化学实验活动2 有机化合物中常见官能团的检验第2课时学案

第三章 烃的衍生物

第二节　醇　酚

第2课时　酚

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1.通过认识酚分子中羟基连接方式的不同，了解苯酚的主要性质，理解羟基和苯环的相互影响，形成物质结构决定性质的核心理念。

2.通过苯酚性质的学习，了解苯酚及酚类毒性及其对环境的危害，要合理应用。

教学过程

一、酚的概念及其代表物的结构

1．酚的概念

酚是羟基与苯环直接相连而形成的化合物。

如：、和

2．苯酚的分子结构

3．苯酚的物理性质

二、苯酚的化学性质

1．弱酸性

实验探究

根据实验现象，完成下列反应的化学方程式：

试管②：＋NaOH―→＋H2O。

试管③：＋HCl―→＋NaCl。

试管④：＋CO2＋H2O―→＋NaHCO3。

2．取代反应

实验探究

实验步骤：向盛有少量苯酚稀溶液的试管中滴加过量的饱和溴水。

现象：有白色沉淀生成。

反应的化学方程式：

＋3Br2―→＋3HBr，在此反应中，苯酚分子中苯环上的氢原子被溴原子取代，发生了取代反应。

3．显色反应

实验探究

实验过程：在少量苯酚溶液中滴加氯化铁溶液。

现象：溶液显紫色。

4．氧化反应

苯酚是无色晶体，但放置时间过长往往显粉红色，其原因是部分苯酚被空气中的氧气氧化。

5．苯、苯酚与Br2反应的比较

6.脂肪醇、芳香醇和酚的比较

【归纳总结】

有机分子内原子或原子团的相互影响

(1)链烃基对其他基团的影响

甲苯的硝化反应产物是三硝基甲苯，而同样条件下的苯的硝化反应只能生成一硝基苯。

(2)苯环对其他基团的影响

①水、醇、苯酚提供氢离子的能力大小：R—OH<H—OH<C6H5—OH。

②烷烃和苯均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而苯的同系物可使酸性高锰酸钾溶液褪色。

(3)羟基对其他基团的影响

①羟基对C—H的影响：使和羟基相连的C—H更不稳定。

②羟基对苯环的影响：使苯环邻、对位上的氢原子更易被取代。

课时训练

1．葡酚酮是由葡萄籽提取的一种花青素类衍生物(结构简式如图)，具有良好的抗氧化活性.下列关于葡酚酮叙述错误的是

A．不能使酸性重铬酸钾溶液变色 B．分子中有2种杂化轨道类型的碳原子

C．能与Na2CO3水溶液发生反应 D．可发生水解反应

2．黄芩是一种常用中药，有泻实火，除湿热，止血等功效。其中有效成分之一是白杨素，白杨素的结构简式如图所示。下列有关白杨素的叙述错误的是

A．白杨素的分子式为 B．1mol白杨素最多能与发生取代反应

C．白杨素能与溶液发生显色反应 D．白杨素分子中不存在手性碳原子

3．下列说法中，正确的是

A．对二甲苯的一氯代物有2种

B．在过量的苯酚溶液中滴加少量溴水，未见到白色沉淀，苯酚失效

C．lmol最多能与4molNaOH反应

D．的同分异构体中有醇、酚、酯等类别

4．下列关于物质用途的说法不正确的是

A．酚类化合物有毒，不能用于杀菌消毒

B．乙二醇可用于配制汽车防冻液

C．部分卤代烃可用作灭火剂

D．甲醛的水溶液可用于防腐

5．有机物结构理论中有一个重要的观点:有机化合物分子中,原子(团)之间相互影响,从而导致化学性质不同。以下事实中,不能说明此观点的是

A．苯与溴水不反应,而苯酚可与溴水发生取代反应

B．甲烷不能使酸性高锰酸钾褪色,而甲苯能被氧化生成苯甲酸

C．乙烷不能使酸性KMnO4溶液褪色,而乙烯可以

D．乙醇不与氢氧化钠溶液反应,而苯酚可以

6．下列装置所示的实验中，能达到实验目的的是

A．除去Cl2中混有的HCl杂质 B．比较碳酸与苯酚酸性强弱

C．验证石蜡油分解的产物含有不饱和烃 D．熔化Na2CO3固体

7．异鼠李素的结构简式如图所示。当与等量该有机物反应时，最多消耗Br2、Na、NaOH的物质的量之比为

A．1:1:1 B．4:4:3 C．5:4:3 D．3:5:1

8．芹菜中的芹黄素具有抗肿瘤、抗病毒等生物学活性，其熔点为347~348℃，结构简式如图所示。下列关于芹黄素的说法不正确的是

A．常温下为固体，需密封保存

B．可以发生加成反应、取代反应、氧化反应

C．1mol芹黄素最多能与溴水中的5mol Br2发生反应

D．1mol芹黄素最多能与7molH2发生加成反应

9．将煤焦油中的苯、甲苯和苯酚进行分离,可采取如图所示方法和操作：

(1)写出物质①和⑤的化学式：①_______；⑤_______。

