2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第三章烴的含氧衍生物1-1醇學(xué)案新人教版選修5

PAGE16-第1課時(shí)醇一、醇類的概念、分類和命名1．概念羥基與烴基或苯環(huán)側(cè)鏈上的碳原子相連的化合物。官能團(tuán)為羥基(—OH)。2．分類3．命名二、醇的性質(zhì)1．物理性質(zhì)2.乙醇的化學(xué)性質(zhì)醇的化學(xué)性質(zhì)主要由官能團(tuán)羥基確定，由于氧原子吸引電子的實(shí)力比氫原子和碳原子強(qiáng)，O—H鍵和C—O鍵的電子對(duì)偏向于氧原子，使O—H和C—O易斷裂。三、幾種常見(jiàn)的醇探究點(diǎn)一乙醇的消去反應(yīng)的試驗(yàn)試驗(yàn)裝置試驗(yàn)步驟①將濃硫酸與乙醇按體積比3∶1混合，即將15mL濃硫酸緩緩加入到盛5mL95%乙醇的燒杯中，再倒入長(zhǎng)頸圓底燒瓶中，并加入碎瓷片防止暴沸。②加熱混合溶液，快速升溫到170℃，將氣體通入KMnO4酸性溶液或溴的四氯化碳溶液中，視察。試驗(yàn)現(xiàn)象KMnO4酸性溶液或溴的四氯化碳溶液褪色。試驗(yàn)結(jié)論乙醇在濃硫酸作用下，加熱到170℃，發(fā)生了消去反應(yīng)，生成乙烯。留意事項(xiàng)①濃硫酸的作用是催化劑和脫水劑，為保證有足夠的脫水性，硫酸要用98%的濃硫酸，酒精要用無(wú)水酒精，濃硫酸和無(wú)水酒精的體積比以3∶1為宜。②將濃硫酸與無(wú)水酒精混合時(shí)，將濃硫酸沿容器內(nèi)壁漸漸倒入已盛在容器內(nèi)的無(wú)水酒精中，并用玻璃棒不斷攪拌無(wú)水酒精和濃硫酸的混合物。③由于反應(yīng)物都是液體而無(wú)固體，所以要向燒瓶中加入碎瓷片，以防液體受熱時(shí)暴沸。④限制溫度快速升到170℃。無(wú)水酒精和濃硫酸混合物在170℃的溫度下主要生成乙烯和水，而在140℃時(shí)乙醇將以另一種方式脫水，即分子間脫水，生成乙醚。⑤混合液顏色的改變燒瓶中的液體漸漸變黑。濃硫酸有多種特性，在加熱的條件下，無(wú)水酒精和濃硫酸混合物的反應(yīng)除可生成乙烯等物質(zhì)以外，濃硫酸還能將無(wú)水酒精氧化生成碳的單質(zhì)并進(jìn)一步反應(yīng)生成CO2、SO2等多種物質(zhì)，碳的單質(zhì)使燒瓶?jī)?nèi)的液體帶上了黑色。1．將甲醇、丙醇與濃硫酸混合共熱，有可能生成哪些有機(jī)產(chǎn)物？提示：丙醇與濃硫酸共熱時(shí)，可能發(fā)生分子內(nèi)脫水生成丙烯；還可能發(fā)生丙醇與丙醇、丙醇與甲醇、甲醇與甲醇的分子間脫水生成丙醚、甲丙醚、甲醚。2．試驗(yàn)中NaOH的作用是什么？提示：除去混在乙烯中的CO2和SO2以及揮發(fā)出的乙醇等雜質(zhì)?！纠?】如圖是一套試驗(yàn)室制取乙烯并驗(yàn)證乙烯具有還原性的試驗(yàn)裝置。請(qǐng)回答：(1)燒瓶中碎瓷片的作用是________，裝置中的明顯錯(cuò)誤是________________________________________________________________________。(2)試驗(yàn)步驟：①_________________________________________________________________；②在各裝置中注入相應(yīng)的試劑(如圖所示)；③________________________；試驗(yàn)時(shí)，燒瓶中液體混合物漸漸變黑。