2.2.2 酚-【步步高】2023-2024学年高二化学选择性必修3（鲁科版2019，鲁琼）

第2课时　酚 [核心素养发展目标]　1.认识酚的结构特点，了解苯酚的主要性质，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.通过苯酚性质的学习，了解苯酚及酚类毒性及其对环境的危害，要合理应用。 一、苯酚的结构与物理性质 1．苯酚的组成与结构 2．苯酚的物理性质 (1)萘()有两种一元羟基衍生物，它们都属于酚类(　　) (2)苯酚有毒，但其水溶液可用作消毒剂(　　) (3)苯酚分子中的13个原子有可能处于同一平面内(　　) (4)用加水、分液的方法可以除去甲苯中混有的少量苯酚(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)√　(4)× 1．久置的苯酚常显粉红色的原因是什么？ 提示　部分苯酚被空气中的氧气氧化。 2．苯酚有毒，对皮肤有强烈的腐蚀作用。若皮肤上沾有少量苯酚，应如何处理？ 提示　应立即用酒精清洗，再用水冲洗。 3．酚的命名是在苯、萘等名称后面加上“酚”字；若苯环上有取代基，将取代基的位次和名称写在前面。 写出分子式为C7H8O的芳香族化合物的结构简式，并对属于酚类的物质命名。 提示　，，邻甲基苯酚(或2-甲基苯酚)， 间甲基苯酚(或3-甲基苯酚)， 对甲基苯酚(或4-甲基苯酚)。 1．下列有关苯酚的说法错误的是(　　) A．易溶于乙醇等有机溶剂 B．含有的官能团为酚羟基 C．常温下苯酚能与水互溶 D．苯酚的空间填充模型为 答案　C 解析　常温下苯酚在水中的溶解度不大，温度高于65 ℃时，能与水互溶，C项错误。 2．分子式为C9H12O的有机化合物分子中有一个苯环、一个链烃基，则它属于酚类的结构可能有(　　) A．6种 B．5种 C．4种 D．2种 答案　A 解析　酚羟基与链烃基的位置关系有邻、间、对三种情况，链烃基—C3H7有—CH2CH2CH3、—CH(CH3)2两种不同的结构，所以符合条件的属于酚类的有机化合物有3×2＝6种，A项正确。 二、苯酚的化学性质 苯酚分子中羟基和苯环直接相连，苯环与羟基之间的相互影响使得苯酚的化学性质与醇或苯的化学性质有明显的不同。 1．苯环对羟基的影响 实验 步骤 实验 现象 a得到浑 浊液体 b液体 不变红 c液体变 澄清 d或e液 体变浑浊 (1)根据实验现象，完成下列试管中发生的反应的化学方程式： 试管c：＋NaOH―→＋H2O； 试管d：＋HCl―→＋NaCl； 试管e：＋CO2＋H2O―→＋NaHCO3。 (2)根据实验现象可得结论 ①室温下，苯酚在水中溶解度不大； ②苯酚虽不能使紫色石蕊溶液变红，但能与NaOH溶液反应，表现出酸性； ③酸性；H2CO3>>HCO。 (3)解释 受苯环的影响，苯酚分子中的氢氧键比醇分子中的氢氧键更容易断裂，因此苯酚能在水溶液中发生微弱电离产生H＋。 电离方程式：＋H＋。 2．羟基对苯环的影响 (1)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：。 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。 应用：用作苯酚的检验和定量测定。 (2)显色反应 实验操作： 实验现象：溶液显紫色。 结论：苯酚能与FeCl3溶液反应，使溶液显紫色。 应用：大多数的酚都能与FeCl3溶液反应显出颜色，常用于酚的检验。 (3)聚合反应 苯酚与甲醛在酸或碱性条件下可发生聚合反应，生成酚醛树脂，写出二者在酸性条件下反应的化学方程式：＋nHCHO＋(n－1)H2O。 酚醛树脂俗称“电木”，是最早生产和使用的合成树脂，它不易燃烧，具有良好的电绝缘性。 3．苯酚及酚类化合物的用途 苯酚是一种重要的化工原料，酚类化合物广泛用于制造有消毒作用的酚皂、化妆品、抗癌药物、食品防腐剂和农药等。 (1)可以用NaOH溶液或酒精或高于65 ℃的热水清洗试管壁上附着的苯酚(　　) (2)苯酚的酸性很弱，不能使酸碱指示剂变色(　　) (3)因酸性：H2CO3＞＞HCO，所以与Na2CO3反应只能生成NaHCO3和 (　　) (4)苯中溶有少量的苯酚，可先加适量的浓溴水，使苯酚生成2,4,6-三溴苯酚，再过滤除去(　　) (5)可用浓溴水和FeCl3溶液检验苯酚的存在(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√ 1．