第3章 第2节 第2课时 酚（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2课时　酚 [学习目标] 1.能基于官能团、化学键的特点分析和推断苯环与羟基的相互影响。能描述和分析酚类的重要反应，能书写相应的化学方程式。（宏观辨识与微观探析） 2.能通过实验探究苯酚的酸性、取代反应、显色反应及其在检验中的应用。（科学探究与创新意识） （见学生用书P53） 知识点1　酚的组成与结构 1.酚的概念 羟基与①　苯环　直接相连的化合物称为酚，醇和酚的官能团都是—OH。 2.苯酚的组成与结构 俗名 分子式 结构简式 ②　石炭酸　 ③　C6H6O　 或C6H5OH 3.苯酚物理性质 知识点2　苯酚的性质与应用 1.化学性质 （1）实验探究苯酚的酸性 实验操作 实验现象 及解释 ①中得到浑浊液体 苯酚在水中的溶解度较小 （续表） 实验现象 及解释 ②中浑浊液体变澄清 苯酚与NaOH溶液反应生成易溶于水的苯酚钠，化学方程式为④　＋NaOH＋H2O　 ③中溶液变浑浊 苯酚钠与盐酸反应又生成了溶解度较小的苯酚，化学方程式为⑤　＋HCl＋NaCl　 ④中溶液变浑浊 苯酚钠可与碳酸反应生成了溶解度较小的苯酚，化学方程式为⑥　＋CO2＋H2O＋NaHCO3　 实验结论：苯酚在水溶液中呈⑦　酸　性，且酸性：H2CO3＞＞HC。 （2）苯环上的取代反应 苯酚与浓溴水反应的化学方程式： ⑧　　，现象是有白色沉淀生成，此反应可用于苯酚的定性检验和定量测定。 （3）显色反应 苯酚遇FeCl3溶液呈⑨　紫　色，该反应可用于检验酚类物质的存在。 2.应用与危害 （1）应用：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）危害：含酚类物质的废水对生物体具有毒害作用，排放前必须经过处理。 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）苯酚分子中13个原子一定处于同一平面上。（　×　） （2）苯酚沾在皮肤上，可以用酒精或NaOH溶液清洗。（　×　） （3）苯酚的酸性很弱，不能使酸碱指示剂变色。（　√　） （4）向苯酚钠溶液中通入少量CO2时生成Na2CO3，通入过量CO2时生成NaHCO3。（　×　） （5）苯中少量的苯酚可先加适量的浓溴水，使苯酚生成三溴苯酚，再过滤除去。（　×　） 1.苯酚有毒具有腐蚀性，实验室盛装苯酚的试剂瓶上贴有、标签。 2.向苯酚钠溶液中通入少量CO2，生成产物是NaHCO3，因为苯酚、H2CO3、HC的酸性强弱顺序为H2CO3＞＞HC。 3.苯中混有少量苯酚，应先加入足量的烧碱溶液，再分液，上层即为苯。先加足量溴水再过滤的方法是不可行的，因为苯酚和溴水反应生成的三溴苯酚不溶于水，但是其易溶于苯而不容易分离。且溴水过量，过量的溴水又溶于苯中，引入新的杂质。 （见学生用书P54） 探究点1　脂肪醇、芳香醇和酚的比较 1.麻黄是指麻黄科草本类小灌木植物，是中药中的发散风寒药，常用于伤风感冒、咳嗽气喘及咳痰等病症。 麻黄成分中含有机酚、生物碱、黄酮、多糖等许多成分，其中一种有机酚的结构简式如下图所示： （1）写出该有机化合物的分子式，以及所含官能团的名称。 （2）该有机化合物能发生的反应类型有　　　　（填序号）。 ①加成反应　 ②取代反应　③消去反应　④催化氧化 （3）1 mol 该有机物跟足量金属钠反应，可生成H2的物质的量是多少？跟足量饱和溴水反应，最多消耗Br2的物质的量是多少？ （4）写出该有机物与NaOH 溶液反应的化学方程式，该有机物能否与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳？ （1）C15H14O6；羟基、醚键。　（2）①②③④ （3）2.5 mol；5 mol。　（4）＋4NaOH＋4H2O；否。 1.