3.2.1 醇 课件 2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修3

第三章　烃的衍生物 第二节 醇 酚 第1课时 醇的结构与性质 学习目标 能说出醇的结构特点并进行分类，列举甲醇、乙二醇和丙三醇等常见醇的应用。 能从分子组成和结构的角度解释醇类物质的主要物理性质及递变规律。 能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，并能写出相应的化学方程式。 有机化合物 烃 烃的衍生物 只含碳、氢元素的有机物 烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所取代而生成的一系列化合物。 烷烃 烯烃 炔烃 芳香烃 卤代烃 醇 酚 醚 醛 酮 羧酸 羧酸 酯 胺 酰胺 任务一 醇的概念、分类、结构 CH3CH2OH 乙醇 苯甲醇 邻甲基苯酚 苯酚 CH3CHCH3 OH 2-丙醇（异丙醇） CH2CH2CH3 OH 1-丙醇（正丙醇） 醇：羟基与饱和碳原子相连的化合物 酚：羟基与苯环直接相连而形成的化合物 【问题1】下列物质是否都属于醇？若不是，它们有何不同？ 任务一 醇的概念、分类、结构 (1)定义：羟基与饱和碳原子相连的化合物称为醇。 (2)官能团：羟基(—OH) (3)结构： (R1、R2、R3为H或烃基) (4)饱和一元醇通式：CnH2n＋1OH 或 CnH2n＋2O (n≥1)，可简写为R—OH。 注意：羟基如果连在双键碳或三键碳上不稳定，两个羟基不能连在同一个碳上。 任务一 醇的概念、分类、结构 烃基或苯环侧链 （5）饱和多元醇的通式： CnH2n+2Om CH2=CH-OH(乙烯醇) → CH3CHO(乙醛) 硫粉 一元醇 如:CH3OH甲醇 乙二醇 CH2OH CH2OH CH2OH CHOH CH2OH 丙三醇 根据烃基是否饱和 根据烃基中是否含苯环 饱和醇 不饱和醇 脂肪醇 芳香醇 多元醇 二元醇 CH2=CHCH2OH OH CH3OH CH2OH 根据醇分子中羟基的数目 1.醇的概念与分类 任务一 醇的概念、分类、命名 6 3.乙醇的结构 分子式： 电子式： 结构式： 结构简式： C2H6O C • • • • • • • • H O C •• •• •• •• •• •• H H H H H CH3CH2OH 官能团： 羟基 空间填充模型： 球棍模型： 8 10 0 6 2 4 吸收强度 乙醇的核磁共振氢谱 δ CH3CH2OH有3种化学环境的H原子，则核磁共振有3组峰，强度比为3:2:1。 任务一 醇的概念、分类、结构 一元醇 二元醇 多元醇 甲醇 无色、具有挥发性的液体，易溶于水，沸点为65℃，有毒。 乙二醇 丙三醇（甘油） CH2－OH CH2－OH CH2－OH CH－OH CH2－OH 无色、黏稠的液体，易溶于水 做汽车防冻液 工业酒精有毒！ 配制化妆品 任务二 醇的性质 1.醇的物理性质 名称 结构简式 相对分子量 沸点/℃ 甲醇 CH3OH 32 65 乙烷 CH3CH3 30 －89 乙醇 CH3CH2OH 46 79 丙烷 CH3CH2CH3 44 －42 正丙醇 CH3CH2CH2OH 60 97 正丁烷 CH3CH2CH2CH3 58 －0.5 相对分子质量相近的醇与烷烃的沸点比较 > > > 结论： 相对分子质量相近时，醇比烷烃的沸点远高得多。 醇分子间存在氢键，增强了分子间的作用力。 沸点升高 任务二 醇的性质 1.