内容正文:
选修三.有机化学基础(周星星·化学)
第2课时 酚
一、苯酚的组成、结构与物理性质
1.酚的概念:羟基与苯环碳原子直接相连而形成的化合物叫做酚,官能团为羟基(-OH)
如:(苯酚)、(邻甲基苯酚)、(2-萘酚)
2.苯酚的组成和结构
分子式
俗称
结构式
结构简式
球棍模型
空间充填模型
官能团
C6H6O
石炭酸
或
羟基
(-OH)
颜色状态
纯净的苯酚是无色晶体,有特殊的气味,熔点43℃,但放置时间较长的苯酚往往是粉红色的,这是部分苯酚被空气中的氧气氧化所致
溶解性
室温下,苯酚在水中的溶解度是9.2 g,当温度高于65℃时,苯酚能与水混溶。苯酚易溶于乙醇、苯等有机溶剂
毒性
苯酚有毒,对皮肤有腐蚀性,如不慎沾到皮肤上,应立即用乙醇冲洗,再用水冲洗
注意
①苯酚的溶解度与温度的关系
较多的苯酚溶于水形成浑浊液,加热至65℃以上时变澄清,再冷却又变浑浊
②苯酚的分离:苯酚的浑浊液静置后会分层,但下层不是苯酚的固体沉淀,而是苯酚的油状液体,因此要将析出的苯酚分离,不是过滤法,而是分液的方法
③苯酚易被空气中的氧气氧化,应密封保存
【对点训练1】
1.下列物质属于酚类的是( )
① ② ③ ④ ⑤
A.①② B.①②③ C.①②③④⑤ D.②③⑤
2.下列关于苯酚的叙述中,不正确的是( )
A.其浓溶液如果不慎沾在皮肤上,应立即用酒精擦洗 B.其水溶液显强酸性,俗称石炭酸
C.纯净的苯酚是无色晶体,在空气中易被氧化而呈粉红色 D.超过65 ℃可以与水以任意比互溶
3.某有机物叫苯酚,其试剂瓶上有如下两种标识,由此推测该物质可能具有的性质是( )
A.腐蚀性、有毒 B.放射性物品、易燃 C.爆炸性、腐蚀性 D.氧化剂、有毒
4.下列有机物与苯酚互为同系物的是( )
A. B. C. D.
二、苯酚的化学性质
1.酸性——弱酸性,俗称石炭酸,但酸性很弱,不能使石蕊试液变红
实验步骤
(1)向盛有0.3 g 苯酚晶体的试管中加入2 mL 蒸馏水,振荡试管
(2)向试管中逐滴加入5% NaOH溶液并振荡试管
(3)再向试管中加入稀盐酸或者通入二氧化碳
实验操作
实验现象
试管①中:得到浑浊液体
试管②中:液体变澄清
试管③④中:液体变浑浊
结论
室温下,苯酚在水中溶解度较小
苯酚能与NaOH溶液反应,表现出酸性
酸性:HCO3-<<H2CO3
反应方程式
试管②中
试管③中
试管④中
解释
苯酚中的羟基与苯环直接相连,苯环与羟基之间相互作用使酚羟基在性质上与醇羟基有显著差异。由于苯环对羟基的影响,使苯酚中羟基上的氢原子更活泼,在水溶液中能发生微弱电离,显弱酸性。电离方程式为:C6H5OHC6H5O-+H+
(1)与Na反应: (比Na与水、Na与乙醇反应都要剧烈)
(2)与Na2CO3的反应:
注意
①酸性强弱:H2CO3>苯酚>HCO3-
②向苯酚钠溶液中通入二氧化碳有白色浑浊物苯酚出现,但不论CO2是否过量,生成物均为NaHCO3,不会生成Na2CO3
③制备苯酚,可以利用强酸制弱酸的原理,向苯酚钠溶液中加入稀盐酸或者通入CO2气体
2.取代反应——羟基对苯环的影响
(1)苯酚与浓溴水反应实验探究
实验步骤
向试管中加入0.1 g 苯酚和3 mL水,振荡,得到苯酚溶液。再向其中逐滴加入饱和溴水,边加边振荡,观察实验现象
实验操作
实验现象
溴水褪色且有白色沉淀生成
反应方程式
(2,4,6-三溴苯酚)
反应条件
浓溴水(不加催化剂),苯酚的稀溶液
羟基和苯环相互影响
在苯酚分子中,羟基和苯环相互影响,使苯环在羟基的邻、对位上的氢原子较易被取代,苯酚与浓溴水反应时,溴原子只能取代羟基邻、对位的氢原子,1 mol氢原子需要1 mol Br2
实验成功的关键
苯酚与浓溴水反应生成的三溴苯酚是一种难溶于水但易溶于有机溶剂的固体,所以做此实验时,一定要注意浓溴水必须过量,苯酚要少量。否则,生成的三溴苯酚会溶于过量的苯酚溶液中,那么将观察不到有三溴苯酚白色沉淀生成
应用
苯酚与浓溴水反应很灵敏,常用于苯酚的定性检验和定量测定。应用:
a.凡是酚类都可以与浓溴水反应生成白色沉淀,利用此性质可以定量地检验酚类的存在及鉴别酚类
b.利用此反应通过定量测定废水中酚的含量
②苯、苯酚与Br2反应的比较
类别
苯
苯酚
取代反应
溴的状态
液溴
饱和溴水
条件
催化剂
无催化剂
产物
特点
苯酚与溴的取代反应比苯易进行
原因
酚羟基对苯环的影响使苯环上的邻、对位氢原子变得活泼,易被取代
