高中化学人教版 (新课标)选修5 有机化学基础第三章 烃的含氧衍生物第一节 醇 酚教案配套ppt课件
展开第一节 醇 酚(共2课时)
1.掌握乙醇的主要化学性质。2.了解乙醇的工业制法及用途。3.了解醇类的一般通性和几种多元醇的用途。
1.乙醇的分子式为________,结构简式为________,官能团的电子式为________。2.羟基与________或________碳原子相连的化合物称为醇。3.醇的物理性质(1)相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点________烷烃。(2)饱和一元醇,随着分子中碳原子数的增加沸点________。(3)甲醇、乙醇、丙醇等低级醇均可与水________。
4.醇的化学性质(1)跟金属钠反应,生成________和________。(2)跟氢卤酸反应,生成________和________。(3)在________催化和一定温度下发生________反应生成烯烃。(4)氧化反应:既可以在空气中燃烧,又可以被催化氧化成醛或酮,还可以被酸性高锰酸钾溶液和酸性重铬酸钾溶液氧化。(5)与含氧酸发生________反应生成酯和水
1.醇如何命名?提示:(1)将含有与羟基(—OH)相连的碳原子的最长碳链作为主链,根据碳原子数目称为某醇。(2)从距离羟基最近的一端给主链上的碳原子依次编号定位。(3)羟基的位置用阿拉伯数字表示;羟基的个数用“二”“三”等表示。
2.醇的通式是什么?提示:醇可看作链烃或苯的同系物等烃分子里的氢原子被羟基取代的产物,故醇的通式可由烃的通式衍变而得。如:烷烃的通式为CnH2n+2,则饱和一元醇的通式为CnH2n+2O或CnH2n+1OH,简写为R—OH,饱和x元醇的通式为CnH2n+2Ox。烯烃的通式为CnH2n,则相应的一元醇的通式为CnH2nO。苯的同系物的通式为CnH2n-6,则相应的一元醇的通式为CnH2n-6O。
(1)醇的定义:羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物称为醇。最简单的醇是甲醇。(2)酚的定义:羟基与苯环直接相连而形成的化合物称为酚。最简单的酚是苯酚。注意:醇类的羟基必须与烃基或苯环侧链上的碳原子直接相连;酚类的羟基则直接与苯环相连。
【例1】 下列物质中属于酚类的是( )
【解析】 A项中—OH未与苯环直接相连,所以是醇;B、C项中—OH皆与苯环直接相连,都属于酚类;D项中 不是苯环,而是环烷基,故D属于醇类。【答案】 BC
下列物质中互为同系物的是( )
【解析】 A是酚与醇,C是醇与醚,D是酚与醚,结构都不相似,故选B。【答案】 B
一、根据羟基的个数和烃基的不同,醇有不同的分类。1.(1)按醇分子羟基的数目分类,有:
2.醇的通式醇的通式可由烃的通式衍变而得,如烷烃的分子通式为CnH2n+2,饱和一元醇的分子通式为CnH2n+2O(n≥1,整数),饱和一元醇的结构通式:CnH2n+1OH或简写为R—OH;饱和二元醇的分子通式为CnH2n+2O2(n≥2,整数);苯的同系物的通式为CnH2n-6,像 的芳香醇的分子通式为CnH2n-6O(n≥7,整数)。
二、醇的物理性质1.物理性质:(1)低级的饱和一元醇为无色中性液体,具有特殊的气味和辛辣味道,甲醇、乙醇和丙醇能与水以任意比混溶;含4~11个C的醇为油状液体,可部分地溶于水;含12个C以上的醇为无色无味的蜡状固体,不溶于水。(2)醇的沸点随分子里碳原子数的递增而逐渐升高。(3)醇的相对密度均小于1。