醇的物理性质 名称 结构简式 熔点/℃ 沸点/℃ 状 态 水中溶解度 甲醇 CH3OH －97 65 乙醇 CH3CH2OH －117 79 正丙醇 CH3CH2CH2OH －126 97 正丁醇 CH3CH2CH2CH2OH －90 118 正戊醇 CH3CH2CH2CH2CH2OH －79 138 十八醇 CH3(CH2)17OH 59 211 液 体 油状液体 蜡状固体 可部分溶于水 难溶于水 能与水以任意比例互溶 在水中的溶解度随碳原子数的增加而降低。烃基越大，疏水基占比例大，削弱了-OH的亲水作用，因而水溶性降低。 饱和一元醇的熔、沸点随碳原子数的增加而升高。(通常C1—C11:液态；C12以上：无色蜡状固体) 烃基: 疏水基 —OH: 亲水基 几种醇的熔点、沸点和在水中的溶解性 熔沸点： 溶解度： 任务二 醇的性质 名称 分子中羟基数目 沸点/℃ 乙醇 1 78.5 乙二醇 2 197.3 1-丙醇 1 97.2 1，2-丙二醇 2 188 丙三醇 3 259 碳原子数相同时，羟基个数越多（ 分子间形成的氢键增强 ），醇的沸点越高 结论 1.醇的物理性质 任务二 醇的性质 甲醇 乙醇 正丙醇 正丁醇 正戊醇 正己醇 溶解度g/100 g水 互溶 互溶 互溶 7.7 2.6 0.59 C1–C3的醇能与水互溶，随着烷基增大，醇的溶解度 。 减小 为什么甲醇、乙醇和丙醇与水互溶? 小分子的醇（甲醇、乙醇、丙醇）均可与水以任意比互溶，就是因为这些醇与水形成了氢键的缘故。) 随着碳原子数增加：从易溶→可溶→微溶→不溶 R－OH 疏水基 亲水基 1.醇的物理性质 任务二 醇的性质 碳原子数↑，推电子基（—R）↑，羟基极性减小，根据“相似相溶”原理，醇在水中的溶解度减小。 (1)沸点 ①醇的沸点远远高于相对分子质量相近的烷烃 ②饱和一元醇，随碳原子个数的增加，沸点升高 ③碳原子数相同时，羟基个数越多，沸点越高 (2)溶解性 烷基碳数越少、羟基越多，越易溶于水 (低级醇可与水以任意比混溶) (3)密度：醇的密度比水的密度小 (4)状态：低级饱和一元醇为无色液体，有特殊的气味 (氢键) 主题1:醇的结构与物理性质 1.醇的物理性质总结 无气体；C11以下液体； C12以上蜡状固体。 任务二 醇的性质 H H | | H—C—C—O—H | | H H 电负性大，吸引电子的能力强 极性强，易断裂，发生取代反应或消去反应 极性强，易断裂，发生取代反应 【回顾复习】你知道乙醇有哪些化学性质？写出化学方程式分析断键位置 元素符号 C H O 电负性 2.5 2.1 3.5 在醇分子中，由于氧原子吸引电子的能力比氢原子和碳原子的强，使O—H和C—O的电子都向氧原子偏移。O—H和C—O的极性较强，容易断裂。 2.醇的化学性质 任务二 醇的性质 以CH3CH2OH为例，请同学们回顾乙醇有哪些化学性质？ （1）置换反应 （断 ①） 2CH3CH2O-H +2Na →2CH3CH2ONa +H2↑ （应用：2Na~2−OH~1H2） 2.醇的化学性质 Na与醇的反应比Na与水的反应平缓，说明水分子中—OH活性比醇中—OH的大。 任务二 醇的性质 （1）置换反应： 请写出乙二醇与金属钠反应的化学方程式 乙二醇钠 2（—OH ） ~ H2↑ CH2OH CH2ONa + 2Na → +H2↑ CH2OH CH2ONa 思考：乙醇、乙二醇、丙三醇与足量钠反应产生等量的气体，三种醇的物质的量之比是多少？ 6∶3∶2 2.醇的化学性质 任务二 醇的性质 （2）取代反应 ①与氢卤酸反应：乙醇与浓氢溴酸混合加热后发生取代反应，生成溴乙烷。 