(2)写出分离方法②和③的名称：②_______；③_______。

(3)混合物中加入溶液①反应的化学方程式为_________；

(4)下层液体④通入气体⑤反应的化学方程式为__________。

10．乙基丹皮酚肟胺基醇醚衍生物(H)具有很好的抗血小板聚集活性，是良好的心脑血管疾病的治疗药物。

已知：①

②

③

请回答：

(1)E中含有的官能团名称为___________。

(2)丹皮酚的结构简式为___________；

(3)下列说法不正确的是___________。

A．乙基丹皮酚肟胺基醇醚衍生物H的分子式为C21H34O3N3

B．物质B可能溶于水，且能与盐酸反应生成有机盐

C．D→E和G→H的反应类型均为取代反应

D．物质C能使浓溴水褪色，而且1molC消耗4molBr2

(4)写出F→G的化学方程式___________。

(5)写出满足下列条件的所有同分异构体的结构简式___________。

①含有六元含氮杂环；②无N-N键；③1H-NMR谱显示分子中含有4种氢原子。

(6)阿司匹林也具有抑止血小板凝聚的作用。结合题给信息，请以硝基苯和乙酸酐为原料设计合理的路线制备阿司匹林()。(用流程图表示，无机试剂任选)___________。

答案解析

1．A

【详解】

A．分子中含有碳碳双键，可以被酸性重铬酸钾溶液氧化，使其变色，A错误；

B．苯环、双键上的碳原子为sp2杂化，亚甲基、次甲基中的碳原子为sp3杂化，B正确；

C．分子中存在酚羟基和羧基，可以与Na2CO3溶液反应，C正确；

D．分子中含有酯基，可以发生水解反应，D正确；

综上所述答案为A。

2．B

【详解】

A．白杨素中两个苯环，一个羰基，一个碳碳双键，共15个C原子；根据C原子连四根键，H连一根键，没注明的拐点处用H原子补，共计10个H原子；4个氧原子，其分子式为，故A正确；

B．酚羟基的邻位和对位能与溴取代，1mol H原子消耗1mol Br2；另一个苯环上的H原子均能与Br2发生取代反应，共计5mol，故1mol白杨素可以与7mol Br2发生取代反应，故B错误；

C．白杨素中有酚羟基，可以与溶液发生显色反应，故C正确；

D．手性碳是指连在同一个C原子上的四个基团或原子完全不同，白杨素中不存在同一个C原子连四个基团的情况，即没有手性碳原子，故D正确；

故选B。

3．A

【详解】

A．对二甲苯是对称结构，两个甲基上的氢有1种，苯环上的氢有1种，故其一氯代物有2种，故A正确；

B．在过量的苯酚溶液中滴加少量溴水，生成的三溴苯酚溶于过量的苯酚，所以见不到白色沉淀，故B错误；

C．酚羟基、酯基能与氢氧化钠反应，1mol最多能与3molNaOH溶液反应，故C错误；

D．分子中只有一个氧原子，不能形成酯类物质，故D错误。

故答案：A。

4．A

【详解】

A．苯酚有毒，但是苯酚广泛应用于医药领域，医学上使用1%～5%的苯酚水溶液进行器械消毒排泄物处理，苯酚还可以用于皮肤的杀菌（香皂用品中往往含有苯酚钠），A项错误；

B．向水中加入乙二醇之后，水的凝固点降低了，从而起到防冻的作用，B项正确；

C．部分卤代烃不可燃烧，比如CCl4，该物质是四氯化碳灭火器的主要物质，C项正确；

D．35%-40%的甲醛水溶液叫福尔马林，医学和科研部门常用于标本的仿防腐保存，D项正确；

答案选A。

5．C

【详解】

A．羟基影响苯环，苯环上的邻位、对位氢原子易取代，苯不含羟基，与溴水不反应，与液溴反应则需要铁作催化剂，可说明原子与原子团间的相互影响会导致物质的化学性质不同，故A不选；

B．甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而甲基环己烷不能，说明苯环对甲基有影响，故B不选；

C．乙烯含有碳碳双键，乙烷为稳定结构，二者结构不同，性质不同，与原子团的影响无关，故C选；

D．苯环对酚羟基影响的结果是酚羟基具有酸性，可与氢氧化钠溶液反应，故D不选。

答案选C。

6．C

【详解】

A．除去Cl2中混有的HCl杂质时，装置导管应长进短出，A不能达到实验目的；

B．盐酸具有挥发性，挥发的盐酸可使苯酚钠生成苯酚，则不能通过此装置比较碳酸与苯酚酸性强弱，B不能达到实验目的；

C．不饱和烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而烷烃无此性质，能通过此装置验证石蜡油分解的产物含有不饱和烃，C能达到实验目的；