从分子结构上分析为什么苯酚的酸性比乙醇强？ 提示　苯酚和乙醇都有羟基，但是苯酚中的羟基与苯环直接相连，受苯环的影响，苯酚羟基上的氢原子较活泼，氢氧键易断裂。即苯酚具有弱酸性，能与烧碱溶液反应，乙醇没有酸性，不能与烧碱溶液反应。 2．比较苯和苯酚分别与溴的取代反应 (1)填写下表： 苯 苯酚 ①反应物 苯、液溴 苯酚溶液、浓溴水 ②反应条件 铁粉作催化剂 无催化剂 ③被取代氢原子个数 1 3 ④反应速率 慢 快 (2)结合上述分析比较，说明苯酚分子中羟基对苯环的影响。 提示　苯酚分子中羟基使苯环在羟基的邻、对位上的氢原子更活泼，比苯分子上的氢原子更容易发生取代反应。 1．下列有关性质实验中，能说明苯环对侧链产生影响的是(　　) A．苯酚可以和烧碱溶液反应，而乙醇不能和烧碱溶液反应 B．苯酚可以和浓溴水反应生成白色沉淀，而苯不能和浓溴水反应生成白色沉淀 C．苯酚可以和氢气发生加成反应，而乙醇不能和氢气发生加成反应 D．甲苯可以和硝酸发生三元取代，而苯很难和硝酸发生三元取代 答案　A 2．(2023·石家庄高二检测)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以上的工业废水需进行相关处理从而回收苯酚。某化学研究性学习小组设计如下流程，从含苯酚的工业废水中回收苯酚。 (1)可用________________(填试剂名称)检验苯酚的存在。 (2)过程 Ⅰ 为____________、____________，过程Ⅱ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(答案合理即可)　(2)萃取　分液　分液　(3)＋CO2＋H2O―→＋NaHCO3 解析　(2)由流程图可知，加苯是为了萃取苯酚，然后分液可得到有机层，所以过程Ⅰ为萃取、分液；有机层中的苯酚与NaOH反应生成的苯酚钠易溶于水，经分液可得到水层，则过程Ⅱ为分液。 基团间的相互影响 (1)苯环对支链的影响 ①烷烃不与酸性高锰酸钾溶液反应，而苯的同系物一般可被其氧化成苯甲酸。 ②苯环对羟基的影响，使得酚羟基部分电离显弱酸性。 (2)支链对苯环的影响 ①甲基对苯环的影响，使得甲苯与硝酸反应生成2,4，6-三硝基甲苯。 ②酚羟基对苯环的影响，使得苯酚与饱和溴水反应生成2,4,6-三溴苯酚。 题组一　酚及其结构 1．下列各组物质的关系正确的是(　　) A．、：同系物 B．、：同分异构体 C．、：酚类物质 D．、：同类物质 答案　B 解析　A项，前者是酚，后者是醇，不互为同系物；B项，二者分子式相同但结构不同，互为同分异构体；D项，前者苯环上连接有羟基而后者没有，故二者不是同类物质。 2．向下列溶液中滴入FeCl3溶液，颜色无明显变化的是(　　) A． B． C．NaI溶液 D. 答案　B 解析　中羟基与苯环直接相连，属于酚类，可与FeCl3溶液发生显色反应呈紫色，故A不选；中虽然有苯环，但羟基直接与—CH2—相连，属于醇类，不与FeCl3溶液反应，故B选；向NaI溶液中滴入FeCl3溶液，NaI与FeCl3发生氧化还原反应：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，颜色发生变化，故C不选；中羟基与苯环直接相连，属于酚类，可与FeCl3溶液发生显色反应呈紫色，故D不选。 题组二　苯酚的性质 3．下列有关苯酚的叙述正确的是(　　) A．苯酚呈弱酸性，能使紫色石蕊溶液显浅红色 B．苯酚分子中的13个原子不可能处于同一平面上 C．苯酚有腐蚀性，不慎沾在皮肤上应立即用酒精冲洗，再用水冲洗 D．苯酚较稳定，在空气中不易被氧化 答案　C 解析　苯酚的酸性较弱，不能使酸碱指示剂变色，A项错误；苯酚中除酚羟基上的H外，其余12个原子一定处于同一平面上，当旋转H—O使H落在12个原子所在的平面上时，苯酚分子中的13个原子处在同一平面上，即苯酚分子中的13个原子有可能处于同一平面上，B项错误；苯酚在空气中易被氧化，D项错误。 