3.2.1乙醇及醇 课件 2024-2025学年高二化学人教版（2019）选择性必修3

第 三 章 烃 的 衍 生 物 第 二 节　 醇 酚 第 1 课 时 醇 化学与生活 你知道吗 在日常生活中，我们看到有些人喝酒后，会产生脸部变红、呕吐、昏迷等醉酒症状；有些人喝了一定量的酒，却并不会出现上述症状。这是什么原因造成的呢? 学习 目标 1.掌握乙醇的组成、结构和主要化学性质。 2.掌握醇类的取 代反应、消去反应和氧化反应的原理。 3.了解醇类的结构特征、一般通性和几种典型醇的用途。 CH3CH2OH CH3CHCH3 OH CH2=CH-OH（乙烯醇） CH3CHO （乙醛） 歇后语：苯环上挂羟基装“醇” ＋ H2O 一．醇 1.定义：羟基与饱和碳原子直接相连的化合物称为醇。 2.官能团：羟基(—OH) 3.结构： (R1、R2、R3为H或烃基) 注意：①羟基(-OH)与苯环碳直接相连的化合物叫酚类。 ②−OH不能连在不饱和C上，如果连在不饱和双键碳或三键碳上不稳定。 ③同一个C上，连有两个或多个−OH的醇不稳定，能发生分子内脱水。 4.醇的分类 按羟基所连烃基种类: 按羟基数目: 脂肪醇 脂环醇 芳香醇 一元醇 二元醇 CH3OH 按烃基是否饱和: 饱和醇 不饱和醇 CH2=CHCH2-OH CH3CH2CH2OH 多元醇 CH3CH2OH CH2OH CH2OH 补充： 饱和一元醇：由烷烃所衍生的一元醇，叫做饱和一元醇，如甲醇、乙醇等，它们的通式是CnH2n+1OH或CnH2n+2O，可简写为R—OH。 甲醇: 又称木精或木醇；无色、具有挥发性的液体，易溶于水，沸点65℃，有毒。误服会损伤视神经，甚至致人死亡。是十分重要的有机化工原料，也可用作燃料。 乙二醇:做汽车防冻液。防冻原理：乙二醇冰点是-11.5℃，能与水任意比例混合，混合后由于改变了冷却水的蒸气压，冰点显著下降。 薄荷醇： 丙三醇（甘油）：可做防冻剂、润滑剂,可制成硝化甘油(烈性炸药)。丙三醇，又名甘油，具有极强的吸湿性，可以在皮肤表面形成一层甘油薄膜，防止皮肤内水分流失，还可以吸收空气中的水分来滋润皮肤，防止冻裂。 (1)选主链，称某醇:选含−OH的最长碳链为主链，根据主链碳数称某醇。 (2)编位号，定支链:从离羟基最近的一端开始编号，距离相同时，使取代基位次和最小。 (3)写名称: 按取代基位置−(取代基个数)取代基名称−羟基位置−母体(羟基个数)写名称。 (注意：羟基不是取代基)，主链称为某醇，羟基的个数用“二”、“三”等表示。 2—甲基—1—丙醇 2—丁醇 5、醇的命名 CH2—OH CH2—OH 1,2-乙二醇 练习：命名下列有机物 CH3 CH C CH3 OH OH CH2CH3 (1) OH CH3 CH CH2 CH CH3 C2H5 CH3 CH CH2 CH2OH CH3 (2) (3) 3-甲基-1-丁醇 5-甲基-3-己醇 3-甲基-2，3-戊二醇 (4) 2-甲基-3-苯基-1-丙醇 醇类的同分异构体现象可有： （1）碳链异构 （2）羟基的位置异构 （3）官能团异构:同分子式醇与醚互为异构。 6. 醇的同分异构体 如：乙醇与二甲醚 练习：写出C4H10O的所有同分异构体 4 醇 + 3 醚 C5H12O ? 