内容正文:
3.1 醇和酚
题型01 醇的分类、组成与物理性质
题型02 醇的化学性质(以乙醇为例)
题型03 苯酚的结构、物理性质及用途
题型04 醇和酚的结构比较
题型01 醇的分类、组成与物理性质
知识积累
(1)醇是指羟基与饱和碳原子相连的化合物。如1丙醇CH3CH2CH2OH,苯甲醇,可命名为3甲基2戊醇。
(2)酚是指羟基与苯环直接相连而形成的化合物。如苯酚。
微点拨:醇的命名步骤:①选主链:含—OH的最长碳链,称“某醇”;②编号码:从离羟基最近的一端的碳原子依次编号;③写名称:醇的名称前用阿拉伯数字标出羟基位置,用汉字数字标出羟基个数。如命名为1,2丙二醇。
2.醇的分类与组成
按羟基数目分为一元醇、二元醇和多元醇,其中饱和一元醇的分子通式为CnH2n+1OH。乙二醇和丙三醇的分子式分别为C2H6O2、C3H8O3,结构简式分别为、。
3.醇的物理性质
(1)甲醇、乙二醇与丙三醇(又叫甘油)及应用
甲醇(CH3OH)是无色、具有挥发性的液体,易溶于水,沸点为65 ℃。甲醇有毒,误服会损伤视神经,甚至致人死亡。甲醇广泛应用于化工生产,也可作为车用燃料。乙二醇和丙三醇都是无色、黏稠的液体,都易溶于水和乙醇,是重要的化工原料。
(2)溶解性:①醇在水中的溶解度随着分子中碳原子数的增加而降低,原因是极性的—OH在分子中所占的比例逐渐减少。羟基越多,溶解度越大。
②醇的溶解度大于含有相同碳原子数烃类的溶解度,原因是醇分子中的羟基属于极性基团且能与水形成氢键。
(3)熔沸点:①随分子中碳原子数的增多,熔沸点逐渐升高。
②醇的沸点远远高于相对分子质量相近的烃、卤代烃等的沸点,原因是醇分子之间形成了氢键(醇分子中羟基的氧原子与另一醇分子中羟基的氢原子间存在着氢键)。
微点拨:多元醇分子中存在多个羟基,彼此形成分子间氢键的概率增加,分子间作用力增强,故碳原子数相同的醇,随着羟基数的增多,其沸点逐渐升高;此外,与水分子间形成氢键的概率也增大,从而使多元醇具有易溶于水的性质。
【典例1】下列化学用语使用正确的是
A.一氯甲烷的电子式: B.乙烯的球棍模型
C.聚丙烯的结构简式: D.甲醇的结构简式为:
【变式1-1】生活中有各式各样的油,下列油为醇类物质的是
A.煤油 B.汽油
C.柴油 D.甘油
【变式1-2】以下方法中,可以区别与的是
A.利用核磁共振氢谱 B.加入灼热氧化铜,看固体是否变红
C.检验消去反应的产物 D.加入金属钠,看是否产生气泡
【变式1-3】《神农本草经》中记载了五味子具有收敛固涩、益气生津和补肾宁心的功效,其活性成分是木脂素,结构如图所示。已知:与四个互不相同的原子或基团连接的碳原子叫手性碳原子。下列关于“木脂素”的叙述正确的是
A.属于芳香烃 B.分子式为
C.分子中含有1个手性碳原子 D.能发生催化氧化生成醛基
题型02 醇的化学性质(以乙醇为例)
知识积累
醇的化学性质主要由羟基官能团决定。在醇分子中由于氧原子吸引电子能力比氢原子和碳原子强,使O—H和C—O的电子对都向氧原子偏移,使O—H和C—O易断裂,即。
1.置换反应
与活泼金属(如Na)发生置换反应,其反应方程式为
2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑,反应时乙醇分子断裂的化学键为O—H。