4．苯中可能混有少量的苯酚，下列实验能证明苯中是否混有少量苯酚的是(　　) ①取样品，加入少量酸性高锰酸钾溶液，振荡，看酸性高锰酸钾溶液是否褪色，褪色则有苯酚，不褪色则无苯酚 ②取样品，加入氢氧化钠溶液，振荡，观察样品是否分层 ③取样品，加入过量的浓溴水，观察是否产生白色沉淀，若产生白色沉淀则有苯酚，没有白色沉淀则无苯酚 ④取样品，滴加少量的FeCl3溶液，观察溶液是否显紫色，若显紫色则有苯酚，若不显紫色则无苯酚 A．③④ B．①③④ C．①④ D．全部 答案　C 解析　①苯酚能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但是苯不能，正确；②不管苯中是否有苯酚，加入NaOH溶液都会分层，因此无法鉴别，错误；③产生的2,4，6-三溴苯酚能溶于苯，因此不能鉴别，错误；④苯酚遇到氯化铁溶液显紫色，但是苯不能，正确。 5．关于、、的下列说法不正确的是(　　) A．都能与金属钠反应放出氢气 B．都能与FeCl3溶液发生显色反应 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　三种物质都含有羟基，都能和金属钠反应放出氢气，A正确；、不含酚羟基，不能与FeCl3溶液发生显色反应，B错误；苯酚可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，、中羟基所连碳原子上均有氢原子，也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，C正确；苯酚中酚羟基的邻、对位易发生取代反应，、可以发生酯化反应，酯化反应属于取代反应，D正确。 6．苯酚常用于医疗器械的消毒，化学实验小组用苯酚进行了如下实验。 步骤1：常温下，分别取1 g苯酚晶体于3支试管中，分别向其中加入5 mL蒸馏水，充分振荡后液体均变浑浊。 步骤2：向第一支试管中滴加几滴FeCl3溶液，观察到溶液显紫色{查阅资料可知配离子[Fe(C6H5O)6]3－显紫色}。 步骤3：取第二支试管中的上层清液，向其中滴加少量浓溴水，振荡，无白色沉淀产生。 步骤4：向第三支试管中加入足量5% NaOH溶液并振荡，得到澄清溶液，再向其中通入足量CO2，溶液又变浑浊。 下列说法不正确的是(　　) A．步骤1说明常温下苯酚在水中的溶解度小于20 g B．步骤2说明基团结合在一起时会产生相互影响 C．步骤3中浓溴水与苯酚没有发生化学反应 D．步骤4中CO2与苯酚钠溶液反应生成苯酚和NaHCO3 答案　C 解析　常温下，向含1 g苯酚晶体试管中，加入5 mL蒸馏水，振荡后溶液变浑浊，则100 mL(即100 g)水中溶解的苯酚质量小于20 g，A正确；苯和醇与三氯化铁均不反应，苯酚遇FeCl3溶液显紫色，说明基团结合在一起时会产生相互影响，B正确；苯酚与浓溴水反应生成2,4,6-三溴苯酚，2,4,6-三溴苯酚易溶于苯酚，不溶于水，苯酚过量，浓溴水少量，看不到白色沉淀，应加入过量的浓溴水才可以看到白色沉淀，C错误；苯酚显酸性，与NaOH溶液反应生成易溶于水的苯酚钠，酸性：碳酸>苯酚>HCO，则再通入足量CO2可生成苯酚和NaHCO3，D正确。 题组三　基团之间的相互影响 7．下列反应与苯环对酚羟基的影响有关的是(　　) ①苯酚在水溶液中可以电离出 ②苯酚溶液中加入浓溴水生成白色沉淀 ③用苯酚与甲醛为原料制备酚醛树脂 ④苯酚与氢氧化钠反应生成苯酚钠 A．①② B．②③ C．② D．①④ 答案　D 解析　①④的反应中断裂的是酚羟基中的氢氧键，属于苯环对酚羟基的影响；②的反应是苯酚中羟基邻、对位碳原子上的氢原子被取代的反应，属于酚羟基对苯环的影响；③的反应是发生在酚羟基邻位碳原子上的反应，属于酚羟基对苯环的影响。 8．下表中Ⅱ对Ⅰ的解释不正确的是(　　) 选项 Ⅰ Ⅱ A ＋2Na―→＋H2↑ 苯环使 羟基活泼 B ＋3Br2―→＋3HBr 羟基使苯 环活泼 C ＋NaOH―→＋H2O 苯环使羟 基活泼 D ＋3HNO3＋3H2O 甲基使苯 环活泼 答案　A 解析　无论醇羟基或酚羟基，均能与钠反应。 9．(2023·浙江衢州高二检测)有机物中基团之间会相互影响、相互制约。