第三章第一節(jié)

第三章烴的含氧衍生物第一節(jié)醇酚第1課時醇1.了解乙醇的組成、結構特點及物理性質。2.掌握乙醇的主要化學性質。3.了解官能團在有機化合物中的作用,并結合同系物原理加以應用。4.了解乙醇消去反應實驗的注意事項。一、醇的概念、分類、命名1.概念:_____與烴基或苯環(huán)側鏈上的碳原子相連的化合物,官能團是_____,符號為_____。2.分類[1]:根據(jù)醇分子中所含___________,可以分為一元醇、_______、多元醇。甲醇、乙醇是一元醇,符合通式:________。乙二醇是_____醇,結構簡式為__________,丙三醇屬于多元醇,結構簡式為________,二者均易溶于___和_____。羥基羥基—OH羥基的數(shù)目二元醇CnH2n+1OH二元水乙醇3.命名。如,命名為______________,命名為___________。羥基

羥基

2-甲基-1-丙醇1,3-丙二醇二、醇的性質1.物理性質:(1)沸點。①相對分子質量相近的醇和烷烴相比:醇的沸點_____烷烴,如沸點:CH3CH2OH__CH3CH2CH3;②飽和一元醇中碳原子數(shù)越多,沸點_____;③醇分子中羥基數(shù)越多,沸點_____。(2)溶解性[2]:甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇等低級醇可與水以_________互溶。這是因為這些醇與水形成了_____。(3)密度:醇的密度比水的密度小。高于>越高越高任意比例氫鍵2.化學性質:醇的化學性質主要由官能團_____決定,由于氧原子吸引電子的能力比氫原子和碳原子強,O—H鍵和C—O鍵的電子對偏向于氧原子,使O—H和C—O易斷裂。羥基條件斷鍵位置反應類型化學方程式Na______________________________

_______________HBr△__________________________________________O2(Cu)△_____________________________________________濃硫酸170℃_____________________________________________①取代反應2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑②取代反應CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O①③氧化反應2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O②④消去反應CH3CH2OHCH2＝CH2↑+H2O

△△Cu濃硫酸170℃條件斷鍵位置反應類型化學方程式濃硫酸140℃______________________________________________________酸性KMnO4或K2Cr2O7_________CH3CH2OHCH3COOH燃燒__________________________________________________①②取代反應CH3CH2OH+HOCH2CH3CH3CH2OCH2CH3+H2O氧化反應①②③④⑤氧化反應CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O濃硫酸140℃點燃

【思考辨析】1.判斷正誤:(1)從碘水中提取單質碘時,不能用無水乙醇代替CCl4。()分析:萃取劑的選擇條件是①與原溶劑互不相溶;②溶質在萃取劑中的溶解度比在原溶劑中的溶解度大。由于乙醇能與水以任意比例互溶,故不能用無水乙醇萃取碘。(2)醇的分子間脫水和分子內脫水都屬于消去反應。()分析:醇的分子內脫水是醇脫去小分子(H2O)生成不飽和鍵(烯烴)的反應,屬于消去反應,而醇的分子間脫水是一個醇分子的羥基氫原子被另一個醇分子的烴基取代,應屬于取代反應?！獭?3)、CH3CH2OH、CH3CH2CH3三者的沸點高低順序為

>CH3CH2OH>CH3CH2CH3。()分析:醇分子中羥基數(shù)越多,沸點越高;相對分子質量相近的醇的沸點高于烷烴的沸點。(4)等物質的量的CH3CH2OH和C2H4完全燃燒時的耗氧量相同。

()分析:由方程式:CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O,C2H4+3O22CO2+2H2O知二者的耗氧量相同?！獭厅c燃點燃(5)乙醇與乙醚互為同分異構體。()分析:乙醚是兩分子乙醇分子間脫水的產(chǎn)物,分子式為C4H10O,而乙醇的分子式為C2H6O,兩者分子式不同,不屬于同分異構體。