2.取代反应
(1)酯化反应:与乙酸发生反应的方程式为
。
(2)与氢卤酸反应
与HBr反应的化学方程式为
C2H5OH+HBrC2H5—Br+H2O,反应时,乙醇分子断裂的键为C—O。
(3)分子间脱水生成醚
乙醇在浓硫酸作用下加热至140 ℃时,生成乙醚,其反应方程式为CH3CH2OH+CH3CH2OHCH3CH2—O—CH2CH3+H2O。
注意:①乙醚是一种无色、易挥发的液体,沸点34.5 ℃,有特殊气味,具有麻醉作用。乙醚微溶于水,易溶于有机溶剂,它本身是一种优良溶剂,能溶解多种有机物。
②醚的官能团叫醚键,表示为,醚的结构可用R—O—R′表示,R、R′都是烃基,可以相同也可以不同。
3.消去反应
乙醇在浓硫酸的作用下,加热至170_℃时生成乙烯,反应方程式为CH3CH2OHCH2===CH2↑+H2O,浓硫酸的作用是催化剂和脱水剂。反应时乙醇分子断的键是C—H与C—O。
4.氧化反应
(1)实例:
②乙醇被酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液氧化的过程为
(2)有机反应中的氧化、还原反应
①有机物分子中失去氢原子或加入氧原子的反应叫氧化反应。如乙醇在氧化剂的作用下失去氢原子转化为乙醛,乙醛在氧化剂的作用下加入氧原子转化为乙酸。
②有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应叫还原反应。如烯烃与H2的加成反应,也属于还原反应。
【典例2】有关下列两种物质的说法正确的是( )
A.二者都能发生消去反应
B.二者都能在Cu作催化剂条件下发生催化氧化反应
C.相同物质的量的①和②分别与足量Na反应,产生H2的量:①>②
D.二者在一定条件下可与乙酸、氢溴酸发生取代反应
【变式2-1】下列物质中与苯酚互为同系物的是( )
【变式2-2】
【变式2-3】
题型03 苯酚的结构、物理性质及用途
知识积累
一、苯酚的组成、结构与物理性质
1.组成与结构
苯酚是一元酚,是酚类化合物最简单的,分子式为C6H6O,结构可表示为或,官能团为羟基(—OH)。
2.物理性质
(1)纯净的苯酚是无色晶体,有特殊气味,易被空气氧化呈粉红色。
(2)苯酚室温下在水中的溶解度为9.2 g,当温度高于65 ℃时能与水混溶,苯酚易溶于有机溶剂。
(3)苯酚有毒,对皮肤有腐蚀性,如不慎沾到皮肤上,应立即用乙醇冲洗,再用水冲洗。
二、苯酚的化学性质及应用
1.化学性质
(1)酸性——弱酸性,俗称石炭酸
实验步骤
实验现象
得到浑浊液体
液体变澄清
液体变浑浊
反应方程式
结论
室温下,苯酚在水中溶解度较小
苯酚能与NaOH溶液反应,表现出酸性
酸性: <H2CO3
解释
苯环对羟基的影响,使羟基上的氢原子更活泼,在水溶液中发生电离,显示酸性
微点拨:①苯酚与活泼金属(如Na)也反应生成H2。
②苯酚钠溶液通入CO2生成NaHCO3,酸性比HCO强。
(2)取代反应
实验操作
实验现象
试管中立即产生白色沉淀
化学方程式
应用
用于苯酚的定性检验和定量测定
解释
羟基对苯环的影响,使苯环上羟基邻、对位氢原子更活泼,易被取代
1 mol与浓溴水发生反应,最多消耗Br2多少mol?
