3.2 第1课时 醇（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年高中化学选择性必修3（人教版2019 单选版）

第二节　醇　酚 第1课时　醇 课程标准 核心素养目标 1.根据醇羟基的结构特点，描述和分析乙醇的重要反应，并书写相应的化学方程式。 2．能分析和推断其他醇的化学性质，并根据有关信息书写相应的化学方程式。 1.宏观辨识与微观探析：从化学键和反应规律的角度进一步认识乙醇的化学性质，通过实验证实乙醇的消去反应和氧化反应。 2．证据推理与模型认知：通过分析共价键的极性对有机物性质的影响，深化对“结构决定性质”的理解，建立认识醇类物质性质的认知模型。 [对应学生用书P64] 一、醇的结构与分类 1．醇的概念及结构 (1)羟基(—OH)与饱和碳原子相连的化合物称为醇，如CH3CH2OH、等。 (2)饱和一元醇及其通式：由链状烷烃衍生的一元醇，叫做饱和一元醇，如甲醇、乙醇等，它们的通式是CnH2n＋1OH，可简写为R—OH。 2．醇的分类 醇的种类很多，根据醇分子中所含羟基的数目，可以分为一元醇、二元醇和多元醇。 3．三种重要的醇 名称 主要性质 主要用途 甲醇 无色、具有挥发性的液体，易溶于水；有毒，误服会损伤视神经，甚至致人死亡 广泛应用于化工生产，也可作为车用燃料 乙二醇 无色、黏稠的液体，易溶于水和乙醇 化工原料，用于生产汽车发动机防冻液 丙三醇 化工原料，用于配制日用化妆品和三硝酸甘油酯 二、醇的性质 1．物理性质 (1)沸点 ①醇的沸点一般随碳原子数的增加而升高。 ②相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点远远高于(填“高于”或“低于”)烷烃的沸点，这是由于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着氢键。 (2)溶解性 ①醇在水中的溶解度一般随分子中碳原子数的增加而降低。 ②甲醇、乙醇和丙醇均可与水互溶，这是因为醇分子与水分子之间形成了氢键。 2．化学性质(以乙醇为例) (1)取代反应 ①反应机理：醇可以与氢卤酸(HX)发生取代反应生成卤代烃和水，反应时醇分子中的C—O断裂，卤素原子取代羟基而生成卤代烃。 ②示例：乙醇与浓氢溴酸混合加热后发生取代反应，生成溴乙烷，反应的化学方程式为CH3CH2OH＋HBrCH3CH2Br＋H2O。 (2)消去反应 ①乙醇的消去反应(教材·实验3­2) 实验 原理 乙醇在浓硫酸的作用下，加热到170 ℃时生成乙烯，反应的化学方程式为CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O 实验 装置 实验 操作 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，放入几片碎瓷片，以避免混合液在受热时暴沸。加热混合液，使液体温度迅速升到170 ℃，将生成的气体先通入NaOH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 现象 酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液均褪色 ②乙醇的分子间脱水 如果把乙醇与浓硫酸的混合物的温度控制在140 ℃左右，每两个乙醇分子间会脱去一个水分子而生成乙醚，反应的化学方程式为2CH3CH2OHC2H5OC2H5＋H2O。 (3)氧化反应 ①乙醇与酸性K2Cr2O7溶液的反应(教材·实验3­3) 实验操作 在试管中加入酸性重铬酸钾溶液，然后滴加乙醇，充分振荡，观察实验现象 现象 酸性重铬酸钾溶液由橙色变为灰绿色 结论 乙醇被酸性重铬酸钾溶液氧化 实验原理 乙醇能被酸性重铬酸钾溶液氧化，其氧化过程可分为两个阶段： ②乙醇的催化氧化反应 乙醇在铜或银作催化剂等条件下，可以被空气中的氧气氧化为乙醛(CH3CHO)，实现由醇到醛的转化，反应的化学方程式为2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O。 ③氧化反应和还原反应 氧化反应 还原反应 概念 通常把有机化合物分子中失去氢原子或加入氧原子的反应叫做氧化反应 通常在有机化学反应中，有机化合物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应是还原反应 举例 乙醇在氧化剂的作用下失去氢原子转化为乙醛 乙烯与氢气加成生成乙烷 ◆拓展延伸 醇类的系统命名法 (1)一元醇的命名 例如， 系统名称为5­甲基­3­乙基­2­己醇。 (2)多元醇的命名 当醇分子中含有多个羟基时，选择含羟基最多的最长碳链作为主链，并从靠近羟基的一端开始编号，当不可能将所有羟基都包含到同一主链时，可将羟基作为取代基。羟基的个数用“二”“三”等表示。例如，HOCH2CH2CH(OH)CH3的系统名称为1，3­丁二醇。 ◆名师点拨 氢键对醇的沸点和溶解性的影响 (1)醇分子中羟基的氧原子与另一醇分子羟基的氢原子形成氢键，氢键的存在使醇的沸点比其相应烃的沸点高。 (2)当烃基较小时，醇与水分子形成氢键，使醇能与水互溶。 (3)多元醇分子中存在多个羟基，增加了分子间形成氢键的概率，使多元醇的沸点较高且易溶于水。 我的感悟 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ◆实验解读 乙醇消去反应实验解读 (1)乙醇和浓硫酸混合液的配制：在烧杯中先加入乙醇，然后慢慢加入浓硫酸，并不断搅拌、散热。 (2)加入碎瓷片的作用是避免混合液在加热时暴沸。 (3)加热时，温度要迅速升高到170 ℃，减少副反应的发生。 (4)实验过程中，浓硫酸可将乙醇氧化生成炭，故混合液中出现黑色固体。 我的感悟 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ◆实验解读 乙醇的氧化反应 (1)乙醇燃烧生成CO2和H2O，同时放出大量的热：CH3CH2OH＋3O22CO2＋3H2O。 (2)乙醇能被酸性KMnO4溶液氧化生成CH3COOH，MnO则被还原为Mn2＋而使溶液褪色。 ◆微辨析(对的画“√”，错的画“×”) (1)乙二醇和丙三醇互为同系物，都能与钠反应产生H2(　×　) (2)甲醇、乙醇均易溶于水，与形成氢键有关(　√　) (3)2­丁醇在浓硫酸中加热发生消去反应，可能得到两种不饱和烃(不考虑立体异构)(　√　) 我的感悟 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [对应学生用书P67] 探究一__醇类的消去反应 根据下列醇的结构简式回答问题： (1)不能发生消去反应的是________。 (2)可以发生消去反应，只能生成一种单烯烃的是________。 (3)可以发生消去反应，生成两种单烯烃的是____________________________________。 答案：(1)①③⑦ (2)④⑤⑥ (3)② (1)醇的消去反应规律 ①外界条件：浓硫酸、加热。 ②分子结构：醇能否发生消去反应及消去反应生成物的种类，取决于醇分子中是否有β­H(与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上的氢原子)及β­H的种类。 (2)卤代烃的消去反应和醇的消去反应的比较 卤代烃的消去反应 醇的消去反应 反应条件 强碱(NaOH或KOH)的醇溶液，加热 浓硫酸，加热 断键情况 脱去卤素原子和与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上的氢原子 脱去羟基和与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上的氢原子 结构特点 能发生消去反应的醇和卤代烃在分子结构上应同时满足： ①碳原子数≥2；②与羟基或卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子 【例1】 某二元醇的结构简式为，关于该有机物的说法不正确的是(　　) A．用系统命名法命名的名称：5­甲基­2，5­庚二醇 B．催化氧化得到的物质只含一种含氧官能团 C．消去反应能得到6种不同结构的二烯烃(不考虑立体异构) D．