×2.問題思考:(1)乙醇和水分別與金屬鈉反應時,現(xiàn)象有何異同?為什么?分析:①相同點:都有氣體生成,乙醇與水分子中均含有羥基,都可以與鈉反應生成氫氣;②不同點:鈉與水反應比與乙醇反應劇烈,且浮在水面上,但在乙醇中會沉入底部。因為金屬鈉的密度比水小,比乙醇大,故金屬鈉浮在水面上;受乙基的影響,乙醇與鈉的反應要緩慢一些。(2)2-丁醇發(fā)生消去反應時,能夠生成哪些烯烴?分析:2-丁醇在一定條件下發(fā)生消去反應時,除脫去羥基外,還脫去1位或3位上的氫原子,因而可以生成1-丁烯或者2-丁烯。【知識鏈接】[1]醇的分類醇也可以按以下方法分類:還可以將不同的依據(jù)混合使用,進行分類,如根據(jù)羥基的數(shù)目和烴基是否飽和,可分為飽和一元醇、飽和二元醇、飽和多元醇,以及相應元數(shù)的不飽和醇。[2]醇的溶解性常溫常壓下,碳原子數(shù)為1～3的醇能與水以任意比例互溶;碳原子數(shù)為4～11的醇為油狀液體,僅可部分溶于水;碳原子數(shù)為12及12以上的醇為無色無味的蠟狀固體,不溶于水。一、乙醇消去反應的實驗及注意事項【提出問題】怎樣驗證乙醇在濃硫酸作用下加熱到170℃發(fā)生反應生成乙烯?【設計實驗】將乙醇和濃硫酸加熱后的生成物通入酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液中。【實驗操作】如下圖所示,在長頸圓底燒瓶中加入乙醇和濃硫酸(體積比約為1∶3)的混合液20mL,放入幾片碎瓷片。加熱混合液,使液體溫度迅速升到170℃,將生成的氣體通入KMnO4酸性溶液和溴的四氯化碳溶液中,觀察并記錄實驗現(xiàn)象?！緦嶒灛F(xiàn)象】酸性高錳酸鉀溶液的紫色很快褪去;溴的四氯化碳溶液的顏色很快褪去?！緦嶒炞⒁馐马棥竣贊饬蛩岬淖饔檬谴呋瘎┖兔撍畡?。配制體積比為1∶3的乙醇與濃硫酸混合液時,要注意在燒杯中先加入95%的乙醇,然后滴加98%的濃硫酸,邊滴加邊攪拌,冷卻備用(相當于濃硫酸的稀釋)。②加熱混合液時,溫度要迅速上升,并穩(wěn)定于170℃。因為在140℃時的主要產(chǎn)物是乙醚(反應中,每兩個乙醇分子間脫去一個水分子生成的產(chǎn)物),反應的化學方程式為2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O;若溫度過高,乙醇會脫水碳化,生成的碳在高溫下與濃硫酸反應生成SO2、CO2等。③由于反應物都是液體而無固體,所以要向圓底燒瓶中加入幾片碎瓷片,以防液體受熱時局部溫度過高而暴沸。④要選擇量程在200℃～300℃之間的溫度計,溫度計的水銀球要置于反應液的中央位置,因為需要測量反應液的溫度。濃硫酸140℃⑤實驗結束后,應先取出導管再熄滅酒精燈,防止發(fā)生倒吸。⑥燒瓶中的液體逐漸變黑。因為濃硫酸有多種特性。在加熱的條件下,乙醇和濃硫酸混合物的反應除可生成乙烯等物質以外,濃硫酸還能將乙醇氧化生成碳單質等多種物質,碳單質使燒瓶內的液體帶上了黑色。【知識備選】兩類消去反應的比較醇鹵代烴結構條件與羥基相連碳原子的相鄰碳原子上有氫原子與鹵素原子相連碳原子的相鄰碳原子上有氫原子反應條件濃硫酸,加熱堿的醇溶液,加熱原理展示

【學而后思】(1)將甲醇、丙醇與濃硫酸混合共熱,有可能生成哪些有機產(chǎn)物?提示:丙醇與濃硫酸共熱時,可能發(fā)生分子內脫水生成丙烯;還可能發(fā)生丙醇與丙醇、丙醇與甲醇、甲醇與甲醇的分子間脫水生成丙醚、甲丙醚、甲醚。(2)實驗中NaOH的作用是什么?提示:吸收揮發(fā)出來的乙醇和反應產(chǎn)生的SO2。二、醇類的有關反應規(guī)律1.醇的消去反應規(guī)律:醇分子中,連有羥基(—OH)的碳原子必須有相鄰的碳原子且該相鄰碳原子上還必須連有氫原子時,才可發(fā)生消去反應而形成不飽和鍵。表示為

含一個碳原子的醇(如CH3OH)無相鄰碳原子,所以不能發(fā)生消去反應;與羥基(—OH)相連的碳原子的相鄰碳原子上沒有氫原子的醇也不能發(fā)生消去反應。如