[提示] 2 mol
(3)显色反应
苯酚与FeCl3溶液作用显紫色,利用此性质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。
2.应用
(1)苯酚是一种重要的化工原料,广泛用于制造酚醛树脂、染料、医药、农药等。
(2)苯酚的稀溶液可以直接杀菌消毒,如日常药皂中常加入少量的苯酚。
3.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。
【典例3】已知酸性强弱顺序为H2CO3>C6H5OH>HCO,下列化学方程式正确的是( )
A.2C6H5ONa+H2O+CO2―→2C6H5OH+Na2CO3
B.C6H5OH+NaHCO3―→C6H5ONa+H2O+CO2↑
C.2C6H5OH+Na2CO3―→2C6H5ONa+H2O+CO2↑
D.C6H5OH+Na2CO3―→C6H5ONa+NaHCO3
【变式3-1】下列关于苯酚的叙述中,不正确的是( )
A.其浓溶液如果不慎沾在皮肤上,应立即用酒精擦洗
B.其水溶液显强酸性,俗称石炭酸
C.超过65 ℃可以与水以任意比互溶
D.纯净的苯酚是无色晶体,在空气中易被氧化而呈粉红色
【变式3-2】下列四种有机化合物均含有多个官能团,其结构简式如下所示,下列有关说法中正确的是( )
A.①属于酚类,可与NaHCO3溶液反应产生CO2
B.②属于酚类,能使FeCl3溶液显紫色
C.1 mol③最多能与3 mol Br2发生苯环上的取代反应
D.④可以发生消去反应
【变式3-3】含苯酚的工业废水必须处理达标后才能排放,苯酚含量在1 g·L-1以上的工业废水应回收苯酚。某研究性学习小组设计下列流程,探究废水中苯酚的回收方法。
(1)可用________为试剂检验水样中是否含有苯酚。
(2)操作Ⅰ的名称为________,试剂a为________。
(3)通入CO2发生反应生成苯酚的化学方程式为
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
题型04 醇和酚的结构比较
知识积累
1.的化学性质有哪些?并给予解释。
[提示](1)弱酸性:—OH受苯环的影响在水中可以发生微弱电离,表现酸性。
(2)与Br2的取代反应:苯环分子中相对于—OH的邻、对位碳上氢原子受—OH的影响,易发生取代反应。
(3)显色反应:与FeCl3溶液生成有色结合物而显紫色。
(4)氧化反应:苯环上受—OH的影响,易被氧化。
2.的化学性质有哪些?请具体说明。
[提示](1)与活泼金属(Na)反应,(2)与羧酸的酯化反应,(3)催化氧化为醛,(4)被酸性KMnO4氧化为,(5)与HX的取代反应,(6)分子间的取代反应生成醚。
3.共性有哪些?
[提示](1)均与活泼金属Na反应,(2)均可以燃烧和被酸性KMnO4溶液氧化,(3)均可以发生取代反应。
1.醇和酚的化学性质比较
醇
酚
共性
①与Na反应
②取代反应
③氧化反应(燃烧)和被酸性KMnO4溶液氧化
特性
①某些醇消去反应
②某些醇催化氧化生成醛(或酮)
①显色反应(遇FeCl3溶液显紫色)
②弱酸性
③与饱和溴水反应产生白色沉淀
2.酚类分子中羟基与苯环的相互影响
(1)苯环对羟基的影响
醇不与NaOH溶液反应,而苯酚呈弱酸性能与NaOH溶液反应,说明苯酚分子中的羟基受到苯环的影响,使羟基中的氢原子变得更容易电离,表现出一定的酸性。
