常加入少量的苯酚。
【答案】一、羟基 苯环 羟基(—OH)
二、1.C6H6O 羟基
2.无 与水任意比互溶
3.(1)①石炭酸 弱酸性
+H+
②+NaOH→+H2O
③+CO2+H2O→+NaHCO3 大于
(2)有白色沉淀产生 +3Br2→+3HBr
(3)紫色
(4)①粉红 ②褪色 ③C6H6O+7O26CO2+3H2O
一、醇与酚的比较
类别
脂肪醇
芳香醇
苯酚
实例
CH3CH2OH
官能团
(醇)羟基—OH
(醇)羟基—OH
(酚)羟基—OH
结构
特点
—OH与链状烃基相连
—OH与苯环侧链上的碳原子相连
—OH与苯环直接相连
主要
化学
性质
(1)与活泼金属反应;
(2)与氢卤酸反应(取代反应);
(3)消去反应;
(4)燃烧;
(5)催化氧化;
(6)酯化反应
(1)弱酸性;
(2)取代反应(与饱和溴水);
(3)显色反应;
(4)氧化反应;
(5)加成反应
在下列几种化合物中,属于酚类的是__________________。
A. B. C.
D. E. F.
【答案】BCE
二、苯酚的弱酸性
(1)苯酚具有弱酸性的原因是苯环对羟基的影响,使苯环羟基上的氢原子变的活泼,能发生电离,显酸性。
(2)苯酚的酸性极弱,不能使酸碱指示剂变色。
(3)苯酚可以和活泼金属、强碱反应。
(4)苯酚的酸性比碳酸弱,但比易电离,因此在水溶液中苯酚与Na2CO3反应生成NaHCO3,而不能与NaHCO3反应放出CO2,少量的CO2通入溶液中,生成和NaHCO3,而不是Na2CO3。
(5)水溶液中电离产生H+的能力:H2CO3>。
3.苯酚的清洗方法
(1)试管内壁附有苯酚时①用高于65 ℃的热水洗;②用酒精洗。
(2)皮肤上沾有苯酚,应立即用酒精清洗。
能证明苯酚具有弱酸性的实验是
A.加入浓溴水生成白色沉淀
B.苯酚钠溶液中通入CO2后,溶液由澄清变浑浊
C.浑浊的苯酚加热后变澄清
D.苯酚的水溶液中加NaOH溶液,生成苯酚钠
【解析】加入浓溴水后生成白色沉淀只能说明浓溴水可与苯酚反应;浑浊的苯酚加热后变澄清说明温度升高增大了苯酚的溶解度;与NaOH反应证明不了弱酸的性质;B中发生如下反应:+CO2+H2O→+NaHCO3,该反应属于强酸制弱酸的反应。
【答案】B
三、苯酚、苯、苯的同系物与Br2的反应
1.苯酚与Br2的反应
实验原理
+3Br2↓+3HBr
实验操作
实验现象
立即产生白色沉淀
实验结论
苯酚易与饱和溴水发生反应
实验应用
该反应常用于苯酚的定性检验和定量测定
理论解释
羟基对苯环的影响,使苯环上羟基邻、对位的氢原子更活泼,易被取代
饱和溴水与苯酚反应应注意的问题
(1)该反应中溴应过量,且产物2,4,6-三溴苯酚可溶于苯酚。故做此实验时,需用饱和溴水且苯酚的浓度不能太大,否则看不到白色沉淀。
(2)该反应很灵敏,稀的苯酚溶液就能与饱和溴水反应产生白色沉淀。这一反应常用于定性检验苯酚和定量测定苯酚的含量(酚类物质都适用)。
(3)2,4,6-三溴苯酚不溶于水,但易溶于苯。若苯中溶有少量苯酚,则加饱和溴水不会产生白色沉淀,因而用饱和溴水检验不出溶于苯中的苯酚。
(4)除去苯中苯酚的方法:加NaOH溶液,分液。
2.苯酚、苯、苯的同系物与Br2反应的比较
苯酚的结构中,苯环因受羟基的影响,羟基邻、对位上的氢原子变得活泼,易被其他原子或原子团取代。
物质
Br2的存在形式
反应条件
反应类型
反应位置
苯酚
浓溴水
常温
取代
苯环上羟基
的邻、对位
苯
液溴
FeBr3作催化剂
取代
苯环
苯的同系物
溴蒸气
光照
取代
侧链
下列各项事实能够说明有机物分子内基团间的相互影响会导致物质化学性质不同的是
①苯酚与溴水常温可以反应,而苯与溴水不能反应
②甲苯能使高锰酸钾酸性溶液褪色,而乙烷不能使高锰酸钾酸性溶液褪色
③苯酚与氢氧化钠溶液可以反应,而乙醇不能与氢氧化钠溶液发生反应
④甲苯与浓硝酸(浓硫酸/△)作用可得到2,4,6-三硝基甲苯,而苯与浓硝酸(浓硫酸/△)作用得到硝基苯
A.①②③④ B.只有②④ C.只有①③④ D.只有①③
【答案】A
四、苯酚的取代反应、显色反应、氧化反应
