高中化學 第三章 第1節(jié) 第1課時 醇導學案 新人教版選修

第三章烴的含氧衍生物第一節(jié)醇酚第1課時醇●新知導學1．醇的定義、分類、命名(1)定義：醇是羥基與烴基或苯環(huán)側(cè)鏈上的碳原子相連的化合物，其官能團是羥基(－OH)。(2)分類CH3CH2OH②根據(jù)羥基所連烴基的種類(3)命名羥基羥基例如：命名為3－甲基－2－戊醇。2．醇的物理性質(zhì)及其遞變規(guī)律(1)沸點①相對分子質(zhì)量相近的醇和烷烴相比，醇的沸點遠遠高于烷烴。其原因是醇分子之間形成了氫鍵。②飽和一元醇隨分子中碳原子個數(shù)的增加，醇的沸點逐漸升高。③碳原子數(shù)目相同時，羥基的個數(shù)越多，醇的沸點越高。(2)溶解性甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇等低級醇可與水以任意比例互溶。這是因為這些醇與水形成了氫鍵。3．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鍵和C－O鍵易斷裂。取代取代消去氧化2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑CH3CH2OHeq\o(→,\s\up11(濃硫酸),\s\do4(170℃))CH2=CH2↑＋H2OCH3CH2OH＋HBrCH3CH2Br＋H2OCH3CH2OH＋HOCH2CH3eq\o(→,\s\up11(濃硫酸),\s\do4(140℃))CH3CH2－O－CH2CH3＋H2O2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up11(Cu或Ag),\s\do4(△))2CH3CHO＋2H2OC2H5OH＋3O2eq\o(→,\s\up15(點燃))2CO2＋3H2O●自主探究1．“－OH”與“OH－”有何區(qū)別？提示：“－OH”稱為“羥基”，是決定醇的化學特性的官能團，不能單獨穩(wěn)定存在，是有機物分子中的結(jié)構(gòu)“片斷”，呈電中性，其電子式是·eq\o(O,\s\up11(),\s\do4())eq\o\al(·,×)H，含一個未成對電子，故其具有極高的化學活性。羥基與鏈烴基相連的物質(zhì)稱作醇。“OH－”讀作“氫氧根離子”，其電子式是[∶eq\o(O,\s\up11(),\s\do4())eq\o\al(·,×)H]－，它沒有未成對電子，可以穩(wěn)定地存在于溶液或高溫熔融的堿中，有時氫氧根離子可決定物質(zhì)的種類或溶液的酸堿性。例如，如果一種物質(zhì)電離產(chǎn)生的陰離子全部是OH－，那么這種物質(zhì)稱為堿；如果溶液中c(OH－)>c(H＋)說明該溶液呈堿性。2．符合分子式CnH2n＋2O的物質(zhì)是否一定是醇？提示：不一定，含有羥基且羥基直接與烴基或苯環(huán)側(cè)鏈上的碳原子相連的有機物才是醇，如CH3OCH3就不是醇。3．溴乙烷與乙醇都能發(fā)生消去反應，它們有什么異同？提示：CH3CH2BrCH3CH2OH反應條件NaOH醇溶液加熱濃H2SO4，加熱至170℃化學鍵的斷裂C－Br、C－HC－O、C－H化學鍵的生成反應產(chǎn)物CH2=CH2、HBrCH2=CH2、H2O乙醇的性質(zhì)及醇類的有關反應規(guī)律●教材點撥1．乙醇的化學性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關系如圖所示，乙醇分子中有五種不同的共價鍵，在發(fā)生不同反應時化學鍵斷裂的部位不同。(1)與金屬鈉反應斷裂d鍵，化學方程式為：2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑。(2)自身消去反應乙醇在發(fā)生消去反應時斷裂a、c鍵，化學方程式為：CH3－CH2OHeq\o(→,\s\up11(濃硫酸),\s\do4(170℃))CH2=CH2↑＋H2O。(3)與氧氣反應乙醇在催化氧化生成乙醛時斷裂b、d鍵，化學方程式為：2CH3－CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))。(4)與氫溴酸反應乙醇與濃氫溴酸混合加熱發(fā)生取代反應時，斷裂c鍵。化學方程式為：C2H5－OH＋HBrC2H5－Br＋H2O。提示：應用醇與金屬鈉的置換反應，可以測定醇分子中所含活潑氫(或羥基)的數(shù)目，羥基數(shù)目與生成H2的對應關系是：－OH～eq\f(1,2)H2。2．醇類的有關反應規(guī)律(1)醇的消去反應規(guī)律①醇分子中，連有－OH的碳原子的相鄰碳原子上必須連有氫原子時，才能發(fā)生消去反應而形成不飽和鍵。