基础课时11　酚

必备知识

一、酚的概念及苯酚的分子结构与物理性质

1．酚的概念

芳香烃分子中苯环上的氢原子被羟基取代后的有机化合物称为酚。

2．苯酚的分子结构

提醒：由于苯酚分子中的O—H单键可旋转，羟基上的氢原子不一定与苯环共平面，故分子中至少有12个原子共平面，最多有13个原子共平面。

3．苯酚的物理性质

(1)苯酚是一种无色有特殊气味的晶体，熔点为40.9_℃。

(2)常温下，苯酚在水中的溶解度不大，温度高于65 ℃时，能与水互溶，易溶于有机溶剂。

(3)苯酚有毒，其浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性。若不慎沾到皮肤上，应立即用酒精清洗。

判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)实验时手指上不小心沾上苯酚，立即用70 ℃以上的热水清洗。                             (×)

(2)苯酚有毒，但其水溶液可用作消毒剂。 (√)

二、苯酚的主要化学性质

1．苯环对羟基的影响

2.羟基对苯环的影响

做苯酚与溴水反应实验时，溴水要过量，为什么？

提示：苯酚与溴水反应，溴水要过量，否则2,4,6­三溴苯酚会溶于过量苯酚中，观察不到白色沉淀。

3．显色反应

苯酚的稀溶液遇FeCl3溶液会立即显紫色。因而利用这一反应来进行酚类的鉴别。

5．氧化反应

常温下，苯酚易被空气中的氧气氧化而呈粉红色。

判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)苯酚与三氯化铁溶液反应生成紫色沉淀。 (×)

(2)苯酚钠溶液中通入二氧化碳不管多少，产物均为苯酚和碳酸氢钠。               (√)

(3)除去苯中的苯酚应加入过量的浓溴水再过滤。 (×)

从组成和结构上看，苯酚分子的不饱和程度很大，它与溴分子之间既可能发生取代反应也可能发生加成反应。怎样证明苯酚与浓溴水发生的反应是取代反应还是加成反应？

提示：如果是加成反应，则只有一种产物而且是有机物；如果是取代反应，则有HBr和一种有机物两种产物。其中，HBr易溶于水，在溶液中能完全电离。如果苯酚与溴水反应后的水溶液导电能力明显增强，或溶液的酸性明显增强，则表明反应有HBr生成，可证明苯酚与溴发生的反应是取代反应。

三、酚的用途

1．甲酚常用于制造有消毒作用的酚皂。

2．从葡萄中提取的酚可用于制造化妆品。

3．从茶叶中提取的酚可制备食品防腐剂和抗癌药物。

4．很多农药的主要成分也含有酚类物质。

情境探究

情境素材

自古以来，中国人就有饮茶的习惯，国内较早关于茶叶的研究来自唐代陆羽的《茶经》，《茶经》是中国乃至世界现存最早、最完整、最全面介绍茶的第一部专著，被誉为茶叶百科全书。茶叶中富含多种对人体有益的物质。茶多酚是茶叶中多羟基酚类化合物的复合物，由30多种酚类物质组成，其主体成分是儿茶素及其衍生物。茶多酚具有抗氧化、防辐射、抗衰老、降血脂、降血糖、抑菌抑酶等多种作用。儿茶素的结构简式如下：

合作探究

[问题1]　儿茶素中含有的官能团有哪些？

提示：儿茶素中含有的官能团有醚键、酚羟基、醇羟基。

[问题2]　1 mol儿茶素与氢氧化钠溶液反应，最多需要氢氧化钠的物质的量是多少？

提示：1 mol儿茶素中含有4 mol酚羟基，最多需要4 mol氢氧化钠。

[问题3]　向儿茶素中加溴水，1 mol儿茶素能与几摩尔溴单质反应？

提示：5 mol。

[问题4]　为什么酚羟基能与NaOH反应？为什么儿茶素中苯环上的H原子能被Br原子取代？

提示：由于苯环对—OH的影响使得—OH中的H原子活性增强。由于—OH对苯环的影响，使得苯环上某些H原子(—OH邻对位的H原子)变得活泼。

归纳总结

1．苯、甲苯、苯酚的比较

特别提醒：(1)苯酚溶液的酸性较弱，不能使酸碱指示剂变色。

(2)苯酚的酸性比碳酸弱，由于电离能力H2CO3＞＞HCO，所以与Na2CO3溶液反应生成 NaHCO3，而不与NaHCO3溶液反应放出CO2。向溶液中通入CO2，无论CO2过量与否，产物均是NaHCO3。

