内容正文:
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第三章 烃的衍生物
第二节 醇 酚
第1课时 醇
课时分层练
02
目录
CONTENTS
预习作业
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预习作业
(建议用时:15分钟)
1._________________相连的化合物称为醇,饱和一元醇的通式是__________,可简写为____________。
2.醇的物理性质
醇在水中的溶解度一般随分子中碳原子数的增加而________;醇的沸点随分子中碳原子数的增加而________;相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点远远________烷烃的沸点,因为醇分子中羟基的氧原子与另一醇分子羟基的氢原子间存在________。
羟基与饱和碳原子
CnH2n+1OH
R—OH
降低
升高
高于
氢键
预习作业
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3.醇的化学性质主要由________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,O—H和C—O的电子偏向于氧原子,使O—H和C—O易断裂。
只①键断裂,发生____________反应;
只③键断裂,发生____________反应;
③⑤键断裂,发生____________反应;
①②键断裂,发生____________反应。
羟基
置换或取代
取代
消去
氧化
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1.下列物质中,不属于醇的是( )
D.CH3OH
预习作业
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2.已知某些饱和一元醇的沸点(℃)如表所示:
则醇X可能是( )
A.乙醇 B.1丁醇
C.1己醇 D.1辛醇
解析 由表中数据知,随分子中碳原子数的增多,饱和一元醇的沸点升高。117.7 ℃介于97.1 ℃与137.5 ℃之间,故醇X分子中碳原子数介于1丙醇与1戊醇之间。
甲醇 1丙醇 1戊醇 1庚醇 醇X
64.7 97.1 137.5 176.5 117.7
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3.向甲醇、乙二醇、丙三醇中分别加入足量的金属钠后收集到等体积的氢气(相同条件),则上述三种醇的物质的量之比为( )
A.2∶3∶6 B.3∶2∶1
C.4∶3∶1 D.6∶3∶2
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预习作业
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4.关于实验室制取乙烯的说法中正确的是( )
A.温度计水银球在烧瓶口附近
B.加热时要注意使温度迅速上升至140 ℃
C.反应过程中溶液的颜色会逐渐变黑
D.生成的气体中除乙烯外还有浓硫酸被氧化后生成的SO2
解析 实验中温度计所测温度为反应液的温度,所以温度计应插入到反应液的中央位置,A错误;加热时应使温度迅速升至170 ℃,减少副反应的发生,B错误;浓硫酸使有机物脱水炭化,并且氧化其成分,自身被还原产生二氧化硫,所以反应过程中溶液的颜色会逐渐变黑,生成的乙烯中混有SO2等气体,C正确,D错误。
预习作业
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5.实验室可用酒精、浓硫酸作试剂来制取乙烯。
(1)写出实验室制取乙烯的化学反应方程式:____________________________,实验中,混合浓硫酸与乙醇的方法是将________慢慢加入另一种物质中;加热时必须使液体温度________________,因为在140 ℃时会生成一种副产物________。
(2)为了得到纯净的乙烯,应用________溶液除去____________________气体杂质,并用________干燥。
浓硫酸
迅速升至170 ℃
乙醚
NaOH
SO2、CO2、乙醇
碱石灰
预习作业
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课时分层练
(建议用时:40分钟)
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.下列物质的沸点按由高到低的顺序排列正确的是( )
①丙三醇 ②丙烷 ③乙二醇 ④乙醇
A.①②③④
B.④③②①
C.①③④②
D.①③②④
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2.由乙醇及必要的无机试剂合成乙二醇,其依次发生的反应类型为( )
A.取代、消去、加成
B.加成、消去、取代
C.消去、加成、取代
D.取代、加成、消去
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3.芳樟醇、香叶醇都可用于合成香精,其结构如下。下列说法错误的是( )
A.两种醇都能使酸性KMnO4溶液褪色
B.芳樟醇能发生消去反应