(3)能夠說(shuō)明乙烯具有還原性的現(xiàn)象是________________________________________________________________________；裝置甲的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；若無(wú)甲裝置，是否也能檢驗(yàn)乙烯具有還原性，簡(jiǎn)述其理由：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。【思路分析】【解析】(2)①制取氣體的裝置的氣密性必需良好，試驗(yàn)前須要檢查。③試驗(yàn)室制乙烯的反應(yīng)條件是使反應(yīng)混合物的溫度快速升至170℃，而削減乙醚的生成。(3)乙烯具有還原性是依據(jù)氧化劑KMnO4酸性溶液褪色來(lái)推斷的。由于燒瓶中混合物變黑，則說(shuō)明生成了碳，聯(lián)想濃H2SO4具有強(qiáng)氧化性，推出在乙烯中含還原性氣體SO2，由于SO2也會(huì)使KMnO4酸性溶液褪色，會(huì)干擾驗(yàn)證乙烯的還原性，所以檢驗(yàn)乙烯的還原性前必需除凈SO2，則裝置甲的作用是除去SO2?！敬鸢浮?1)防止暴沸溫度計(jì)水銀球沒(méi)有插入反應(yīng)液中心(2)組裝儀器，檢查裝置的氣密性加熱，使溫度快速升到170℃(3)乙中KMnO4酸性溶液紫色褪去除去乙烯中混有的SO2、CO2等酸性氣體以及揮發(fā)出的乙醇等雜質(zhì)不能，SO2具有還原性，也可以使KMnO4酸性溶液褪色試驗(yàn)室可用酒精、濃硫酸作試劑來(lái)制取乙烯，但試驗(yàn)表明，還有很多副反應(yīng)發(fā)生，如反應(yīng)中會(huì)生成SO2、CO2、水蒸氣等無(wú)機(jī)物。某探討性學(xué)習(xí)小組欲用如圖所示的裝置制備純凈的乙烯并探究乙烯與單質(zhì)溴能否反應(yīng)及反應(yīng)類型?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)寫出制備乙烯的化學(xué)反應(yīng)方程式：CH3CH2OHeq\o(→,\s\up17(濃硫酸),\s\do15(170℃))CH2=CH2↑＋H2O，試驗(yàn)中，混合濃硫酸與乙醇的方法是將濃硫酸漸漸加入另一種物質(zhì)中；加熱F裝置時(shí)必需使液體溫度快速升至170_℃。(2)寫出濃硫酸與酒精干脆反應(yīng)生成上述無(wú)機(jī)副產(chǎn)物的化學(xué)反應(yīng)方程式：CH3CH2OH＋6H2SO4(濃)→2CO2↑＋6SO2↑＋9H2O。(3)為實(shí)現(xiàn)上述試驗(yàn)?zāi)康模b置的連接依次為F→A→B→E→C→D。(各裝置限用一次)(4)當(dāng)D中視察到有淡黃色沉淀生成，表明C中發(fā)生的是取代反應(yīng)；若D中沒(méi)有出現(xiàn)前面所描述的現(xiàn)象時(shí)，表明C中發(fā)生的是加成反應(yīng)。解析：混合濃硫酸與乙醇，相當(dāng)于稀釋濃硫酸，故應(yīng)將濃硫酸緩慢加入到乙醇中；加熱時(shí)應(yīng)使溶液快速升溫到170℃。為得到純凈的乙烯，應(yīng)用NaOH溶液除去SO2、CO2(并用澄清石灰水檢驗(yàn)是否除盡)及揮發(fā)出的乙醇等雜質(zhì)，然后用濃H2SO4干燥。乙烯與單質(zhì)溴之間可能發(fā)生加成反應(yīng)，也可能發(fā)生取代反應(yīng)，若是取代反應(yīng)，則會(huì)有HBr生成，HBr遇AgNO3溶液會(huì)產(chǎn)生淡黃色沉淀。