第3章 第2节 第1课时 醇-【正禾一本通】2024-2025学年高中化学选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019）

第二节　醇　酚 第1课时　醇 学习目标 素养解读 1.通过分析乙醇的分子结构，认识和理解醇类的结构共性、醇的定义和分类，了解醇类的简单应用。 2. 通过实验和相关证实，归纳总结醇类的化学性质及其反应规律 认识醇的结构特点， 掌握醇的性质，结合真实问题情境，锻炼学生的辨识记忆和分析解释能力，发展宏观辨识与微观探析和科学探究与创新意识的学科核心素养 任务一　醇的结构特点、分类与物理性质 1．结构特点 羟基与饱和碳原子相连。 2．分类 醇的分类 一元醇 二元醇 多元醇 羟基数目 一个 两个 两个以上 代表物 名称 甲醇 乙二醇 丙三醇 (甘油) 结构 简式 CH3OH 分子式 CH4O C2H6O2 C3H8O3 物理 性质 无色、具有挥发性的液体，易溶于水，有毒 无色、黏稠的液体，易溶于水和乙醇 主要 用途 化工生产、 车用燃料 发动机 防冻液 化妆品 3.物理性质 (1)沸点 ①相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点远远高于烷烃的沸点。 ②饱和一元醇随分子中碳原子数的增加，沸点逐渐升高。 ③碳原子数目相同时，羟基的个数越多沸点越高。 (2)溶解性 甲醇、乙醇和丙醇均可与水互溶，这是因为醇分子与水分子之间形成了氢键。醇在水中的溶解度一般随分子中碳原子数增加而降低。 【易错辨析】 (1)由于醇分子中含有—OH，醇类都易溶于水。(×) (2)互为同系物。(×) (3)醇的熔、沸点高于相应烃的熔、沸点，是因醇分子间能形成氢键。(√) (4)链状饱和一元醇的通式为CnH2n＋1OH。(√) (5)的命名是1，3­二丙醇。(×) 已知有6种烃的衍生物，结构简式如下： 问题1：上述物质是否都属于醇类？根据官能团对上述有机物进行分类。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 提示：羟基直接连在苯环上的有机物属于酚类化合物，醇类有机物是羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连，所以①②③④均属于醇类，⑤⑥属于酚类。 问题2：对④和进行命名。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 提示：苯甲醇和2­甲基­1­丙醇。 问题3：丁烷的相对分子质量比乙醇的大，为什么常温下乙醇呈液态而丁烷呈气态？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 提示：乙醇分子含有羟基，分子间形成氢键，故熔、沸点比丁烷高。 【要点归纳】 1．醇的系统命名法 选主链 选择含有与羟基相连的碳原子的最长碳链为主链，根据碳原子数目称为某醇 编号位 从距离羟基最近的一端给主链碳原子依次编号 写名称 用阿拉伯数字标出羟基位次，羟基的个数用“二”“三”等表示 [注意] 当醇分子中含有多个羟基时，应选择含羟基最多的最长碳链为主链。 2．醇的物理性质与氢键的关系 (1)醇分子中羟基的氧原子可与另一醇分子中羟基的氢原子相互吸引形成氢键，如图中虚线所示，氢键增强了醇分子间的相互作用。氢键的存在使醇的沸点比其相应烃的沸点高。 (2)多元醇分子中存在多个羟基，一方面增加了分子间形成氢键的概率，使多元醇的沸点较高；另一方面增加了醇分子与水分子间形成氢键的概率，使多元醇具有易溶于水的性质。 【典例分析】 【典例1】 结合下表数据分析，下列关于乙醇、乙二醇的说法不合理的是(　　) 物质 分子式 沸点/℃ 溶解性 乙醇 C2H6O 78 与水以任意比例混溶 乙二醇 C2H6O2 197.3 与水和乙醇以任意比例混溶 A.二者的溶解性与其在水中能够形成氢键有关 B．可以采用蒸馏的方法将二者进行分离 C．