C.两种醇都可在铜催化下与氧气反应生成含有相同官能团的有机物
D.两种醇都能与金属钠反应
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解析 A项,两种醇中都含有碳碳双键,均能使酸性KMnO4溶液褪色,正确。B项,芳樟醇中与羟基相连碳原子的邻位碳原子上有H原子,能发生消去反应,正确。C项,因芳樟醇中与—OH相连的碳原子上没有H原子,故不能被催化氧化,错误。D项,羟基能与Na反应生成H2,正确。
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4.下列有关物质的命名正确的是( )
A.(CH3)2CHCH2OH:2甲基丙醇
B.CH3CH2CH2CHOHCH2CH3:4己醇
C.CH3CH2CHOHCH2OH:1,2丁二醇
D.(CH3CH2)2CHOH:2乙基1丙醇
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解析 由甲、乙、丙的相互转化关系可知,甲是能氧化为醛的醇,则甲为CH3CH2CH2OH,乙为丙醛,丙为丙酸。由上述分析可知,甲只有1种结构能实现上述转化,B错误。
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物质 沸点/℃ 密度/(g·cm-3) 水中溶解性
正丁醇 117.2 0.8109 微溶
正丁醛 75.7 0.8017 微溶
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下列说法错误的是( )
A.为防止产物进一步被氧化,应将酸化的Na2Cr2O7溶液逐滴加入正丁醇中
B.当温度计1显示的温度为90~95 ℃,温度计2显示的温度在76 ℃左右时,收集产物
C.反应结束,将馏出物倒入分液漏斗中,分去水层,粗正丁醛从分液漏斗上口倒出
D.向获得的粗正丁醛中加入少量金属钠,可检验其中是否含有正丁醇
解析 正丁醇能与钠反应,但粗正丁醛中含有水,水也可以与钠反应,所以在粗正丁醛中加入少量钠无法检验其中是否含有正丁醇,D错误。
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解析 ①能发生消去反应,也能发生催化氧化反应,但生成物不是醛;④能发生消去反应,但不能发生催化氧化反应。
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8.饱和一元醇 有多种同分异构体,其同分异构体发生消去反应,能得到的单烯烃的种类有( )
A.4种 B.5种
C.6种 D.7种
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9.丹参醇可由化合物X在一定条件下反应制得:
下列有关化合物X、Y和丹参醇的说法正确的是( )
A.X分子中所有碳原子一定在同一平面上
B.X→Y的反应为消去反应
C.丹参醇不能使酸性KMnO4溶液和溴的CCl4溶液褪色
D.丹参醇分子中含有5种官能团
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解析 X分子中左边的六元环中与羟基相连的碳原子还连有3个碳原子,类比甲烷的结构特点,则所有碳原子一定不在同一平面上,A错误;丹参醇中含有碳碳双键,可以使酸性KMnO4溶液和溴的CCl4溶液褪色,C错误;丹参醇分子中含有4种官能团,分别是碳碳双键、羟基、酮羰基和醚键,D错误。
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10.有两种饱和一元醇的混合物18.8 g,与13.8 g Na充分反应,生成的H2在标准状况下的体积为5.6 L,这两种醇的分子相差一个碳原子。则这两种醇是( )
A.甲醇和乙醇 B.乙醇和1丙醇
C.2丙醇和1丁醇 D.无法确定
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11.已知饱和一元醇C5H11OH有8种同分异构体,其中能与CuO反应生成醛的有a种,生成酮的有b种,则a、b的数目分别为( )
A.5和2 B.4和4
C.4和3 D.3和4
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12.从薄荷中提取的薄荷醇可制成医药。薄荷醇的结构简式如图,下列说法正确的是( )
A.薄荷醇的分子式为C10H19O,它与环己醇互为同系物
B.薄荷醇的分子中至少有12个原子处于同一平面上
C.薄荷醇在Cu或Ag作催化剂、加热条件下能被O2氧化为醛
D.在一定条件下,薄荷醇能发生取代反应、消去反应
解析 薄荷醇的分子式为C10H20O,它与环己醇具有相似的结构,分子组成上相差4个“CH2”,互为同系物,故A错误;薄荷醇的碳环上的碳碳键都是共价单键,不是平面结构,故B错误;薄荷醇分子中,与羟基相连的碳原子上只有1个H原子,在Cu或Ag作催化剂、加热条件下,其能被O2氧化为酮,故C错误。
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(1)苏合香醇的分子式为________,它不能发生的有机反应类型有________(填序号)。
①取代反应 ②加成反应 ③氧化反应 ④加聚反应 ⑤水解反应
