第3章 第2节 第1课时 醇（Word教参）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中化学选择性必修第三册（人教版2024）

第二节　醇　酚 第1课时　醇 [学习目标] 1.能基于官能团、化学键的特点分析和推断醇类发生氧化反应、消去反应的结构特点。能描述和分析醇类的重要反应，能书写相应的化学方程式。 （宏观辨识与微观探析） 2.能通过实验探究乙醇的取代反应、氧化反应和消去反应的反应条件。（科学探究与创新意识） （见学生用书P48） 知识点1　醇的概述 1.结构特点：羟基与①　饱和碳原子　相连的化合物，称为醇，官能团为—OH。 2.分类 由烷烃所衍生的一元醇称为饱和一元醇，通式为④　CnH2n＋1OH　，可简写为R－OH，如甲醇和乙醇。 3.几种常见的醇 名称 甲醇 乙二醇 丙三醇（俗称甘油） 结构 简式 CH3—OH 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 4.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⑤　高于　烷烃； ②饱和一元醇随分子中碳原子数的增加，沸点逐渐⑥　升高　； ③碳原子数目相同，羟基的个数越多沸点越⑦　高　。 （2）溶解性 甲醇、乙醇、丙醇均可与水互溶。这是因为醇分子与水分子之间形成了⑧　氢键　。 5.醇的命名 （1）选主链：选择含有与⑨　烃基　相连的碳原子的最长碳链为主链，根据主链碳原子的数目称为某醇。 （2）编位号：从距离⑩　烃基　最近的一端开始，给主链碳原子依次用阿拉伯数字编号定位。 （3）写名称：取代基位置－取代基名称－羟基位置－某几（羟基数目为两个及以上时）醇。 如：的名称为⑪　2－甲基－1－丙醇　，CH3CH（OH）CH2OH的名称为⑫　1，2－丙二醇　。 知识点2　醇的化学性质（以乙醇为例） 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⑰　2CH3CH2OH＋2Na2CH3CH2ONa＋H2↑　。 2.取代反应 反应物 化学方程式 乙醇与氢溴酸反应 ⑱　C2H5OH＋HBrC2H5Br＋H2O　 乙醇与浓H2SO4共热至140 ℃ ⑲　2CH3CH2OHC2H5OC2H5＋H2O　 3.消去反应 乙醇在浓硫酸作用下，加热到170 ℃，发生反应生成了乙烯，化学方程式为⑳　CH3CH2OH　　CH2CH2↑＋H2O　。 4.氧化反应 （1）氧化反应 化学反应 化学方程式 乙醇在氧气中燃烧 ㉑　CH3CH2OH＋3O22CO2＋3H2O　 乙醇的催化氧化 ㉒　2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O　 乙醇与酸性高锰酸钾溶液或重铬酸钾溶液反应 CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH （2）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㉓　失去氢原子或加入氧原子　的反应叫做氧化反应，㉔　加入氢原子或失去氧原子　的反应叫做还原反应。 探究点3　醚 1.乙醚的物理性质 无色、㉕　易挥发　的液体，有特殊气味，具有麻醉作用。微溶于水，㉖　易溶　于有机溶剂，是一种优良溶剂。 2.醚的结构特点 由㉗　两个烃基　通过一个㉘　氧原子　连接起来的化合物叫做醚。醚的结构可用R—O—R'来表示，R和R'都是烃基，可以相同，也可以不同。 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）丁烷的相对分子质量比乙醇的大，常温下呈液态。（　×　） （2）可用金属钠检验无水乙醇中是否含有水。（　×　） （3）醇的分子间脱水和分子内脱水都属于消去反应。（　×　） （4）相同条件下，等物质的量的CH3CH2OH和C2H4完全燃烧时耗氧量相同。