丙三醇的沸点应该高于乙二醇的沸点 D．二者组成和结构相似，互为同系物 解析：选D。乙醇和乙二醇都能与水分子形成氢键且烃基较小，所以二者均能与水以任意比例混溶，A正确；二者的沸点相差较大，所以可以采用蒸馏的方法将二者进行分离，B正确；丙三醇分子中的羟基数目更多，其分子之间可以形成更多的氢键，所以其沸点应该高于乙二醇的沸点，C正确；乙醇分子中含一个—OH，而乙二醇分子中含两个—OH，所以乙醇和乙二醇不互为同系物，D错误。 【对点练】 1.只用水就能鉴别的一组物质是(　　) A．苯、乙醇、四氯化碳 B．乙醇、乙酸、乙烷 C．乙二醇、甘油、溴乙烷 D．苯、己烷、甲苯 解析：选A。利用水鉴别物质主要是根据物质在水中的溶解情况以及其密度与水的密度的相对大小。A项中苯不溶于水，密度比水小；乙醇可溶于水；四氯化碳不溶于水，密度比水大，可用水鉴别。B项中乙醇、乙酸都可溶于水，不能用水鉴别。C项中乙二醇、甘油都可溶于水，不可用水鉴别。D项中的三种物质都不溶于水，且密度都比水小，无法用水鉴别。 2．下列对醇的命名正确的是(　　) A．2，2­二甲基­3­丙醇 B．1­甲基­1­丁醇 C．2­甲基­1­丙醇 D．1，2­二甲基乙二醇 解析：选C。2，2­二甲基­3­丙醇对应物质的系统命名应该是2，2­二甲基­1­丙醇，A错误；1­甲基­1­丁醇对应物质的系统命名应该是2­戊醇，B错误；2­甲基­1­丙醇的名称正确，C正确；1号碳原子上不可能出现甲基，因此1，2­二甲基乙二醇的名称错误，D错误。 任务二　醇的化学性质(以乙醇为例) 　　　　　　　　　　　　　　　　 【情境诱思】 新酿制的酒中含有各种风味物质，如醛、羧酸类物质。俗话说“酒是陈的香”，即随着时间的推移，酒的口感会更好，香味更浓郁。这是什么原因呢？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 提示：酒中的醛类物质会缓慢氧化变成羧酸，羧酸再与酒精发生酯化反应，生成具有芳香气味的酯类物质，如乙酸乙酯等。 醇的化学性质主要由羟基决定。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的电子都向氧原子偏移，使O—H和C—O易断裂，即。 1．置换反应 在常温下，乙醇与钠反应生成氢气，化学方程式为2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑。 2．取代反应 (1)醇可以与氢卤酸发生取代反应生成卤代烃和水。如乙醇与氢溴酸反应：C2H5OH＋HBrC2H5Br＋H2O。 (2)乙醇与浓硫酸共热至140 ℃生成乙醚：CH3CH2OH＋CH3CH2OHC2H5OC2H5＋H2O。 (3)乙醚及醚 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：由两个烃基通过一个氧原子连接起来的化合物叫做醚。醚的官能团为醚键，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 乙醇在浓硫酸作用下加热到170 ℃，发生反应生成乙烯，化学方程式为CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O。 4．氧化反应 化学反应 化学方程式或转化过程 乙醇在氧气中燃烧 CH3CH2OH＋3O22CO2＋3H2O 乙醇的催化氧化 2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O 乙醇与酸性高锰酸钾溶液或重铬酸钾溶液反应 CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH [氧化反应和还原反应] 在有机化学反应中，通常把有机化合物分子中失去氢原子或加入氧原子的反应叫做氧化反应，加入氢原子或失去氧原子的反应叫做还原反应。 【易错辨析】 (1)所有的醇都能发生催化氧化反应和消去反应。