化學人教版選修5學案3-1-1醇

第三章烴的含氧衍生物第一節(jié)醇酚第1課時醇一、醇類的概念、分類和命名1．概念羥基與烴基或苯環(huán)側(cè)鏈上的碳原子相連的化合物。官能團為羥基(—OH)。2．分類3．命名二、醇的性質(zhì)1．物理性質(zhì)2.乙醇的化學性質(zhì)醇的化學性質(zhì)主要由官能團羥基決定，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。三、幾種常見的醇探究點一乙醇的消去反應(yīng)的實驗實驗裝置實驗步驟①將濃硫酸與乙醇按體積比3∶1混合，即將15mL濃硫酸緩緩加入到盛5mL95%乙醇的燒杯中，再倒入長頸圓底燒瓶中，并加入碎瓷片防止暴沸。②加熱混合溶液，迅速升溫到170℃，將氣體通入KMnO4實驗現(xiàn)象KMnO4酸性溶液或溴的四氯化碳溶液褪色。實驗結(jié)論乙醇在濃硫酸作用下，加熱到170℃注意事項①濃硫酸的作用是催化劑和脫水劑，為保證有足夠的脫水性，硫酸要用98%的濃硫酸，酒精要用無水酒精，濃硫酸和無水酒精的體積比以3∶1為宜。②將濃硫酸與無水酒精混合時，將濃硫酸沿容器內(nèi)壁慢慢倒入已盛在容器內(nèi)的無水酒精中，并用玻璃棒不斷攪拌無水酒精和濃硫酸的混合物。③由于反應(yīng)物都是液體而無固體，所以要向燒瓶中加入碎瓷片，以防液體受熱時暴沸。④控制溫度迅速升到170℃無水酒精和濃硫酸混合物在170℃的溫度下主要生成乙烯和水，而在140⑤混合液顏色的變化燒瓶中的液體逐漸變黑。濃硫酸有多種特性，在加熱的條件下，無水酒精和濃硫酸混合物的反應(yīng)除可生成乙烯等物質(zhì)以外，濃硫酸還能將無水酒精氧化生成碳的單質(zhì)并進一步反應(yīng)生成CO2、SO2等多種物質(zhì)，碳的單質(zhì)使燒瓶內(nèi)的液體帶上了黑色。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(nèi)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：除去混在乙烯中的CO2和SO2以及揮發(fā)出的乙醇等雜質(zhì)。【例1】如圖是一套實驗室制取乙烯并驗證乙烯具有還原性的實驗裝置。請回答：(1)燒瓶中碎瓷片的作用是________，裝置中的明顯錯誤是________________________________________________________________________。(2)實驗步驟：①_________________________________________________________________；②在各裝置中注入相應(yīng)的試劑(如圖所示)；③________________________；實驗時，燒瓶中液體混合物逐漸變黑。(3)能夠說明乙烯具有還原性的現(xiàn)象是________________________________________________________________________；裝置甲的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；若無甲裝置，是否也能檢驗乙烯具有還原性，簡述其理由：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。【思路分析】【解析】(2)①制取氣體的裝置的氣密性必須良好，實驗前需要檢查。③實驗室制乙烯的反應(yīng)條件是使反應(yīng)混合物的溫度迅速升至170℃(3)乙烯具有還原性是根據(jù)氧化劑KMnO4酸性溶液褪色來判斷的。由于燒瓶中混合物變黑，則說明生成了碳，聯(lián)想濃H2SO4具有強氧化性，推出在乙烯中含還原性氣體SO2，由于SO2也會使KMnO4酸性溶液褪色，會干擾驗證乙烯的還原性，所以檢驗乙烯的還原性前必須除凈SO2，則裝置甲的作用是除去SO2?！