3.2.3苯酚及酚 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2节 醇酚 第3课时 苯酚和酚 1.通过认识酚的结构,了解苯酚的主要性质,能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.掌握苯酚的结构特点和主要化学性质。 3.体会苯酚结构中羟基与苯环的相互影响。 4.通过酚及其酚类性质的学习,列举事实说明有机分子中基团之间存在相互影响。 学习目标： 你知道吗？在19世纪，有一位名叫利斯特的英国外科医生，他发现很多患者手术后死于手术后伤口化脓、感染，这是什么原因造成的呢？而他发现在化工厂附近的污水沟里，沟水清澈，浮在水面上的草根很少腐烂。 外科消毒之父 原来，就是从化工厂流出的石炭酸（苯酚）混杂在沟水里，石炭酸是化工厂提炼煤焦油时排出的“废弃物”。 利用苯酚外科消毒 医院常用的“来苏水”消毒剂是苯酚钠盐的稀溶液 药皂 邻甲基苯酚 间甲基苯酚 对甲基苯酚 茶多酚（茶素） 乙酰氨基酚 丁香酚 抗氧化剂——茶多酚 配制丁香、香石竹、康乃馨等香精 漆酚 芝麻酚 生育酚—维E水解产物 葡萄酚 辣椒素 萘酚 酚：羟基与苯环上碳原子直接相连的化合物。最简单的酚是苯酚。 一. 苯 酚 (一)分子组成与结构 C6H5OH 分子式: 结构式： C6H6O 结构简式： 官能团： −OH (酚)羟基 结构特点：−OH与苯环直接相连，二者相互影响，使−OH、苯环都变得更活跃！ 名称：苯酚，俗称石灰酸 球棍模型: 至少多少个原子共面？ 12 13 空间填充模型: 至多多少个原子共面？ C－O可以旋转，故−OH上的H不一定共面(12一定共面+1H不一定共面) 思考：苯酚中是否所有原子共平面？ 苯酚乳浊液 苯酚溶液 苯酚乳浊液 加热 溶解度增大 冷却 溶解度下降 思考：常温下将苯酚溶于水，会有什么现象？加热苯酚和水的混合物，会发生什么现象？再冷却该混合物至室温，会发生什么现象？ 【实验探究】 （1）展示：苯酚 （2）将苯酚溶于冷水，然后给苯酚的水溶液微热。 （3）将苯酚溶于酒精中。 高于65℃ 苯酚的水溶性 苯酚在水中的溶解度受温度影响。冷水中，苯酚溶液往往呈浑浊状态。 (二)苯酚的物理性质 颜色: 气味: 状态: 熔点： 毒性： 溶解性： 纯苯酚无色 特殊的气味 常温为无色晶体 43℃ 有毒 (对皮肤有腐蚀性) T>65℃时，能跟水任意比互溶 (因被空气氧化而呈粉红色) ②易溶于有机溶剂 常温时，在水中溶解度不大(9.2g) ①水溶性 对苯醌(粉红色晶体) (应隔绝空气，密封保存) ②如果不慎沾到皮肤上，有强腐蚀性，应立即用酒精洗涤，再用水冲洗。 ①0.5-3%的苯酚稀溶液有一定的杀菌能力，可用于环境消毒。 例如：药皂中掺少量苯酚；医院消毒“来苏水”的成分为甲基苯酚。 对有毒性的理解： 密度： 大于水 【药品名称】苯酚软膏 【性   状】黄色软膏，有苯酚特臭味 【药物组成】本品每克含主要成分苯酚0.02克，辅料为甘油。 【药理作用】消毒防腐剂，使细菌的蛋白质变性。 【注意事项】 1. 对本品过敏者、婴儿禁用。         2. 用后拧紧瓶盖，当药品性状发生改变时禁止使用，尤其是色泽变红后。 3.连续使用，一般使用一周，如仍末见好转，请向医师咨询，如有瘙痒、灼伤红 肿红症等症状，应停止使用，并用酒精洗净。 【不良反应】偶见皮肤刺激性。 【药物相互作用】   1. 不能与碱性药物并用。    2. 如正在使用其他药品，使用本品前请咨询医师。 【贮   藏 】 密闭，在30℃以下保存 思考：阅读苯酚软膏使用说明书，你能发现苯酚有哪些性质？ 苯酚有酸性？？ 