C2H5－OH + H－Br C2H5Br+ H2O △ 溴乙烷 乙醇： 对比： CH3CH2-Br + H-OH  CH3CH2-OH + H-Br NaOH △ 上述反应不是可逆反应 (碱性条件) 断C-O键 应用：醇转化为卤代烃 任务二 醇的性质 2.醇的化学性质 卤代烷 　　 醇 强碱水溶液，加热 —X被—OH取代 氢卤酸，加热 —OH被—X取代 断键位置：② O CH3 C O H H O CH2CH3 + CH3 C O C2H5 + H2O 浓H2SO4 △ 18 18 O 同位素示踪法 酯化反应的实质是： 酸脱羟基，醇脱羟基上的氢，酯化反应能进行 任务二 醇的性质 2.醇的化学性质 （2）取代反应 与羧酸反应 断O-H键 ②醇与含氧酸发生酯化反应： 乙醇在浓硫酸作用下加热至140 ℃时，生成乙醚。 乙醚是一种无色、易挥发的液体，沸点34.5 ℃，有特殊气味，具有麻醉作用。 乙醚微溶于水，易溶于有机溶剂，本身是一种优良溶剂，能溶解多种有机物。 醚的结构可用 R—O—R′ 表示，R、R′都是烃基 ，可以相同也可以不同。 醚的官能团叫醚键，表示为 分子间脱水：一分子脱羟基，另一分子脱羟基氢 任务二 醇的性质 2.醇的化学性质 （2）取代反应 C2H5—O—C2H5 断键位置：①② 注意：碳原子数相同的醇和醚互为同分异构体 醇分子中,—OH或—OH中的氢原子在一定条件下可被其他原子或原子团取代,如醇与羧酸的酯化反应、醇分子间脱水及与HX的取代反应。 醇的取代反应规律 任务二 醇的性质 2.醇的化学性质 消去反应——浓硫酸加热 实验：如图所示，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氢氧化钠溶液除去杂质，再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。 实验现象： 实验解释： 实验原理： CH2－CH2 CH2＝CH2↑＋H2O 浓H2SO4 H OH 170℃ 生成无色气体，液体变黑，溴的四氯化碳溶液、酸性高锰钾溶液褪色。 乙醇在浓硫酸催化作用下，加热生成乙烯。 断键位置：②⑤ 2.醇的化学性质 任务二 醇的性质 先加乙醇，再加浓硫酸 浓硫酸作用是什么？ 催化剂、吸水剂 温度计伸入液面以下 NaOH溶液的作用是什么？ 除去乙醇、CO2、SO2(都能使酸性KMnO4溶液褪色) 溴的CCl4溶液的作用是什么？ 酸性KMnO4溶液的作用是什么？ 验证乙烯的还原性 验证乙烯的不饱和性 消去反应——浓硫酸加热 2.醇的化学性质 任务二 醇的性质 因为需要测量的是反应物的温度。 2.酒精与浓硫酸体积比为何要为1∶3？ 因为浓硫酸是催化剂和脱水剂，为了保证有足够的脱水性，硫酸要用98%的浓硫酸，酒精要用无水乙醇，酒精与浓硫酸体积比以1∶3为宜。 1.实验过程中烧瓶中浓H2SO4与乙醇的混合液会变为棕黑色，原因是什么？ 浓硫酸将乙醇氧化生成碳的单质。 消去反应——浓硫酸加热 2.醇的化学性质 任务二 醇的性质 3.混合液颜色如何变化？为什么？ 烧瓶中的液体逐渐变黑。在加热的条件下，无水乙醇和浓硫酸除可生成乙烯外，浓硫酸能将无水乙醇脱水生成碳的单质等，碳的单质使烧瓶内的液体带上了黑色。 操作记忆口诀：硫酸酒精三比一，快速升温一百七；为防暴沸加碎瓷，排水方法集乙烯。 4.有何杂质气体？如何除去？ 由于无水乙醇和浓硫酸发生的氧化还原反应，反应制得的乙烯中往往混有H2O、CO2、SO2等气体。可将气体通过NaOH溶液。 5.为何使用NaOH溶液进行洗气？ 因乙烯中混有的CH3CH2OH、SO2气体能使酸性KMnO4溶液褪色影响乙烯的检验，故必须用NaOH溶液先将其除去。 6.为何使液体温度迅速升到170℃？ 