下列各项事实不能说明该观点的是(　　) A．苯酚可以发生加成反应，而乙醇不能 B．苯酚能与NaOH溶液反应，而乙醇不能 C．甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而乙烷不能 D．苯酚与溴水可直接反应，而苯与液溴反应需要铁粉作催化剂 答案　A 解析　苯酚可以发生加成反应，是因为含有苯环，而乙醇不能发生加成反应，两者不是因为苯环和乙基对羟基的影响引起的，选项A无相互影响；苯酚能与NaOH溶液反应，乙醇不能与NaOH溶液反应说明苯环的影响使酚羟基上的氢原子更活泼，选项B有相互影响；甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而乙烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明苯环的影响使苯环侧链上的烷基更活泼，选项C有相互影响；羟基影响苯环，使苯环上羟基的邻、对位氢原子易被取代，苯不含羟基，与液溴反应则需要铁粉作催化剂，选项D有相互影响。 10~13题有一个或两个选项符合题目要求。 10．(2023·湖南永州高二校考)天然生漆的主要成分漆酚是邻苯二酚的几种衍生物的混合物，其结构如图所示。下列有关叙述错误的是(　　) A．所有漆酚分子中均含有两种官能团 B．漆酚结构中的—R为饱和烃基时，与邻苯二酚是同系物 C．天然生漆可以被空气中的氧气氧化而变质 D．漆酚可与甲醛反应生成高分子化合物 答案　A 解析　R为饱和烃基时，漆酚分子中只含酚羟基一种官能团，A错误；漆酚结构中的—R为饱和烃基时，分子中含两个酚羟基，与邻苯二酚官能团种类、数目相同，结构相似，组成上相差n个CH2，互为同系物，B正确；酚羟基易被空气中的氧气氧化，C正确。 11．(2023·郑州高二检测)如图是兴奋剂的某种同系物X的结构，下列关于X的说法正确的是(　　) A．1 mol X与NaOH溶液反应最多消耗5 mol NaOH B．X能使酸性KMnO4溶液褪色，可证明其分子中含有碳碳双键 C．1 mol X与足量的饱和溴水反应，最多消耗6 mol Br2 D．X可与NH4HCO3溶液作用产生气泡 答案　AC 解析　1 mol X含有3 mol酚羟基，能与3 mol NaOH反应，1 mol —Cl水解消耗1 mol NaOH，生成1 mol酚羟基，又消耗1 mol NaOH，最多消耗5 mol NaOH，A正确；酚羟基也能使酸性KMnO4溶液褪色，无法证明其分子中含有碳碳双键，B错误；苯酚中苯环上羟基的邻、对位上的氢原子易被溴原子取代，碳碳双键能够与Br2发生加成反应，1 mol X与足量的饱和溴水反应，最多消耗6 mol Br2，C正确；酚羟基与NH4HCO3不反应，D错误。 12．实验室回收废水中苯酚的过程如图所示。下列分析错误的是(　　) A．操作Ⅰ为萃取、分液，萃取剂不可以选用CCl4 B．苯酚钠是离子化合物，在苯中的溶解度比在水中的小 C．通过操作Ⅱ，苯可循环使用 D．苯酚沾到皮肤上，需用NaOH溶液清洗后，再用大量水冲洗 答案　AD 解析　操作Ⅰ是用苯萃取废水中的苯酚，进行分液得到苯酚的苯溶液，苯酚在CCl4中的溶解度远大于在水中的溶解度，且CCl4与水不互溶，也可用CCl4作萃取剂，A错误；苯酚钠属于钠盐，是离子化合物，易溶于水，在苯中的溶解度比在水中的小，B正确；操作Ⅱ涉及分液操作，通过操作Ⅱ，苯可循环使用，C正确；NaOH具有腐蚀性，苯酚沾到皮肤上，不能用NaOH溶液清洗，应先用酒精冲洗，再用水冲洗，D错误。 13．(2022·大连高二月考)甲醇可用于合成重要的有机合成中间体3,5-二甲氧基苯酚。转化关系如图所示： 反应结束后，先分离出甲醇，再加入乙醚，将获得的有机层(含少量氯化氢)进行洗涤，然后分离提纯得到产物。有关物质的部分物理性质如下： 物理性质 物质 沸点/℃ 熔点/℃ 溶解性 甲醇 64.7 －97.8 易溶于水 3,5-二甲氧基苯酚 172～175 40～43 易溶于甲醇、乙醚，微溶于水 下列说法不正确的是(　　) A．该反应属于取代反应 B．分离出甲醇的操作是蒸馏 C．间苯三酚与3,5-二甲氧基苯酚互为同系物 D．