2020-2021学年化学苏教版选修5学案：4.2.1醇的性质和应用

第二单元醇

酚

呢？

1．以乙醇、苯酚为例，掌握醇类、酚类的组成、结构、性质和用途。(重、难点)

2．从物质结构的角度，学习醇和酚的化学性质。(重点)

3．通过对醇的化学性质以及酚中苯环和羟基相互影响的学习，初步学会通过物质结构预测物质的性质。

4．能够用系统命名法对简单的饱和一元醇命名，能够对醇进行分类。

醇的性质和应用

第1课时

一、乙醇

1．乙醇的组成和结构

乙醇是极性分子，官能团是—OH，分子式为C2H6O，结构简式

CH 3—CH 2—OH ，分子中含有3种类型的氢原子。

2．乙醇的性质和用途

(1)物理性质 乙醇是无色、有特殊香味的液体，密度比水小，俗称酒精，易挥发，能够溶解多种无机物和有机物，能跟水以任意比例互溶。

(2)化学性质

①取代反应

2CH 3CH 2OH ＋2Na ―→2CH 3CH 2ONa ＋H 2↑

C 2H 5OH ＋HBr ――→△

C 2H 5Br ＋H 2O

2C 2H 5OH ――→浓H 2SO 4

140 ℃

CH 3CH 2—O —CH 2CH 3＋H 2O ②氧化反应

C 2H 5OH ＋3O 2――→燃烧

2CO 2＋3H 2O

2CH 3CH 2OH ＋O 2――→Cu 或Ag

△

2CH 3CHO ＋2H 2O ③消去反应

CH 3CH 2OH ――→浓H 2SO 4

170 ℃

CH 2===CH 2↑＋H 2O (3)用途

用作燃料、饮料、化工原料；常用的溶剂；用于医疗消毒，乙醇溶液的体积分数是75%。

(4)工业用酒精约含乙醇96%(质量分数)，含乙醇99.5%(质量分数)以上的酒精叫做无水酒精。

①乙醇的密度随浓度的增加而减小。

②在工业酒精中加入新制生石灰，然后蒸馏便得到无水乙醇。

二、醇类的概念、分类和命名

1．概念

羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物。官能团为羟基(—OH)。

2．分类

3．命名

三、醇的性质

物理性质

1．

2.乙醇的化学性质

醇的化学性质主要由官能团羟基决定，由于氧原子吸引电子的能力比氢原子和碳原子强，O—H键和C—O键的电子对偏向于氧原子，使O—H和C—O易断裂。

四、几种常见的醇

探究点一乙醇的消去反应的实验

实验装置

实验步骤

①将浓硫酸与乙醇按体积比3∶1混合，即将15 mL浓硫酸缓缓加入到盛5 mL 95%乙醇的烧杯中，再倒入长颈圆底烧瓶中，并加入碎瓷片防止暴沸。

②加热混合溶液，迅速升温到170 ℃，将气体通入KMnO4酸性溶液或溴的四氯化碳溶液中，观察。

实验现象

KMnO4酸性溶液或溴的四氯化碳溶液褪色。

实验结论

乙醇在浓硫酸作用下，加热到170 ℃，发生了消去反应，生成乙烯。

注意事项

①浓硫酸的作用是催化剂和脱水剂，为保证有足够的脱水性，硫酸要用98%的浓硫酸，酒精要用无水酒精，浓硫酸和无水酒精的体积比以3∶1为宜。

②将浓硫酸与无水酒精混合时，将浓硫酸沿容器内壁慢慢倒入已盛在容器内的无水酒精中，并用玻璃棒不断搅拌无水酒精和浓硫酸的混合物。

③由于反应物都是液体而无固体，所以要向烧瓶中加入碎瓷片，

以防液体受热时暴沸。

④控制温度迅速升到170 ℃。

无水酒精和浓硫酸混合物在170 ℃的温度下主要生成乙烯和水，而在140 ℃时乙醇将以另一种方式脱水，即分子间脱水，生成乙醚。

⑤混合液颜色的变化

烧瓶中的液体逐渐变黑。浓硫酸有多种特性，在加热的条件下，无水酒精和浓硫酸混合物的反应除可生成乙烯等物质以外，浓硫酸还能将无水酒精氧化生成碳的单质并进一步反应生成CO2、SO2

等多种物质，碳的单质使烧瓶内的液体带上了黑色。

1．将甲醇、丙醇与浓硫酸混合共热，有可能生成哪些有机产物？

提示：丙醇与浓硫酸共热时，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。

2．实验中NaOH的作用是什么？

提示：除去混在乙烯中的CO2和SO2以及挥发出的乙醇等杂质。

【例1】如图是一套实验室制取乙烯并验证乙烯具有还原性的实验装置。

请回答：

(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：①_____________________________________ ___________________________________；