(2)硝化反应:苯酚与浓硝酸在浓硫酸的作用下生成2,4,6-三硝基苯酚
(3)酯化反应:苯酚中同样具备羟基(-OH),能够与羧酸(或无机含氧酸)发生酯化反应,生成某酸苯酯
苯酚与乙酸的反应:
3.显色反应
实验步骤
向盛有少量苯酚稀溶液的试管中,滴入几滴FeCl3溶液,振荡,观察实验现象
实验操作
实验现象
溶液显紫色
实验结论
苯酚能与FeCl3溶液反应,使溶液显紫色
反应方程式
6C6H5OH+Fe3+[Fe(C6H5O)6]3-+6H+
应用
酚类物质一般都可以与FeCl3溶液作用显色,可用于检验其存在
4.氧化反应
(1)苯酚在常温下易被空气中的氧气氧化而显粉红色,说明酚羟基很容易被氧化
(2)苯酚可使酸性高锰酸钾溶液褪色
(3)能够发生燃烧反应:C6H5OH+7O26CO2+3H2O
5.加成反应:因苯酚含有苯环,故可以与氢气发生加成反应
6.脂肪醇、芳香醇和酚的比较
类别
脂肪醇
芳香醇
酚
实例
CH3CH2OH
官能团
醇羟基(-OH)
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
主要化学性质
(1)与钠反应;(2)取代反应;(3)部分能发生消去反应;(4)氧化反应;(5)酯化反应;(6)部分能发生加成反应
(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
特性
灼热的铜丝插入醇中,有刺激性气味物质(醛或酮)生成
遇FeCl3溶液发生显色反应
7.酚的应用与危害
(1)应用
①苯酚是重要的化工原料,广泛用于制造酚醛树脂、染料、医药、农药等
②苯酚的稀溶液可以直接杀菌消毒,如日常药皂中常加入少量的苯酚
(2)危害:含酚类物质的废水对生物具有毒害作用,会对水体造成严重污染。化工厂和炼焦厂的废水中常含有酚类物质,在排放前必须经过处理
【对点训练2】
1.能证明苯酚具有弱酸性的方法是( )
①苯酚的浑浊液加热后变澄清;②向苯酚的浑浊液中加入NaOH溶液后,溶液变澄清;③苯酚可与FeCl3溶液反应;④向苯酚溶液中加入饱和溴水产生白色沉淀;⑤苯酚与少量Na2CO3溶液反应生成NaHCO3
A.⑤ B.①②⑤ C.③④ D.③⑤
2.已知酸性强弱顺序为H2CO3>C6H5OH>HCO,下列化学方程式正确的是( )
A.2C6H5ONa+H2O+CO22C6H5OH+Na2CO3
B.C6H5OH+NaHCO3C6H5ONa+H2O+CO2↑
C.2C6H5OH+Na2CO32C6H5ONa+H2O+CO2↑
D.C6H5OH+Na2CO3C6H5ONa+NaHCO3
3.只用一种试剂就可以鉴别下列4种无色稀溶液:乙醇、苯酚、AgNO3溶液、KOH溶液的是( )
A.自来水 B.FeCl3溶液 C.BaCl2溶液 D.稀硫酸
4.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
5.1 mol分别与浓溴水和NaOH溶液完全反应,消耗Br2和NaOH的物质的量分别是( )
A.1 mol、2 mol B.2 mol、3 mol C.3 mol、2 mol D.3 mol、3 mol
6.白藜芦醇广泛存在于食物(例如桑椹、花生,尤其是葡萄)中,它可能具有抗癌性,结构简式如图所示。能够跟1mol该化合物起反应的Br2或H2的最大量分别是( )
A.1 mol、1 mol B.3.5 mol、7 mol C.3.5 mol、6 mol D.6 mol、7 mol
7.杨树体内有一种有机物,其结构如图所示。下列说法错误的是( )
A.该有机物可与NaOH溶液反应
B.分子式为C14H14O2
C.1 mol 该物质与饱和溴水反应时最多能消耗2 mol Br2
D.该有机物能与Na2CO3溶液反应,且生成的气体能使澄清石灰水变浑浊
8.下列说法正确的是( )
A.除去苯中少量的苯酚,可向混合液中先加适量的浓溴水,使苯酚生成三溴苯酚,再过滤除去
B.将苯酚晶体放入少量水中,加热时全部溶解,冷却到50 ℃时形成悬浊液
C.苯酚的酸性很弱,不能使酸碱指示剂变色,但可以和碳酸氢钠反应放出CO2
D.苯酚既可以发生氧化反应,又可以发生还原反应
9.某同学在做苯酚的性质实验时,将少量溴水滴入苯酚溶液中,结果没有发生沉淀现象,他又继续在反应混合液中滴入足量的氢氧化钠溶液,此时他发现( )
A.溶液中仍无沉淀 B.溶液中产生白色沉淀
C.先产生沉淀后沉淀溶解 D.溶液呈橙色