2.其他醇简介(1)甲醇:甲醇有毒:人饮用约10mL就能使眼睛失明,再多则能致死。(2)乙二醇和丙三醇乙二醇和丙三醇都是无色、黏稠、有甜味的液体。乙二醇易溶于水和乙醇;丙三醇吸湿性强,能跟水、酒精以任意比混溶。它们都是重要的化工原料。此外,丙三醇还有护肤作用,俗称甘油。
【例2】 2006年广州发生假酒案,假酒中严重超标的有毒成分主要是( )
【解析】 甲醇是无色透明的液体,有剧毒,是假酒的主要成分。故选B。【答案】 B
【例3】 只用水就能鉴别的一组物质是( )A.苯 乙醇 四氯化碳B.乙醇 乙酸 乙烷C.乙二醇 甘油 溴乙烷D.碳化钙 碳酸钙 氯化钙【解析】 利用水鉴别物质主要是根据物质在水中的溶解情况,以及其密度与水的密度的相对大小来进行。A项中苯不溶于水,密度比水小;乙醇可溶于水;四氯化碳不溶于水,密度比水大,可用水鉴别。B项中乙醇、乙酸都可溶于水,不能用水鉴别。C项中乙二醇、甘油都可溶于水,不能用水鉴别。D项中碳化钙与水反应产生气体,碳酸钙不溶于水,氯化钙可溶于水,可用水鉴别。故选AD。【答案】 AD
今有四种有机物:①丙三醇;②丙烷;③乙二醇;④乙醇。它们的沸点由高到低排列正确的是( )A.①②③④ B.④③②①C.①③④② D.①③②④【解析】 本题主要考查醇的沸点变化规律,醇的羟基之间易形成较强的相互作用,故醇的沸点比同碳数的烃要高,醇中碳原子数越多,其沸点越高,碳原子数相同的醇,所含羟基数目越多,其沸点越高,故选C项。【答案】 C
1.乙醇和金属钠的反应钠与乙醇反应,乙醇分子中的O—H键断裂,生成氢气和乙醇钠。由于烃基对羟基的影响,导致乙醇羟基中的氢原子不如水分子中的氢原子活泼,所以乙醇与钠的反应比水与钠的反应速率要缓和得多。反应的化学方程式为:2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑.注意:①钠原子能置换乙醇分子中羟基上的氢原子,但不能置换烃基上的氢原子。②1ml—OH与足量Na反应可产生0.5ml H2。③其他活泼金属如K、Ca、Mg、Al等也能与乙醇反应,放出氢气。
【例4】 下列物质中加入金属钠,不能产生氢气的是( )A.蒸馏水 B.苯C.无水酒精 D.乙二醇【解析】 乙醇和水都可以与钠反应,而乙二醇也属于醇类,分子内有两个羟基,也可以与钠发生反应。故选B。【答案】 B
相同质量的下列醇,分别和过量的金属钠作用,放出氢气最多的是( )A.甲醇 B.乙醇C.乙二醇 D.丙三醇【答案】 D
2.消去反应消去反应:有机化合物在适当的条件下,从一个分子中脱去一个小分子(如水、卤化氢等),而生成不饱和(含双键或三键等)化合物的反应。
【例5】 下列条件下能发生消去反应的是( )A.1-溴丙烷与NaOH醇溶液共热B.乙醇与浓H2SO4共热至140℃C.溴乙烷与NaOH水溶液共热D.乙醇与浓H2SO4共热至170℃【解析】 1-溴丙烷与NaOH醇溶液共热可以发生消去反应得到丙烯;而溴乙烷与NaOH水溶液共热发生的是水解反应;乙醇与浓H2SO4共热至140℃发生的是取代反应得到乙醚;乙醇与浓H2SO4共热至170℃发生消去反应得到乙烯。故选AD。【答案】 AD
醇与浓H2SO4在不同温度下反应时可生成烯或醚,下列醇与浓H2SO4作用只能生成醚的是( )A.CH3OH B.(CH3)2CHOHC.(CH3)3COH D.(CH3)3C—CH2OH【答案】 AD