敬鸢浮?1)防止暴沸溫度計水銀球沒有插入反應(yīng)液中央(2)組裝儀器，檢查裝置的氣密性加熱，使溫度迅速升到170℃(3)乙中KMnO4酸性溶液紫色褪去除去乙烯中混有的SO2、CO2等酸性氣體以及揮發(fā)出的乙醇等雜質(zhì)不能，SO2具有還原性，也可以使KMnO4酸性溶液褪色實驗室可用酒精、濃硫酸作試劑來制取乙烯，但實驗表明，還有許多副反應(yīng)發(fā)生，如反應(yīng)中會生成SO2、CO2、水蒸氣等無機物。某研究性學習小組欲用如圖所示的裝置制備純凈的乙烯并探究乙烯與單質(zhì)溴能否反應(yīng)及反應(yīng)類型?；卮鹣铝袉栴}：(1)寫出制備乙烯的化學反應(yīng)方程式：CH3CH2OHeq\o(→,\s\up17(濃硫酸),\s\do15(170℃))CH2=CH2↑＋H2O，實驗中，混合濃硫酸與乙醇的方法是將濃硫酸慢慢加入另一種物質(zhì)中；加熱F裝置時必須使液體溫度迅速升至170_℃。(2)寫出濃硫酸與酒精直接反應(yīng)生成上述無機副產(chǎn)物的化學反應(yīng)方程式：CH3CH2OH＋6H2SO4(濃)→2CO2↑＋6SO2↑＋9H2O。(3)為實現(xiàn)上述實驗?zāi)康?，裝置的連接順序為F→A→B→E→C→D。(各裝置限用一次)(4)當D中觀察到有淡黃色沉淀生成，表明C中發(fā)生的是取代反應(yīng)；若D中沒有出現(xiàn)前面所描述的現(xiàn)象時，表明C中發(fā)生的是加成反應(yīng)。解析：混合濃硫酸與乙醇，相當于稀釋濃硫酸，故應(yīng)將濃硫酸緩慢加入到乙醇中；加熱時應(yīng)使溶液迅速升溫到170℃。為得到純凈的乙烯，應(yīng)用NaOH溶液除去SO2、CO2(并用澄清石灰水檢驗是否除盡)及揮發(fā)出的乙醇等雜質(zhì)，然后用濃H2SO4干燥。乙烯與單質(zhì)溴之間可能發(fā)生加成反應(yīng)，也可能發(fā)生取代反應(yīng)，若是取代反應(yīng)，則會有HBr生成，HBr遇AgNO3探究點二醇的消去反應(yīng)和催化氧化反應(yīng)一、醇的消去反應(yīng)1．反應(yīng)條件：濃硫酸、加熱(需迅速升溫至170℃2．反應(yīng)規(guī)律(結(jié)構(gòu)特點)：醇分子中，與—OH相連的C原子含有鄰位C原子且鄰位C原子上有H原子時，才能發(fā)生消去反應(yīng)，從而形成不飽和鍵。(3)無鄰碳不反應(yīng)：只有一個碳原子的醇[如甲醇(CH3OH)]不能發(fā)生消去反應(yīng)。二、醇的催化氧化1．反應(yīng)條件：銅或銀作催化劑加熱。1．溴乙烷與乙醇都可看作乙烷的取代產(chǎn)物，二者發(fā)生消去反應(yīng)時有何異同？提示：2.醇與酸性KMnO4溶液反應(yīng)的規(guī)律是什么？提示：【例2】已知化合物甲、乙、丙有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系。甲(C4H10O)eq\o(→,\s\up17(條件①))乙(C4H8)eq\o(→,\s\up17(條件②))丙(C4H8Br2)回答下列問題：(1)甲中官能團的名稱是________，甲屬于________，甲可能的結(jié)構(gòu)有________種，其中可被催化氧化為醛的有________種。(2)甲→乙的反應(yīng)類型為________，反應(yīng)條件①為________；乙→丙的反應(yīng)類型為________，反應(yīng)條件②為________。(3)丙的結(jié)構(gòu)簡式不可能是________。A．CH3CH2CHBrCH2Br B．CH3CH(CH2Br)2C．CH3CHBrCHBrCH3 D．(CH3)2CBrCH2Br【思路分析】先書寫C4H10O的屬于醇類的同分異構(gòu)體；再根據(jù)消去反應(yīng)和催化氧化反應(yīng)的規(guī)律以及烯烴加成反應(yīng)的特點解題?！窘馕觥俊敬鸢浮?1)羥基醇42(2)消去反應(yīng)濃硫酸、加熱加成反應(yīng)溴水或溴的CCl4溶液(3)B下列物質(zhì)既能發(fā)生消去反應(yīng)生成相應(yīng)的烯烴，又能被氧化生成相應(yīng)的醛的是(B)A．CH3OHB．CH2OHCH2CH3C．(CH3)3COHD．