8 醇 + 6 醚 名称 结构简式 熔点/℃ 沸点/℃ 状 态 水中溶解度 甲醇 CH3OH －97 65 乙醇 CH3CH2OH －117 79 正丙醇 CH3CH2CH2OH －126 97 正丁醇 CH3CH2CH2CH2OH －90 118 正戊醇 CH3CH2CH2CH2CH2OH －79 138 十八醇 CH3(CH2)17OH 59 211 几种醇的熔、沸点 液 体 油状液体 蜡状固体 可部分溶于水 难溶于水 能与水以任意比例互溶 结论： (通常C1—C11:液态；C12以上：无色蜡状固体) 在水中的溶解度随碳原子数的增加而降低 饱和一元醇的熔、沸点随碳原子数的增加而升高。 烃基越大，憎水基占比例大，削弱了-OH的亲水作用，因而水溶性降低 名称 结构简式 相对分子量 沸点/℃ 甲醇 CH3OH 32 65 乙烷 CH3CH3 30 －89 乙醇 CH3CH2OH 46 79 丙烷 CH3CH2CH3 44 －42 正丙醇 CH3CH2CH2OH 60 97 正丁烷 CH3CH2CH2CH3 58 －0.5 相对分子质量相近的醇与烷烃的沸点比较 结论： 相对分子质量相近时，醇比烷烃的沸点远高得多 醇分子间存在氢键，增强了分子间的作用力。 甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇等低级醇可与水以任意比例混溶。 碳原子少的低级醇不仅分子间易形成氢键,它们与水分子间也能形成氢键！ 含相同碳原子数、不同羟基数的醇的沸点比较 名称 分子中羟基数目 沸点/℃ 乙醇 1 78.5 乙二醇 2 197.3 1-丙醇 1 97.2 1，2-丙二醇 2 188 1，2，3-丙三醇 3 259 碳原子数相同时，羟基越多，醇的沸点越高 结论： 1、沸点： (2)相对分子质量相近的低级醇和烷烃相比，低级醇的沸点远远 烷烃。 (1)饱和一元醇，随碳原子数增加，熔、沸点升高 (3)碳原子数相同时，羟基越多，醇的沸点越高 二、醇的物理性质 高于 2、溶解性：烃基是憎水基，−OH是亲水基。所以，烃基碳数越多，越难溶于水；羟基越多，越易溶于水。 (2)4－11个碳的醇为油状液体，部分溶于水 (3)C12以上的醇为无色固体，不溶于水 3、醇的密度：均小于水，且随C数目的增多而增大 (1)甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇等低级醇可与水以任意比例混溶(因为氢键)。随着烷基增大，醇的溶解度减小。 硫粉 名称 性质 用途 甲醇 无色透明、易挥发的液体；能与水及多种有机溶剂混溶；有毒、误服少量(10 mL)可致人失明，多量(30 mL)可致人死亡 化工原料、燃料 丙三醇 无色、黏稠的液体，有甜味、能与水混溶，能显著降低水的凝固点 发动机防冻液的主要化学成分，也是合成涤纶等高分子化合物的主要原料 无色、黏稠、具有甜味的液体，能与水以任意比例混溶，具有很强吸水能力 吸水能力—配制印泥、化妆品；凝固点低—作防冻剂；三硝酸甘油酯俗称硝化甘油—炸药等 几种常见醇的物理性质 乙二醇 C—O—H 键具有较强的极性，易断裂。 对比:乙烷与乙醇结构有何不同？ 导致化学性质有何不同 ？ δ＋ δ－ δ＋ δ－ δ＋ δ＋ O—H容易断裂，使羟基中的氢原子被取代；同样C—O也易断裂，使羟基被取代或脱去，从而发生取代反应或消去反应。 ①与活泼金属的置换反应 2CH3CH2OH + 2Na 2CH3CH2ONa + H2↑ 回顾：乙醇的化学性质 现象：先沉后浮，不熔、不游、不响，反应缓慢 乙醇-OH上的H不如H-OH中H原子活泼。 该反应为置换反应 碱性： CH3CH2ONa > NaOH 2CH3CH2OH + Mg→(CH3CH2O)2Mg +H2↑ K、Ca、Mg、Al等也可与乙醇反应 乙醇镁 ②氧化反应 a.