(3)酚类物质与溴反应时，酚羟基邻、对位上的氢原子都能被溴原子取代。

2．脂肪醇、芳香醇和苯酚的比较

特别提醒：(1)醇、酚均与金属钠反应，醇不与NaOH溶液和Na2CO3溶液反应，但酚能与NaOH溶液和Na2CO3溶液反应。

(2)同样的基团或原子，连在不同的其他基团上，其性质表现不同，是受其他基团影响的结果。如电离产生H＋的难易程度：R—OH＜H—OH＜C6H5—OH。

能力达成

1．(2021·浙江湖州中学高二下月考)下列事实不能用有机物分子内基团间的相互影响解释的是 (　　)

A．苯酚能跟溴水反应而苯不能

B．乙炔能跟溴水反应而乙烷不能

C．苯酚显弱酸性而乙醇不显弱酸性

D．苯在50～60 ℃时发生硝化反应而甲苯在30 ℃时即可发生反应

B　[B项，乙炔和乙烷的结构不同，乙炔含有碳碳三键，所以乙炔能跟溴水反应而乙烷不能，不能用有机物分子内基团间的相互影响解释。 ]

2．(2021·北京石景山高二上期末)某课外小组以苯酚、苯和乙醇性质的比较为例，实验探究分析有机化合物分子中的基团与性质的关系，以及基团之间存在的相互影响。

(1)苯酚、苯和乙醇物理性质比较(以水溶性为例)。

试分析苯酚、苯和乙醇水溶性差异的原因__________________

__________________________________________________________

________________________________________________________。

(2)实验发现苯不和氢氧化钠反应，理论计算与实验发现：室温下苯酚饱和溶液的pH≈5，此时所测蒸馏水的pH为5～6。考虑到空气中二氧化碳的影响，该小组认为需进一步实验以确认苯酚的酸性。

①写出苯酚与氢氧化钠反应的化学方程式_________________________________

____________________________________________________________________。

②证明苯酚显酸性的实验现象是_____________________________________

___________________________________________________________________。

(3)设计实验并结合实验现象证明苯酚中羟基对苯环的影响____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

_______________________________________________。(文字描述、画图等均可)

[解析]　(2)①苯酚与氢氧化钠溶液反应生成苯酚钠和水，化学方程式为＋NaOH―→＋H2O。

(3)苯只能和液溴在催化剂的作用下发生取代反应，而且只能取代一个氢原子。但受羟基的影响，苯酚可以和溴水在没有催化剂的作用下发生取代反应，而且是取代羟基邻位、对位上的3个氢原子，这说明受羟基的影响，苯环变得活泼。据此可以设计实验并结合实验现象证明苯酚中羟基对苯环的影响。

[答案]　(1)羟基是亲水基，烃基是憎水基，苯中没有亲水基，溶解度最小，憎水性苯基大于乙基，苯酚的溶解度比乙醇小

(2)①　②反应后Ⅰ的红色褪去，Ⅱ、Ⅲ中溶液红色均变浅，但不褪色

(3)取体积相同的苯和苯酚溶液分别滴入溴水，苯中出现分层，上层呈橙红色，下层呈无色；苯酚中出现白色沉淀，说明受羟基的影响，苯环变得活泼(答案合理即可)

知识脉络

随堂测评

1．下列关于苯酚的说法中，不正确的是(　　)

A．长时间暴露在空气中的苯酚会变为粉红色

B．有特殊气味

C．易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，不易溶于冷水

D．苯酚有毒，沾到皮肤上，可用浓NaHCO3溶液洗涤

D　[苯酚中含有的羟基易被氧化，长时间暴露在空气中的苯酚会变为粉红色，故A正确；苯酚具有特殊的气味，故B正确；苯酚易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，不易溶于冷水，故C正确；苯酚易溶于酒精，与碳酸氢钠不反应，苯酚有毒，沾到皮肤上，可用酒精洗涤，故D不正确。]