探究點(diǎn)二醇的消去反應(yīng)和催化氧化反應(yīng)一、醇的消去反應(yīng)1．反應(yīng)條件：濃硫酸、加熱(需快速升溫至170℃)。2．反應(yīng)規(guī)律(結(jié)構(gòu)特點(diǎn))：醇分子中，與—OH相連的C原子含有鄰位C原子且鄰位C原子上有H原子時(shí)，才能發(fā)生消去反應(yīng)，從而形成不飽和鍵。(3)無(wú)鄰碳不反應(yīng)：只有一個(gè)碳原子的醇[如甲醇(CH3OH)]不能發(fā)生消去反應(yīng)。二、醇的催化氧化1．反應(yīng)條件：銅或銀作催化劑加熱。1．溴乙烷與乙醇都可看作乙烷的取代產(chǎn)物，二者發(fā)生消去反應(yīng)時(shí)有何異同？提示：2.醇與酸性KMnO4溶液反應(yīng)的規(guī)律是什么？提示：【例2】已知化合物甲、乙、丙有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系。甲(C4H10O)eq\o(→,\s\up17(條件①))乙(C4H8)eq\o(→,\s\up17(條件②))丙(C4H8Br2)回答下列問(wèn)題：(1)甲中官能團(tuán)的名稱是________，甲屬于________，甲可能的結(jié)構(gòu)有________種，其中可被催化氧化為醛的有________種。(2)甲→乙的反應(yīng)類型為_(kāi)_______，反應(yīng)條件①為_(kāi)_______；乙→丙的反應(yīng)類型為_(kāi)_______，反應(yīng)條件②為_(kāi)_______。(3)丙的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式不行能是________。A．CH3CH2CHBrCH2Br B．CH3CH(CH2Br)2C．CH3CHBrCHBrCH3 D．(CH3)2CBrCH2Br【思路分析】先書寫C4H10O的屬于醇類的同分異構(gòu)體；再依據(jù)消去反應(yīng)和催化氧化反應(yīng)的規(guī)律以及烯烴加成反應(yīng)的特點(diǎn)解題?！窘馕觥俊敬鸢浮?1)羥基醇42(2)消去反應(yīng)濃硫酸、加熱加成反應(yīng)溴水或溴的CCl4溶液(3)B下列物質(zhì)既能發(fā)生消去反應(yīng)生成相應(yīng)的烯烴，又能被氧化生成相應(yīng)的醛的是(B)A．CH3OHB．CH2OHCH2CH3C．(CH3)3COHD．(CH3)2C(OH)CH2CH解析：醇發(fā)生消去反應(yīng)時(shí)都是—OH與羥基相連的碳原子的鄰位碳原子上的氫原子結(jié)合，脫水生成不飽和鍵；醇的催化氧化實(shí)質(zhì)上是羥基碳上的一個(gè)H與—OH上的H一起失去，產(chǎn)物可能是醛或酮。由上述規(guī)律可知，A中物質(zhì)不能發(fā)生消去反應(yīng)，C、D中物質(zhì)不能被氧化，B中物質(zhì)發(fā)生消去反應(yīng)生成丙烯，發(fā)生氧化反應(yīng)生成丙醛。故正確答案為B。1．下列說(shuō)法正確的是(C)A．醇均可溶于水B．分子中碳原子數(shù)目越多的醇，沸點(diǎn)肯定越高C．甲醇和乙醇混合加熱最多可得到三種醚D．乙醇在肯定條件下與HCl反應(yīng)時(shí)斷裂的是O—H鍵解析：A項(xiàng)，高級(jí)醇一般不溶于水。B項(xiàng)，醇沸點(diǎn)的凹凸不僅與分子中碳原子數(shù)目有關(guān)，也與羥基數(shù)目有關(guān)。