(2)羟基对苯环的影响:苯环中,羟基邻、对位上的氢原子的活泼性增强,更易被取代。
3.苯的同系物中烃基与苯环的相互影响
(1)苯的硝化反应生成—硝基苯,而苯的同系物的硝化反应受烃基影响,使烃基所连碳的邻、对位上的C—H易发生取代,生成多硝基化合物。
(2)烷烃和苯均不能使酸性KMnO4溶液褪色,但苯的同系物中受苯环的影响,当连接苯环的第一个碳原子上有氢原子时,能使酸性KMnO4溶液褪色。
【典例4】关于的说法中,不正确的是( )
A.都能与金属钠反应放出氢气
B.三者互为同系物
C.都能使酸性KMnO4溶液褪色
D.都能在一定条件下发生取代反应
【变式4-1】下列说法正确的是( )
A.苯甲醇和苯酚都能与饱和溴水反应产生白色沉淀
B.苯甲醇、苯酚在分子组成上相差一个CH2原子团,故两者互为同系物
C.互为同分异构体
D.乙醇、苯甲醇、苯酚都既能与钠反应,又能与NaOH反应
【变式4-2】漆酚是我国特产漆的主要成分,结构如下所示,苯环侧链烃基为链状结构,则下列说法错误的是 ( )
A.能与FeCl3溶液发生显色反应
B.能使酸性KMnO4溶液褪色
C.能与NaHCO3溶液反应放出CO2
D.1 mol漆酚与足量浓溴水反应最多消耗5 molBr2
【变式4-3】有机物分子中的原子(团)之间会相互影响,导致相同的原子(团)表现不同的性质。下列各项事实不能说明上述观点的是 ( )
A.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而甲基环己烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.乙烯能与溴水发生加成反应,而乙烷不能发生加成反应
C.苯酚可以与NaOH反应,而乙醇不能与NaOH反应
D.苯酚与溴水可直接反应,而苯与液溴反应则需要FeBr3作催化剂
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3.1 醇和酚
题型01 醇的分类、组成与物理性质
题型02 醇的化学性质(以乙醇为例)
题型03 苯酚的结构、物理性质及用途
题型04 醇和酚的结构比较
题型01 醇的分类、组成与物理性质
知识积累
(1)醇是指羟基与饱和碳原子相连的化合物。如1丙醇CH3CH2CH2OH,苯甲醇,可命名为3甲基2戊醇。
(2)酚是指羟基与苯环直接相连而形成的化合物。如苯酚。
微点拨:醇的命名步骤:①选主链:含—OH的最长碳链,称“某醇”;②编号码:从离羟基最近的一端的碳原子依次编号;③写名称:醇的名称前用阿拉伯数字标出羟基位置,用汉字数字标出羟基个数。如命名为1,2丙二醇。
2.醇的分类与组成
按羟基数目分为一元醇、二元醇和多元醇,其中饱和一元醇的分子通式为CnH2n+1OH。乙二醇和丙三醇的分子式分别为C2H6O2、C3H8O3,结构简式分别为、。
3.醇的物理性质
(1)甲醇、乙二醇与丙三醇(又叫甘油)及应用
甲醇(CH3OH)是无色、具有挥发性的液体,易溶于水,沸点为65 ℃。甲醇有毒,误服会损伤视神经,甚至致人死亡。甲醇广泛应用于化工生产,也可作为车用燃料。乙二醇和丙三醇都是无色、黏稠的液体,都易溶于水和乙醇,是重要的化工原料。
(2)溶解性:①醇在水中的溶解度随着分子中碳原子数的增加而降低,原因是极性的—OH在分子中所占的比例逐渐减少。羟基越多,溶解度越大。