三、酚类同分异构体找法
通式
CnH2n-6O (n≥6)
类别异构体
酚
芳香醇
芳香醚
方法
羟基取代苯环上氢原子
羟基取代苯环侧链氢原子
在C-C单键之间插入氧原子
以“C7H8O”为例
箭头指向是指羟基取代苯环氢原子
箭头指向是指羟基取代侧链氢原子
箭头指向是指在C-C单键之间插入氧原子
C8H10O
【对点训练3】
1.分子式为C9H12O的有机物,有一个苯环、一个链烃基,则它属于酚类的结构可能有( )
A.2种 B.4种 C.5种 D.6种
2.与互为同分异构体的芳香族化合物中,与FeCl3溶液混合后显色和不显色的种类分别有( )
A.2种和1种 B.2种和3种 C.3种和2种 D.3种和1种
3.分子式为C9H12O的某有机物遇FeCl3溶液变为紫色,又知其苯环上共有两个取代基,则该有机物的结构有( )
A.6种 B.5种 C.4种 D.3种
4.2-氨基-5-硝基苯甲醚俗称红色基B,主要用于棉纤维织物的染色,也用于制金黄、枣红、黑等有机颜料,其结构简式为()若分子式与红色基B相同,且氨基(-NH2)与硝基(-NO2)直接连在苯环上并呈对位时的同分异构体数目(包括红色基B)可能为( )
A.2种 B. 4种 C. 6种 D.10种
1.下列关于苯酚的叙述,不正确的是( )
A.将苯酚晶体放入少量水中,加热至全部溶解,冷却至50 ℃形成乳浊液
B.苯酚可以和硝酸发生取代反应
C.苯酚易溶于NaOH溶液中
D.苯酚的酸性比碳酸强,比醋酸弱
2.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
3.下列各组物质中互为同系物的是( )
A.乙二醇与丙三醇 B.与
C.乙醇与2-丙醇 D.与
4.由C6H5-,-C6H4-,-CH2-,-OH 4种原子团一起组成属于酚类物质的种类有( )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
5.能证明苯酚分子中羟基上的氢原子比乙醇分子中羟基上的氢原子活泼的事实是( )
A.苯酚能与饱和溴水发生取代反应,而乙醇不能
B.苯酚能与氢氧化钠溶液反应,而乙醇不能
C.常温下,苯酚微溶于水,而乙醇与水互溶
D.苯酚有毒,而乙醇无毒
6.下列有关分子式为C8H10O的芳香族化合物的推断正确的是( )
A.若C8H10O能与溴水发生取代反应,则1 mol该有机物最多消耗2 mol Br2
B.若C8H10O能与NaOH溶液反应,则产物的化学式为C8H9ONa
C.若C8H10O能发生消去反应,则该有机物只有一种结构
D.若C8H10O遇FeCl3溶液不发生显色反应,则苯环上只能有一个取代基
7.有机物分子中的原子(团)之间会相互影响,导致相同的原子(团)表现不同的性质。下列各项事实不能说明上述观点的是 ( )
A.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而甲基环己烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.乙烯能与溴水发生加成反应,而乙烷不能发生加成反应
C.苯酚可以与NaOH反应,而乙醇不能与NaOH反应
D.苯酚与溴水可直接反应,而苯与液溴反应则需要FeBr3作催化剂
8.把苯酚从溴苯中分离出来的正确操作是( )
A.把混合物加热到70 ℃以上,用分液漏斗分液
B.加烧碱溶液振荡后分液,再向上层液体中加盐酸后分液
C.加烧碱溶液振荡后分液,再向上层液体中加食盐后分液
D.向混合物中加乙醇,充分振荡后分液
9.下列实验能获得成功的是( )
A.用紫色石蕊试液检验苯酚溶液的弱酸性 B.加浓溴水,然后过滤可除去苯中少量苯酚
C.加入NaOH溶液,然后分液可除去苯中的苯酚 D.用稀溴水检验溶液中的苯酚
10.提纯下列物质(括号中为杂质),所选除杂试剂和分离方法都正确的( )
选项
物质
除杂试剂
分离方法
A
甲烷(乙烯)
酸性KMnO4溶液
洗气
B
溴苯(溴)
NaOH溶液
蒸馏
C
苯(硝基苯)
水
分液
D
苯(苯酚)
NaOH溶液
分液
11.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,萃取剂也可以选用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
