内容正文:
第二课时 酚
新知探究(一)——酚的组成与结构
1.酚的定义
芳香烃分子中苯环上的氢原子被羟基取代后的有机化合物称为酚。如:
苯酚 α⁃萘酚 β⁃萘酚 邻苯二酚
2.酚的命名
(1)选母体:一般是以酚为母体,即在“酚”字前面加上芳环、萘环的名称作母体,再加上其他取代基的名称和位次。
(2)编号位:一般情况下,应使羟基的编号尽可能地小。
(3)实例::4⁃甲基苯酚,又称为对甲基苯酚;:5⁃甲基⁃2⁃异丙基苯酚
3.苯酚的分子组成和结构
分子式
结构式
结构简式
球棍模型
空间填充模型
官能团
C6H6O
或
C6H5OH
酚羟基
(—OH)
由于苯酚分子中的O—H键可旋转,羟基上的H原子不一定与苯环共平面,故分子中至少有12个原子共面,最多有13个原子共平面。
4.苯酚的物理性质
5.酚的用途
(1)苯酚常用于制造日常生活中有消毒作用的酚皂。
(2)从葡萄中提取的酚可用于制造化妆品。
(3)从茶叶中提取的酚可制备食品防腐剂和抗癌药物。
(4)很多农药的主要成分中也含有酚类物质。
[题点多维训练]
1.下列有关苯酚的说法错误的是 ( )
A.易溶于乙醇等有机溶剂
B.含有的官能团为酚羟基
C.常温下苯酚能与水互溶
D.苯酚的空间填充模型为
解析:选C 常温下苯酚在水中的溶解度不大,温度高于65 ℃时,能与水互溶,C项错误。
2.下列各组物质的关系正确的是 ( )
A.、:同系物
B.、:同分异构体
C.、:酚类物质
D.、:同类物质
解析:选B A项,前者是酚,后者是醇,不互为同系物;B项,二者分子式相同但结构不同,互为同分异构体;D项,前者苯环上连接有羟基而后者没有,故二者不属于同类物质。
3.下列物质与苯酚互为同系物的是 ( )
A. B.
C. D.
解析:选B 同系物必须是结构相似、分子组成上相差1个或若干个CH2原子团的同一类物质,A属于醇类,C中含有2个酚羟基,D中含有碳碳双键,所以只有B是苯酚的同系物。
4.分子式为C9H12O的有机物的分子中有一个苯环、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
解析:选D 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,所以符合条件的属于酚类的有机物有3×2=6种,D项正确。
|归纳拓展|醇、酚的同分异构体
含相同碳原子数的酚与芳香醇、芳香醚互为同分异构体,但不属于同类物质。
例如C7H8O属于芳香族化合物的同分异构体有(苯甲醇)、(邻甲基苯酚)、(间甲基苯酚)、(对甲基苯酚)、(苯甲醚)。
新知探究(二)——苯酚的化学性质
1.苯环对羟基的影响
实验
步骤
实验
现象
a得到浑浊
液体
b液体
不变红
c液体变
澄清
d或e液
体变浑浊
(1)根据实验现象,完成下列试管中发生的反应的化学方程式:
试管c:
试管d:
试管e: +NaHCO3。
(2)根据实验现象可得结论
①室温下,苯酚在水中溶解度不大;
②苯酚虽不能使紫色石蕊溶液变红,但能与NaOH溶液反应,表现出酸性;
③酸性:H2CO3>>HC。
(3)解释
受苯环的影响,苯酚分子中的氢氧键比醇分子中的氢氧键更容易断裂,因此苯酚能在水溶液中发生微弱电离产生H+。
电离方程式: 。
2.羟基对苯环的影响
(1)取代反应
实验
操作
实验
现象
试管中立即产生白色沉淀
化学
方程式
解释
羟基对苯环的影响使苯环上羟基邻、对位氢原子更活泼,易被取代
应用
用作苯酚的检验和定量测定
[微思考] 苯酚与溴水反应时,为什么溴水要过量?