（　√　） （5）利用酸性高锰酸钾溶液的强氧化性，可以鉴别乙醇和乙醛。（　×　） （6）乙醇和乙醚都极易溶于水。（　×　） （1）碳原子相同的醇与烷烃相比，醇的沸点高，溶解性大，都是因为醇分子中含有羟基，分子间可形成氢键。 （2）醇含两个或以上碳原子，且与羟基相连碳原子的相邻碳原子上有氢原子，才能发生消去反应。 （3）根据醇的催化氧化机理分析，醇分子中与羟基相连的碳原子上有氢原子时，才能发生氧化反应。 （4）催化剂在反应前后质量和性质都不发生改变，但在反应过程中可能参与反应，改变反应路径，加快反应速率。 （见学生用书P49） 探究点1　实验探究乙醇的消去反应 1.乙醇是一种重要的工业原料，可用于制造醋酸、饮料、消毒剂、燃料等，在日常生活、工农业生产中都有广泛的用途。 我们已经知道，乙醇与浓硫酸共热至170 ℃时发生消去反应生成乙烯，如何证明该反应是消去反应呢？又如何检验乙烯的生成呢？ 答案　略。 乙烯的制取 实验 装置 实验 步骤 ①在圆底烧瓶中加入乙醇和浓硫酸（体积比约为1∶3）的混合液20 mL，并放入几片碎瓷片； ②加热混合液，使液体温度　迅速升到170 ℃　， 将生成的气体先通入氢氧化钠溶液除去杂质，再分别通入酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液中，观察实验现象 实验 现象 酸性高锰酸钾溶液　褪色　，溴的四氯化碳溶液　褪色　 实验 结论 乙醇在浓硫酸作用下，加热到170 ℃，发生反应生成了乙烯，化学方程式为　CH3CH2OHCH2CH2↑＋H2O　 （1）乙醇和浓硫酸混合操作：浓硫酸的密度大于乙醇，应将浓硫酸缓慢加入到盛有无水乙醇的烧杯中，边加边搅拌，冷却。 （2）试剂的作用 试剂 作用 碎瓷片 防止暴沸 浓硫酸 催化剂和脱水剂 氢氧化钠溶液 除去乙醇和SO2（都能使酸性KMnO4溶液褪色） 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 （3）实验的关键——严格控制温度 ①迅速升温并控制温度为170 ℃，因为在140 ℃时乙醇分子间脱水生成乙醚，而温度高于170 ℃时，会产生大量副产物。 ②温度计的水银球要置于反应物的中央位置，且不能与烧瓶接触。 【例题1】某化学兴趣小组用如图1所示装置进行探究实验，以验证产物中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性。当温度迅速上升后，可观察到装置Ⅱ试管中溴水褪色，烧瓶中浓硫酸与乙醇的混合液体变为棕黑色。 （1）写出该实验中生成乙烯的化学方程式：　　　　　　　。 （2）甲同学认为：考虑到该混合液体反应的复杂性，溴水褪色的现象不能证明反应中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性，其理由正确的是　　　　。 a.乙烯与溴水易发生取代反应 b.使溴水褪色的反应，未必是加成反应 c.使溴水褪色的物质，未必是乙烯 （3）乙同学经过细致观察装置Ⅱ试管中另一实验现象后，证明反应中有乙烯生成，请简述这一实验现象：　　　　　　　。 （4）丙同学对上述实验装置进行了改进，在装置Ⅰ和装置Ⅱ之间增加如图2装置以除去乙醇蒸气和SO2，则A中的试剂为　　　　，B中的试剂为　　　　。 思维导引：解答本题应该注意以下两点： （1）使溴水褪色的反应类型有加成反应、氧化还原反应； （2）浓硫酸具有脱水性和强氧化性。 解析　（1）略。（2）由题意知反应中有SO2生成，因SO2具有还原性，也能与溴水发生反应使溴水褪色，所以使溴水褪色的物质，未必是乙烯，也可能是SO2。 （3）若有乙烯生成，生成的乙烯与溴水发生加成反应生成油状液体1，2－二溴乙烷。即观察到液体分层，下层为油状液体。 （4）因A装置是为了除去乙醇蒸气和SO2，可用NaOH溶液，B装置是为了检验SO2是否除尽，可用品红溶液。 