②醇的溶解度大于含有相同碳原子数烃类的溶解度,原因是醇分子中的羟基属于极性基团且能与水形成氢键。
(3)熔沸点:①随分子中碳原子数的增多,熔沸点逐渐升高。
②醇的沸点远远高于相对分子质量相近的烃、卤代烃等的沸点,原因是醇分子之间形成了氢键(醇分子中羟基的氧原子与另一醇分子中羟基的氢原子间存在着氢键)。
微点拨:多元醇分子中存在多个羟基,彼此形成分子间氢键的概率增加,分子间作用力增强,故碳原子数相同的醇,随着羟基数的增多,其沸点逐渐升高;此外,与水分子间形成氢键的概率也增大,从而使多元醇具有易溶于水的性质。
【典例1】下列化学用语使用正确的是
A.一氯甲烷的电子式: B.乙烯的球棍模型
C.聚丙烯的结构简式: D.甲醇的结构简式为:
【答案】B
【解析】
A.电子式要表示出原子最外层的电子,则一氯甲烷的电子式:,A错误;
B.乙烯的结构简式为CH2=CH2,乙烯的球棍模型为,B正确;
C.聚丙烯的结构简式:,C错误;
D.甲醇的结构简式为:CH3OH,D错误;
答案选B。
【变式1-1】生活中有各式各样的油,下列油为醇类物质的是
A.煤油 B.汽油
C.柴油 D.甘油
【答案】D
【解析】A.煤油是石油分馏的产品,主要成分仍为烃类物质,故A错误;
B.汽油是石油分馏的产品,主要成分仍为烃类物质,故B错误;
C.柴油是石油分馏的产品,主要成分仍为烃类物质,故C错误;
D.甘油是丙三醇,为醇类物质,故D正确;
故选D。
【变式1-2】以下方法中,可以区别与的是
A.利用核磁共振氢谱 B.加入灼热氧化铜,看固体是否变红
C.检验消去反应的产物 D.加入金属钠,看是否产生气泡
【答案】A
【解析】
A.与中H原子种类分别为4、3,则利用核磁共振氢谱可区别,故A正确;
B.二者均含-OH,都具有还原性,均与CuO反应生成Cu,则加入灼热氧化铜,固体均变红,不能区别,故B错误
C.与的消去反应产物均为,无法区别,故C错误;
D.二者均含-OH,加金属钠都会产生气泡,故D错误;
故选A。
【变式1-3】《神农本草经》中记载了五味子具有收敛固涩、益气生津和补肾宁心的功效,其活性成分是木脂素,结构如图所示。已知:与四个互不相同的原子或基团连接的碳原子叫手性碳原子。下列关于“木脂素”的叙述正确的是
A.属于芳香烃 B.分子式为
C.分子中含有1个手性碳原子 D.能发生催化氧化生成醛基
【答案】D
【解析】A.分子中含有氧,不是烃类,A错误;
B.由结构,木脂素分子式为,B错误;
C.含有2个手性碳原子,C错误;
D.分子中存在醇羟基,圈中羟基可以被氧化为醛基,D正确;
故选D。
题型02 醇的化学性质(以乙醇为例)
知识积累
醇的化学性质主要由羟基官能团决定。在醇分子中由于氧原子吸引电子能力比氢原子和碳原子强,使O—H和C—O的电子对都向氧原子偏移,使O—H和C—O易断裂,即。
1.置换反应
与活泼金属(如Na)发生置换反应,其反应方程式为
2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑,反应时乙醇分子断裂的化学键为O—H。
2.取代反应
(1)酯化反应:与乙酸发生反应的方程式为
。
(2)与氢卤酸反应
与HBr反应的化学方程式为
C2H5OH+HBrC2H5—Br+H2O,反应时,乙醇分子断裂的键为C—O。
(3)分子间脱水生成醚
乙醇在浓硫酸作用下加热至140 ℃时,生成乙醚,其反应方程式为CH3CH2OH+CH3CH2OHCH3CH2—O—CH2CH3+H2O。