②在各装置中注入相应的试剂(如图所示)；

③__________________________________________________________ ____________________________________________________________ __________________________；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：

________________________________________________________ ________________。

【思路分析】

【解析】(2)①制取气体的装置的气密性必须良好，实验前需要检查。

③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氧化剂KMnO4酸性溶液褪色来判断的。由于烧瓶中混合物变黑，则说明生成了碳，联想浓H2SO4具有强氧化

性，推出在乙烯中含还原性气体SO 2，由于SO 2也会使KMnO 4

酸性溶液褪色，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净SO 2，则装置甲的作用是除去SO 2。

【答案】 (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KMnO 4酸性溶液紫色褪去 除去乙烯中混有的SO 2、CO 2等酸性气体以及挥发出的乙醇等杂质 不能，SO 2具有还原性，也可以使KMnO 4酸性溶液褪色

实验室可用酒精、浓硫酸作试剂来制取乙烯，但实验表明，还有许多副反应发生，如反应中会生成SO 2、CO 2、水蒸气等无机物。某研究性学习小组欲用如图所示的装置制备纯净的乙烯并探究乙烯与单质溴能否反应及反应类型。回答下列问题：

(1)写出制备乙烯的化学反应方程式：CH 3CH 2OH ――→浓硫酸

170 ℃CH 2===CH 2↑＋H 2O ，实验中，混合浓硫酸与乙醇的方法是将浓硫酸慢慢加入另一种物质中；加热F 装置时必须使液体温度迅速升至170_℃。

(2)写出浓硫酸与酒精直接反应生成上述无机副产物的化学反应方

程式：CH3CH2OH＋6H2SO4(浓)===2CO2↑＋6SO2↑＋9H2O。

(3)为实现上述实验目的，装置的连接顺序为F→A→B→E→C→D。(各装置限用一次)

(4)当D中观察到有淡黄色沉淀生成，表明C中发生的是取代反应；若D中没有出现前面所描述的现象时，表明C中发生的是加成反应。

解析：混合浓硫酸与乙醇，相当于稀释浓硫酸，故应将浓硫酸缓慢加入到乙醇中；加热时应使溶液迅速升温到170 ℃。为得到纯净的乙烯，应用NaOH溶液除去SO2、CO2(并用澄清石灰水检验是否除尽)及挥发出的乙醇等杂质，然后用浓H2SO4干燥。乙烯与单质溴之间可能发生加成反应，也可能发生取代反应，若是取代反应，则会有HBr 生成，HBr遇AgNO3溶液会产生淡黄色沉淀。

探究点二醇的消去反应和催化氧化反应

一、醇的消去反应

1．反应条件：浓硫酸、加热。

2．反应规律(结构特点)：醇分子中，与—OH相连的C原子含有邻位C原子且邻位C原子上有H原子时，才能发生消去反应，从而形成不饱和键。

(3)无邻碳不反应：

只有一个碳原子的醇[如甲醇(CH3OH)]不能发生消去反应。

二、醇的催化氧化

1．反应条件：铜或银作催化剂加热。

2．反应规律：醇分子中，羟基(—OH)上的氢原子及与羟基(—OH)相连的碳原子上的氢原子脱去，结合氧化剂中的氧原子生成水，而醇分子中形成了不饱和键。

(1)与羟基(—OH)相连的碳原子上有两个氢原子的醇，如CH 3CH 2OH 、CH 3CH 2CH 2OH 等，被氧化生成醛。

2R

—CH 2—OH ＋O 2――→催化剂

△

2R —CHO ＋2H 2O

1．溴乙烷与乙醇都可看作乙烷的取代产物，二者发生消去反应时有何异同？

提示：

2.醇与酸性KMnO 4溶液反应的规律是什么？

提示：

【例2】 已知化合物甲、乙、丙有如下转化关系。

甲(C 4H 10O)――→条件①乙(C 4H 8)――→条件②

丙(C 4H 8Br 2)

回答下列问题：

(1)甲中官能团的名称是________，甲属于________，甲可能的结构有________种，其中可被催化氧化为醛的有________种。

(2)甲→乙的反应类型为________，反应条件①为________；乙→丙的反应类型为________，反应条件②为________。

(3)丙的结构简式不可能是________。

A．CH3CH2CHBrCH2Br

B．CH3CH(CH2Br)2

C．CH3CHBrCHBrCH3

D．(CH3)2CBrCH2Br

【思路分析】先书写C4H10O的属于醇类的同分异构体；再根据消去反应和催化氧化反应的规律以及烯烃加成反应的特点解题。

【解析】(1)分析甲→乙→丙分子式的变化，可推知甲为醇。分子式为C4H10O且可发生消去反应生成烯烃的醇共有4种，即甲有4种同分异构体，分别为CH3CH2CH2CH2OH、