教材P62·实验3−4 苯酚的酸性 实验现象 实验内容 (1)向盛有0.3g苯酚晶体的试管中加入2mL蒸馏水，振荡试管 (2)向试管中逐滴加入5%的NaOH溶液并振荡试管 (3)再向试管中加入盐酸 得到苯酚的悬浊液 溶液变澄清 溶液变浑浊 理论解释：苯环与羟基之间的相互作用使酚羟基中的氢原子比醇羟基中的氢原子更活泼，酚羟基在水溶液中能够发生部分电离而表现出弱酸性，故苯酚俗称石炭酸。 （1）苯酚部分电离 苯氧负离子 (三)苯酚的化学性质 1、苯酚的极弱酸性 结论：苯环的存在使羟基上的氢原子更活泼，使氧氢键易断，呈弱酸性，且酸性极弱，不能使石蕊、甲基橙等酸碱指示剂变色。 （2）苯酚的部分酸的通性: ① 与活泼金属反应： ② 与碱溶液反应： 注意：向苯酚钠溶液中通入CO2气体，无论CO2是少量\足量\过量，均生成NaHCO3而不生成Na2CO3 。原因：苯酚与Na2CO3 不共存。 Na2CO3 思考：如何验证苯酚的酸性、碳酸、HCO3—强弱？ K=1.28×10-10 K2=5.6×10-11 电离常数：H2CO3　　　　　　　　　 K1=4.3×10-7 酸性：H2CO3 > C6H5OH > HCO3− 设计实验： 现象： 溶液变浑浊 苯酚钠溶液 CO2 现象：固体溶解，无气体放出。 饱和碳酸钠溶液 苯酚晶体 酸性：H2CO3 > C6H5OH > HCO3−（较强酸制较弱酸） 酸性：HCl＞CH3COOH＞H2CO3 > C6H5OH > HCO3−（以强制弱） ③ 与盐溶液反应： 思考;苯环使羟基上的氢活泼，体现苯酚的酸性。羟基会影响苯环吗？ 实验3-5 向试管中加入0.1g（少量）苯酚和3ml水，振荡，得到苯酚溶液。再向其中逐滴加入饱和溴水，边加边振荡，观察现象。 现象 结论 苯酚和浓溴水反应生成了三溴苯酚，三溴苯酚是难溶于水但易溶于有机溶剂的白色固体。 产生白色沉淀 2、苯酚的取代反应: ①卤代反应：与浓溴水 碳氧键不易断，苯酚不易与氢卤酸反应生成卤苯 苯酚稀溶液 浓溴水 理论解释：受羟基影响，使苯环在羟基的邻、对位上的氢原子更活泼，易被取代。 应用：此反应很灵敏，常用于苯酚的定性检验和定量测定。 难溶于水，易溶于有机溶剂 定性检验: 定量测定: 即用过量的浓溴水将某溶液中的酚完全沉淀，然后测定生成三溴苯酚的质量，再推导原溶液中酚的含量。 即检验某溶液中是否含有酚类物质，可通过滴加过量浓溴水确定。 注意事项： 苯酚与浓溴水反应不需要催化剂，这说明羟基对苯环产生了影响，使取代更易进行。 【提示】不能用溴水除去苯中混有的苯酚 —三溴苯酚与苯互溶,不易分离。 成功的关键：浓溴水（或饱和溴水）且过量，如果苯酚过量，生成少量的2,4,6-三溴苯酚会溶于苯酚溶液而无沉淀现象；苯酚溶液要稀，不能存在有机溶剂。 羟基对苯环产生的影响，使苯环上羟基的邻、对位氢原子更活泼，易被取代。与甲苯相似。 ② 硝化反应： 苯酚也能像苯一样发生硝化、磺化、加成等反应。 浓硫酸 △ 三硝基苯酚 俗称苦味酸 苯酚与FeCl3溶液作用显紫色，利用这一反应也可以检验苯酚的存在。酚类物质一般都可以与FeCl3作用显色，可用于检验其存在。 总结：酚羟基的两种检验方法： 苯酚和浓溴水反应，生成白色的2,4,6-三溴苯酚沉淀； 苯酚和FeCl3溶液反应，溶液变紫色。 6C6H5OH + Fe3+ → [Fe(C6H5O)6]3- + 6H+ 3、苯酚与FeCl3溶液的显色反应: ——检验酚羟基 联想：苯酚遇Fe3＋显紫色，SCN－遇Fe3＋显血红色均为络合反应，都非常灵敏，(可用于相互检验)。 六苯氧合铁离子(紫色) 没食子酸 Fe3＋与没食子酸形成有色配合物 练习:三百多年前，著名化学家波义使用铁盐与没食子酸制作墨水，请解释其原理。 （环己醇） 4、苯酚的加成反应: (还原反应) Ni △ 5、苯酚的氧化反应： ①常温下C6H5OH易被空气氧化成粉红色物质 问题：苯酚在空气中就易被氧化变质，说明苯酚还具有什么性质？ 苯酚具有较强的还原性（结构中有−OH） 注意：苯酚能使溴水褪色，是因为发生取代反应生成三溴苯酚白色沉淀，而不是因发生加成反应褪色。 ②可燃性： 点燃 ③使酸性KMnO4溶液褪色: O2 氧化 对苯醌(粉红色晶体) 6、缩聚反应: 酚醛树脂俗称“电木”，它不易燃烧，具有良好的电绝缘性能，主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料。如被广泛用来生产电闸、电灯开关、电话机等电器用品。 (水浴加热) 催化剂 与甲醛反应制备酚醛树脂 酚醛树脂 （四）工业制苯酚 催化剂 加热、加压 (五)苯酚的应用和危害 应用：重要的有机化工原料，可制取酚醛树脂（俗称“电木”）、染料、医药（如：合成阿司匹林的原料）、农药、香料、涂料等。 阿司匹林 苯酚软膏 农药 危害：含酚类物质的废水对生物具有毒害作用，会对水体造成严重污染。 化工厂和炼焦厂的废水中常含有酚类物质，在排放前必须经过处理。 酚醛树脂等 咬过的苹果或香蕉等水果，暴露在空气中一段时间后，可以看到断面处变为棕色，这种颜色的变化是由于酚类化合物被氧化所致的。在O2的作用下，水果中的酶将酚转化为醌，因此显棕色。 水果中含有多种酚类物质，它们是形成水果口感、酸味以及颜色的一个重要来源，许多酚类物质具有重要的营养和保健功能。断面的棕色可以作为水果中含有酚类物质的一个标志，同时也说明酚进入人体后可以起到阻止有害氧化反应发生的作用。 羟基 −OH： 苯环： 氧化、置换、消去、取代 氧化、取代、加成 基团之间相互影响： 烷基是推电子基团，烷基使羟基的极性减弱，不易断裂。 苯环是吸电子基团，苯环使羟基的极性增强，更易断裂。 思维建模： 从化学键、官能团及基团间相互影响的理论上推测有机物的化学性质： 醇无酸性、酚有弱酸性。 ？ 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。 H活性比较：强酸＞弱酸＞水＞醇（羧酸＞苯酚＞水＞乙醇） 代表物 是否具有酸性 与钠反应 与NaOH反应 与Na2CO3反应 与NaHCO3反应 乙醇 苯酚 乙酸 √ 醇、酚、羧酸酸性强弱对比（重点） √ √ √ √ √ √ √ √ √ × × × × × 课堂练习：已知某物质的结构简式如下图所示：1mol该物质最多能消耗下列物质的物质的量分别是： Na___________ NaOH________ NaHCO3 ______ Na2CO3 _________ 3mol 2mol 1mol 2mol 练习：完成下列反应的化学方程式 思考与讨论：如何从分子内基团间相互作用的角度来解释下列事实 (1)苯酚的酸性比乙醇的强: 苯酚分子中，由于受苯环(吸电子基团)的影响（苯酚−OH氧上的孤电子对与苯环之间的相互作用，使得羟基氧上的电子云向苯环转移），羟基中O−H键的极性进一步增强，苯酚分子中羟基上的氢原子能发生电离，苯酚溶液表现出弱酸性；乙醇分子中，由于受乙基(推电子基团)的影响，羟基中O−H键的极性比水分子中羟基的极性弱，乙醇分子中羟基上的氢原子不能电离。故苯酚的酸性比乙醇的强。 (2)苯和苯酚发生溴代反应的条件和产物有很大的不同。 苯不能与溴水发生取代反应。苯酚的羟基与苯环相互作用（苯酚−OH氧上的孤电子对与苯环之间的相互作用，使得羟基氧上的电子云向苯环转移，其结果是增强了苯环的活性，尤其是苯酚的邻、对位电子云密度增加比间位多，邻、对位的活性较大），使羟基的邻、对位的氢变得活泼，苯酚很容易与溴水发生取代反应，生成三溴苯酚白色沉淀。 