因为无水乙醇和浓硫酸混合物在170℃的温度下主要生成乙烯和水，而在140℃时乙醇将以另一种方式脱水，即分子间脱水，生成乙醚。 2.醇的化学性质 任务二 醇的性质 醇的消去反应的规律： ①醇发生消去反应(分子内脱水)的断键位置： —C—C— H OH 浓H2SO4 +H2O —C==C— α β 反应条件 结构条件 浓硫酸，170℃ βC有H 分子内脱水 2.醇的化学性质 任务二 醇的性质 断键位置：②⑤ 烯烃/炔烃 　　 醇 水，催化剂/加热加压，加成反应 浓硫酸/170℃，消去反应 对醇结构要求： 需有β—H（与羟基相连碳的邻位碳原子上有氢原子。） 所有的醇都能发生消去反应吗？ 醇消去反应的相关规律： 结构条件：有邻位碳原子且邻位碳原子上有氢的醇能发生消去反应；反应条件：浓硫酸加热。物质变化：醇消去反应生成不饱和键(烯烃或炔烃)。 练习：判断下列醇能够发生消去反应。 CH3-CH2-CH-CH3 OH 消去反应——浓硫酸加热 2.醇的化学性质 任务二 醇的性质 若醇分子中α–C原子连接两个或三个β–C，且β–C原子上均有氢原子时，发生消去反应可能生成不同的产物。例如： 发生消去反应产物为CH3CH=CHCH3或CH3CH2CH=CH2 CH3—CH2—CH—CH3 OH 苯环上为独特的碳碳键 问题：溴乙烷与乙醇都能发生消去反应，二者的反应有什么异同? 现象 CH3CH2Br CH3CH2OH 反应条件 化学键断裂 化学键生成 反应产物 NaOH乙醇溶液 加热 C—Br C—H 碳碳双键 CH2=CH2 NaBr H2O C—O C—H 碳碳双键 CH2=CH2 H2O 浓硫酸 170℃加热 CH2-CH2-CH2-CH2 CH2-CH2-CH2-CH2 OH Br 浓硫酸 △ CH2=CH-CH=CH2 + 2H2O 写出下列化学反应方程式 OH Br + 2NaOH 醇 △ CH2=CH-CH=CH2 + 2NaBr + 2H2O 2.醇的化学性质 任务二 醇的性质 醇的消去反应规律 ①若醇分子中与—OH相连的碳原子无相邻碳原子或其相邻碳原子上无氢原子,则不能发生消去反应。如CH3OH、(CH3)3CCH2OH不能发生消去反应生成烯烃。 ②若醇分子中与—OH相连的碳原子有两个邻位碳原子,且碳原子上均有氢原子时,发生消去反应可能生成不同的产物。 ③二元醇发生消去反应后可能在有机化合物中引入碳碳三键或两个碳碳双键。例如,CH3—CH(OH)—CH2(OH)可生成CH3C≡CH。 2.醇的化学性质 任务二 醇的性质 思考3：乙二醇分子间脱水、分子内脱水产物可能有: 分子间脱水： 2 + 浓硫酸 2 1,4-二氧六环乙醚 取代反应 分子内脱水： 脱去一分子水：环氧乙烷： 生成乙醛： 脱去二分子水：生成乙炔： 取代反应 消去反应 消去反应 2.醇的化学性质 任务二 醇的性质 (2)催化氧化 (1)燃烧反应 2Cu＋O2 ==== 2CuO △ 红色铜丝变为黑色 铜丝黑色又变为红色，液体有刺激性气味 CH3CH2OH＋CuO CH3CHO＋Cu+H2O △ Cu作催化剂 实验3-3把灼热的铜丝插入乙醇中，观察铜丝颜色变化，并闻液体产生的气味。 2.醇的化学性质 氧化反应 任务二 醇的性质 总反应 2CH3CH2OH + O2 2CH3CHO+2H2O Cu 焊接银器、铜器时，表面会生成发黑的氧化膜，银匠说，可以先把铜、银在火上烧热，马上蘸一下酒精，铜银会光亮如初！这是何原理？ 下列醇在Cu或Ag的作用下将如何发生催化氧化反应? 