(CH3)2C(OH)CH2CH解析：醇發(fā)生消去反應(yīng)時都是—OH與羥基相連的碳原子的鄰位碳原子上的氫原子結(jié)合，脫水生成不飽和鍵；醇的催化氧化實質(zhì)上是羥基碳上的一個H與—OH上的H一起失去，產(chǎn)物可能是醛或酮。由上述規(guī)律可知，A中物質(zhì)不能發(fā)生消去反應(yīng)，C、D中物質(zhì)不能被氧化，B中物質(zhì)發(fā)生消去反應(yīng)生成丙烯，發(fā)生氧化反應(yīng)生成丙醛。故正確答案為B。1．下列說法正確的是(C)A．醇均可溶于水B．分子中碳原子數(shù)目越多的醇，沸點一定越高C．甲醇和乙醇混合加熱最多可得到三種醚D．乙醇在一定條件下與HCl反應(yīng)時斷裂的是O—H鍵解析：A項，高級醇一般不溶于水。B項，醇沸點的高低不僅與分子中碳原子數(shù)目有關(guān)，也與羥基數(shù)目有關(guān)。C項，可得到甲醚、乙醚和甲乙醚。D項，乙醇中斷裂的是C—O鍵。2．今有四種有機物：①丙三醇；②丙烷；③乙二醇；④乙醇。它們的沸點由高到低排列正確的是(C)A．①②③④B．④③②①C．①③④②D．①③②④解析：本題主要考查醇的沸點變化規(guī)律，醇的羥基之間易形成較強的相互作用，故醇的沸點比同碳原子數(shù)的烴要高，醇中碳原子數(shù)越多，其沸點越高，碳原子數(shù)相同的醇，所含羥基數(shù)目越多，其沸點越高，乙醇和丙烷的相對分子質(zhì)量相近，但乙醇分子間存在氫鍵，物質(zhì)的沸點大，所以物質(zhì)的沸點乙醇大于丙烷，故選C項。3．下列關(guān)于丙醇的敘述中，不正確的是(D)A．1-丙醇與氧氣的混合氣體通過赤熱的銅，可生成CH3CH2CHOB．1-丙醇可與HI溶液發(fā)生取代反應(yīng)C．2-丙醇在濃硫酸條件下能發(fā)生消去反應(yīng)，生成一種烯烴D．1-丙醇、2-丙醇、丙醚互為同分異構(gòu)體解析：在銅或銀催化作用下，醇和O2反應(yīng)欲生成醛，醇分子中與—OH相連的碳原子上必須有兩個氫原子，1-丙醇滿足此條件，其氧化后能生成醛，A正確；醇可與氫鹵酸發(fā)生取代反應(yīng)，B正確；2-丙醇在濃硫酸條件下只能生成丙烯，C正確；丙醚分子中有6個碳原子，與1-丙醇、2-丙醇分子式不同，它們不可能為同分異構(gòu)體，D不正確。4．A、B、C三種醇分別與足量的金屬鈉完全反應(yīng)，在相同條件下產(chǎn)生相同體積的氫氣，消耗這三種醇的物質(zhì)的量之比為3∶6∶2，則A、B、C三種醇分子里羥基數(shù)之比是(D)A．3∶2∶1B．2∶6∶3C．3∶1∶2D．2∶1∶3解析：不同物質(zhì)的量的三種醇生成了等量的氫氣，說明不同物質(zhì)的量的三種醇含有等量的羥基。設(shè)醇A、B、C分子內(nèi)的—OH數(shù)分別為a、b、c，則3a＝6b＝2c，a∶b∶c＝2∶15．將濃硫酸和分子式為C4H10O的醇共熱，所得到的有機產(chǎn)物有(B)A．14種 B．13種C．8種 D．7種解析：分子式為C4H10O的醇共有四種：6．乙醇在與濃硫酸混合共熱的反應(yīng)過程中，受反應(yīng)條件的影響，可發(fā)生兩類不同的反應(yīng)類型：其中的A可能是(A)A．乙烯 B．乙醇C．乙二醇 D．乙酸解析：四個選項中只有乙烯是烴且滿足題意。7．分子式為C7H16O的飽和一元醇的同分異構(gòu)體有多種，在下列該醇的同分異構(gòu)體中，(1)可以發(fā)生消去反應(yīng)，生成兩種單烯烴的是C；(2)可以發(fā)生催化氧化生成醛的是D；(3)不能發(fā)生催化氧化的是B；(4)能被催化氧化為酮的有2種；(5)能使KMnO4酸性溶液褪色的有3種。解析：(1)因該醇發(fā)生消去反應(yīng)時，生成兩種單烯烴，這表明連有—OH的α-碳原子的相鄰碳原子上應(yīng)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，有一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KMnO4酸性溶液氧化為羧酸或酮，它們都會使KMnO4酸性溶液褪色。8