等均不能發(fā)生消去反應。2.乙醇的催化氧化原理及醇的催化氧化規(guī)律:(1)乙醇的催化氧化原理。2Cu+O22CuO①CH3CH2OH+CuOCH3CHO+H2O+Cu②①+②×2得2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O?！?===△△Cu(2)醇的催化氧化規(guī)律:判斷醇能否被催化氧化,關鍵在于羥基所連接的碳原子上有無氫原子。其具體規(guī)律如下:①與羥基(—OH)相連的碳原子上有2個氫原子的醇(R—CH2OH,伯醇)被氧化成醛。2R—CH2OH+O22R—CHO+2H2O②與羥基(—OH)相連的碳原子上有1個氫原子的醇(，仲醇)被氧化成酮。△Cu③與羥基(—OH)相連的碳原子上沒有氫原子的醇(叔醇)不能被催化氧化。【學而后思】(1)交警用“吹氣法”檢查司機是否酒后駕車的原理是什么?提示:利用了乙醇易被酸性重鉻酸鉀氧化的性質。若司機酒后駕車,則司機對著儀器吹氣后,乙醇能與裝置中的重鉻酸鉀發(fā)生反應:3C2H5OH+2K2Cr2O7+8H2SO4→3CH3COOH+2Cr2(SO4)3+2K2SO4+11H2O。重鉻酸鉀由橙紅色變成綠色時,說明司機酒后駕車。(橙紅色)(綠色)(2)CH3OH和(CH3)3CCH2OH均不能發(fā)生消去反應,是否也不能被催化氧化呢?提示:CH3OH只有一個碳原子,(CH3)3CCH2OH中與羥基相連的碳原子的相鄰碳原子上沒有氫原子,因而CH3OH和(CH3)3CCH2OH均不能發(fā)生消去反應;但CH3OH和(CH3)3CCH2OH中與羥基相連的碳原子上均有氫原子,因而可以發(fā)生催化氧化生成甲醛和(CH3)3C—CHO。類型一醇的同分異構現(xiàn)象

【典例】寫出分子式為C4H10O的有機物的所有同分異構體的結構簡式?！窘忸}指南】解答本題要注意以下兩點:(1)熟悉同分異構體的種類:碳鏈異構、官能團異構、官能團位置異構。(2)掌握“減碳對稱法”書寫同分異構體?！窘馕觥扛鶕?jù)分子式可判斷該有機物分子是含4個碳原子的飽和一元醇或醚。先寫出屬于醇類的同分異構體,可采用“減碳對稱法”:再寫出屬于醚類的同分異構體,將4個碳原子分寫成兩個烴基,即—CH3與—C3H7,—CH2CH3與—CH2CH3。其中—C3H7有兩種結構:—CH2CH2CH3與—CH(CH3)2。將各組烴基通過氧原子相連得三種屬于醚的同分異構體:CH3OCH2CH2CH3、CH3OCH(CH3)2、CH3CH2OCH2CH3。C4H10O的有機物共有7種同分異構體。答案:CH3OCH(CH3)2、CH3CH2OCH2CH3?！久麕燑c評】講解本題時應注意以下4點:(1)—OH位置不同產(chǎn)生的位置異構。如CH3CH2CH2OH、(2)碳鏈的長短不同產(chǎn)生的碳鏈異構。如(3)官能團不同產(chǎn)生的類別異構(也叫官能團異構)。如CH3CH2OH、CH3—O—CH3(醇和醚)。(4)書寫方法。一般按官能團異構→碳鏈異構→官能團位置異構的順序書寫,同時遵循對稱性、互補性、有序性原則。如C4H10O按官能團異構有醇和醚,然后再寫各自的碳鏈異構和位置異構?！菊`區(qū)警示】書寫醇的同分異構體的注意事項(1)醇羥基不能連在或—C≡C—上。(2)在二元醇或多元醇的分子中,兩個或兩個以上的—OH不能在同一個碳原子上。(3)芳香醇的同分異構現(xiàn)象更為廣泛,除了與醚類物質存在同分異構外,還與酚類存在同分異構,如與(酚類)互為同分異構體?！咀兪接柧殹糠肿邮綖镃5H12O的飽和一元醇,其分子中含有兩個—CH3,兩個—CH2—,一個和一個—OH,它的可能結構有(

)A.2種B.3種C.4種D.5種【解析】選C。可組成4種異構體:類型二乙醇的化學性質

【典例】分子式為C7H16O的飽和一元醇的同分異構體有多種,在下列該醇的同分異構體中,D.CH3(CH2)5CH2OH(1)可以發(fā)生消去反應,生成兩種單烯烴的是