答案　（1）CH3CH2OHCH2CH2↑＋H2O （2）bc　（3）液体分层，下层为油状液体 （4）NaOH溶液（其他合理答案　也可）　品红溶液 【变式1】用如图所示装置检验乙烯时不需要除杂的是（　　） 选项 乙烯的制备 试剂X 试剂Y A CH3CH2Br与NaOH的乙醇溶液共热 H2O 酸性KMnO4溶液 B CH3CH2Br与NaOH的乙醇溶液共热 H2O Br2的CCl4溶液 C CH3CH2OH与浓硫酸共热至170 ℃ NaOH溶液 酸性KMnO4溶液 D CH3CH2OH与浓硫酸共热至170 ℃ NaOH溶液 Br2的水溶液 答案　B 解析　A、C两项中混合液加热时，都会挥发出CH3CH2OH， CH3CH2OH能使酸性KMnO4溶液褪色，干扰乙烯的检验；D项，乙醇与浓硫酸共热时，会产生SO2，SO2能使溴水褪色，干扰乙烯的检验。 乙醇的消去反应实验的记忆口诀 硫酸乙醇三比一，迅速升温一百七，防止暴沸加碎瓷，排水方法集乙烯。 探究点2　乙醇的消去反应和氧化反应 2.世界卫生组织（　WHO　）建议的两种醇类洗手液能使新型冠状病毒失活，世界卫生组织制剂Ⅰ以75％乙醇为基础，高效灭活病毒。世界卫生组织制剂Ⅱ以75％异丙醇为基础，在低浓度下表现出更好的抗病毒效果，病毒完全失活。异丙醇的结构简式为 CH3CHOHCH3。 （1）乙醇能够发生消去反应，其反应机理是什么？异丙醇能否发生消去反应？若能，请写出化学方程式。 （2）乙醇催化氧化生成乙醛，异丙醇能否被催化氧化生成醛呢？ （3）乙醇、异丙醇的同系物2，2－二甲基－1－丙醇能够发生消去反应和氧化反应吗？ （1）； 能，CH3CHOHCH3CH3CHCH2↑＋H2O。 （2）能被催化氧化，但生成物不是醛，而是酮（丙酮）。 （3）不能发生消去反应，但可以发生催化氧化反应。 1.消去反应规律 醇消去反应的原理如下： ①若醇分子中只有一个碳原子或与—OH相连碳原子的相邻碳原子上无氢原子，则不能发生消去反应。如 、等。 ②某些醇发生消去反应，可以生成不同的烯烃，如：有三种消去反应的有机产物。 2.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： 【例题2】分子式为C7H16O的饱和一元醇的同分异构体有多种，根据给出的该醇的同分异构体，回答下列问题。 A. B. C. D.CH3（CH2）5CH2OH （1）可以发生消去反应生成两种单烯烃的是　　　　； （2）可以发生催化氧化生成醛的是　　　　； （3）不能发生催化氧化的是　　　　； （4）能被催化氧化成酮的有　　　　种。 思维导引：解答本题的思维流程如下： 解析　（1）该醇发生消去反应生成两种单烯烃，表明连有—OH的碳原子的相邻碳原子上连有氢原子，且以—OH 所连碳原子为中心，分子不对称，另外，羟基不连在链端碳原子上，是C。（2）～（4）连有—OH的碳原子上有2个氢原子时可被氧化为醛，是D；有一个氢原子时可被氧化为酮，是A、C；不含氢原子时不能发生催化氧化，是B。 答案　（1）C　（2）D　（3）B　（4）2 醇的化学性质与断键位置 反应类型 反应物 断键位置 反应条件 置换反应 醇、活泼金属 ① － 取 代 反 应 卤代 反应 醇、HX ② 浓HX，△ 酯化 反应 醇、酸 ① 浓硫酸，△ 自身 反应 醇 一分子断① 另一分子断② 浓硫酸，140 ℃ 消去反应 醇 ②⑤ 浓硫酸，170 ℃ 氧 化 反 应 催化 氧化 醇、氧气 ①④ Cu或Ag，△ 燃烧 反应 醇、氧气 全部 点燃 【变式2】以下四种有机化合物分子式均为C4H10O： ① ②CH3CH2CH2CH2OH ③ 　 ④ 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 答案　C 解析　①能发生消去反应，能发生催化氧化反应，但生成物不是醛；②既能发生消去反应，又能催化氧化生成醛；③既能发生消去反应，又能催化氧化生成醛；④能发生消去反应，但不能发生催化氧化反应。 （见学生用书P52） 1.（醇的概念）下列关于醇的结构叙述中正确的是（　　） A.醇的官能团是羟基（—OH） B.含有羟基的有机物一定是醇 C.