②若醇分子中與－OH相連的碳原子無相鄰碳原子或其相鄰碳原子上無氫原子，則不能發(fā)生消去反應。如CH3OH、(CH3)3CCH2OH不能發(fā)生消去反應生成烯烴。(2)醇的催化氧化規(guī)律醇分子中，－OH上的氫原子和與羥基相連的碳原子上的氫原子結(jié)合外來的氧原子生成水，而醇本身形成了不飽和鍵。2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up11(Cu/Ag),\s\do4(△))2CH3－CHO＋2H2O①形如RCH2OH的醇，被催化氧化生成醛(或羧酸)。R－CH2OHeq\o(→,\s\up11(Cu，O2),\s\do4(△))R－CHOR－CH2OHeq\o(→,\s\up15(KMnO4，H＋))R－COOH③形如的醇，一般不能被催化氧化。(3)醇的取代反應規(guī)律醇分子中，－OH或－OH上的H原子在一定條件下可被其他原子或原子團替代。如●典例透析(2014·經(jīng)典習題選萃)乙醇分子結(jié)構(gòu)中各種化學鍵如圖所示，關于乙醇在各種反應中斷裂鍵的說法中，不正確的是()A．與金屬鈉反應時鍵①斷裂B．和濃H2SO4共熱到170℃時，鍵②與鍵⑤C．和濃H2SO4共熱到140℃時，僅有鍵②D．在銅催化下與O2反應時，鍵①和鍵③斷裂【解析】選項A乙醇與鈉反應生成乙醇鈉和氫氣，是乙醇羥基中的鍵①斷裂；選項B乙醇與濃硫酸共熱到170℃時發(fā)生消去反應生成乙烯和水，是鍵②和鍵⑤斷裂；選項C是乙醇發(fā)生分子間脫水生成乙醚，斷裂的鍵是①和②；選項D是乙醇催化氧化生成乙醛，斷裂的鍵是①和③●變式訓練1．(2014·經(jīng)典習題選萃)下列對乙醇在化學反應中的斷鍵描述不正確的是()A．與HBr反應斷②B．濃硫酸催化170℃反應斷①②C．與Na反應斷④D．與熾熱CuO反應斷②③解析：本題考查有機物知識。難度中等。乙醇與熾熱CuO反應時發(fā)生氧化反應，斷③④號化學鍵，形成乙醛。答案：D乙烯的實驗室制法●教材點撥1．實驗步驟：在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，以避免混合液在受熱時暴沸。加熱混合液，使液體溫度迅速升到170℃即濃硫酸與酒精3∶1(體積比)，迅速升溫170℃2．實驗裝置3．實驗現(xiàn)象：酸性KMnO4溶液和溴的CCl4溶液褪色。提示：(1)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5mL95%的乙醇，然后滴加15mL濃硫酸，邊滴加邊攪拌，冷卻備用(相當于濃硫酸的稀釋)；濃硫酸起催化劑和脫水劑的作用。(2)加熱混合液時，溫度要迅速上升到并穩(wěn)定于170℃左右。溫度低，在140℃時主要產(chǎn)物是乙醚，反應的化學方程式為：2CH3CH2OHeq\o(→,\s\up11(濃H2SO4),\s\do4(140℃))CH3CH2OCH2CH3＋H2O。(3)由于反應物都是液體而無固體，所以要向燒瓶中加入碎瓷片，以防液體受熱時發(fā)生暴沸。(4)溫度計要選擇量程在200℃～300(5)氫氧化鈉溶液的作用是除去混在乙烯中的CO2、SO2等雜質(zhì)，防止干擾乙烯與溴的四氯化碳溶液和酸性高錳酸鉀溶液的反應。(6)混合液顏色的變化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，無水酒精和濃硫酸混合物的反應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)等多種物質(zhì)、碳的單質(zhì)使燒瓶內(nèi)的液體帶上了黑色。(7)記憶口訣：硫酸酒精三比一，加熱升溫一百七，為防暴沸加碎瓷，氣用排水來收集?！竦淅肝?2014·經(jīng)典習題選萃)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)實驗步驟：①______________________________________________；②在各裝置中注入相應的試劑(如圖所示)；③_________；實驗時，燒瓶中液體混合物逐漸變黑。(2)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：________________________________________________?！窘馕觥?1)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條件是使反應混合物的溫度迅速升至170℃(2)乙烯具有還原性是根據(jù)氧化劑酸性KMnO4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也會使酸性KMnO4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。