。(2)可以發(fā)生催化氧化反應生成醛的是

。(3)不能發(fā)生催化氧化反應的是

。(4)能被催化氧化為酮的有

種。(5)能使酸性KMnO4溶液褪色的有

種。【解題指南】解答本題要注意以下兩點:(1)與羥基相連的碳原子的相鄰碳原子上有氫原子的醇才會發(fā)生消去反應。(2)與羥基相連的碳原子上有氫原子的醇才發(fā)生催化氧化?！窘馕觥?1)因該醇發(fā)生消去反應時,生成兩種單烯烴,這表明連有—OH的碳原子的相鄰碳原子上應連有氫原子,且以—OH所連碳為中心,分子不對稱。(2)～(4)連有—OH的碳上有2個氫原子時可被氧化為醛,有1個氫原子時可被氧化為酮,不含氫原子時不能發(fā)生催化氧化。(5)連有—OH的碳上有氫原子時,可被酸性KMnO4溶液氧化為羧酸或酮,它們都會使酸性KMnO4溶液褪色。答案:(1)C

(2)D

(3)B(4)2

(5)3【方法規(guī)律】乙醇的斷鍵方式與反應類型的關系【變式訓練】(2013·邵陽高二檢測)下列物質不能發(fā)生消去反應的是(

)A.2-丙醇B.2,2-二甲基丙醇C.溴乙烷D.2-甲基-1-丙醇【解析】選B。醇和鹵代烴發(fā)生消去反應的條件都是與—OH(或—X)相連的碳原子的相鄰的碳原子上有H。A中能發(fā)生消去反應。B中不能發(fā)生消去反應。C中CH3CH2Br能發(fā)生消去反應。D中能發(fā)生消去反應?！咀兪絺溥x】丙烯醇(CH2＝CHCH2OH)可發(fā)生的化學反應有

(

)①加成②氧化③燃燒④加聚⑤取代A.①②③ B.①②③④C.①②③④⑤ D.①③④【解析】選C。丙烯醇分子結構中含有碳碳雙鍵和羥基官能團,故丙烯醇能發(fā)生加成、加聚、燃燒、氧化和取代反應。1.下列物質的命名中正確的是(

)A.1,1-二甲基-3-丙醇B.2-甲基-4-丁醇C.3-甲基-1-丁醇D.3,3-二甲基-1-丙醇【解析】選C。選項A沒有選最長碳鏈作主鏈,且沒有使—OH的位次最小,選項B沒有使—OH的位次最小,選項D沒有選最長的碳鏈作主鏈,只有C正確。

2.(2013·東營高二檢測)在盛有溴水的三支試管中分別加入苯、四氯化碳和酒精,振蕩后靜置,出現(xiàn)如圖所示現(xiàn)象,則加入的試劑分別是(

)A.①是CCl4,②是苯,③是酒精B.①是酒精,②是CCl4,③是苯C.①是苯,②是CCl4,③是酒精D.①是苯,②是酒精,③是CCl4【解析】選C。苯的密度小于水,CCl4的密度大于水,且均不與水互溶;酒精與水互溶,不分層。3.下列物質間的反應屬于消去反應的是(

)A.濃硫酸和乙醇的混合液加熱至140℃B.乙醇與氧氣反應生成乙醛C.氯乙烷和NaOH的水溶液加熱D.氯乙烷和KOH的醇溶液加熱【解析】選D。A項,發(fā)生的是取代反應,170℃時發(fā)生的才是消去反應。B項,發(fā)生的是氧化反應。C項,發(fā)生的是取代反應。D項,發(fā)生的是消去反應。4.(雙選)乙醇可以發(fā)生下列反應,在反應中乙醇分子斷裂C—O鍵而失去羥基的是(

)A.乙醇與金屬鈉反應B.乙醇在銅的催化下與O2反應C.乙醇在濃硫酸存在下發(fā)生消去反應D.乙醇與HBr的反應【解析】選C、D。乙醇與Na反應時,斷裂O—H鍵。乙醇發(fā)生催化氧化時斷裂O—H鍵和C—H鍵。乙醇發(fā)生消去反應斷裂C—O鍵和C—H鍵。乙醇與HBr發(fā)生取代反應斷裂C—O鍵。5.等物質的量的乙醇、乙二醇、丙三醇分別與足量的鈉反應,生成氫氣的物質的量之比