注意:①乙醚是一种无色、易挥发的液体,沸点34.5 ℃,有特殊气味,具有麻醉作用。乙醚微溶于水,易溶于有机溶剂,它本身是一种优良溶剂,能溶解多种有机物。
②醚的官能团叫醚键,表示为,醚的结构可用R—O—R′表示,R、R′都是烃基,可以相同也可以不同。
3.消去反应
乙醇在浓硫酸的作用下,加热至170_℃时生成乙烯,反应方程式为CH3CH2OHCH2===CH2↑+H2O,浓硫酸的作用是催化剂和脱水剂。反应时乙醇分子断的键是C—H与C—O。
4.氧化反应
(1)实例:
②乙醇被酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液氧化的过程为
(2)有机反应中的氧化、还原反应
①有机物分子中失去氢原子或加入氧原子的反应叫氧化反应。如乙醇在氧化剂的作用下失去氢原子转化为乙醛,乙醛在氧化剂的作用下加入氧原子转化为乙酸。
②有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应叫还原反应。如烯烃与H2的加成反应,也属于还原反应。
【典例2】有关下列两种物质的说法正确的是( )
A.二者都能发生消去反应
B.二者都能在Cu作催化剂条件下发生催化氧化反应
C.相同物质的量的①和②分别与足量Na反应,产生H2的量:①>②
D.二者在一定条件下可与乙酸、氢溴酸发生取代反应
【答案】D
【解析】由两种物质的结构简式可知,①中与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应;②中与羟基相连的碳原子上没有氢原子,不能被催化氧化;相同物质的量的①和②分别与足量Na反应时,产生H2的量相等。
【变式2-1】下列物质中与苯酚互为同系物的是( )
【答案】C
【解析】互为同系物的物质首先要结构相似。苯酚的同系物应是—OH与苯环上的碳原子直接相连,其次是与苯酚在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团,所以与苯酚互为同系物。
【变式2-2】
【变式2-3】
题型03 苯酚的结构、物理性质及用途
知识积累
一、苯酚的组成、结构与物理性质
1.组成与结构
苯酚是一元酚,是酚类化合物最简单的,分子式为C6H6O,结构可表示为或,官能团为羟基(—OH)。
2.物理性质
(1)纯净的苯酚是无色晶体,有特殊气味,易被空气氧化呈粉红色。
(2)苯酚室温下在水中的溶解度为9.2 g,当温度高于65 ℃时能与水混溶,苯酚易溶于有机溶剂。
(3)苯酚有毒,对皮肤有腐蚀性,如不慎沾到皮肤上,应立即用乙醇冲洗,再用水冲洗。
二、苯酚的化学性质及应用
1.化学性质
(1)酸性——弱酸性,俗称石炭酸
实验步骤
实验现象
得到浑浊液体
液体变澄清
液体变浑浊
反应方程式
结论
室温下,苯酚在水中溶解度较小
苯酚能与NaOH溶液反应,表现出酸性
酸性: <H2CO3
解释
苯环对羟基的影响,使羟基上的氢原子更活泼,在水溶液中发生电离,显示酸性
微点拨:①苯酚与活泼金属(如Na)也反应生成H2。
②苯酚钠溶液通入CO2生成NaHCO3,酸性比HCO强。
(2)取代反应
实验操作
实验现象
试管中立即产生白色沉淀
化学方程式
应用
用于苯酚的定性检验和定量测定
解释
羟基对苯环的影响,使苯环上羟基邻、对位氢原子更活泼,易被取代
1 mol与浓溴水发生反应,最多消耗Br2多少mol?
