内容正文:
第二单元 醇 酚
第1课时 醇的性质和应用
目标与素养:1.了解醇的组成、结构和分类。(宏观辨识与微观探析)2.理解乙醇的主要化学性质及其应用。(宏观辨识与微观探析)
一、乙醇的结构与性质
1.结构
乙醇的分子式C2H6O,结构简式CH3CH2OH,官能团—OH(羟基)。
2.物理性质
乙醇是一种无色,有特殊香味的液体,密度比水小。沸点低,易挥发。乙醇能与水任意比互溶,乙醇是一种重要的有机溶剂。
3.乙醇的化学反应与乙醇分子中化学键的断裂
乙醇结构式及化学键
(1)乙醇与活泼金属如Na的反应,化学方程式为
2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑,e键断。
(2)乙醇与氢卤酸如HBr的反应,化学方程式为
CH3CH2OH+HBrCH3CH2—Br+H2O,d键断。
R—OH与HX反应方程式为R—OH+HXR—X+H2O,可用于制卤代烃。
(3)乙醇的脱水反应
①分子内脱水(属于消去反应)化学方程式为CH3CH2OHCH2===CH2↑+H2O,a、d键断,可用于实验室制乙烯。浓硫酸作用为催化剂和脱水剂。
②分子间脱水(属于取代反应)化学方程式为2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O,d、e键断,可用于实验室制乙醚。浓硫酸作用为催化剂和吸水剂。
说明:乙醇脱水反应除了用浓硫酸作催化剂外,也可用Al2O3(400_℃左右)或P2O5等作催化剂。
(4)乙醇的催化氧化(Cu或Ag作催化剂)方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,c、e键断,可用于制乙醛。
乙醇与HBr反应的装置图中,长导管、试管Ⅱ和烧杯中的水起到了什么作用?
[提示] 对溴乙烷起到冷凝作用,试管Ⅱ中的水还可以除去溴乙烷中的乙醇。
二、醇类
1.醇的分类
根据分子中的醇羟基的数目,可将醇分为一元醇、二元醇、三元醇等。一般将二元以上的醇统称为多元醇。
2.常见的醇及应用
(1)甲醇:结构简式为CH3OH,俗称木精或木醇,是无色透明的液体,有剧毒。
(2)乙二醇:结构简式为(),无色、黏稠的液体。乙二醇的水溶液凝固点很低,可作汽车发动机的抗冻剂。
(3)丙三醇:结构简式为,俗称甘油,是无色、黏稠、有甜味的液体,吸湿性强,有护肤作用,是重要的化工原料。
丙三醇与硝酸反应生成硝化甘油的方程式为
。
说明:①当羟基与碳碳双键或碳碳叁键相连时,容易发生异构化,如羟基与碳碳双键相连时会转化为醛或酮。
②同一碳原子上连接两个或两个以上羟基的化合物不稳定。
3.醇类的性质
醇的性质一般有①与活泼金属(如Na)反应;②与HX反应生成卤代烃;③分子内脱水(生成烯烃)和分子间脱水(生成醚);④氧化反应;⑤酯化反应等。
(1)甲醇、乙二醇、丙三醇是否互为同系物,为什么?
[提示] 不是。三者官能团数目不同,并不是相差几个CH2原子团。
(2)符合CnH2n+2O(n≥1)这一通式的有机物一定属于醇吗,为什么?
[提示] 不一定。醚也符合该通式。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)羟基与烃基相连的化合物一定是醇。( )
(2)从碘水中提取单质碘时,不能用无水乙醇代替CCl4。( )
(3)乙醇的分子间脱水和分子内脱水都属于消去反应。( )
(4)乙醇既能发生消去反应生成乙烯又能催化氧化生成乙醛。( )
[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)√
2.下列乙醇的化学性质中与羟基无关的是( )
A.跟金属钠反应
B.在足量氧气中完全燃烧生成CO2和H2O
C.在浓H2SO4存在时发生消去反应,生成乙烯
D.当银或铜存在时跟O2发生反应,生成乙醛和水
B [解答本题要明确乙醇的分子结构与性质的关系。结合乙醇在发生反应时的断键方式分析,可知只有断裂其分子中的碳氧键或氢氧键,才符合题意。乙醇在O2中完全燃烧生成CO2和H2O,说明乙醇分子中含有碳元素和氢元素,与是否含有羟基无关。]
3.丙烯醇(CH2===CH—CH2OH)催化氧化的方程式为_______________,与乙酸酯化的方程式为__________________。
[答案] 2CH2===CH—CH2OH+O22CH2===CHCHO+2H2O
CH3COOH+CH2===CHCH2OHCH3COOCH2CH===CH2+H2O
醇的消去反应与分子间脱水反应
1.醇的消去反应(分子内脱水)
RCH2CH2OHRCH===CH2↑+H2O
(1)条件:在浓硫酸、P2O5、Al2O3(400 ℃左右)等催化剂的作用下加热。
(2)机理:羟基与β碳上的一个氢原子以水的方式脱去形成C===C等不饱和键。并不是所有的醇都能发生消去反应,只有在醇分子中存在β碳原子且β碳原子上有氢原子时,才能够发生消去反应。
(3)实验(以乙醇为例)
①利用P2O5(或