醇羟基、酚羟基的结构、性质比较 类别 脂肪醇 芳香醇 酚 实例 CH3CH2OH 官能团 醇羟基—OH 酚羟基—OH 结构 特点 —OH与链烃基相连 —OH与苯环侧链上的碳原子相连 —OH与苯环直接相连 化学 性质 （1）与钠反应；（2）取代反应；（3）消去反应；（4）氧化反应；（5）酯化反应；（6）无酸性，不与NaOH反应 （1）弱酸性；（2）取代反应；（3）显色反应；（4）加成反应；（5）与钠反应；（6）氧化反应 2.醇与酚性质对比的注意点 （1）醇与酚所含的官能团都为－OH，但醇羟基所连的烃基为链烃基，酚羟基连的为苯环，这决定了两者化学性质有不同之处。 （2）醇和酚都能与金属钠反应放出H2，但由于苯环的存在，苯酚中 O－H键易断裂，呈现弱酸性，与 NaOH 能反应生成苯酚钠，醇与 NaOH不反应。 （3）由于苯环的存在，C－O不易断裂，酚对外不提供 －OH，但醇中的－OH 能参与反应，醇能发生消去反应，酚不发生消去反应。醇中的－OH可被－X 取代，酚中的—OH不可取代。 【例题1】去甲肾上腺素可以调控动物机体的植物性神经功能，其结构简式如图所示，下列说法正确的是（　　） A.该有机物的分子式是C8H10NO3 B.1 mol该有机物最多能与2 mol Br2发生反应 C.该有机物能与Na2CO3溶液反应，但不生成气体 D.该有机物可以发生氧化反应，但不能发生消去反应 答案　C 解析　根据该有机物的结构简式可知，该有机物的分子式是C8H11NO3，A项错误；酚羟基可与溴发生羟基邻对位的取代反应，1 mol该有机物最多能与3 mol Br2发生反应，B项错误；该有机物含酚羟基，可以与碳酸钠反应，生成酚钠和碳酸氢钠，C项正确；该有机物含羟基，可发生氧化反应，醇羟基处可发生消去反应，D项错误。 【变式1】胡椒酚是植物挥发油的成分之一，它的结构简式为，下列叙述中正确的是（　　） A.胡椒酚属于高分子化合物 B.胡椒酚分子式C9H10O C.1 mol胡椒酚最多可与3 mol溴发生取代反应 D.胡椒酚不可能使酸性高锰酸钾溶液褪色 答案　B 解析　由题可知，胡椒酚的结构简式为，不属于高分子化合物，A项错误；根据结构简式，可推出胡椒酚分子式为C9H10O，B项正确；1 mol胡椒酚最多可与2 mol溴发生取代反应，与1 mol溴发生加成反应，C项错误；胡椒酚含有酚羟基、碳碳双键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，D项错误。 探究点2　实验探究苯环与烃基的相互影响 2.“结构决定性质”，有机物分子结构中不同基团之间的相互作用，对有机物化学性质有着深刻影响。为充分认识这一现象。某化学兴趣小组设计如下实验进行探究。 （1）实验1：将小块钠分别投入两个烧杯中（如图）。你认为哪个烧杯中的反应速率快一些？还是二者反应速率相等？为什么？说明了哪些基团之间的影响？ （2）实验2：为证明苯环对羟基的影响，该兴趣小组设计了如下两个实验方案。 方案一中，苯酚稀溶液和蒸馏水中的现象分别是什么？以上两个实验能否证明苯酚具有酸性？ （3）实验3：验证饱和溴水分别与苯酚、苯是否反应（如下图）。 ①该实验是为了证明哪些基团之间的影响？ ②学生乙也做了该实验。当他把溴水滴加到苯酚溶液中，立即有白色浑浊出现，但是振荡后，溶液又澄清了，为什么？你认为为了得到理想的实验结果，除了操作正确外，还应对试剂有哪些要求？ （4）为说明苯环对侧链的影响，现有甲苯，请选用合适的试剂，设计实验证明苯环对甲基的性质有影响（无机试剂任选）。 （1）甲烧杯的速率快，因为苯酚具有弱酸性，所以反应速率快一些。该实验证明了苯环对羟基产生影响，使O—H 键的极性与乙醇相比变强了，易断裂。 （2）向分别滴加酚酞的苯酚稀溶液和蒸馏水中，加1滴NaOH溶液，苯酚溶液无现象，盛有蒸馏水的试管中溶液变红，题中两个实验可以说明苯酚显酸性。 （3）①该实验是为了证明羟基对苯环的影响。 ②白色沉淀消失是因为生成的三溴苯酚溶于苯酚。