[提示] 2 mol
(3)显色反应
苯酚与FeCl3溶液作用显紫色,利用此性质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。
2.应用
(1)苯酚是一种重要的化工原料,广泛用于制造酚醛树脂、染料、医药、农药等。
(2)苯酚的稀溶液可以直接杀菌消毒,如日常药皂中常加入少量的苯酚。
3.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。
【典例3】已知酸性强弱顺序为H2CO3>C6H5OH>HCO,下列化学方程式正确的是( )
A.2C6H5ONa+H2O+CO2―→2C6H5OH+Na2CO3
B.C6H5OH+NaHCO3―→C6H5ONa+H2O+CO2↑
C.2C6H5OH+Na2CO3―→2C6H5ONa+H2O+CO2↑
D.C6H5OH+Na2CO3―→C6H5ONa+NaHCO3
【答案】D
【解析】酸性强弱顺序为H2CO3>C6H5OH>HCO,所以C6H5ONa能与CO2、H2O反应生成NaHCO3和C6H5OH,化学方程式为C6H5ONa+H2O+CO2―→C6H5OH+NaHCO3,A错误;酸性:H2CO3>C6H5OH,因此C6H5OH与NaHCO3不反应,B错误;酸性:H2CO3>C6H5OH>HCO,所以C6H5OH能与Na2CO3反应生成C6H5ONa和NaHCO3,化学方程式为C6H5OH+Na2CO3―→C6H5ONa+NaHCO3,C错误、D正确。
【变式3-1】下列关于苯酚的叙述中,不正确的是( )
A.其浓溶液如果不慎沾在皮肤上,应立即用酒精擦洗
B.其水溶液显强酸性,俗称石炭酸
C.超过65 ℃可以与水以任意比互溶
D.纯净的苯酚是无色晶体,在空气中易被氧化而呈粉红色
【答案】B
【解析】苯酚为弱酸,水溶液显弱酸性,B错误。
【变式3-2】下列四种有机化合物均含有多个官能团,其结构简式如下所示,下列有关说法中正确的是( )
A.①属于酚类,可与NaHCO3溶液反应产生CO2
B.②属于酚类,能使FeCl3溶液显紫色
C.1 mol③最多能与3 mol Br2发生苯环上的取代反应
D.④可以发生消去反应
【答案】D
【解析】A项有机物属于酚类,具有一定的酸性,但是酸性比碳酸弱,故其不能与NaHCO3溶液反应产生CO2,错误;B项有机物分子中没有酚羟基,故其不属于酚类,不能使FeCl3溶液显紫色,错误;C项有机物苯环上只有2个氢原子,且处于酚羟基邻位,故1 mol③最多能与2 mol Br2发生苯环上的取代反应,错误;D项有机物分子中羟基所连碳原子的邻位碳原子上有H原子,故其可以发生消去反应,正确。
【变式3-3】含苯酚的工业废水必须处理达标后才能排放,苯酚含量在1 g·L-1以上的工业废水应回收苯酚。某研究性学习小组设计下列流程,探究废水中苯酚的回收方法。
(1)可用________为试剂检验水样中是否含有苯酚。
(2)操作Ⅰ的名称为________,试剂a为________。
(3)通入CO2发生反应生成苯酚的化学方程式为
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
【答案】 (1)FeCl3溶液或浓溴水 (2)萃取(或萃取、分液) NaOH溶液 (3) +NaHCO3
【解析】(1)苯酚遇氯化铁溶液发生显色反应,苯酚与浓溴水反应生成白色沉淀,则可选择的检验试剂为FeCl3溶液或浓溴水。
(2)由分离流程可知,加苯是为了萃取苯酚,操作I为萃取,然后分液得到有机层;苯酚与NaOH反应生成的苯酚钠易溶于水,则试剂a为NaOH溶液。
(3)苯酚钠与二氧化碳、水反应生成苯酚、碳酸氢钠,该化学方程式为
题型04 醇和酚的结构比较
知识积累
1.的化学性质有哪些?并给予解释。
[提示](1)弱酸性:—OH受苯环的影响在水中可以发生微弱电离,表现酸性。
(2)与Br2的取代反应:苯环分子中相对于—OH的邻、对位碳上氢原子受—OH的影响,易发生取代反应。
(3)显色反应:与FeCl3溶液生成有色结合物而显紫色。
(4)氧化反应:苯环上受—OH的影响,易被氧化。
2.的化学性质有哪些?请具体说明。
[提示](1)与活泼金属(Na)反应,(2)与羧酸的酯化反应,(3)催化氧化为醛,(4)被酸性KMnO4氧化为,(5)与HX的取代反应,(6)分子间的取代反应生成醚。
3.共性有哪些?