燃烧: b.催化氧化: c.被酸性KMnO4或K2Cr2O7溶液氧化成CH3COOH CH3CH2OH + 3O2 2CO2 + 3H2O 点燃 2 C2H5OH＋O2 2CH3CHO ＋2H2O 红色变为黑色，黑色又变为红色，液体产生特殊气味（乙醛） 现象： 2Cu＋O2 2CuO △ CH3CH2OH＋CuO → CH3CHO＋Cu＋H2O △ CH3CH2OH CH3CHO CH3COOH 氧化 氧化 紫红色（MnO4-） 无色（Mn2＋） 常见的强氧化剂： KMnO4酸性溶液： K2Cr2O7酸性溶液： 　　 　 橙红色（ Cr2O72－ ） 绿色（Cr3＋） ③取代反应 a.酯化反应：酸脱羟基醇脱氢 浓硫酸 ∆ CH3−C−OH＋H18O−C2H5 CH3−C−18O−C2H5＋H2O O O 导管末端为什么不能插入饱和Na2CO3溶液中？ 防止溶液倒吸 饱和Na2CO3溶液的作用是什么？ 中和乙酸、吸收乙醇、降低酯的溶解度，便于分层。 长导管的作用是什么？ 导气、冷凝 加热、碎瓷片的作用是什么？ 加快反应速率、防止暴沸 思考与交流: 乙醇酯化反应的实验问题 乙醇、乙酸、浓硫酸三种试剂在添加时要注意什么? 一试管中加入3ml乙醇,边振荡试管边慢慢加入2ml浓硫酸和2ml乙酸 硝化甘油用途： 制作炸药、医药上用作血管扩张药，治疗冠状动脉狭窄引起的心绞痛 硝化甘油(属于酯类)的制备： CH2 - OH CH2 - OH CH - OH CH2 – O—NO2 CH2 – O—NO2 CH – O—NO2 + 3HO—NO2 + 3H2O “诺贝尔炸药” 浓硫酸 ∆ c.分子间脱水成醚： CH3CH2-OH + H-OCH2CH3 CH3CH2-O-CH2CH3 + H2O 浓H2SO4 140℃ CH3CH2OH + HX → CH3CH2X + H2O △ b.和浓的氢卤酸共热： 实质:卤原子取代羟基，-OH和H生成水 实质:一醇出羟基，一醇出氢 乙醚：无色液体、易挥发，有特殊气味，有麻醉作用，微溶于水，易溶于有机溶剂，乙醚一种优良溶剂。 两个烃基通过一个氧原子连接起来的化合物叫做醚。 醚的结构: R-O-R’，R和R’表示烃基，可相同，也可不同。 饱和一元醚的通式：CnH2n＋2O (n≥2) ④消去反应(分子内脱水)： HCH2CH2OH CH2＝ CH2↑＋H2O 浓H2SO4 170℃ 酸性KMnO4 NaOH溶液 溴的四氯化碳 混合液 碎瓷片 温度计 实验步骤： (1)如图所示，在圆底烧瓶中加入乙醇和浓硫酸(体积比约为1:3)的混合液20 mL； (2)放入几片碎瓷片，以避免混合液在受热时暴沸； (3)加热混合液，使液体温度迅速升到170℃； (4)将生成的气体先通入氢氧化钠溶液除去杂质，再通入酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液中，观察实验现象。 实验现象： 圆底烧瓶内剧烈反应，酸性高锰酸钾溶液褪色，溴的CCl4溶液褪色。 混合乙醇和浓硫酸时应如何操作? 为什么要加人碎瓷片? 为什么反应过程中溶液会变黑? 为什么要将生成的气体先通入NaOH溶液(写出相应的化学方程式)? 用NaOH除去乙烯中混有的CH3CH2OH、SO2、CO2气体。 思考与讨论： ——浓硫酸缓慢加入乙醇中 ——防止暴沸 浓硫酸催化，同时还将无水乙醇氧化生成碳的单质等(黑色)。 