该实验生成的三溴苯酚会溶于苯酚，所以该实验对试剂的要求是尽量选用稀的苯酚溶液，尽量采用饱和的溴水。 （4）实验方案：将苯和甲苯分别与酸性高锰酸钾溶液反应，发现甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而苯不可以，说明由于苯环的存在，甲基容易被酸性高锰酸钾溶液氧化。 1.苯、甲苯和苯酚性质的比较 类别 苯 甲苯 苯酚 结构简式 氧化反应 不能被酸性高锰酸钾溶液氧化 能被酸性高锰酸钾溶液氧化 常温下在空气中被氧化 溴代 反应 溴状态 液溴 液溴 浓溴水 条件 催化剂 催化剂 无催化剂 产物 C6H5—Br 邻、间、对三种溴甲苯 三溴苯酚 结论 苯酚与溴的取代反应比苯和甲苯更容易进行 原因 羟基对苯环的影响使苯环在羟基邻、对位氢原子变得活泼，易被取代 与H2 加成 条件 催化剂、加热 结论 都含苯环，都可发生加成反应 2.有机分子内原子或原子团的相互影响 （1）链烃基对其他基团的影响 甲苯的硝化反应产物是三硝基甲苯，而同样条件下的苯的硝化只能生成一硝基苯。 （2）苯基对其他基团的影响 ①水、醇、苯酚提供氢离子的能力大小：R—OH＜H—OH＜C6H5—OH； ②烷烃和苯均不能使酸性KMnO4溶液褪色，而苯的同系物可使酸性KMnO4溶液褪色。 （3）羟基对其他基团的影响 ①羟基对C—H键的影响：使和羟基相连的C—H键更不稳定； ②羟基对苯环的影响：使苯环邻、对位上的氢原子更易被取代。 【例题2】下表中Ⅱ对Ⅰ的解释不正确的是（　　） 选项 Ⅰ Ⅱ A 2＋2Na2＋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 思维导引：解答该类题目要注意以下两点： （1）分析研究对象——谁活泼，谁结构中的化学键断裂； （2）找准比较对象——如酚羟基与醇羟基都与钠反应，则不能说明苯环使羟基活泼。 答案　A 解析　无论是醇羟基还是酚羟基都能与钠反应，A项不能说明苯环使羟基活泼；苯酚比苯容易发生取代反应，说明羟基使苯环活泼，B项正确；醇羟基不显酸性而酚羟基显酸性，是由于苯环的影响，C项正确；苯发生硝化反应时，硝基只取代苯环上的一个氢原子，而甲苯发生硝化反应时，硝基可以取代苯环上的三个氢原子，显然是由于甲基的作用，使苯环上的氢原子活泼，D项正确。 【变式2】下列“试剂”和“试管中的物质”不能完成“实验目的”的是（　　） 选项 实验目的 试剂 试管中的物质 A 羟基对苯环的活性有影响 饱和溴水 ①苯 ②苯酚溶液 B 甲基对苯环活性有影响 酸性KMnO4 溶液 ①苯 ②甲苯 C 苯分子中没有碳碳双键 Br2的CCl4溶液 ①苯 ②己烯 D 碳酸的酸性比苯酚强 石蕊溶液 ①苯酚溶液 ②碳酸溶液 答案　B 解析　A项，苯与溴水不反应，而苯酚与溴水发生苯环上的取代反应，能完成“实验目的”；B项，酸性高锰酸钾溶液不能氧化苯，但能氧化甲苯生成苯甲酸，这是苯环对甲基的影响，不能完成“实验目的”；C项，苯与溴水不反应，而己烯与溴水能发生加成反应，能完成“实验目的”；D项，碳酸溶液中滴加石蕊溶液变红色，苯酚溶液却不能，能完成“实验目的”。 （见学生用书P58） 1.（苯酚的性质）下列关于苯酚的叙述，正确的是（　　） A.热的苯酚浓溶液，冷却时不会形成浊液 B.苯酚可以和浓溴水发生取代反应 C.苯酚既难溶于水也难溶于NaOH溶液 D.苯酚的酸性比碳酸强，比醋酸弱 答案　B 解析　苯酚微溶于冷水，65 ℃以上与水互溶，A项错误；由于羟基对苯环的影响，苯环上羟基邻、对位上的氢原子较活泼，易被取代，与浓溴水反应生成2，4，6－三溴苯酚，B项正确；苯酚与NaOH溶液反应而易溶于NaOH溶液，C项错误；苯酚的酸性比碳酸、醋酸都弱，D项错误。 2.（原子团间的相互影响）有机物分子中原子（或原子团）间的相互影响会导致其化学性质发生变化。下列事实不能说明上述观点的是（　　） A.苯酚能与NaOH溶液反应，乙醇不能与NaOH溶液反应 B.