[提示](1)均与活泼金属Na反应,(2)均可以燃烧和被酸性KMnO4溶液氧化,(3)均可以发生取代反应。
1.醇和酚的化学性质比较
醇
酚
共性
①与Na反应
②取代反应
③氧化反应(燃烧)和被酸性KMnO4溶液氧化
特性
①某些醇消去反应
②某些醇催化氧化生成醛(或酮)
①显色反应(遇FeCl3溶液显紫色)
②弱酸性
③与饱和溴水反应产生白色沉淀
2.酚类分子中羟基与苯环的相互影响
(1)苯环对羟基的影响
醇不与NaOH溶液反应,而苯酚呈弱酸性能与NaOH溶液反应,说明苯酚分子中的羟基受到苯环的影响,使羟基中的氢原子变得更容易电离,表现出一定的酸性。
(2)羟基对苯环的影响:苯环中,羟基邻、对位上的氢原子的活泼性增强,更易被取代。
3.苯的同系物中烃基与苯环的相互影响
(1)苯的硝化反应生成—硝基苯,而苯的同系物的硝化反应受烃基影响,使烃基所连碳的邻、对位上的C—H易发生取代,生成多硝基化合物。
(2)烷烃和苯均不能使酸性KMnO4溶液褪色,但苯的同系物中受苯环的影响,当连接苯环的第一个碳原子上有氢原子时,能使酸性KMnO4溶液褪色。
【典例4】关于的说法中,不正确的是( )
A.都能与金属钠反应放出氢气
B.三者互为同系物
C.都能使酸性KMnO4溶液褪色
D.都能在一定条件下发生取代反应
【答案】B
【解析】三者不是同类有机物,结构不相似,组成也不相差若干个CH2基团,三者不互为同系物。
【变式4-1】下列说法正确的是( )
A.苯甲醇和苯酚都能与饱和溴水反应产生白色沉淀
B.苯甲醇、苯酚在分子组成上相差一个CH2原子团,故两者互为同系物
C.互为同分异构体
D.乙醇、苯甲醇、苯酚都既能与钠反应,又能与NaOH反应
【答案】C
【解析】苯甲醇不能与饱和溴水反应,A项错误;苯甲醇、苯酚的结构不相似,故两者不互为同系物,B项错误;酚与分子式相同的芳香醇、芳香醚互为同分异构体,C项正确;乙醇、苯甲醇都不与NaOH反应,D项错误
【变式4-2】漆酚是我国特产漆的主要成分,结构如下所示,苯环侧链烃基为链状结构,则下列说法错误的是 ( )
A.能与FeCl3溶液发生显色反应
B.能使酸性KMnO4溶液褪色
C.能与NaHCO3溶液反应放出CO2
D.1 mol漆酚与足量浓溴水反应最多消耗5 molBr2
【答案】C
【解析】漆酚分子中含有酚羟基,遇FeCl3溶液能发生显色反应,A项正确;酚羟基及—C15H27均能被酸性KMnO4溶液氧化,漆酚能使KMnO4溶液褪色,B项正确;酚羟基不能和NaHCO3溶液反应,C项错误;酚羟基邻位和对位氢原子可以和浓溴水发生取代反应,—C15H27中含2个碳碳双键或1个三键,可以和溴发生加成反应,即1 mol漆酚最多消耗5 molBr2,D项正确。
【变式4-3】有机物分子中的原子(团)之间会相互影响,导致相同的原子(团)表现不同的性质。下列各项事实不能说明上述观点的是 ( )
A.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而甲基环己烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.乙烯能与溴水发生加成反应,而乙烷不能发生加成反应
C.苯酚可以与NaOH反应,而乙醇不能与NaOH反应
D.苯酚与溴水可直接反应,而苯与液溴反应则需要FeBr3作催化剂
【答案】B
【解析】甲苯中苯环对—CH3的影响,使—CH3可被酸性KMnO4(H+)氧化为—COOH,从而使酸性KMnO4溶液褪色;乙烯能与溴水发生加成反应,是因为含碳碳双键引起的;苯环对羟基产生影响,使羟基中氢原子更易电离,表现出弱酸性;苯酚中,羟基对苯环产生影响,使苯酚分子中羟基邻、对位氢原子更活泼,更易被取代。
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