2．为了除去苯中混有的少量苯酚，下面的实验正确的是(　　)

A．在分液漏斗中，加入足量2 mol·L－1 NaOH溶液，充分振荡后，分液分离

B．在分液漏斗中，加入足量2 mol·L－1 FeCl3溶液，充分振荡后，分液分离

C．在烧杯中，加入足量的浓溴水，充分搅拌后，过滤分离

D．在烧杯中，加入足量冷水，充分搅拌后，过滤分离

A　[苯中混有苯酚，加入足量NaOH溶液后生成可溶于水的苯酚钠，且苯不溶于水，可用分液的方法分离，A正确；铁离子与苯酚生成的络合物与苯互溶，不能用分液的方法将二者分离，并且会引入新的杂质，B错误；加入足量浓溴水，生成三溴苯酚，三溴苯酚能溶于苯，不能用过滤的方法将二者分离，并且会引入新的杂质，C错误；加入足量冷水，苯与苯酚互溶，不能用过滤的方法将二者分离，D错误。]

3．下列反应能说明苯酚分子中由于羟基影响苯环使苯酚分子中苯环比苯活泼的是(　　)

A．①③　　　　　　　　 B．只有②

C．②和③   D．全部

B　[—OH对苯环的影响结果是使苯环上的H活泼性增强，更易发生取代反应。]

4．漆酚是我国特产漆的主要成分。下列说法中不属于漆酚性质的是(　　)

A．可以与三氯化铁溶液发生显色反应

B．可以使酸性高锰酸钾溶液褪色

C．可以与碳酸钠溶液反应放出二氧化碳

D．可以与溴水发生取代反应

C　[由漆酚的结构简式可推测，漆酚可与三氯化铁溶液发生显色反应，可被酸性高锰酸钾溶液氧化，也能与溴水发生取代反应。而酚类酸性极弱，故不能与Na2CO3溶液反应放出二氧化碳。]

5．含苯酚的工业废水的处理流程如图所示。

(1)①流程图设备Ⅰ中进行的操作是________(填操作名称)。实验室里这一步操作可以在________(填仪器名称)中进行。

②由设备Ⅱ进入设备Ⅲ的物质A是________(填化学式，下同)。由设备Ⅲ进入设备Ⅳ的物质B是________。

③在设备Ⅲ中发生反应的化学方程式为_______________________________

_________________________________________________________________。

④在设备Ⅳ中，物质B的水溶液和CaO反应后，产物是NaOH、H2O和________。通过________(填操作名称)操作，可以使产物相互分离。

⑤图中能循环使用的物质是________、________、C6H6和CaO。

(2)为了防止水源污染，用简单而又现象明显的方法检验某工厂排放的污水中有无苯酚，此方法是_________________________________________________

________________________________________________________________。

(3)为测定废水中苯酚的含量，取此废水100 mL，向其中加入浓溴水至不再产生沉淀，得到沉淀0.331 g，此废水中苯酚的含量为________mg·L－1。

[解析]　设备Ⅰ中废水和苯混合后分离出水，进行的操作是萃取、分液，实验室中可以用分液漏斗进行分液操作；设备Ⅱ中向苯酚和苯的混合液中加入NaOH溶液，目的是分离出苯，故物质A是苯酚钠溶液；在设备Ⅲ中通入CO2，分离出苯酚，故物质B是NaHCO3溶液；在设备Ⅳ中向NaHCO3溶液中加入CaO，生成NaOH、H2O、CaCO3，可通过过滤操作分离出CaCO3；在设备Ⅴ中CaCO3高温分解可得CO2和CaO。

(3)设每升废水中含苯酚x g，

解得x＝0.94，所以此废水中苯酚的含量为940 mg·L－1。

[答案]　(1)①萃取、分液　分液漏斗　

②C6H5ONa　NaHCO3

④CaCO3　过滤　⑤NaOH溶液　CO2

(2)向污水中滴加FeCl3溶液，若溶液呈紫色，则表明污水中有苯酚

(3)940