(×) (2)能被氧化成醛的醇分子中必含有基团“—CH2OH”。(√) (3)既能发生消去反应，又能被氧化为醛。(×) (4)1­丙醇在氢氧化钠溶液中加热也可发生消去反应。(×) (5)可发生消去反应引入碳碳双键。(√) 实验探究Ⅰ——乙醇的消去反应 实验 装置 实验 步骤 ①将15 mL浓硫酸缓缓加入盛有5 mL 95%乙醇的烧杯中混合均匀(即体积比3∶1)，冷却后再倒入圆底烧瓶中，并加入碎瓷片防止暴沸。 ②加热混合溶液，迅速升温到170 ℃，将生成的气体先通入NaOH溶液，再通入酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液中，观察现象 问题1：完成下面的填空，写出对应试剂在上述实验中的作用。 试剂 作用 浓硫酸 作催化剂和脱水剂 氢氧化钠溶液 除去乙醇和SO2 酸性KMnO4溶液 验证乙烯的还原性 溴的CCl4溶液 验证乙烯的不饱和性 问题2：上述实验步骤②中，加热混合液，为什么要使温度迅速升到170 ℃？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 提示：为了减少副反应的发生，因为在140 ℃时，乙醇分子间脱水生成乙醚。 问题3：若将实验装置中盛10% NaOH溶液的洗气瓶去除，酸性KMnO4溶液褪色，能证明生成了乙烯吗？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 提示：不能，因为乙醇易挥发，且反应中会有SO2、CO2生成，乙醇、SO2都可使酸性KMnO4溶液褪色。 问题4：某醇A的结构简式为，该醇在一定条件下发生消去反应，可得到几种烯烃？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 提示：可以得到三种烯烃。分别是 实验探究Ⅱ——醇的催化氧化 某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。 问题5：实验时硬质玻璃管中铜网出现红色和黑色交替的现象，其原因及相应的化学方程式分别是什么？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 提示：实验中铜网出现红色和黑色交替现象，是因为铜与氧气反应生成氧化铜，氧化铜与乙醇反应生成铜和乙醛，反应的化学方程式为2Cu＋O22CuO、C2H5OH＋CuOCH3CHO＋Cu＋H2O。 问题6：该实验有两处用到水浴，第一处水浴的作用是什么？反应进行一段时间后，干燥试管a中能收集到哪些物质？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 提示：常温下乙醇为液体，如果要在玻璃管中进行反应则需要转化为气体，所以第一处水浴加热的目的是将乙醇汽化得到稳定的乙醇气流。经过反应后并冷却，a中收集到的物质有易挥发的乙醇及反应生成的乙醛和水。 问题7：下列醇能发生催化氧化反应吗？ 　 ③(CH3)3COH 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 提示：①②可以，③不能。 【要点归纳】 1．醇的取代反应规律 醇分子中，—OH或—OH上的氢原子在一定条件下可被其他原子或原子团取代，如醇与羧酸的酯化反应、醇分子间脱水及与HX的取代反应。 2．醇的消去反应规律 (1)醇分子中，连有—OH的碳原子的相邻碳原子上连有氢原子时，才能发生消去反应形成不饱和键。 (2)若醇分子中与—OH相连的碳原子无相邻碳原子或其相邻碳原子上无氢原子，则不能发生消去反应。如CH3OH、(CH3)3CCH2OH不能发生消去反应生成烯烃。 (3)产物判断：当与醇羟基相连的碳原子的邻位碳原子仅有一个时，最多能生成一种烯烃；当与醇羟基相连的碳原子的邻位碳原子不止一个时，生成的烯烃可能有多种，应根据醇的结构具体分析和判断。 3．