12.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,下列说法不正确的是( )
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
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
13.莲藕含多酚类物质,其典型结构简式如图所示。下列有关该类物质的说法错误的是( )
A.不能与溴水反应 B.可用作抗氧化剂
C.有特征红外吸收峰 D.能与Fe3+发生显色反应
14.我国科研人员发现中药成分黄芩素能明显抑制新冠病毒的活性。下列关于黄芩素的说法不正确的是( )
A.分子中有3种官能团 B.能与Na2CO3溶液反应
C.在空气中可发生氧化反应 D.能和Br2发生取代反应和加成反应
15.γ-崖柏素具天然活性,有酚的通性,结构如图。关于崖柏素的说法错误的是( )
A.可与溴水发生取代反应 B.可与NaHCO3溶液反应
C.分子中的碳原子不可能全部共平面 D.与足量H2加成后,产物分子中含手性碳原子
16.染料木黄酮的结构如图,下列说法正确的是( )
A.分子中存在3种官能团
B.可与HBr反应
C.1 mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗4mol Br2
D.1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗2mol NaOH
17.金丝桃苷是从中药材中提取的一种具有抗病毒作用的黄酮类化合物,结构简式如下,下列关于金丝桃苷的叙述,错误的是( )
A.可与氢气发生加成反应 B.分子含21个碳原子
C.能与乙酸发生酯化反应 D.不能与金属钠反应
18.姜黄素是我国古代劳动人民从姜黄根茎中提取得到的一种黄色食用色素。下列关于姜黄素说法正确的是( )
A.分子式为C21H22O6 B.分子中存在手性碳原子
C.分子中存在2种含氧官能团 D.既能发生取代反应,又能发生加成反应
19.某有机化合物的结构简式为,下列说法错误的是( )
A.1 mol 该物质可以与4 mol H2加成
B.等物质的量的该有机化合物与Na、NaOH反应,消耗Na和NaOH的物质的量之比为2∶1
C.1 mol 该物质与足量溴水反应可消耗2 mol Br2
D.该物质可以与FeCl3溶液作用显紫色
20.乙烯雌酚是人工合成的激素药物,能改善体内激素的平衡状态,其结构如图。下列有关叙述错误的是( )
A.乙烯雌酚能发生取代、加成、氧化反应
B.乙烯雌酚可分别与NaOH、NaHCO3溶液反应
C.每1 mol该有机物最多可以与含5 mol Br2的溴水反应
D.该有机物分子中最多有18个碳原子共平面
21.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
22.某芳香族化合物经分析含有C、H、O的质量分数分别为78.7%、8.2%、13.1%。
(1)如果该有机物分子中只含有一个氧原子,则该化合物的分子式为__________________
(2)如果该有机物具有两个甲基,且它遇FeCl3溶液会变为紫色,这样的结构共有________种,如果它遇FeCl3溶液不会变色,这样的结构共有________种
(3)如果该有机物只有一个甲基,且它遇FeCl3溶液会变为紫色,这样的结构共有________种;如果它遇FeCl3溶液不会变色,这样的结构共有________种
(4)如果该有机物没有甲基,则它遇FeCl3溶液________(填“能”或“不能”)呈紫色。这样的结构共有________种
23.白藜芦醇广泛存在于食物(例如桑葚、花生,尤其是葡萄)中,它可能具有抗癌性。请回答下列问题:
(1)关于它的说法正确的是________
a.可使酸性KMnO4溶液褪色 b.可与FeCl3溶液作用显紫色 c.可使溴的CCl4溶液褪色 d.可与NH4HCO3溶液作用产生气泡 e.它属于醇类
(2)1 mol该化合物最多消耗________ mol NaOH
(3)1 mol该化合物与Br2反应时,最多消耗________ mol Br2
(4)1 mol该化合物与H2加成时,最多消耗标准状况下H2的体积为________ L
24.按以下步骤可由合成(部分试剂和反应条件已略去)。请回答下列问题:
(1)分别写出B、D的结构简式:B__________________,D__________________
(2)反应①~⑦中属于消去反应的是__________(填反应代号)
(3)如果不考虑⑥、⑦反应,对于反应⑤,得到E的可能的结构简式为__________________________
(4)试写出CD反应的化学方程式:___________________________________________________
25.(1)化合物A(C4H10O)是一种有机溶剂。A可以发生以下变化:
①A分子中的官能团名称是______________
②A只有一种一氯取代物写出由A转化为B的化学方程式:_____________________________________
③A的同分异构体F也可以有框图内A的各种变化,且F的一氯取代物有三种。F的结构简式是___________
(2)化合物“HQ”(C6H6O2)可用作显影剂,“HQ”可以与三氯化铁溶液发生显色反应。“HQ”还能发生的反应是(选填序号)________,“HQ”的一硝基取代物只有一种。“HQ”的结构简式是_________________
①加成反应 ②氧化反应 ③加聚反应 ④水解反应
(3)A与“HQ”在一定条件下相互作用形成水与一种食品抗氧化剂“TBHQ”。“TBHQ”与氢氧化钠溶液作用得到化学式为C10H12O2Na2的化合物。“TBHQ”的结构简式是___________________________
26.含苯酚的工业废水的处理流程如图所示。
(1)①流程图设备Ⅰ中进行的操作是________(填写操作名称)。实验室里这一步操作可以用________(填仪器名称)进行
②由设备Ⅱ进入设备Ⅲ的物质A是________(填化学式,下同)。由设备Ⅲ进入设备Ⅳ的物质B是________
③在设备Ⅲ中发生反应的化学方程式为_____________________________________________________
④在设备Ⅳ中,物质B的水溶液和CaO反应后,产物是NaOH、H2O和________。通过________(填操作名称)操作,可以使产物相互分离
⑤图中能循环使用的物质是________________、_______________、C6H6和CaO
(2)为了防止水源污染,用简单而又现象明显的方法检验某工厂排放的污水中有无苯酚,此方法是_______________________________________________________________________________________
(3)为测定废水中苯酚的含量,取此废水100 mL,向其中加入浓溴水至不再产生沉淀,得到沉淀0.331 g,此废水中苯酚的含量为________ mg·L-1
答案及解析
【对点训练1】
1.D。解析:①是醇类,②是酚类,③是酚类,④是醇类,⑤是酚类,②③⑤符合题意。
2.B。解析:苯酚为弱酸,水溶液显弱酸性,B错误。
3.A。解析:物质的性质可根据试剂瓶上的标签提供的信息分析,苯酚试剂瓶上有腐蚀、有毒两种标识,说明苯酚是有毒的强腐蚀性物质,答案选A。
4.C。解析:A.苯酚和苯甲醇虽然在组成上相差一个原子团,但结构不相似,苯酚的官能团直接连在苯环上,而苯甲醇的官能团连在烷基上,故A错;
B.虽然属于酚,但含有2个酚羟基,且不与苯酚相差若干个原子团,故B错;
C.与苯酚结构相似,分子间相差1个原子团,则该物质与苯酚互为同系物,故C正确;
D.与苯酚结构不相似,且不与苯酚相差若干个CH2原子团,故D错;
答案选C。
【对点训练2】
1.A
2.D。解析:酸性强弱顺序为H2CO3>C6H5OH>HCO,所以C6H5ONa能与CO2、H2O反应生成NaHCO3和C6H5OH,化学方程式为C6H5ONa+H2O+CO2C6H5OH+NaHCO3,A错误;酸性:H2CO3>C6H5OH,因此C6H5OH与NaHCO3不反应,B错误;酸性:H2CO3>C6H5OH>HCO,所以C6H5OH能与Na2CO3反应生成C6H5ONa和NaHCO3,化学方程式为C6H5OH+Na2CO3C6H5ONa+NaHCO3,C错误、D正确。
3.B。解析:自来水与乙醇、KOH溶液互溶,不能鉴别两种溶液;FeCl3溶液与乙醇不反应、与苯酚反应显紫色、与AgNO3溶液反应产生白色沉淀、与KOH溶液反应产生红褐色沉淀,B项可以鉴别4种溶液;BaCl2溶液只与AgNO3溶液反应产生白色沉淀,与其他物质不反应,稀硫酸只与KOH溶液反应且无明显现象,故C、D项都不能鉴别。