标准状况下，1 mol该有机物与足量金属钠反应产生22.4 L H2 B　解析：取连有羟基的最长的碳链，有7个碳原子，碳链上连有2个羟基，为二醇，官能团的编号要小，则羟基的编号为2和5，在5号碳上还连有1个甲基，则名称为5­甲基­2，5­庚二醇，A正确；左边的羟基连接的碳原子上没有氢原子，不能发生催化氧化，而右边的羟基可以发生催化氧化反应，得到羰基，则催化氧化得到的物质含有两种含氧官能团，分别为羟基、羰基，B错误；左边的羟基消去时，形成的碳碳双键的位置有3种；右边的羟基消去时，形成的碳碳双键的位置有2种，则得到的二烯烃共3×2＝6种，C正确；1 mol该有机物中含有2 mol —OH，与金属Na反应时，提供2 mol 氢原子，得到1 mol H2，在标准状况下的体积为22.4 L，D正确。 1．有关下列两种物质的说法正确的是(　　) A．二者都能发生消去反应 B．二者都能在Cu作催化剂条件下发生催化氧化反应 C.相同物质的量的①和②分别与足量Na反应，产生H2的量：①>② D．二者在一定条件下可与乙酸、氢溴酸发生取代反应 D　解析：由两种物质的结构简式可知，①中与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子，不能发生消去反应，A错误；②中与羟基相连的碳原子上没有氢原子，不能被催化氧化，B错误；相同物质的量的①和②分别与足量Na反应时，产生H2的量相等，C错误。 探究二__实验探究醇类的催化氧化反应 根据下列醇的结构简式回答问题： (1)可以发生催化氧化生成醛的是________。 (2)不能发生催化氧化的是________。 (3)既能发生消去反应又能发生催化氧化反应的是________。 答案：(1)①③④⑦ (2)⑤ (3)②④⑥ (1)醇的催化氧化反应规律 醇能否发生催化氧化反应及氧化生成何种物质取决于醇分子中是否有α­H(与羟基相连的碳原子上的氢原子)及α­H的个数。 (2)醇发生反应的部位及反应类型 消去反应：断裂①② 取代反应：断裂②或③或②③(生成乙醚) 催化氧化反应：断裂③④ A　解析：根据产物的结构简式可知，发生催化氧化反应的物质分子中所含碳原子数与产物分子中所含碳原子数应相同，排除B项；发生催化氧化反应得到目标产物的物质中要有—CH2OH结构，排除C、D项，中羟基被催化氧化后可得目标产物。 2．以下四种有机化合物分子式均为C4H10O： 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 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，又能发生催化氧化反应生成醛；③既能发生消去反应，又能发生催化氧化反应生成醛；④能发生消去反应，但不能发生催化氧化反应。 3．将1 mol某饱和醇平均分成两份。其中一份充分燃烧后生成1.5 mol CO2，另一份与足量钠反应生成5.6 L H2(标准状况)。这种醇分子能发生催化氧化反应但产物不是醛。则这种醇是(　　) A．CH3CH(OH)CH3 B．CH2(OH)CH(OH)CH3 C．CH3CH2CH2OH D．CH3CH2OH A　解析：1 mol该饱和醇平均分成两份，每份为0.5 mol，一份充分燃烧生成1.5 mol CO2，说明该醇分子中含有3个碳原子，另一份与足量钠反应生成标准状况下的氢气5.6 L即0.25 mol，说明该醇分子中含有1个—OH，从而推得该醇是一元醇，A符合题意；从题给条件知，该醇能被催化氧化但产物不是醛，说明羟基所连接的碳原子上只有1个氢原子，C、D不符合题意。 [对应学生用书P69] 1．赤藓糖醇，是一种填充型甜味剂，常作食品添加剂。结构简式如图所示，下列叙述错误的是(　　) A．赤藓糖醇与乙二醇互为同系物 B．赤藓糖醇能使酸性KMnO4溶液褪色 C．1 mol赤藓糖醇能与足量的钠反应生成4 g H2 D．赤藓糖醇属于饱和脂肪醇类 A　解析：同系物中官能团数目必须相等，二者官能团种类相同，数目不相等，所以不互为同系物，A错误；酸性KMnO4溶液能氧化赤藓糖醇，从而导致酸性KMnO4溶液褪色，B正确；1 mol赤藓糖醇有4 mol羟基，能与足量的钠反应生成2 mol H2，2 mol H2的质量为4 g，C正确；该醇分子中每个碳原子形成4个单键，所以赤藓糖醇属于饱和脂肪醇类，D正确。 2．甲醇、乙二醇、丙三醇中分别加入足量的金属钠产生等体积的氢气(相同条件)，则上述三种醇的物质的量之比是(　　) A．2∶3∶6 B．3∶2∶1 C.4∶3∶1 D．