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，乙烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C.乙醇能发生消去反应，甲醇不能发生消去反应 D.甲苯与浓硝酸反应生成2，4，6－三硝基甲苯，苯不能与浓硝酸反应生成三硝基苯 答案　C 解析　—OH与苯环相连，在水溶液中能够发生电离，能够与NaOH反应；而—OH与—CH2CH3相连，在水溶液中不具有酸性，不与NaOH反应，能够说明有机物分子中原子（或原子团）间的相互影响会导致其化学性质发生变化，A项错误；—CH3与苯环相连，苯环对甲基的影响使得甲基能够被高锰酸钾氧化为羧基；而2个—CH3相连，则不能被高锰酸钾氧化，能够说明有机物分子中原子（或原子团）间的相互影响会导致其化学性质发生变化，B项错误；乙醇中连接醇羟基的碳原子相邻碳原子上含有H原子，所以乙醇能发生消去反应，而甲醇不符合条件，所以不能发生消去反应，这不能说明有机物分子中原子（或原子团）间的相互影响会导致其化学性质发生变化，C项正确；甲基影响苯环，苯环上的邻位、对位氢原子易取代，因此甲苯与浓硝酸反应生成三硝基甲苯，而苯不含甲基，与浓硝酸反应只能生成硝基苯，能够说明有机物分子中原子（或原子团）间的相互影响会导致其化学性质发生变化，D项错误。 3.（综合应用）核酸检测样管中的溶液呈现红色，是因为其中添加了一种酸碱指示剂——酚红试剂，其结构简式如图所示。下列关于该化合物说法错误的是（　　） A.可发生加成反应 B.1 mol该物质与足量饱和溴水反应，最多消耗4 mol Br2 C.属于芳香烃 D.环境的酸碱性发生变化时，溶液的颜色会发生改变 答案　C 解析　酚红试剂的结构简式含苯环，可与H2发生加成反应，A项正确；由酚红试剂的结构简式可知，Br2能与酚羟基苯环上的邻位和对位发生取代反应，所以1 mol该物质与足量饱和溴水反应，最多消耗4 mol Br2，B项正确；酚红试剂的结构简式含苯环，但也含氧元素和硫元素，不属于烃类，即不属于芳香烃，C项错误；由题意：核酸检测样管中的溶液呈现红色，是因为其中添加了一种酸碱指示剂——酚红试剂，所以环境的酸碱性发生变化时，溶液的颜色会发生改变，D项正确。 4.（酚的性质）用刀切开的苹果易发生褐变，研究发现是苹果中邻苯二酚（）等酚类化合物引起的，下列有关邻苯二酚的说法错误的是（　　） A.该物质与少量碳酸钠溶液会生成二氧化碳气体 B.该物质遇到FeCl3溶液会显色 C.可以用溴水检验酚类物质的存在 D.该物质的熔沸点比对苯二酚的熔沸点低 答案　A 解析　酚羟基具有弱酸性，酸性比碳酸弱，与碳酸钠反应生成碳酸氢钠，不能生成二氧化碳气体，A项错误；该物质含有酚羟基，遇到FeCl3溶液会发生显色反应，B项正确；该物质含有酚羟基，与溴水生成白色沉淀，能用溴水检验酚类物质的存在，C项正确；邻苯二酚形成分子内氢键，比对苯二酚易形成的分子间氢键作用力小，熔沸点低，D项正确。 5.（综合应用）A、B的结构简式如下： A B （1）A分子中含有的官能团的名称是　　　　　　　　　　　；B分子中含有的官能团的名称是　　　　　　　　　　　。 （2）A　　　　与氢氧化钠溶液反应；B　　　　与氢氧化钠溶液反应。（填“能”或“不能”） （3）A在浓硫酸作用下加热可得到B，其反应类型是　　　　。 （4）A、B各1 mol 分别加入足量溴水，完全反应后，A、B分别消耗单质溴的物质的量是　　　　mol、　　　　mol。 解析　（1）A中的官能团是（醇）羟基、碳碳双键，B中的官能团是（酚）羟基。 （2）A属于醇类不能与氢氧化钠溶液反应，B属于酚类能与氢氧化钠溶液反应。 （3）由A→B属于消去反应。 （4）A中含有1 mol碳碳双键，消耗1 mol单质溴，B中只有酚羟基的邻位H原子与单质溴发生取代反应，消耗2 mol单质溴。 答案　（1）（醇）羟基、碳碳双键　（酚）羟基　（2）不能　能　（3）消去反应　（4）1　2 学科网（北京）股份有限公司 $$