4.A
5.D。解析:由结构可知,1个分子中含2个酚羟基、1个碳碳双键、1个—Cl,酚羟基的邻、对位上的氢原子与溴水发生取代反应,碳碳双键与溴水发生加成反应,则1 mol该物质消耗3 mol Br2;酚羟基、—Cl均可与NaOH反应,则1 mol该物质消耗3 mol NaOH,故D项正确。
6.D
7.D。解析:该物质的一个分子中含有两个酚羟基,可以和NaOH溶液反应,A正确;根据该物质的结构可知其分子式为C14H14O2,B正确;酚羟基的邻、对位上的氢原子可以被溴原子取代,所以1 mol该物质与饱和溴水反应时最多能消耗2 mol Br2,C正确;酚羟基酸性弱于碳酸,该有机物不能和碳酸钠溶液反应生成二氧化碳,D错误。
8.D。解析:苯是一种有机溶剂,既能溶解Br2,又能溶解三溴苯酚,因此在含苯酚的苯溶液中加入溴水后是不能通过过滤除去三溴苯酚的,正确的方法应是加入适量的NaOH溶液使苯酚与NaOH反应生成溶于水的苯酚钠,再用分液漏斗分离,A项错误;苯酚在65 ℃以上与水可以混溶,冷却到50 ℃将有部分苯酚析出,此时温度仍高于苯酚的熔点(43 ℃),析出的苯酚呈油珠状,形成的是乳浊液而不是悬浊液,B项错误;苯酚的酸性比碳酸弱,几乎不能使酸碱指示剂变色,不能与NaHCO3反应,C项错误;苯酚在空气中被氧化而变为粉红色,可以发生氧化反应,苯酚中含有苯环,在一定条件下可以与氢气发生加成反应(即还原反应)生成环己醇,D项正确。
9.A。解析:将少量的溴水滴入苯酚溶液中,得到的2,4,6-三溴苯酚会溶解在苯酚中,没发现沉淀,又继续在反应中滴入足量的氢氧化钠溶液,氢氧化钠不仅和苯酚反应,也和2,4,6-三溴苯酚反应,生成钠盐,钠盐都溶于水,所以仍看不到沉淀,故选A。
【对点训练3】
1.D。解析:酚羟基与链烃基的位置关系有邻位、间位、对位三种情况,—C3H7有—CH2CH2CH3、—CH(CH3)2两种不同的结构,所以分子式为C9H12O的有机物有一个苯环、一个链烃基,则它属于酚类的结构种类数目是3×2=6种;故选D。
2.C。解析:的分子式为C7H8O,与甲基苯酚(
)、苯甲醇()、苯甲醚()互为同分异构体,前三者与FeCl3溶液发生显色反应。
3.A。解析:由该有机物的性质知其苯环上一定有一个-OH,另一个取代基为-C3H7,因-C3H7有正丙基与异丙基两种结构,苯环上的两个取代基有邻、间、对三种位置关系,故该有机物共有6种结构。
4.D
1.D。解析:苯酚微溶于冷水,65 ℃以上与水互溶,故A正确;由于羟基对苯环的影响,苯环上与羟基相连的碳原子邻、对位碳原子上的氢原子较活泼,易被取代,与硝酸反应生成2,4,6-三硝基苯酚,B正确;苯酚能与NaOH反应而易溶于NaOH溶液,C正确;苯酚的酸性比碳酸、醋酸都弱,D错误。
2.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。
3.C
4.C
5.B。解析:苯酚能与饱和溴水发生取代反应生成2,4,6-三溴苯酚,说明羟基对苯环的影响使苯环在羟基邻、对位上的氢原子变得活泼,A项不符合题意;苯酚能与氢氧化钠溶液反应,而乙醇不能,说明苯环对羟基的影响使得苯酚分子中羟基上的氢原子变得较活泼,B项符合题意;常温下,苯酚微溶于水,而乙醇与水互溶,这与羟基上的氢原子的活泼性无关,C项不符合题意;苯酚有毒,而乙醇无毒,与羟基上的氢原子的活泼性无关,D项不符合题意。
6.B。解析:A项,C8H10O属于芳香族化合物,若其结构简式为时,1 mol该有机物可消耗3 mol Br2,错误;B项,此时C8H10O属于酚类物质,与NaOH反应时,Na取代了—OH上的氢原子,产物为C8H9ONa,正确;C项,此时C8H10O是芳香醇,苯环上的侧链有—CHOHCH3、—CH2CH2OH两种,则有机物的结构有两种,错误;D项,此时C8H10O可以是醇也可以是醚,C8H10O为醇时苯环上可能有两个取代基(如—CH3和—CH2OH),C8H10O为醚时苯环上也可能有两个取代基(如—CH3和—OCH3),错误。
7.B。解析:甲苯中苯环对—CH3的影响,使—CH3可被酸性KMnO4(H+)氧化为—COOH,从而使酸性KMnO4溶液褪色;乙烯能与溴水发生加成反应,是因为含碳碳双键引起的;苯环对羟基产生影响,使羟基中氢原子更易电离,表现出弱酸性;苯酚中,羟基对苯环产生影响,使苯酚分子中羟基邻、对位氢原子更活泼,更易被取代。
