内容正文:
专题四 烃的衍生物 第一节 醇酚醚 同步作业
一、基础题(共70分)
(一)选择题(每题3分,共33分)
1. 下列关于醇的说法正确的是( )
A. 醇是指分子中含有羟基(-OH)的化合物
B. 醇的官能团羟基直接连在饱和碳原子上
C. 所有醇都能与水以任意比例互溶
D. 醇的化学性质与酚完全相同
2. 苯酚的结构特点是( )
A. 羟基连在苯环侧链的碳原子上
B. 羟基直接连在苯环的碳原子上,具有弱酸性
C. 稳定性高于苯,不易发生取代反应
D. 属于醇类化合物
3. 下列化合物中,属于醚类的是( )
A. 乙醇(C₂H₅OH)
B. 苯酚(C₆H₅OH)
C. 乙醚(C₂H₅-O-C₂H₅)
D. 乙醛(CH₃CHO)
4. 关于乙醇的化学性质,说法错误的是( )
A. 能与金属钠反应生成氢气
B. 能与乙酸发生酯化反应
C. 能被酸性高锰酸钾溶液氧化为乙酸
D. 能与溴水发生加成反应
5. 苯酚与三氯化铁溶液反应的现象是( )
A. 生成白色沉淀
B. 溶液变为紫色
C. 产生气泡
D. 溶液褪色
6. 下列醇中,能被催化氧化为醛的是( )
A. 甲醇(CH₃OH)
B. 2-丙醇((CH₃)₂CHOH)
C. 2-丁醇(CH₃CH₂CH(OH)CH₃)
D. 2-甲基-2-丙醇((CH₃)₃COH)
7. 关于醚的化学性质,说法正确的是( )
A. 醚的化学性质稳定,不易发生化学反应
B. 醚能与金属钠反应生成氢气
C. 醚能被酸性高锰酸钾溶液氧化
D. 醚能与乙酸发生酯化反应
8. 医药中,乙醇的主要用途不包括( )
A. 作为消毒防腐剂(75%水溶液)
B. 作为药物合成中间体
C. 作为静脉注射溶剂
D. 作为外用消毒剂
9. 下列化合物的命名正确的是( )
A. 1-丁醇(CH₃CH₂CH₂CH₂OH)
B. 2-甲基-3-丁醇
C. 苯甲醇(C₆H₅CH₂OH)命名为苄醇,不属于醇类
D. 乙醚命名为二乙基醚,属于酯类
10. 苯酚的酸性比乙醇强,主要原因是( )
A. 苯酚的分子量更大
B. 苯环的吸电子效应使羟基氢更易电离
C. 苯酚的沸点更高
D. 苯酚的溶解度更大
11. 下列关于醇、酚、醚的说法,错误的是( )
A. 三者都含有氧原子,属于含氧衍生物
B. 醇和酚的官能团都是羟基,但连接位置不同
C. 醚的官能团是醚键(-O-),无羟基
D. 三者都能溶于水,易溶于有机溶剂
(二)填空题(每空2分,共28分)
1. 醇、酚、醚都是烃的含氧衍生物,其中醇的官能团是______,酚的官能团是______,醚的官能团是______。
2. 醇根据羟基所连碳原子的类型可分为______、______、______,例如甲醇属于______,2-丙醇属于______。
3. 苯酚的酸性较弱,能与______反应生成苯酚钠,该反应可用于苯酚的分离提纯;苯酚与溴水反应生成______(产物名称),该反应可用于苯酚的鉴别。
4. 乙醇与浓硫酸混合加热至170℃发生______反应生成乙烯;加热至140℃发生______反应生成乙醚。
5. 医药中,常见的含醇羟基的药物有______、______,含酚羟基的药物有、______。
6. 醚的命名通常采用______法,例如乙醚的系统命名是______;醚的化学性质稳定,常用作______。
7. 鉴别醇和酚的常用试剂是______,鉴别现象为______;鉴别醇和醚的常用试剂是______,鉴别现象为______。
(三)判断题(每题1分,共9分,对的打“√”,错的打“×”)
1. 醇和酚的官能团都是羟基,因此化学性质完全相同。( )