Δ C2H5OH＋2H2SO4(浓)　 2C＋2SO2↑＋5H2O Δ C＋2H2SO4(浓)　 CO2↑＋2SO2↑＋2H2O 温度计的位置:温度计水银球要置于反应物的液面下，因为需要测量的是反应物的温度。 酒精与浓硫酸体积比为何要为1∶3？ 浓硫酸是催化剂和脱水剂，保证浓硫酸的浓度才能脱水。 为何要使液体温度迅速升到170℃？ 因为无水乙醇和浓硫酸混合物在170℃的温度下主要生成乙烯和水，140℃会有副反应。 加热后，浓硫酸催化无水乙醇生成乙烯。 酸性KMnO4溶液和溴的CCl4溶液褪色说明了什么? 思考:结合乙醇分子中化学键的极性，推测上述反应过程中化学键的断裂和形成特点。 三、醇类的化学性质 (与乙醇相似) 2 6 2 3 1.与Na反应： 2R－OH + 2Na → 2R－ONa + H2↑ 练习：请分别写出乙二醇、丙三醇与钠反应方程式 一元醇 R-OH 二元醇 三元醇 1 ∶ 0.5 H2 H2 H2 1 ∶ 1.5 1 ∶ 1 规律：醇分子中-OH的总数目与生成H2的数目之比为2：1 2.氧化反应 （1）能燃烧生成CO2和H2O （2）在Cu/Ag作催化剂时，能被氧化为醛或酮 + O=O 2 生成醛或酮 + 2 H2O 2 Cu △ （3）能被KMnO4酸性溶液或K2CrO7酸性溶液氧化 催化氧化的规律： ①与-OH直接相连的C原子上没有H原子的，不能催化氧化。 ②与-OH直接相连的C原子上有2个H原子的，氧化成醛。 ③与-OH直接相连的C原子上有1个H原子的，氧化成酮。 -OH直连C上，无H不氧化，1H酮，2H醛。 醇被酸性高锰酸钾、重铬酸钾溶液等强氧化剂氧化的规律：-OH直连C上，无H不氧化，1H酮，2H酸。 练习：完成反应 Cu / Ag 叔醇 伯醇 ＋ O2 仲醇 3.取代反应 以2-丙醇( )为例写出下列反应方程式 (1)与浓的氢溴酸反应 (2)分子间脱水成醚 浓硫酸 140℃ （3）与乙酸的酯化反应 浓硫酸 △ 4.消去反应 (1)反应条件： 浓硫酸，加热 （只有乙醇消去浓硫酸和170℃） (2)结构要求：与羟基直接相连C原子的相邻C上必须有H，无相邻C或相邻C上无H的不能发生消去反应，当有多个产物时，以“H少消H”为主。 浓硫酸 △ 练习：下列醇能否发生消去反应？ A、CH3OH C、CH3－C－CH2－OH CH3 CH3 E、CH3－CH2－CH－CH3 OH F 、 D 、 CH3－CH=CH－CH3 CH3－CH2－CH=CH2 CH2=CH－CH3 若能，请写出有机产物的结构简式： (主产物) B、 思考与讨论：乙二醇在浓硫酸作用下加热，可能会生成哪些产物？ 分子内脱水: 浓H2SO4 △ + H2O + 2H2O CH≡CH↑ 分子内脱去一分子水：生成乙醛、环氧乙烷 分子内脱去二分子水：生成乙炔 浓H2SO4 △ + H2O 浓H2SO4 △ 分子间脱水: 1,4-二氧六环乙醚 n HOCH2CH2O-H  + n H2O 高聚醚 浓H2SO4 △ 2 +2 H2O 浓硫酸 二元醇发生消去反应后可能生成醛或酮， ①CH3CHOHCH2OH ②CH3CH(OH)CH(OH)CH3 分析下列二元醇发生消去反应之后，可能的产物。 CH3CH≡CH CH3C≡CCH3 CH2=CH-CH=CH2 CH3COCH3 CH3CH2CHO 还可能在有机物中引入碳碳三键或两个碳碳双键等。 思考与讨论： 硫粉 注意：有机物的氧化反应、还原反应的含义 加 O 或去 H 为氧化； 去 O或加 H为还原。 Lavf57.25.100 $$