(2)甲中官能团的名称是________;甲与乙反应生成丙的反应类型为_________________。
(3)B与O2反应生成C的化学方程式为
______________________________________________________。
C8H10O
④⑤
羧基
酯化(或取代)反应
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(4)在催化剂存在下1 mol D与2 mol H2反应可以生成乙,且D能发生银镜反应。则D的结构简式为________________________。
(5)写出符合下列条件的乙的同分异构体的结构简式:___________________。
①苯环上有两个取代基,其中一个是—OH
②苯环上的一氯代物只有两种
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解析 (2)根据题目信息可知,A为烯烃,其分子式为C4H8,因其核磁共振氢谱图显示只有两组峰,故其结构简式为(CH3)2C===CH2或CH3CH===CHCH3,根据已知反应可知A为(CH3)2C===CH2;B为(CH3)2CHCH2OH,C为(CH3)2CHCHO,甲为(CH3)2CHCOOH,故甲的官能团为羧基。乙与苏合香醇互为同系物,含有醇羟基,故甲与乙的反应类型为酯化反应。
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R
解析 生成的氢气中的H原子全部来自于醇中的羟基,由题意得:2CH3OH~H2、
HOCH2CH2OH~H2、,故产生1 mol H2分别要消耗2 mol甲醇、1 mol乙二醇、eq \f(2,3) mol丙三醇,物质的量之比为6∶3∶2。
CH3CH2OHeq \o(――→,\s\up17(浓硫酸),\s\do15(170 ℃))CH2===CH2↑+H2O
5.化合物甲、乙、丙可发生转化:C3H8O(甲)eq \o(――→,\s\up17(Cu/O2),\s\do15(△))C3H6O(乙)eq \o(――→,\s\up17(氧化))C3H6O2(丙)。下列说法错误的是( )
A.甲的结构只有1种
B.甲可能为
C.乙的结构简式为CH3CH2CHO
D.丙能使紫色石蕊溶液变红色
6.已知:CH3CH2CH2CH2OHeq \o(――――――――→,\s\up17(Na2Cr2O7/H+),\s\do15(90~95 ℃))CH3CH2CH2CHO,利用如图所示装置用正丁醇合成正丁醛。相关数据如表所示。
7.以下四种有机化合物分子式均为C4H10O:
②CH3CH2CH2CH2OH
其中既能发生消去反应生成相应的烯烃,又能氧化生成相应醛的是( )
A.①和②
B.只有②
C.②和③
D.③和④
[重难点拨] 醇的化学性质
(1)醇的取代反应
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。
(2)醇的消去反应
①醇分子中,连有羟基(—OH)的碳原子必须有相邻的碳原子,并且此相邻的碳原子上必须连有氢原子时,才可发生消去反应,生成不饱和键。表示为:
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。
(3)醇的催化氧化反应
醇的催化氧化的反应情况与跟羟基(—OH)相连的碳原子上的氢原子个数有关。
解析 是含5个碳原子的饱和一元醇,其同分异构体发生消去反应能得5个碳的单烯烃,有:CH2===CHCH2CH2CH3、CH3CH===CHCH2CH3、及,共5种。
解析 2CnH2n+1OH+2Na―→2CnH2n+1ONa+H2↑,生成H2 5.6 L(标准状况下),需消耗11.5 g Na,Na过量,两种饱和一元醇完全反应,两种饱和一元醇的平均相对分子质量为18.8÷eq \f(1,2)=37.6,则肯定有甲醇(饱和一元醇中只有甲醇的相对分子质量小于37.6),且两种醇的分子相差一个碳原子,故另一种一元醇为乙醇。
解析 能与CuO反应生成醛的醇C5H11OH应为C4H9—CH2OH的结构,—C4H9有4种,因此a=4,而8种同分异构体中,不能与CuO反应,而其他的除C4H9—CH2OH外均能氧化生成酮,即b=8-4-1=3。
二、非选择题
13.苏合香醇可用于调配日化香精,其结构简式为。有机物丙(分子式为C13H18O2)是一种香料,其合成路线如图所示。其中A的相对分子质量通过质谱法测得为56,核磁共振氢谱图显示只有两组峰;乙与苏合香醇互为同系物;丙分子中含有两个—CH3。
已知:R—CH===CH2eq \o(―――――――→,\s\up17(①B2H6),\s\do15(②H2O2/OH-))R—CH2CH2OH。
(4)甲为(CH3)2CHCOOH,含有2个—CH3,甲、乙发生酯化反应生成丙(C13H18O2),则乙的分子式为C9H12O,因丙中含有2个—CH3,故乙中不含—CH3,又因乙与苏合香醇互为同系物,则乙的结构简式为。1 mol D与2 mol H2反应可以生成乙,且D能发生银镜反应,可推出D中含有醛基和碳碳双键;即D的结构简式为。
(5)符合条件的乙的同分异构体上的两个取代基位于苯环的对位,其中一个是—OH,另一个是—C3H7;—C3H7的结构有两种:—CH2CH2CH3和—CH(CH3)2。
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