洗涤时，可用NaHCO3溶液除去有机层中的氯化氢 答案　C 解析　该反应的化学方程式为＋2CH3OH＋2H2O，属于取代反应，A正确；甲醇的沸点与3,5-二甲氧基苯酚相差较大，分离出甲醇的操作方法是蒸馏，B正确；间苯三酚与3,5-二甲氧基苯酚的官能团种类不完全相同，二者不互为同系物，C不正确；洗涤时，往混合液中加入NaHCO3溶液，NaHCO3与3,5-二甲氧基苯酚不反应，与HCl反应生成NaCl、H2O和CO2，生成的NaCl不溶于有机物，便于分离除去，D正确。 14．胡椒酚是一种植物挥发油，它的结构简式为，回答下列问题。 (1)写出胡椒酚所含官能团的名称：____________________________________________。 (2)胡椒酚能发生的化学反应有_________________________________________(填序号)。 ①取代反应 ②加成反应 ③消去反应 ④加聚反应 (3)1 mol胡椒酚与足量氢气发生加成反应，理论上最多消耗______ mol H2。 (4)1 mol胡椒酚与足量饱和溴水发生反应，理论上最多消耗______ mol Br2。 (5)若要制备胡椒酚钠，可以选择的试剂有______(填序号)。 ①Na ②NaOH ③NaHCO3 ④Na2CO3 (6)写出所有符合下列条件的胡椒酚的同分异构体的结构简式：_______________________。 ①含有醛基； ②苯环上有两个取代基，且苯环上的一氯代物有两种。 答案　(1)(酚)羟基、碳碳双键　(2)①②④　(3)4 (4)3　(5)①②④ (6)、 解析　(2)酚羟基能发生取代反应；碳碳双键能发生加成反应和加聚反应。(3)1 mol胡椒酚与足量氢气发生加成反应，苯环消耗3 mol H2、碳碳双键消耗1 mol H2，理论上最多消耗4 mol H2。(4)在酚羟基所连碳原子的邻位碳原子上有2个能被溴原子取代的氢原子，碳碳双键能与Br2发生加成反应，所以1 mol胡椒酚与足量饱和溴水发生反应，最多消耗3 mol Br2。(6)由题意可知，①含有醛基(—CHO)，②苯环上有两个取代基，且苯环上的一氯代物有两种，说明苯环上的两个取代基在苯环的对位上，这两个取代基为—CHO、—CH2CH3或—CH2CHO、—CH3。 15．如图是以苯酚为主要原料制取冬青油和阿司匹林的过程： (1)写出第①步反应的离子方程式：____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)B溶于冬青油导致产品不纯，可用__________(填字母)除去。 A．Na B．NaOH溶液 C．Na2CO3溶液 D．NaHCO3溶液 (3)冬青油含有的官能团名称为______________________________________________。 (4)写出阿司匹林在加热条件下与足量NaOH溶液反应的化学方程式：______________ ________________________________________________________________________。 (5)下列有关描述不正确的是________(填字母)。 A．第②步反应中的酸A可以是稀硫酸 B．第③步反应的类型为取代反应 C．1 mol冬青油与浓溴水反应最多可消耗3 mol Br2 D．可以利用FeCl3溶液鉴别冬青油和阿司匹林 答案　(1)＋OH－―→＋H2O　(2)D　(3)(酚)羟基、酯基　(4) ＋3NaOH＋CH3COONa＋2H2O　(5)C 解析　(2)由B和冬青油的结构简式并结合酸性：—COOH>—OH(酚)>HCO知，可用NaHCO3溶液除去B。(4)1 mol能与3 mol NaOH发生反应生成1 mol、1 mol CH3COONa和2 mol H2O。(5)第②步反应为复分解反应，酸A可以是稀硫酸，A正确；第③步反应为酯化反应，属于取代反应，B正确；酚羟基的邻、对位H原子可以被溴原子取代，1 mol冬青油与浓溴水反应最多可以消耗2 mol Br2，C错误；冬青油分子中有酚羟基而阿司匹林分子中没有，用FeCl3溶液可以鉴别，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$