(1)苯酚分子中羟基对苯环产生的影响是羟基使苯环邻位、对位上的氢原子变得活泼,易被取代。
(2)苯酚能与H2在一定条件下发生加成反应生成。
(3)苯酚具有较强的还原性,在空气中易被氧化而呈粉红色。
(4)检验酚羟基存在的方法:①过量的浓溴水产生白色沉淀,②滴加FeCl3溶液会显紫色。
下列试剂能鉴别苯酚溶液、戊烯、己烷、乙醇四种液体的是
A.FeCl3溶液 B.溴水
C.水 D.NaOH溶液
【答案】B
1.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.苯酚钠溶液不能使酚酞变红色
D.苯酚能与FeCl3溶液反应生成紫色沉淀
2.苯在催化剂存在下与液溴反应,而苯酚与溴水反应不用加热也不需要催化剂,原因是
A.苯环与羟基相互影响,但苯环上的氢原子活泼性不变
B.苯环与羟基相互影响,但羟基上的氢原子变活泼
C.羟基影响了苯环,使苯环上的氢原子变得活泼
D.苯环影响羟基,使羟基变活泼
3.苯中可能混有少量的苯酚,下列实验能证明苯中是否混有少量苯酚的是
①取样品,加入少量酸性高锰酸钾溶液,振荡,看酸性高锰酸钾溶液是否褪色,褪色则有苯酚,不褪色则无苯酚
②取样品,加入氢氧化钠溶液,振荡,观察样品是否减少
③取样品,加入过量的浓溴水,观察是否产生白色沉淀,若产生白色沉淀则有苯酚,没有白色沉淀则无苯酚
④取样品,滴加少量的FeCl3溶液,观察溶液是否显紫色,若显紫色则有苯酚,若不显紫色则无苯酚
A.③④ B.①③④ C.①④ D.全部
4.丁香油酚的结构简式是。该物质不具有的化学性质是
①可以燃烧 ②可以与溴发生加成反应 ③可以被酸性KMnO4溶液氧化
④可以与NaHCO3溶液反应 ⑤可以与NaOH溶液反应 ⑥可以在碱性条件下水解
A.①③ B.③⑥ C.④⑤ D.④⑥
5.莽草酸可用于合成药物达菲,其结构简式如图所示,下列关于莽草酸的说法正确的是
A.分子式为C7H6O5 B.分子中含有两种官能团
C.可发生加成和取代反应 D.在水溶液中羟基和羧基均能电离出氢离子
6.下图是从苯酚的乙醇溶液中分离回收苯酚的操作流程图:
根据图示完成下列问题:
(1)试剂A的化学式为________。
(2)步骤③的操作名称为________。
(3)写出C+D―→E+C6H5OH的化学方程式:_________________________________。
7.胡椒酚是植物挥发油的成分之一,它的结构简式是,下列叙述中不正确的是
A.1 mol胡椒酚最多可与4 mol H2发生反应
B.1 mol胡椒酚最多可与4 mol Br2发生反应
C.胡椒酚可与NaOH溶液反应
D.胡椒酚在水中的溶解度不大
8.醇和酚在人类生产和生活中扮演着重要的角色,根据醇和酚的概念和性质回答下列问题。
(1)下列物质属于醇类的是__________。
(2)司机酒后驾车时可检测他呼出的气体,所利用的化学反应如下:
2CrO3(红色)+3C2H5OH+3H2SO4===Cr2(SO4)3(绿色)+3CH3CHO+6H2O
被检测的气体成分是__________,上述反应中的氧化剂是____________,还原剂是____________。
(3)300多年前,著名化学家波义耳发现了铁盐与没食子酸的显色反应,并由此发明了蓝黑墨水。没食子酸的结构简式为:用没食子酸制造墨水主要利用了__________类化合物的性质(填代号)。
A.醇 B.酚 C.油脂 D.羧酸
9.合成P(一种抗氧剂)的路线如下:
A(C4H10O)B(C4H8)DE(C15H22O3)P(C19H30O3)。
已知:①+R2C=CH2(R为烷基);②A和F互为同分异构体,A分子中有三个甲基,F分子中只有一个甲基。
(1)A→B的反应类型为______________。B经催化加氢生成G(C4H10),G的化学名称是____________。
(2)A与浓HBr溶液一起共热生成H,H的结构简式为_____________________。
(3)实验室中检验C可选择下列试剂中的_______________。
a.盐酸 b.FeCl3溶液 c.NaHCO3溶液 d.浓溴水