其中前两种醇可被催化氧化为醛。(2)甲→乙为醇的消去反应，反应条件为浓硫酸、加热；乙→丙为烯烃的加成反应，条件为溴水或溴的CCl4溶液。(3)丙为烯烃与Br2加成的产物，两个溴原子应在相邻的两个碳原子上，所以B项物质不可能。

【答案】(1)羟基醇42(2)消去反应浓硫酸、加热加成反应溴水或溴的CCl4溶液(3)B

下列物质既能发生消去反应生成相应的烯烃，又能被氧化生成相应的醛的是(B)

A．CH3OH

B．CH2OHCH2CH3

C．(CH3)3COH

D．(CH3)2C(OH)CH2CH3

解析：醇发生消去反应时都是—OH与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上的氢原子结合，脱水生成不饱和键；醇的催化氧化实质上是羟基碳上的一个H与—OH上的H一起失去，产物可能是醛或酮。由上述规律可知，A中物质不能发生消去反应，C、D中物质不能被氧化，B中物质发生消去反应生成丙烯，发生氧化反应生成丙醛。故正确答案为B

。

A．1 mol乙醇燃烧生成3 mol H2O

B．1 mol乙醇燃烧生成2 mol CO2

C．1 mol乙醇跟足量的Na作用得0.5 mol H2

D．1 mol乙醇可以催化氧化生成1 mol乙醛

解析：乙醇(C2H6O)分子中有6个氢原子，但1 mol乙醇与足量的钠反应只得到0.5 mol H2，说明乙醇分子中的6个氢原子中只有1个氢原子可以被钠置换，这个氢原子与另外的氢原子不同。

2．橙花醇具有玫瑰及苹果香气，可作为香料。其结构简式如下：

下列关于橙花醇的叙述，错误的是(D)

A．既能发生取代反应，也能发生加成反应

B．在浓硫酸催化下加热脱水，可以生成不止一种四烯烃

C．1 mol橙花醇在氧气中充分燃烧，需消耗470.4 L氧气(标准状况)

D．1 mol橙花醇在室温下与溴的四氯化碳溶液反应，最多消耗240 g溴

解析：A项，该有机物中含有羟基，可与羧酸发生取代反应(酯化反应)，含有碳碳双键，能发生加成反应，A项正确；B项，在浓硫酸催化下加热，羟基可以与其直接相连的碳原子的邻位碳原子上的氢原子发生消去反应，生成两种不同的四烯烃，B项正确；C项，橙花醇的分子式为C15H26O,1 mol C15H26O完全燃烧消耗O2的物质的量为21 mol，在标准状况下体积为21 mol×22.4 L/mol＝470.4 L，C项正确；D项，1 mol橙花醇含有3 mol碳碳双键，能消耗3 mol Br2，其质量为3 mol×160 g/mol＝480 g，D项错误。

3．乙醇分子中不同的化学键如图所示，下列关于乙醇在各种不同反应中断键的说法不正确的是(D)

A．和金属钠反应键①断裂

B．在Ag催化下和O2反应键①④断裂

C．和浓硫酸共热，140 ℃时键①或键②断裂，170 ℃时键②⑤断裂

D．和氢溴酸反应键①断裂

解析：乙醇与金属钠反应生成乙醇钠，脱去羟基上的氢原子，即键①断裂，故A正确。乙醇在银催化下和O2反应生成乙醛，乙醇中的键①④断裂，故B正确。乙醇与浓硫酸共热至140 ℃时发生分子间脱水，一个乙醇分子脱去羟基，另一个乙醇分子脱去羟基上的氢，即键①或键②断裂；乙醇与浓硫酸共热至170 ℃时发生消去反应，乙醇脱去羟基和相邻碳原子上的氢，即键②⑤断裂，故C正确。乙醇与氢溴酸反应生成溴乙烷，乙醇中的键②断裂，故D错误。

4．A、B、C三种醇分别与足量的金属钠完全反应，在相同条件下产生相同体积的氢气，消耗这三种醇的物质的量之比为3∶6∶2，则A、B、C三种醇分子里羟基数之比是(D)

A．3∶2∶1 B．2∶6∶3

C．3∶1∶2 D．2∶1∶3

解析：不同物质的量的三种醇生成了等量的氢气，说明不同物质的量的三种醇含有等量的羟基。设醇A、B、C分子内的—OH数分别为a、b、c，则3a＝6b＝2c，a∶b∶c＝2∶1∶3。

5．将浓硫酸和分子式为C4H10O的醇共热，所得到的有机产物有(B)

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/u9di.html