8.B。解析:苯酚和溴苯都是有机物,70 ℃以上时苯酚呈液态,溴苯可溶于苯酚,A错误;苯酚与NaOH反应可生成易溶于水的苯酚钠,溴苯不溶于水,可分液分离得到苯酚钠溶液,向苯酚钠溶液中加盐酸可生成苯酚,再分液即得到液态苯酚,B正确;向苯酚钠溶液中加食盐不会析出苯酚,C错误;苯酚和溴苯都能溶于乙醇,D错误。
9.C。解析:苯酚的酸性太弱,不能使酸碱指示剂变色,故A错误;溴、三溴苯酚均易溶于苯,不能除杂,故B错误;苯酚钠不溶于苯,易溶于水,可加入NaOH溶液,通过分液的方法除去苯中少量苯酚,故C正确;浓溴水与苯酚反应生成白色沉淀,可用于苯酚检验,而不能用稀溴水检验溶液中的苯酚,故D错误。
10.D。解析:酸性KMnO4溶液能将杂质乙烯氧化,但生成的二氧化碳又成为甲烷中的新杂质,A错误;溴与NaOH溶液反应生成易溶于水的钠盐,通常溴苯与NaOH溶液不反应,且溴苯不溶于水,密度比水大的液体,故用分液法分离,B错误;苯、硝基苯都不溶于水,二者混溶,但沸点不同,可用蒸馏的方法分离,C错误;苯酚与氢氧化钠反应后,与苯分层,然后分液可分离,D正确。
11.D。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中的溶解度远大在水中的溶解度,且CCl4与水不互溶,也可用CCl4作萃取剂,A正确;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。
12.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。
13.A。解析:A.苯酚可以和溴水发生取代反应,取代位置在酚羟基的邻、对位,同理该物质也能和溴水发生取代反应,A错误;B.该物质含有酚羟基,酚羟基容易被氧化,故可以用作抗氧化剂,B正确;C.该物质红外光谱能看到有O-H键等,有特征红外吸收峰,C正确;D.该物质含有酚羟基,能与铁离子发生显色反应,D正确;故答案选A。
14.A。解析:A.根据物质结构简式可知:该物质分子中含有酚羟基、醚键、羰基三种官能团,A错误;B.黄芩素分子中含有酚羟基,由于酚的酸性比NaHCO3强,所以黄芩素能与Na2CO3溶液反应产生NaHCO3,B正确;C.酚羟基不稳定,容易被空气中的氧气氧化,C正确;D.该物质分子中含有酚羟基,由于羟基所连的苯环的邻、对位有H原子,因此可以与浓溴水发生苯环上的取代反应;分子中含有不饱和的碳碳双键,可以与Br2等发生加成反应,D正确;故合理选项是A。
15.B。解析:由题中信息可知,γ-崖柏素中碳环具有类苯环的共轭体系,其分子中羟基具有类似的酚羟基的性质。此外,该分子中还有羰基可与氢气发生加成反应转化为脂环醇。A.酚可与溴水发生取代反应,γ-崖柏素有酚的通性,且γ-崖柏素的环上有可以被取代的H,故γ-崖柏素可与溴水发生取代反应,A说法正确;B.酚类物质不与NaHCO3溶液反应,γ-崖柏素分子中没有可与NaHCO3溶液反应的官能团,故其不可与NaHCO3溶液反应,B说法错误;C.γ-崖柏素分子中有一个异丙基,异丙基中间的碳原子与其相连的3个碳原子不共面,故其分子中的碳原子不可能全部共平面,C说法正确;D.γ-崖柏素与足量H2加成后转化为,产物分子中含手性碳原子(与羟基相连的C原子是手性碳原子),D说法正确;综上所述,本题选B。
16.B。解析:A.根据结构简式可知分子中含有酚羟基、羰基、醚键和碳碳双键,共四种官能团,A错误;
B.含有碳碳双键,能与HBr发生加成反应,B正确;C.酚羟基含有四种邻位或对位H,另外碳碳双键能和单质溴发生加成反应,所以最多消耗单质溴5mol,C错误;D.分子中含有3个酚羟基,所以最多消耗3molNaOH,D错误;答案选B。
17.D。解析:分子中有苯环和碳碳双键,可与氢气发生加成反应,A正确;分子中含有21个碳原子,B正确;分子中有羟基,能与乙酸发生酯化反应,能与金属钠反应,C正确,D错误。
18.D。解析:由结构式可知,姜黄素的分子式为C21H20O6,故A错误;手性碳原子所连接的四个基团是不同的,并且是饱和的,姜黄素分子中不存在手性碳原子,故B错误;姜黄素中存在羟基、醚键和羰基3种含氧官能团,故C错误;姜黄素中存在甲基,可以发生取代反应;存在碳碳双键,可以发生加成反应,故D正确。
19.C