C項(xiàng)，可得到甲醚、乙醚和甲乙醚。D項(xiàng)，乙醇中斷裂的是C—O鍵。2．今有四種有機(jī)物：①丙三醇；②丙烷；③乙二醇；④乙醇。它們的沸點(diǎn)由高到低排列正確的是(C)A．①②③④B．④③②①C．①③④②D．①③②④解析：本題主要考查醇的沸點(diǎn)改變規(guī)律，醇的羥基之間易形成較強(qiáng)的相互作用，故醇的沸點(diǎn)比同碳原子數(shù)的烴要高，醇中碳原子數(shù)越多，其沸點(diǎn)越高，碳原子數(shù)相同的醇，所含羥基數(shù)目越多，其沸點(diǎn)越高，乙醇和丙烷的相對(duì)分子質(zhì)量相近，但乙醇分子間存在氫鍵，物質(zhì)的沸點(diǎn)大，所以物質(zhì)的沸點(diǎn)乙醇大于丙烷，故選C項(xiàng)。3．下列關(guān)于丙醇的敘述中，不正確的是(D)A．1-丙醇與氧氣的混合氣體通過(guò)赤熱的銅，可生成CH3CH2CHOB．1-丙醇可與HI溶液發(fā)生取代反應(yīng)C．2-丙醇在濃硫酸條件下能發(fā)生消去反應(yīng)，生成一種烯烴D．1-丙醇、2-丙醇、丙醚互為同分異構(gòu)體解析：在銅或銀催化作用下，醇和O2反應(yīng)欲生成醛，醇分子中與—OH相連的碳原子上必需有兩個(gè)氫原子，1-丙醇滿意此條件，其氧化后能生成醛，A正確；醇可與氫鹵酸發(fā)生取代反應(yīng)，B正確；2-丙醇在濃硫酸條件下只能生成丙烯，C正確；丙醚分子中有6個(gè)碳原子，與1-丙醇、2-丙醇分子式不同，它們不行能為同分異構(gòu)體，D不正確。4．A、B、C三種醇分別與足量的金屬鈉完全反應(yīng)，在相同條件下產(chǎn)生相同體積的氫氣，消耗這三種醇的物質(zhì)的量之比為3∶6∶2，則A、B、C三種醇分子里羥基數(shù)之比是(D)A．3∶2∶1B．2∶6∶3C．3∶1∶2D．2∶1∶3解析：不同物質(zhì)的量的三種醇生成了等量的氫氣，說(shuō)明不同物質(zhì)的量的三種醇含有等量的羥基。設(shè)醇A、B、C分子內(nèi)的—OH數(shù)分別為a、b、c，則3a＝6b＝2c，a∶b∶5．將濃硫酸和分子式為C4H10O的醇共熱，所得到的有機(jī)產(chǎn)物有(B)A．14種 B．13種C．8種 D．7種解析：分子式為C4H10O的醇共有四種：6．乙醇在與濃硫酸混合共熱的反應(yīng)過(guò)程中，受反應(yīng)條件的影響，可發(fā)生兩類不同的反應(yīng)類型：其中的A可能是(A)A．乙烯 B．乙醇C．乙二醇 D．乙酸解析：四個(gè)選項(xiàng)中只有乙烯是烴且滿意題意。7．分子式為C7H16O的飽和一元醇的同分異構(gòu)體有多種，在下列該醇的同分異構(gòu)體中，(1)可以發(fā)生消去反應(yīng)，生成兩種單烯烴的是C；(2)可以發(fā)生催化氧化生成醛的是D；(3)不能發(fā)生催化氧化的是B；(4)能被催化氧化為酮的有2種；(5)能使KMnO4酸性溶液褪色的有3種。解析：(1)因該醇發(fā)生消去反應(yīng)時(shí)，生成兩種單烯烴，這表明連有—OH的α-碳原子的相鄰碳原子上應(yīng)連有氫原子，且以—OH所連碳為中心，分子不對(duì)稱。(2)～(4)連有—OH的碳上有2個(gè)氫原子時(shí)可被氧化為醛，有一個(gè)氫原子時(shí)可被氧化為酮，不含氫原子時(shí)不能發(fā)生催化氧化。(5)連有—OH的碳上有氫原子時(shí)，可被KMnO4酸性溶液氧化為羧酸或酮，它們都會(huì)使KMnO4酸性溶液褪