2 CH3-C-O-H + O2 CH3 H Cu / Ag O = 2CH3-C-CH3 + 2H2O 丙酮 2 CH3-C-O-H + O2 CH3 CH3 Cu / Ag 不能发生催化氧化 H H 2 CH3-CH2-C-O-H + O2 Cu / Ag O = 2CH3-CH2-C-H + 2H2O 丙醛 与-OH相连的C原子上有2个H原子的,氧化成醛。 与-OH相连的C原子上有1个H原子的,氧化成酮。 与-OH相连的C原子上没有H原子的,不能催化氧化。 2.醇的化学性质 任务二 醇的性质 醇催化氧化规律 反应条件 结构要求 产物规律 Cu、Ag作催化剂，加热 本碳有氢。 多氢得醛； 一氢得酮； 无氢不氧化。 2H—C—C—O—H + H H H H O2 Cu △ 2CH3－C＝O +2 H2O H R R 有机中，加氧去氢的反应叫氧化反应； 去氧加氢的反应叫还原反应。 断键：断开O—H 和 α位C—H键 α 2.醇的化学性质 任务二 醇的性质 催化氧化对醇结构要求： 需有α-H（连羟基的碳原子上有氢原子） α-C上氢原子个数 2.醇的化学性质 任务二 醇的性质 氧化反应 乙醇能被酸性高锰酸钾或酸性重铬酸钾氧化 CH3CH2OH 酸性KMnO4溶液 酸性K2Cr2O7溶液 CH3COOH 酸性高锰酸钾溶液(KMnO4) 失去2H 加入O CH3CH2OH CH3CHO CH3COOH 氧化反应 氧化反应 2.醇的化学性质 任务二 醇的性质 氧化反应 （3）与强氧化剂反应： ——使KMnO4(H+)、K2Cr2O7(H+)褪色断O-H、αC-H键 重铬酸钾由橙色变为灰绿色检验酒驾 CO2 CH3CH2OH 乙醇 CH3CHO 乙醛 CH3COOH 乙酸 乙醇在人体中的代谢： 2.醇的化学性质 任务二 醇的性质 氧化反应 生活小常识：不少人缺少乙醛脱氢酶，这使体内的乙醛不易被氧化为乙酸，所以有些人喝酒后会产生脸红等醉酒症状。 －OH所在的碳原子上要 有氢原子才可以被氧化 醇的氧化规律 羟 基 所 在 碳 上 氢 原 子 数 生成醛(或羧酸) 生成酮 不能被催化氧化 2~3个H 1个H 没有H 如： R2 R1 R3 C OH O R1 R2 C H H Cu，O2 △ O R1 R2 C 如： 如： KMnO4(H+)或 K2Cr2O7(H+) R COOH O R H C H H O R H C H H Cu，O2 △ CHO或 R 2.醇的化学性质 任务二 醇的性质 氧化反应 琼斯氧化是铬酸在丙酮中将一级和二级醇分别氧化为羧酸和酮的反应，反应放热、迅速，产率也较高。该氧化反应不会破坏烯烃以及炔烃，只氧化醇羟基。 醚的命名： 含1个醚键的醚，命名原则是烃基名+醚(若烃基相同，数字可以省略)。 2.醇的化学性质 任务二 醇的性质 氧化反应 醚类化合物简介 通式：R—O—R`，R和R`表示烃基，可以相同，也可以不同 性质：醚类化合物沸点相对较低，水溶性相对较差。化学性质较稳定，常用作溶剂。 注意：分子式相同的醇、酚、醚互为官能团同分异构体。 3.乙醇的化学性质总结 反应类型 反应物 断键位置 反应条件 置换反应 乙醇、活泼金属 — 取代 反应 卤代反应 乙醇、浓HX 酯化反应 乙醇、羧酸 (自身)成醚 分子间脱水 乙醇 消去反应 乙醇 氧化 反应 催化氧化 乙醇、氧气 强氧化剂氧化 乙醇、KMnO4/H+ 燃烧 乙醇、O2 全部 点燃 ① ② ① 一分子断① 一分子断② ②⑤ ①③ ①③ △ 浓硫酸,△ 浓硫酸, 140 ℃ 浓硫酸170 ℃ Cu/Ag,△ — 有来有往为取代，有来无往是加成，有往无来为消去，加氧少氢是氧化，加氢少氧是还原。 任务二 醇的性质 1、判断下列物质能否发生消去反应，若能则其生成物有多少种？ ① CH3－CH2－OH ③ ④ ⑤ ⑥ ② 1种 ✘ 1种 1种 ✘ 2种 ⑦ 3种 学习评价 39 2．判断正误 (1)乙醇比丁烷、丁烯的沸点高。 (　　) (2)从碘水中提取单质碘时,能用无水乙醇代替CCl4。(　　) (3)沸点由高到低的顺序为 >CH3CH2OH>CH3CH2CH3。(　　) (4)乙醇与乙醚互为同分异构体。(　　) (5)醇的分子间脱水和分子内脱水反应都属于消去反应。(　　) (6)1-丙醇和2-丙醇发生消去反应的产物相同,但发生催化氧化的产物不同。(　　) (7)烃分子中的氢原子被羟基取代而生成的羟基化合物一定为醇。(　　) CH2OH CH2OH 学习评价 2.下列属于消去反应的是(　　) A.乙醇与浓氢溴酸反应 B.乙醇与氧气反应生成乙醛 C.乙醇与乙酸反应生成乙酸乙酯 D.乙醇与浓硫酸共热到170 ℃ D 3.丙烯醇(CH2=CHCH2OH)可发生的化学反应有(　　) ①加成　②氧化　③燃烧　④加聚　⑤取代 A.只有①②③ B.只有①②③④ C.①②③④⑤ D.只有①③④ C 学习评价 4.二甘醇可用作溶剂、纺织助剂等，一旦进入人体会导致急性肾衰竭，危及生命。二甘醇的结构简式为：HO-CH2CH2-O-CH2CH2-OH；下列有关二甘醇的叙述中不正确的是 ( ) A．符合通式CnH2n+2O3 B．和乙醇中官能团类型完全相同 C．能和金属钠反应 D．能使酸性KMnO4溶液褪色 B 学习评价 乙烯的制备 试剂X 试剂Y A CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热 H2O KMnO4酸性溶液 B CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热 H2O Br2的CCl4溶液 C C2H5OH与浓H2SO4加热至170 ℃ NaOH溶液 KMnO4酸性溶液 D C2H5OH与浓H2SO4加热至170 ℃ NaOH溶液 Br2的CCl4溶液 B 5.用右图所示装置检验乙烯时不需要除杂的是 学习评价 ① ②CH3CH2CH2OH　③ ④ ⑤ (1)能被氧化生成醛的是 。能被氧化生成酮的是 。 ②③⑤ (2)能发生消去反应的是 。 ① ①②④⑤ (3)写出①发生消去反应生成的有机物的结构简式：______________________。 (4)写出⑤催化氧化反应的化学方程式：_______________________________。 CH3CH==CHCH3 CH3CH2CH==CH2 6.分析以下几种醇的结构并回答下列问题(填序号)。 学习评价 7．有关下列两种物质的说法正确的是(　　) D 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 学习评价 RCH2CH2OH Na 置换 RCH2CH2ONa +H2 RCOOH 浓H2SO4,△ 酯+H2O 取代 HX 浓硫酸，△ 卤代烃 浓H2SO4 △ 醚+H2O 浓H2SO4， △ 消去 烯烃+H2O 氧化 O2 ，点燃 CO2 +H2O O2 Cu /Ag,△ RCH2CHO + H2O KMnO4(H+) 或K2Cr2O7(H+) RCH2COOH ① ② ③ ④ 课堂小结 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 CH3CH2OH＋3O2eq \o(―――→,\s\up17(点燃))2CO2＋3H2O 2CH3CH2OH＋O2eq \o(――→,\s\up17(Cu),\s\do15(△))2CH3CHO＋2H2O ＋O2 ＋2H2O $