二、酚类物质 −OH与苯环直接相连的物质。 （一）定义： （二）苯酚同系物： 一个苯环、一个−OH，侧链为烷烃基 通 式： CnH2n-6O （三）常见的酚类物质： 1、分子式：C7H8O （1）该物质遇到遇Fe3＋呈紫色(aq) （2）该物质遇Fe3＋不呈紫色(aq)，但与钠反应放出H2 酚 醇 （醇、酚、醚可能互为同分异构体） （3）该物质遇Fe3＋不呈紫色(aq)，也不与钠反应放出H2 醚 2、分子式：C6H6O2 （二元酚） 邻苯二酚 间苯二酚 对苯二酚 （四）酚类物质的化学性质━类似苯酚 1、易氧化: 与O2、酸性KMnO4溶液、H2O2、K2Cr2O7等氧化剂反应 2、弱酸性 练习：写出邻苯二酚分别与钠、NaOH、Na2CO3溶液反应方程式 3、与浓溴水发生取代反应 (—OH邻、对位上发生取代) 练习：分别写出邻甲基苯酚、邻苯二酚与浓溴水反应方程式 4、显色反应 ——酚类物质遇Fe3＋呈紫色(aq) (有的颜色可能略有差别) 5、加成反应 6、酚醛缩聚 Ni △ 问 题： 最多可以和多少摩尔溴取代？ 3 2 3 (五)酚的命名： 以酚为母体命名时，一个羟基叫酚，二个羟基叫二酚 2-甲基苯酚 邻甲基苯酚 1,2-苯二酚 邻苯二酚 邻羟基苯甲酸 酚羟基也可作取代基 1,3-苯二酚 间苯二酚 1,2,4-苯三酚 偏苯三酚 邻羟基苯甲醛 类别 苯 甲苯 苯酚 氧化反应 不被酸性KMnO4氧化 可被酸性KMnO4氧化 常温下在空气中部分被O2氧化,呈粉红色 取代反应 溴的状态 液溴 液溴 饱和溴水 条件 催化剂 催化剂 无催化剂 产物 C6H5—Br 一元取代 邻、间(少)、对 三种溴甲苯 一元取代 三溴苯酚 (邻对位)三元取代 特点 苯酚与溴的取代反应比苯、甲苯易进行 原因 酚羟基对苯环的影响使苯环羟基的邻、对位上的氢原子变得活泼, 易被取代。 类别 脂 肪 醇 芳 香 醇 苯 酚 实例 官能团 结构 特点 主要 化学 性质 特性 CH3CH2OH 醇羟基—OH 酚羟基—OH −OH与链烃基相连 −OH与苯环侧链碳原子相连 −OH与苯环直接相连 (1)与钠反应 (2)取代反应 (3)氧化反应 (4)酯化反应 (5)无酸性，不与NaOH反应 (1)弱酸性 (2)取代 (3)显色(4)加成(5)氧化 (1)酯化反应 (2)消去反应(部分不能) (3)将灼热铜丝插入醇中，有刺激性气味生成(醛或酮) (1)弱酸性 (2)显色反应 FeCl3溶液 紫色溶液 分层现象 无明显现象 红褐色沉淀 血红色溶液 思考与讨论:用哪种试剂，可以把苯酚、苯、乙醇、 NaOH、KSCN五种物质鉴别开来？现象分别如何？ 物质 苯酚 苯 乙醇 NaOH KSCN 现象 苯酚的分离与回收 拓展延伸： (1)有机溶剂中混有苯酚 混合液 过量CO2 苯(有机层) NaHCO3溶液 NaOH溶液 分液 (水层) 分液 ━分离苯和苯酚的混合液 (2)乙醇中混有苯酚 苯酚和乙醇混合液 含苯酚钠 的水溶液 蒸馏 乙醇 NaOH溶液 过量CO2 分液 NaHCO3溶液 (3)废水中含有苯酚 提示：苯酚与水形成乳浊液而非悬浊液，静置后分层，用分液法分离。 思考：从苯酚的浊液中分离苯酚为什么用分液而不用过滤？含苯酚的浊液静置后分层，苯酚在哪层? 苯酚在下层 查阅有关资料，了解酚类废水的危害和工业上处理酚类废水的常用方法，并把你收集的资料设计成一份保护环境的宣传报道。 实践活动 Lavf57.25.100 Lavf58.29.100 Codec by Bilibili XCode Worker v4.8.34(fixed_gap:True) $$