D．瓷坩埚中含有SiO2，在高温下会和Na2CO3反应，不能用瓷甘锅熔化Na2CO3固体，D不能达到实验目的；

答案为C。

7．B

【详解】

分子中含有3个酚羟基，1个碳碳双键，其中1mol有机物可与3mol溴发生取代反应，与1mol溴发生加成反应，共4mol溴；含有4个羟基，可与4molNa反应，含有3个酚羟基，可与3molNaOH反应，最多消耗Br2、Na、NaOH的物质的量之比为4：4：3，故选B。

8．D

【详解】

A．熔点为347℃～348℃，则常温下为固体，含有酚羟基，易被氧化，应密封保存，故A正确；

B．由可知，苯环、羰基和碳碳双键可发生加成反应，苯环上可发生取代反应，含有酚羟基，易被氧化，可发生氧化反应，故B正确；

C．由可知，与溴水能发生取代反应的位置只能是酚羟基的邻对位，如，与溴水能发生加成反应的有碳碳双键，则1mol芹黄素最多能与溴水中的5mol Br2发生反应，故C正确；

D．由可知，苯环、羰基和碳碳双键均可与H2发生加成反应，有二个苯环，一个羰基，一个碳碳双键，则1mol芹黄素最多能与8molH2发生加成反应，故D错误；

答案为D。

9．NaOH    CO2    分液    蒸馏           

（1）根据甲苯、苯和苯酚的性质选取试剂，甲苯、苯和氢氧化钠不反应，苯酚具有酸性能和氢氧化钠反应生成可溶性的苯酚钠，所以可以用氢氧化钠溶液将苯酚和甲苯、苯分离；苯酚的酸性比碳酸还弱，苯酚钠能和二氧化碳、水反应生成苯酚，所以选取二氧化碳将苯酚钠转化为苯酚，故答案为：NaOH；CO2；

（2）互不相溶的液体采用分液的方法分离，互溶的液体采用蒸馏的方法分离，苯酚钠和苯、甲苯是不互溶的液体，所以采用分液的方法分离，苯和甲苯是互溶的液体，所以采用蒸馏的方法分离，故答案为：分液；蒸馏；

（3）苯酚能和氢氧化钠反应生成苯酚钠和水，反应方程式为：，故答案为：；

（4）苯酚钠能和二氧化碳、水反应生成苯酚和碳酸氢钠，反应方程式为：，故答案为：。

10．醚键、羰基        AD    +BrCH2CH2CH2CH2BrHBr+    、       

【详解】

苯硝化得到A，从A的分子式可以看出，A是苯分子中的两个氢原子被硝基取代后的生成物，根据已知①，结合后面物质的结构简式可确定两个硝基处于间位，即A为，A发生还原反应得到B，A中的两个硝基被还原为氨基，则B为；分析C的分子式可知，C的结构简式为；C和乙酸发生取代反应，苯环上的一个氢原子被-COCH3取代，得到，和(CH3)2SO4在碳酸钾的作用下反应生成丹皮酚，丹皮酚又和CH3CH2Br在NaOH醇溶液作用下得到E，根据E的结构简式和的结构简式，结合丹皮酚的分子式可知，丹皮酚是中处于-COCH3对位的羟基上的氢原子被甲基取代的生成物，所以丹皮酚的结构简式为；丹皮酚中的羟基上的氢原子被乙基取代得到E；E发生已知②的第一个反应生成F，F的结构简式为，F与溴代烃X在DMF存在发生已知②的第二个反应生成G，F中的羟基上的氢原子被-CH2CH2CH2CH2Br取代生成G，则溴代烃X为BrCH2CH2CH2CH2Br，G中的溴原子被取代生成H。(1)根据有机物E的结构简式可知，E中含有的官能团名称醚键、羰基；(2)根据分析可知丹皮酚的结构简式为；(3)根据乙基丹皮酚肟胺基醇醚衍生物H的结构简式可知其分子式为C21H35O3N3，A错误；物质B为，含有氨基，氨基属于亲水基，显碱性，可能溶于水，且能与盐酸反应生成有机盐，B正确；D→E是溴乙烷中的-CH2CH3取代了酚羟基中的氢原子；G中的溴原子被取代生成H，C正确；物质C为，能与浓溴水发生取代反应，溴原子主要在苯环上羟基的邻对位发生取代，而且1molC消耗3molBr2，D错误；故选AD．(4)有机物F与BrCH2CH2CH2CH2Br发生取代反应生成G，化学方程式为：+BrCH2CH2CH2CH2BrHBr+；(5)的分子式为C6H14N2，其同分异构体满足：①含有六元含氮杂环，②无N-N键，所以六元环可能为、或；③1H-NMR谱显示分子中含有4种氢原子，说明结构对称，则满足条件的有：、；(6)根据题给已知①可知，硝基变为羟基，需要先把硝基还原为氨基，然后与氯化氢、水并加热220℃条件下变为酚羟基，苯酚变为苯酚钠后再利用已知③、酸化后生成邻羟基苯甲酸，最后邻羟基苯甲酸与乙酸酐反应生成阿司匹林，合成路线为：

。