1.乙醇和氢卤酸的反应醇与氢卤酸(HCl、HBr、HI)发生反应时,碳氧键发生断裂,羟基被卤素原子取代,生成相应的卤代烃和水。例如:
注意:通常用溴化钠和浓硫酸的混合物代替浓氢溴酸。此法是制备溴乙烷的一种方法:CH3CH2OH+NaBr+H2SO4―→CH3CH2Br+NaHSO4+H2O。
2.醇分子间脱水在浓硫酸存在时,加热到一定温度,醇可以发生分子间的取代反应:一个醇分子中的烃氧基(RO—)取代另一个醇分子中的羟基(—OH),生成醚和水。例如乙醇在浓硫酸作催化剂的情况下,加热到140℃时会生成乙醚和水。
3.醇和羧酸的反应——酯化反应
【例6】 下列物质不能经一步反应生成氯乙烷的是( )A.乙醇 B.乙烯C.氯乙烯 D.乙炔【解析】 A与HCl取代,B与HCl加成,C与H2加成,只有D不可能。故选D。【答案】 D
乙醇可以发生下列反应,在反应中乙醇分子断裂C—O键而失去羟基的是( )A.乙醇在浓H2SO4存在下发生消去反应B.乙醇与醋酸反应C.乙醇与氢卤酸的取代反应D.乙醇和金属钠的反应【答案】 AC
用浓硫酸跟分子式分别为C2H6O和C3H8O的醇所组成的混合液反应,可能得到的醚的种类有( )A.四种 B.五种C.六种 D.七种【答案】 C
3.醇的催化氧化实验:将弯成螺旋状的粗铜丝在酒精灯上灼热后,铜丝变黑,插入乙醇中,铜丝表面变红,产生刺激性气味的气体。发生反应的化学方程式为:
【例7】 某物质的分子式为C4H10O,它能被氧化生成具有相同碳原子数的醛,则该物质的结构可能有( )A.2种 B.3种C.4种 D.5种【解析】 根据醇氧化为醛的规律,只有含有两个α—H的醇(即含有—CH2OH结构)才可以氧化得到醛。可以将C4H10O改写成C3H7—CH2OH,则只需要判断出C3H7—有几种同分异构体即可。C3H7—有CH3CH2CH2—和(CH3)2CH—两种同分异构体,则该物质应有两种可能的结构。故选A。【答案】 A
有关催化剂的催化机理等问题可从“乙醇催化氧化实验”得到一些认识,其实验装置如右图所示。实验操作:预先使棉花团浸透乙醇并按照右图安装好;在铜丝的中间部位加热,片刻后开始有节奏(间歇性)地鼓入空气,即可观察到明显的实验现象。请回答以下问题:
(1)被加热的铜丝处发生反应的化学方程式为________。(2)A管中可观察到________的实验现象。从中可认识到,在该实验过程中催化剂起催化作用时参加了化学反应,还可认识到催化剂起催化作用时需要一定的________。(3)实验一段时间后,如果撤掉酒精灯,反应还能否继续进行?原受热的铜丝处有什么现象?为什么有这种现象?
有机反应中的氧化反应和还原反应的比较。①氧化反应:有机物燃烧属于氧化反应,许多有机物还能发生被其他氧化剂氧化的反应,生成其他类型的有机物。与无机物氧化反应的概念相比,有机化学中一般把有机物分子中加氧或去氢的反应叫氧化反应。a.燃烧氧化:在足量的氧气中,有机物燃烧后往往生成对应元素的最高价氧化物。
②还原反应:与氧化反应相反,有机物发生还原反应主要是指在反应过程中加氢或去氧的反应。其中加氢反应又属于加成反应。a.加氢还原:通常为不饱和有机物与H2的加成反应。如烯烃、炔烃、芳香族化合物、醛、酮等都可以发生加氢还原反应。b.去氧还原:高中有机化学中无典型反应。c.既加氢又去氧:如硝基苯还原为苯胺:
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