羟基与碳原子相连的化合物就是醇 D.醇的通式是CnH2n＋1OH 答案　A 解析　醇类物质的官能团为羟基，A项正确；含有羟基的有机物为醇或酚，B项错误；羟基和苯环上碳原子相连接的化合物为酚类，C项错误；醇可以分为一元醇、二元醇、多元醇，饱和一元醇通式是CnH2n＋1OH，D项错误。 2.（醇的性质）下列关于醇类物质的物理性质的说法，不正确的是（　　） A.乙醇是常用的有机溶剂，可用于萃取碘水中的碘 B.沸点：乙二醇＞乙醇＞丙烷 C.交警对驾驶员进行呼气酒精检测，利用了酒精易挥发的性质 D.甲醇、乙醇、丙醇均可与水以任意比例混溶，这是因为这些醇与水形成了氢键 答案　A 解析　乙醇是常用的有机溶剂，但与水互溶，不可用于萃取碘水中的碘，A项错误；相对分子量相近的醇和烷烃相比，由于醇分子间存在氢键，烷烃分子间是范德华力，所以醇的沸点高于烷烃，故沸点大小：乙醇＞丙烷，乙二醇由两个羟基，更易形成氢键，故沸点：乙二醇＞乙醇＞丙烷，B项正确；交警对驾驶员进行呼气酒精检测，利用了酒精易挥发，挥发后与强氧化剂反应，C项正确；甲醇、乙醇、丙醇均可与水以任意比例混溶，这是因为这些醇分子与水分子形成了氢键，D项正确。 3.（醇的消去反应）下列醇的命名正确且可以发生消去反应的是（　　） A.苯甲醇 B.2－甲基－3－丙醇 C.2－乙基－1－丁醇 D.2，2－二甲基－1－丁醇 答案　C 解析　苯甲醇中羟基相连的碳与苯环相连，故不能发生消去反应，A项错误；2－甲基－3－丙醇，应选离羟基近的一端开始编号，名称为：2－甲基－1－丙醇，可发生消去反应生成2－甲基－1－丙烯，B项错误；2－乙基－1－丁醇符合醇的命名规则，且能发生消去反应生成2－乙基－1－丁烯，C项正确；2，2－二甲基－1－丁醇符合醇的命名规则，但羟基相连的碳的邻碳上没有氢原子，故不能发生消去反应，D项错误。 4.（醇的化学性质）乙醇在下列反应中没有断裂O—H键的是（　　） A.浓H2SO4条件下发生分子间脱水 B.Cu做催化剂条件下发生催化氧化 C.加热条件下与HBr溶液反应 D.浓H2SO4条件下与乙酸发生酯化反应 答案　C 解析　浓H2SO4条件下发生分子间脱水为：2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3＋H2O，断裂O—H键，A项错误；Cu做催化剂条件下发生催化氧化为：2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O，断裂O—H键，B项错误；加热条件下与HBr溶液反应为：CH3CH2OH＋HBrCH3CH2Br＋H2O，没有断裂O—H键，C项正确；浓H2SO4条件下与乙酸发生酯化反应为CH3CH2OH＋CH3COOHCH3COOCH2CH3＋H2O，断裂O—H键，D项错误。 5.（综合应用）化合物甲、乙、丙有如下转化关系：甲（C4H10O）乙（C4H8）丙（C4H8Br2），据此回答下列问题： （1）甲中官能团的名称是　　　　，甲属　　　　类物质，甲可能结构有　　　　种，其中可催化氧化为醛的有　　　　种。 （2）反应①条件为　　　　　　　， ②加入的试剂为　　　　　　。　 （3）甲乙的反应类型为　　　　，乙丙的反应类型为　　　　。 （4）丙的结构简式不可能是　　　　。 A.CH3CH2CHBrCH2Br B.CH3CH（CH2Br）2 C.CH3CHBrCHBrCH3 D.（CH3）2CBrCH2Br 解析　根据甲、乙、丙之间的转化关系可知，①发生消去反应，②发生加成反应，则甲为醇、乙为烯烃、丙为卤代烃。甲的结构简式可能为CH3CH2CH2CH2OH、、、四种，其中可催化氧化为醛的有CH3CH2CH2CH2OH和两种；乙的结构可能为CH2CHCH2CH3、CH3—CHCH—CH3、，乙与Br2发生加成反应生成丙，故丙分子中Br位于相邻碳原子上。 答案　（1）羟基　醇　4　2　（2）浓H2SO4、170 ℃ 溴水（或溴的CCl4溶液）　（3）消去反应　加成反应　（4）B 学科网（北京）股份有限公司 $$