2. 乙醇能与金属钠反应生成氢气,而乙醚不能,因为乙醚中无羟基。( )
3. 苯酚能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而苯不能,因为酚羟基易被氧化。( )
4. 所有醇都能被催化氧化,氧化产物取决于羟基所连碳原子的类型。( )
5. 醚的化学性质稳定,不易被氧化,常用作有机反应的溶剂。( )
6. 苯酚的酸性比碳酸强,能与碳酸钠溶液反应生成二氧化碳。( )
7. 甲醇有毒,不能饮用,常用于工业溶剂和燃料;乙醇无毒,可饮用,常用于医药消毒。( )
8. 醇的沸点比对应的烷烃高,因为醇分子间能形成氢键。( )
9. 医药中,含酚羟基的药物通常具有抗菌、抗炎等生物活性,但稳定性较差,易被氧化。( )
二、提升题(共30分)
简答题与推断题(每题10分,共30分)
1. 结合医药卫生类专业分析:① 写出乙醇与乙酸在浓硫酸催化下反应的化学方程式及反应类型,说明该反应在药物合成中的应用;② 简述醇、酚、醚的化学性质差异(至少3点),并从结构角度解释原因;③ 举例说明含醇羟基、酚羟基的药物在医药中的应用(各2种),并简述官能团在药物中的作用;④ 如何用化学方法鉴别乙醇、苯酚和乙醚?写出实验步骤和现象。
2. 醇、酚、醚的结构与性质分析:① 写出下列化合物的系统命名:a. CH₃CH₂CH(OH)CH₃;b. C₆H₅OH;c. CH₃OCH₂CH₃;② 分析苯环与酚羟基之间的相互影响;③ 比较乙醇和苯酚的酸性强弱,说明原因;④ 简述醇的结构对其在医药中应用的影响(如药物活性、代谢稳定性)。
3. 结合医药卫生类专业实际问题:① 为什么含酚羟基的药物在储存过程中需密封、避光、加入抗氧化剂?从化学性质角度分析;② 某药物中间体的结构简式为苯甲醇,写出其与下列试剂反应的产物及化学方程式:a. 金属钠;b. 浓硫酸(170℃);c. 乙酸(浓硫酸催化);③ 设计一个实验,验证“醇的催化氧化产物与羟基所连碳原子的类型有关”,写出实验原理、仪器、步骤和预期结论,并说明该实验在药物合成中的实际意义。
参考答案
一、基础题
(一)选择题
1. B 2. B 3. C 4. D 5. B 6. A 7. A 8. C 9. A 10. B 11. D
(二)填空题
1. 醇羟基(-OH,连在饱和碳原子上);酚羟基(-OH,直接连在苯环上);醚键(-O-)
2. 伯醇;仲醇;叔醇;伯醇;仲醇
3. 氢氧化钠溶液(或强碱);2,4,6-三溴苯酚
4. 消去;取代(分子间脱水)
5. 乙醇(消毒用);丙三醇(甘油,保湿剂);苯酚(防腐剂);对乙酰氨基酚(解热镇痛药)
6. 习惯(或普通);二乙醚;有机溶剂
7. 三氯化铁溶液;酚使溶液呈紫色,醇无现象;金属钠;醇与钠反应生成氢气,醚无现象
(三)判断题
1. × 2. √ 3. √ 4. × 5. √ 6. × 7. × 8. √ 9. √
二、提升题
简答题与推断题
1. ① 化学方程式:CH₃COOH + C₂H₅OH→ CH₃COOC₂H₅ + H₂O;反应类型:酯化反应(取代反应);药物合成应用:该反应是制备酯类药物的核心反应,例如阿司匹林(乙酰水杨酸)的合成的是水杨酸与乙酸酐的酯化反应,酯类结构可优化药物的脂溶性和生物利用度。
② 化学性质差异及原因:a. 酸性:酚>醇>醚,原因:酚羟基连在苯环上,苯环吸电子使羟基氢易电离;醇羟基连在饱和碳原子上,推电子效应使氢难电离;醚无羟基,无酸性;b. 与金属钠反应:醇和酚能反应生成氢气,醚不能,原因:醇和酚含羟基,醚无羟基;c. 氧化反应:酚易被氧化(如空气中氧化为醌),醇可被催化氧化(伯醇→醛,仲醇→酮),醚不易被氧化,原因:酚羟基受苯环影响易失电子;醇羟基的氢易被氧化;醚键稳定。