20.B。解析:酚羟基能发生氧化反应、取代反应,苯环和碳碳双键能发生加成反应,故A正确;酚羟基能和NaOH反应,但是不能和碳酸氢钠反应,故B错误;碳碳双键能和溴发生加成反应,且碳碳双键和溴发生加成反应以1∶1反应,苯环上酚羟基邻、对位氢原子和溴发生取代反应,且以1∶1反应,所以1 mol该有机物最多消耗5 mol溴,故C正确;苯环、碳碳双键为平面结构,则该有机物分子中最多有18个碳原子共平面,故D正确。
21.(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,从而得出符合条件的同分异构体的结构简式为、。
22.(1)C8H10O
(2)6 3
(3)3 6
(4)不能 1
解析:(1)由该化合物中的O的质量分数13.1%及O原子个数为1,可知该有机物相对分子质量为122,又由C、H的质量分数,可得该有机物分子中的C、H的原子个数分别为8、10,所以它的分子式为C8H10O;(2)因为它遇FeCl3会显紫色,所以有酚羟基,即分子中有两个甲基和一个酚羟基,故该有机物可能有6种结构;而如果遇FeCl3不变紫色,则无酚羟基,可能是醚,故有3种结构;(3)如果该有机物只有一个甲基,且它遇FeCl3溶液会变为紫色,则苯环上应有一个乙基和一个酚羟基,应有3种结构;如果遇FeCl3溶液不变色,则可能是醚或醇,其中醇有4种结构,醚有2种,共有6种结构;(4)如果没有甲基,则羟基应在端点碳上,只能是醇,所以它不可能使FeCl3溶液变色,这样的醇只有1种。
23.(1)abc
(2)3
(3)6
(4)156.8
解析:(1)由白藜芦醇的结构,可知分子中含两种官能团即酚羟基和碳碳双键,因此a、b、c正确;酚不与NH4HCO3反应,d错;分子中的—OH均连在苯环上,属于酚,不属于醇,e错误。(2)酚羟基均能与NaOH反应,故1 mol 该化合物最多消耗3 mol NaOH。(3)苯环上酚羟基的对位及邻位上的氢均能与Br2发生取代反应,取代氢时消耗Br2 5 mol,碳碳双键能与Br2发生加成反应,加成时消耗Br2 1 mol,共消耗Br2 6 mol。(4)苯环及碳碳双键均与H2在一定条件下发生加成反应,故最多消耗7 mol H2。
24.(1)
(2)②④
(3)、、
(4)+2NaOH+2NaBr+2H2O
解析:与H2发生加成反应,所以A为;而B是由A与浓硫酸加热得到,且能与Br2反应,B为,C为,而D能与Br2反应生成E,E与H2再反应,所以D中应有不饱和键,综合得出D为,E为,F为。
25.(1)①羟基
解析:A可与Na反应,A的化学式为C4H10O,说明A中一定有—OH;由A只有一种一氯代物B,可推出A为(CH3)3C—OH。A与Cl2光照反应只能发生在烃基上,由此可推出反应的化学方程式。F是A的同分异构体,也可发生图示变化,说明F也是醇类,结合F的一氯代物有三种,可推出F的结构简式。
由化合物“HQ”的化学式,可做显影剂,可以与FeCl3溶液发生显色反应,可知“HQ”属于酚类,酚类可发生加成(有苯环)、可发生氧化反应(酚羟基)。由“HQ”的一硝基取代物只有一种,可推知“HQ”为 。
由A与“HQ”反应生成水和“TBHQ”,“TBHQ”与NaOH反应得到C10H12O2Na2的化合物,可推知,酚羟基没有与A结合,与A中羟基结合的应是酚羟基邻位上的氢,由此可推出“TBHQ”的结构简式。
26.(1)①萃取、分液 分液漏斗
②C6H5ONa NaHCO3
③C6H5ONa+CO2+H2OC6H5OH+NaHCO3
④CaCO3 过滤
⑤NaOH溶液 CO2
(2)取少量污水于洁净的试管中,向其中滴加FeCl3溶液,若溶液呈紫色,则表明污水中有苯酚
(3)940
解析:设备Ⅰ中废水和苯混合后分离出水,显然是萃取、分液操作,实验室中可以用分液漏斗进行;设备Ⅱ中向苯酚和苯的混合液中加入NaOH溶液,目的是分离出苯,故物质A是苯酚钠溶液;在设备Ⅲ中通入CO2,分离出苯酚,故剩下的物质B是NaHCO3溶液;在设备Ⅳ中向NaHCO3溶液中加入CaO,生成NaOH、H2O、CaCO3,可通过过滤操作分离出CaCO3;在设备Ⅴ中CaCO3高温分解可得CO2和CaO。(3)设每升废水中含苯酚x g,
解得x=0.94,所以此废水中苯酚的含量为940 mg·L-1。
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