10.2017天津]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
1.【答案】B
2.【答案】C
【解析】苯酚中苯环和羟基相互影响,使得二者的氢原子更活泼,但苯酚与溴水的取代反应更易发生,说明是羟基使苯环上的氢原子变得更活泼。
3.【答案】C
【解析】①书本上没有说明苯酚能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但可以推理,苯酚在空气中能被空气中氧气氧化,空气中的氧气的氧化能力强还是酸性高锰酸钾溶液的氧化能力强?当然是后者强,因此苯酚也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以①是正确的;苯酚和浓溴水反应生成难溶于水的三溴苯酚,但三溴苯酚仍是有机物,易溶于苯,所以不会出现沉淀,这正是命题者设计的陷阱,所以③是错误的;④是正确的。正确答案是C。
4.【答案】D
【解析】丁香油酚是一种含有多种官能团的复杂有机物。分子中含有碳、氢元素,可以燃烧;分子中含有碳碳双键,可以与溴发生加成反应,也可以被酸性KMnO4溶液氧化;苯环上连有羟基,属于酚,显弱酸性,可与NaOH溶液反应,但不能与NaHCO3溶液反应;分子中不存在能发生水解的官能团,故不能水解。
5.【答案】C
【解析】莽草酸的分子式为C7H10O5,A项错误。分子中含有羧基、醇羟基及碳碳双键三种官能团,B 项错误。该有机物兼有醇、烯烃及羧酸的化学性质,故能发生加成反应和取代反应,C项正确。醇羟基呈中性,D项错误。
6.【答案】(1)NaOH(或KOH) (2)分液
(3) +CO2+H2O―→NaHCO3+
7.【答案】B
【解析】胡椒酚中既含苯环,又含碳碳双键,故可与4 mol H2发生加成反应;胡椒酚属于酚,在水中溶解度较小,但可以与NaOH溶液反应;1 mol胡椒酚可与2 mol Br2发生取代反应,又可与1 mol Br2发生加成反应,故最多可与3 mol Br2发生反应。
8.【答案】(1)①②③④⑤⑥
(2)C2H5OH CrO3 C2H5OH
(3)B
【解析】(1)羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物为醇,羟基直接连在苯环上的化合物为酚,因此,⑦属于酚,其余化合物为醇。
(2)2CrO3(红色)+3C2H5OH+3H2SO4===Cr2(SO4)3(绿色)+3CH3CHO+6H2O,反应中CrO3将C2H5OH氧化为CH3CHO,所以被测气体为C2H5OH,氧化剂为CrO3,还原剂为C2H5OH。
(3)用没食子酸制造墨水主要利用酚的性质。
9.【答案】(1)消去反应 2-甲基丙烷(或异丁烷)
(2) (3)bd
【解析】根据A的分子式及A分子中含有三个甲基,可以推断A的结构简式为。
(1)AB的反应为消去反应,根据A的结构简式可以推断出B的结构简式为;G为B经催化加氢后的产物,则G的化学名称为2-甲基丙烷或异丁烷。
(2)H为A与HBr发生取代反应的产物,则H的结构简式为。
(3)C为苯酚,苯酚遇FeCl3溶液呈紫色,与浓溴水发生取代反应生成白色沉淀,因此可以用FeCl3溶液或浓溴水检验C。
10.【答案】B
【名师点睛】本题以传统中草药黄芩有效成分“汉黄芩素”考查有机物的结构和性质。从试题素材、考核知识点以及情景设置等角度,着力引导考生关注我国社会、经济和科学技术的发展,弘扬社会主义核心价值观。通过挖掘历史文献和顶级科研论文寻找合适资料,以中国古代科技文明、我国科学家最新研究成果编制试题,体现中国传统科技文化对人类发展和社会进步的贡献,引导考生热爱化学,为国奉献。
苦味酸的新用途
苦味酸(三硝基苯酚)最初被用作染丝的黄色染料,在染坊里曾安安静静地被使用了30多年。1871年的一天,法国一家染料作坊里有位新工人,因打不开苦味酸桶,于是用榔头狠狠地砸,结果发生了爆炸,许多人被当场炸死。这是一场悲剧,但也由此给人们一个启发,后来经过反复试验,苦味酸开始被大量应用于军事上当作黄色炸药