③ 含官能团药物及作用:a. 含醇羟基药物:丙三醇(甘油),羟基具有保湿作用,用于护肤品和药物辅料;乙醇(75%),羟基能使蛋白质变性,用于皮肤消毒;b. 含酚羟基药物:苯酚(石炭酸),酚羟基具有抗菌防腐作用,用于外用消毒;肾上腺素,酚羟基增强药物的生物活性,调节心血管功能。
④ 鉴别方法:取三支试管,分别加入少量待测样品;向各试管中加入三氯化铁溶液,振荡:溶液呈紫色的是苯酚,无现象的是乙醇和乙醚;再向无现象的两支试管中加入金属钠,振荡:产生气泡的是乙醇,无现象的是乙醚。
2. ① 系统命名:a. 2-丁醇;b. 苯酚;c. 甲醚(或二甲醚)
② 相互影响:苯环的吸电子效应使酚羟基的氢原子易电离,呈现弱酸性;酚羟基的供电子效应使苯环邻、对位电子云密度升高,易发生亲电取代反应(如与溴水的取代反应)。
③ 酸性强弱:苯酚>乙醇;原因:苯酚中羟基直接连在苯环上,苯环是吸电子基团,通过共轭效应和诱导效应降低羟基氧原子的电子云密度,使羟基氢更易电离出H⁺;乙醇中羟基连在乙基上,乙基是推电子基团,使羟基氢难电离,酸性较弱。
④ 醇的结构对医药应用的影响:a. 羟基数目:多羟基醇(如丙三醇)保湿性强,常用作药物辅料;b. 碳链长度:碳链较短的醇(如乙醇)脂溶性适中,可作为溶剂;碳链较长的醇脂溶性增强,生物利用度提高;c. 羟基位置:伯醇易被氧化,代谢速度快,药效持续时间短;仲醇氧化产物稳定,代谢速度适中,更适合作为药物活性成分。
3. ① 储存原因:酚羟基具有较强的还原性,易被空气中的氧气氧化(生成醌类物质),导致药物变质;光照会加速氧化反应的进行;加入抗氧化剂可消耗氧气或抑制氧化反应,因此含酚羟基的药物需密封(隔绝氧气)、避光(减缓氧化)、加入抗氧化剂(防止变质)。
② 反应产物及化学方程式:
a. 与金属钠:产物为苯甲醇钠和氢气;化学方程式:2C₆H₅CH₂OH + 2Na → 2C₆H₅CH₂ONa + H₂↑
b. 与浓硫酸(170℃):产物为苯乙烯;化学方程式:C₆H₅CH₂OH → C₆H₅CH=CH₂ + H₂O
c. 与乙酸(浓硫酸催化):产物为乙酸苄酯;化学方程式:C₆H₅CH₂OH + CH₃COOH → CH₃COOCH₂C₆H₅ + H₂O
③ 验证实验:
实验原理:伯醇(如乙醇)被催化氧化为醛,能使银氨溶液发生银镜反应;仲醇(如2-丙醇)被催化氧化为酮,不能发生银镜反应;叔醇(如2-甲基-2-丙醇)不能被催化氧化;通过银镜反应现象判断氧化产物。
仪器:试管、酒精灯、试管夹、银氨溶液、铜丝、乙醇、2-丙醇、2-甲基-2-丙醇。
步骤:取三支试管,分别加入2mL乙醇、2-丙醇、2-甲基-2-丙醇;各加入一段绕成螺旋状的铜丝,在酒精灯上加热至铜丝变黑(生成CuO),迅速插入试管中,振荡;待溶液冷却后,各加入1mL银氨溶液,水浴加热,观察现象。
预期结论:乙醇试管中出现银镜,证明氧化产物为醛(乙醛);2-丙醇试管中无银镜,证明氧化产物为酮(丙酮);2-甲基-2-丙醇试管中无银镜,证明未发生催化氧化;该实验说明醇的催化氧化产物与羟基所连碳原子类型有关。
实际意义:指导药物合成中醇类中间体的选择,例如需要制备醛类药物时,选择伯醇作为原料;需要制备酮类药物时,选择仲醇作为原料;避免使用叔醇作为需氧化步骤的中间体,提高合成效率和产物纯度。
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