提示:苯酚与溴水反应,溴水要过量,否则2,4,6⁃三溴苯酚会溶于过量苯酚中,观察不到白色沉淀。
(2)显色反应
实验操作
实验现象
溶液显紫色
结论
苯酚能与FeCl3溶液反应,使溶液显紫色
应用
大多数的酚都能与FeCl3溶液反应显出颜色,常用于酚的检验
(3)聚合反应
苯酚与甲醛在酸或碱性条件下可发生聚合反应,生成酚醛树脂,写出二者在酸性条件下反应的化学方程式:
(n-1)H2O。
酚醛树脂是最早生产和使用的合成树脂。它不易燃烧,具有良好的电绝缘性,被广泛用来生产电闸、电灯开关、灯口、电话机等电器用品,俗称“电木”。
3.脂肪醇、芳香醇、酚的比较
类别
脂肪醇
芳香醇
酚
实例
CH3CH2OH
官能团
羟基(—OH)
结构特点
羟基与脂肪烃基相连
羟基与苯环上的侧链相连
羟基与苯环直接相连
主要
化学
性质
①与钠反应;②分子间脱水;
③消去反应;④与HX取代;
⑤与酸发生酯化反应(取代);
⑥催化氧化成醛或酮
①弱酸性(与Na、NaOH、Na2CO3反应);②取代反应;③显色反应;④氧化反应
特性
—
①与浓溴水反应产生白色沉淀;②与FeCl3溶液反应显紫色;③暴露在空气中因部分被氧化而呈粉红色
[题点多维训练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)苯酚俗称石炭酸,因此苯酚是一种有机酸 (×)
(2)可以用NaOH溶液或酒精或高于65 ℃的热水清洗试管壁上附着的苯酚 (√)
(3)苯酚能发生取代反应,不能发生加成反应 (×)
(4)检验苯酚可以用FeCl3溶液或浓溴水 (√)
(5)苯酚与三氯化铁溶液反应生成紫色沉淀 (×)
2.下列反应与酚羟基对苯环的影响有关的是 ( )
①苯酚在水溶液中可以电离出
②苯酚溶液中加入浓溴水生成白色沉淀
③用苯酚与甲醛为原料制备酚醛树脂
④苯酚与氢氧化钠反应生成苯酚钠
A.①② B.②③ C.② D.④
解析:选B ①④的反应中断裂的是酚羟基中的氢氧键,属于苯环对酚羟基的影响;②的反应是苯酚中酚羟基邻、对位碳原子上的氢原子被取代的反应,属于酚羟基对苯环的影响;③的反应是发生在酚羟基邻位碳原子上的反应,属于酚羟基对苯环的影响。
3.关于、、的下列说法中不正确的是 ( )
A.都能与金属钠反应放出氢气
B.都能与FeCl3溶液发生显色反应
C.都能使酸性KMnO4溶液褪色
D.都能在一定条件下发生取代反应
解析:选B 属于酚类,、属于醇类,只有酚能与FeCl3溶液发生显色反应,B不正确;三种物质都含有—OH,能与钠反应产生氢气,A正确;苯酚和含结构的醇都能被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色,C正确;含—OH或苯环,在一定条件下能发生取代反应,D正确。
4.(2025·西安市铁一中学期末)已知酸性:>H2CO3>,综合考虑反应物的转化率和原料成本等因素,将 转变为的最佳方法是 ( )
A.与稀H2SO4共热后,加入足量NaOH溶液
B.与稀H2SO4共热后,加入足量 NaHCO3溶液
C.与足量的NaOH溶液共热后,再通入足量 CO2
D.与足量的NaOH溶液共热后,再加入适量 H2SO4
解析:选C 酯类在碱性条件下比在酸性条件下水解的产率高,所以先加入氢氧化钠,碱性条件下, 水解生成,由于使用二氧化碳比使用硫酸成本低,且碳酸的酸性弱,不会使—COONa变为—COOH,故最后向水解后的溶液中通入过量二氧化碳生成。
5.含苯酚的工业废水必须处理达标后才能排放,苯酚含量在1 g·L-1以上的工业废水需进行相关处理从而回收苯酚。某研究性学习小组设计如下流程,从含苯酚的工业废水中回收苯酚。
(1)可用 (填试剂名称)检验苯酚的存在。
(2)过程Ⅰ为 、 ,过程Ⅱ为 。
(3)通入CO2发生反应生成苯酚的化学方程式为 。
解析:(2)由流程图可知,加苯是为了萃取苯酚,然后分液可得到有机层,所以过程Ⅰ为萃取、分液;有机层中的苯酚与NaOH反应生成的苯酚钠易溶于水,经分液可得到水层,则过程Ⅱ为分液。
答案:(1)FeCl3溶液(答案合理即可) (2)萃取 分液 分液 (3) +CO2+H2O→+NaHCO3
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