6∶3∶2 D　解析：根据醇与金属钠生成氢气的反应原理，2个羟基生成1分子氢气，所以羟基的个数之比＝氢气物质的量之比，设乙醇、乙二醇、丙三醇物质的量分别为x mol、y mol、z mol，产生等体积的氢气，则x＝2y＝3z，所以x∶y∶z＝6∶3∶2。 3．(2023·中山高二期末)分子式为C5H12O的醇，能发生消去反应，且能被催化氧化成醛的有(　　) A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 C　解析：分子式为C5H12O的醇，能发生消去反应，且能被催化氧化成醛的有CH3CH2CH2CH2CH2OH、(CH3)2CHCH2CH2OH、CH3CH2CH(CH3)CH2OH，共有3种不同结构。 4．下列有机物的物理性质比较错误的是(　　) A．沸点：正戊烷>异戊烷 B．水溶性：CH3CH2OH>CH3CH2CH2CH2OH C．沸点：CH3Cl>CH3CH2Cl D．沸点：CH3CH2OH<CH3CH2CH2OH C　解析：烷烃的同分异构体沸点的关系：正＞异＞新，所以沸点高低顺序是正戊烷＞异戊烷，A正确；醇的水溶性随着烷基数量增多而递减，水溶性：CH3CH2OH>CH3CH2CH2CH2OH，B正确；饱和一卤代烃的熔、沸点随着碳原子数的增多而增大，因此熔点大小顺序为CH3CH2Cl>CH3Cl，C错误；饱和一元醇的熔、沸点随着碳原子数的增多而增大，故沸点大小为CH3CH2OH<CH3CH2CH2OH，D正确。 5．某饱和一元醇发生消去反应后的产物完全加氢，可以得到2，2，4­三甲基己烷，已知原一元醇能发生催化氧化反应，其可能的结构有(　　) A．4种 B．3种 C．2种 D．1种 A　解析：某饱和一元醇发生消去反应的产物是单烯烃，完全加氢生成烷烃2，2，4­三甲基己烷，原一元醇能发生催化氧化反应，其可能的结构有、、、，共4种，A符合题意。 6．(2023·玉林高二期中)一种高分子( Ⅵ )是目前市场上流行的墙面涂料之一，其合成路线如下(反应均在一定条件下进行)； 回答下列问题： (1)化合物 Ⅱ 的分子式为__________；化合物 Ⅲ 中所含官能团的名称是__________，碳原子的杂化方式为__________。 (2)化合物 Ⅴ 结构简式为__________，化合物 Ⅲ 到化合物 Ⅳ 的反应类型为__________。 (3)写出合成路线中从化合物 Ⅳ 到化合物 Ⅴ 的化学方程式：_____________________ ________________________________________________________________________。 写出合成路线中从化合物 Ⅴ 到化合物 Ⅵ 的化学方程式：________________________。 (4)化合物 Ⅳ 的同系物M，M相对分子质量比 Ⅳ 大28，请写出其中1种M的结构简式：__________。 解析：乙烯加成生成 Ⅰ , Ⅰ 发生取代生成 Ⅱ , Ⅱ 中—CN转化为羧基生成 Ⅲ , Ⅲ 消去羟基生成 Ⅳ , Ⅳ 和甲醇发生酯化反应生成 Ⅴ , Ⅴ 发生加聚生成 Ⅵ 。 (1)由结构简式可知，化合物 Ⅱ 的分子式为C3H5ON；化合物 Ⅲ 中所含官能团的名称是羟基、羧基，碳原子杂化方式为sp2、sp3。 (2)化合物 Ⅴ 为 Ⅳ 和甲醇发生酯化反应生成的酯，结构简式为CH2===CHCOOCH3，化合物 Ⅲ 到化合物 Ⅳ 的反应为羟基消去生成碳碳双键的反应，为消去反应。 (3)化合物 Ⅴ 为 Ⅳ 和甲醇发生酯化反应生成的酯，反应的化学方程式为CH2===CHCOOH＋CH3OHCH2===CHCOOCH3＋H2O；化合物 Ⅴ 到化合物 Ⅵ 发生的反应为 Ⅴ 中碳碳双键发生加聚反应，nCH2===CHCOOCH3。 (4)M是化合物 Ⅳ 的同系物，则M含碳碳双键、—COOH两种官能团，M相对分子质量比 Ⅳ 大28，可知M比 Ⅳ 多2个—CH2—结构，分子式为C5H8O2，则具有7种结构，分别为CH3CH2CH===CHCOOH、CH3CH===C(CH3)COOH、CH3C(CH3)===CHCOOH、CH3CH===CHCH2COOH、CH2===C(CH3)CH2COOH、CH2===CHCH(CH3)COOH、CH2===CHCH2CH2COOH。 [课时梯级训练(12)见P212] 学科网（北京）股份有限公司 $$