醇的催化氧化规律 醇能否被氧化以及被氧化的产物的类别，取决于与羟基相连的碳原子上的氢原子的个数，具体分析如下： 【典例分析】 考向1　醇的消去反应 【典例2】 有机物E()在浓硫酸加热下发生消去反应，能得到(　　)种消去产物(不考虑立体异构)。 A．1 B．2 C．3 D．4 解析：选B。E中羟基碳原子有3个邻位碳原子，且均有H原子，但是其中有2个相同碳原子(乙基的碳原子)，故E在浓硫酸加热下发生消去反应，能得到2种消去产物。 【对点练】 3.下列化合物既能发生消去反应又能发生水解反应的是(　　) 解析：选B。CH3Br只有一个C，不能发生消去反应，A错误；中与溴原子相连碳的邻位碳原子上含氢原子，可以发生消去反应，也可以发生水解反应，B正确；中与氯原子相连碳的邻位碳原子上无氢原子，不可以发生消去反应，C错误；能发生消去反应但是不能发生水解反应，D错误。 考向2　探究醇类性质的典型实验 【典例3】 实验室合成环己烯的实验装置如下： 可能用到的有关数据如下： 相对分子质量 密度/(g·cm-3) 沸点/℃ 溶解性 环己醇 100 0.961 8 161 微溶于水 环己烯 82 0.810 2 83 难溶于水 合成步骤： 在a中加入20 g环乙醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸，b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90 ℃。 分离提纯： 将反应粗产物倒入分液漏斗中，分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙，最终通过蒸馏得到纯净环己烯8.2 g。 回答下列问题： (1)装置b的名称是___________。 (2)如果加热一段时间后发现忘加沸石，应该采取的正确操作是______________________________________________________________________。 (3)若反应温度偏低，最容易产生的有机副产物的结构简式为_____________________，写出该反应的化学方程式______________________________________________________________________。 (4)在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的___________(填“上口倒出”或“下口放出”)。 (5)本实验中环己烯的产率是___________。 解析：(4)环己烯的密度比水小，在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的上口倒出。(5)20 g环乙醇的物质的量为＝0.2 mol，理论上可以制得0.2 mol环己烯，其质量为0.2 mol×82 g/mol＝16.4 g，所以实验中环己烯的产率是×100%＝50%。 答案：(1)直形冷凝管 (2)停止加热，冷却至室温，补加沸石，重新实验 (3)O　 (4)上口倒出 (5)50% 【对点练】 4.实验室通过如图所示装置制取乙烯并验证其性质。下列说法正确的是(　　) A．装置甲加热时应缓慢升高温度到170 ℃ B．装置甲中浓硫酸的作用是作催化剂和吸水剂 C．为除去乙烯中混有的少量SO2，装置乙中可加入NaOH溶液 D．装置丙中溶液褪色时有CH3CHBr2生成 解析：选C。在浓硫酸的作用下，乙醇制备乙烯的反应温度为170 ℃，关键是迅速升温至170 ℃，防止温度较低发生副反应，A错误；装置甲中浓硫酸的作用是作催化剂和脱水剂，B错误；二氧化硫与氢氧化钠溶液可以反应，而乙烯与氢氧化钠溶液不反应，C正确；装置丙中溶液褪色时有 CH2BrCH2Br生成，无CH3CHBr2，D错误。 考向3　醇的催化氧化 【典例4】 下列醇类物质中既能发生消去反应，又能发生催化氧化反应生成醛的是(　　) 解析：选A。