【答案】(1)組裝儀器，檢查裝置的氣密性加熱，使溫度迅速升到170(2)乙中酸性KMnO4溶液紫色褪去除去乙烯中混有的SO2、CO2等酸性氣體不能，SO2具有還原性，也可以使酸性KMnO4溶液褪色●變式訓練2．實驗室制取乙烯的裝置如圖所示，試回答：(1)燒瓶中發(fā)生反應的化學方程式為__________________。(2)實驗中發(fā)現(xiàn)試管Ⅱ中溴水褪色，此現(xiàn)象能否說明一定有乙烯生成________(填“能”或“不能”)。試管中另一現(xiàn)象可證明確實有乙烯生成，該現(xiàn)象是________________________；試管Ⅱ中溴水褪色能否說明是由于乙烯與溴水發(fā)生了加成反應________(填“能”或“不能”)。通過測定反應后溶液的pH可進一步證明是發(fā)生了取代反應還是加成反應，原因是__________________________________________________________。解析：溴水褪色也可能是SO2所致，故應觀看Ⅱ中液體是否分層，若分層且油狀液體在下層，則說明一定有乙烯生成；若乙烯和溴水發(fā)生加成反應，則液體的pH升高；若發(fā)生取代反應，有HBr生成，水溶液的pH明顯減小。答案：(1)CH3CH2OHeq\o(→,\s\up11(濃H2SO4),\s\do4(170℃))CH2=CH2↑＋H2O(2)不能液體分層，油狀液體在下層不能若發(fā)生取代反應，生成HBr，水溶液pH明顯減?。蝗舭l(fā)生加成反應，不能生成HBr，水溶液pH升高1．(2014·試題調(diào)研)能和金屬鈉反應，分子組成為C4H10O的同分異構(gòu)體有()A．4種B．5種C．6種 D．7種解析：思維模式：烷烴―→烷烴基―→烷烴的一取代物 C3H8(1種)－C3H7(2種)2種 C4H10(2種)－C4H9(4種)4種 C5H12(3種)－C5H11(8種)8種能與金屬鈉反應且分子式為C4H10O的有機物為丁醇，因丁基有4種結(jié)構(gòu)，故答案為A。答案：A2．(2014·泰州統(tǒng)考題)下列有機物的命名，正確的是()D．(CH3)3C－CH2－CH2解析：選項A編號錯誤，正確命名應是2-丁醇；選項B主鏈選擇錯誤，正確命名應是3-甲基-2-丁醇；選項D未指明官能團(－OH)的位置，正確命名應是3,3-二甲基-1-丁醇。答案：C3．(2014·石家莊一中測試)下列四種有機物的分子式皆為C4H10O：其中能被氧化為含有相同碳原子數(shù)的醛是()A．①和② B．只有② C．②和③ D．③和④解析：本題主要考查醇的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。難度較小。與羥基相連的碳原子上有2個H原子的醇可以被氧化成醛，即含有“－CH2OH”的分子可以被氧化成醛，觀察各物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，②③分子中含有－CH2OH結(jié)構(gòu)，能被氧化為醛。答案：C4．(2014·杭州市質(zhì)檢一)已知：乙醇可被強氧化劑氧化為乙酸。BrCH2CH===CHCH2Br可以三步反應制取HOOCCH(Cl)CH2COOH，發(fā)生反應的類型依次是()A．水解反應、加成反應、氧化反應B．加成反應、水解反應、氧化反應C．水解反應、氧化反應、加成反應D．加成反應、氧化反應、水解反應解析：本題考查有機物的有機反應。難度較小。依題知BrCH2CH===CHCH2Br先水解得到HOCH2CH===CHCH2OH，然后為防止碳碳雙鍵被氧化，與HCl加成去掉碳碳雙鍵得到HOCH2CH(Cl)CH2CH2OH，最后氧化得到HOOCCH(Cl)CH2COOH，A項正確。忽略碳碳雙鍵易被氧化而造成反應順序錯誤，造成錯選。答案：A5．(2014·江西贛州期末)有機物A是烴，有機物B易溶于水，且1molB能與足量的鈉反應生成標準狀況下的H211.2L，B不與NaHCO3溶液反應。已知A如下轉(zhuǎn)化關系(有關反應條件已略去)制得化學式為C4H8O2eq\x(A)eq\o(→,\s\up11(H2O),\s\do4(①))eq\x(B)eq\o(→,\s\up11(O2),\s\do4(②))eq\x(C)eq\o(→,\s\up15(O2))eq\x(D)eq\o(→,\s\up11(\x(B)),\s\do4(③))eq\x(E)請回答下列問題：(1)A的名稱：________，結(jié)構(gòu)簡式：________________，A在標準狀況下的密度為________g/L。(2)A中的官能團名稱：________，B中的官