不能发生消去反应，B错误；被氧化为酮，不能被氧化为醛，故C错误；被氧化为酮，不能被氧化为醛，D错误。 【对点练】 5.下列醇中既能发生消去反应，又能被氧化为酮的是(　　) A．①④⑤ B．②⑥ C．②④⑥ D．①②③ 解析：选B。①中与—OH相连碳原子的邻碳上没有H原子,不能发生消去反应,该物质能被氧化成醛(),①不符合题意；②与—OH相连碳原子的邻碳上有H原子，能发生消去反应生成CH2===CHCH3，该物质能被氧化成酮(CH3COCH3)，②符合题意；③CH3OH只有1个碳原子，不能发生消去反应，CH3OH能被氧化成醛(HCHO)，③不符合题意；④与—OH相连碳原子的邻碳上有H原子，能发生消去反应生成，该物质能被氧化成醛()，④不符合题意；⑤与—OH相连碳原子的邻碳上没有H原子，不能发生消去反应,该物质能被氧化成醛()，⑤不符合题意；⑥与—OH相连碳原子的邻碳上有H原子，能发生消去反应生成(CH3)3CCH===CH2，该物质能被氧化成酮[(CH3)3CCOCH3]，⑥符合题意。 课堂加练·课后检测 【课堂加练题组】 1．乙醇分子中不同的化学键如图，下列关于其在各类反应中断键的叙述不正确的是(　　) A．乙醇和金属钠反应键①断裂 B．乙醇和HBr在一定条件下反应时键②断裂 C．乙醇和浓硫酸共热至140 ℃时键①或键②断裂，170 ℃时键②③断裂 D．乙醇在Ag催化下和O2反应键①③断裂 解析：选C。乙醇与浓硫酸共热至140 ℃发生分子间脱水，一个乙醇分子脱去羟基，另一个乙醇分子脱去羟基上的氢，即键①或键②断裂，乙醇与浓硫酸共热至170 ℃发生消去反应，脱去羟基和相邻碳原子上的氢，即键②⑤断裂，C项错误；乙醇在银催化下和O2反应生成乙醛，乙醇中的键①③断裂，D项正确。 2．实验室可用如图所示的装置实现有机物的相应转化，下列叙述错误的是(　　) A．铜网表面乙醇发生氧化反应 B．甲、乙烧杯中的水均起冷却作用 C．试管a收集到的液体中至少有两种有机物 D．实验开始后熄灭酒精灯，铜网仍能红热，说明发生的是放热反应 解析：选B。在铜作催化剂的条件下，乙醇与氧气反应生成乙醛，即在铜网表面，乙醇发生氧化反应，A正确；甲中为热水，起到加热乙醇的作用，使乙醇形成蒸气挥发，乙中水起到冷凝作用，使乙醛蒸气冷凝，B错误；试管a收集到的液体为乙醇和乙醛，乙醛还可能被氧化为乙酸，所以试管a收集到的液体中至少有两种有机物，C正确。 3．有机物萜品醇可作为消毒剂、抗氧化剂和溶剂。已知α­萜品醇的键线式如图所示，则下列说法不正确的是(　　) A．1 mol该物质最多能和1 mol氢气发生加成反应 B．分子中含有的官能团为羟基和碳碳双键 C．该物质能和金属钾反应产生氢气 D．该物质能发生消去反应生成三种可能的有机物 解析：选D。根据该有机物的结构简式可知，发生消去反应只能消去与羟基碳原子相邻的碳原子上的一个氢，两个甲基是等效的，只生成两种可能的有机物，D错误。 4．乙醇是一种重要的化工原料，由乙醇为原料衍生出的部分化工产品如下图所示： 回答下列问题： (1)A的结构简式为________。 (2)B的化学名称是________。 (3)由乙醇生成C的反应类型为________。 (4)E是一种常见的塑料，其化学名称是____________。 (5)由乙醇生成F的化学方程式为_________________________________。 解析：(1)根据A的分子式，结合A是由乙醇氧化得到的，可知A为乙酸。(2)乙酸与乙醇发生酯化反应得到乙酸乙酯。(3)由乙醇与C的分子式可知，乙醇分子中的1个H原子被Cl原子取代，所以反应类型为取代反应。(4)E的单体为D，根据D的分子式可知D为氯乙烯，所以E为聚氯乙烯。(5)乙醇在浓硫酸作催化剂、170 ℃时发生消去反应生成乙烯和水。 答案：(1)CH3COOH　(2)乙酸乙酯　(3)取代反应　(4)聚氯乙烯　(5)CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O 学科网（北京）股份有限公司 $$