專題4 烴的衍生物第二單元 醇 酚教材梳理與拓展教材梳理知識點一 醇、酚的基本概念及區別醇酚基本概念烴分子中飽和碳原子上的一個或幾個氫原子被羥基取代形成的化合物芳香烴分子中苯環上的一個或幾個氫原子被羥基取代形成的化合物官能團羥基（oh）羥基（oh）典型例子乙醇（ch3ch2oh）苯甲醇（）苯酚（）結構區別鏈烴基與羥基相連羥基不與苯環直接相連羥基與苯環直接相連注意 （1）oh與oh的區別電子式不同，分別為 和；oh較oh活潑；oh不可以獨立存在，而oh可以；oh不帶電荷，oh帶一個單位的負電荷。（2）醇分子（含多個碳原子）中可以含有多個oh，但同一個碳原子上若連有兩個或兩個以上的羥基，則不穩定，易脫水轉化為其他有機物。如：； 。（3）由于受羥基的影響，醇分子中的-氫原子，酚中酚羥基的鄰、對位上的氫原子易斷裂參與化學反應。知識點二 醇類的結構和性質1. 醇類的結構及物理性質（1）概念：醇是烴分子中飽和碳原子上的氫原子被羥基取代形成的化合物。（2）分類：根據醇分子中含有的醇羥基數目，可以將醇分為一元醇、二元醇、三元醇等。分子中含有兩個或兩個以上醇羥基的醇又稱為多元醇。（3）一元醇的分子通式為roh，飽和一元醇的分子通式為cnh2n1oh。碳原子數相同的飽和一元醇與飽和一元醚互為同分異構體。飽和多元醇的通式為cnh2n2ox。（4）醇類的物理性質低級的飽和一元醇為無色中性液體，具有特殊的氣味和辛辣味道。常溫常壓下，碳原子數為13的醇能與水以任意比例互溶；碳原子數為411的醇為油狀液體，僅可部分溶于水；碳原子數為12以上的高級醇為無色無味的蠟狀固體，不溶于水。醇的沸點隨分子中碳原子數的增加而升高。相對分子質量相近的醇和烷烴相比，醇的沸點遠遠高于烷烴的沸點。醇的密度比水的密度小。2. 醇類的化學性質（以乙醇為例）（1）乙醇的組成、結構及物理性質組成與結構分子式電子式結構式結構簡式官能團c2h6och3ch2oh或c2h5oh羥基（oh）球棍模型比例模型物理性質顏色、狀態無色、透明液體密度、氣味密度為0.7893gml1，比水輕，有特殊香味溶解性任意比溶于水沸點78.5，易揮發注意a. 沸點高的原因：乙醇分子間易形成氫鍵。b. 易溶于水的原因：乙醇與水分子間易形成氫鍵。c. 檢驗乙醇中是否含有h2o的方法：加入無水cuso4粉末，觀察是否變藍。d. 由工業乙醇制無水乙醇的方法：加新制生石灰，蒸餾。（2）實驗探究乙醇的化學性質實驗1：無水乙醇與鈉的反應以及產生的氣態物質的檢驗實驗目的：驗證乙醇中羥基上氫原子的活潑性。實驗步驟：在大試管里注入2ml左右無水乙醇，再放入2小塊新切開用濾紙擦干的金屬鈉，迅速用一配有導管的單孔塞塞住試管口，用一小試管倒扣在導管上（如圖a所示），收集反應中放出的氣體并驗純。確信氣體的純度后，在導管口點燃，觀察氣體燃燒的現象。然后把一冷的干燥小燒杯罩在火焰上方（如圖b所示），片刻后可看到燒杯內壁上出現水珠，迅速倒轉燒杯，向燒杯內注入少量的澄清石灰水，振蕩，觀察石灰水的變化。實驗現象：na與乙醇反應比與水反應要緩慢得多，na在乙醇中上下浮動，有氣泡冒出；滴加酚酞溶液后，溶液變紅。收集放出的氣體點燃后，在空氣中安靜地燃燒，火焰呈淡藍色，燒杯內壁上有水珠生成；倒轉燒杯，向燒杯內注入少量的澄清石灰水，振蕩，澄清石灰水不變渾濁，說明na與乙醇反應生成的氣體是氫氣。實驗結論：鈉能置換出乙醇分子中羥基上的氫原子。化學方程式：2ch3ch2oh2na2ch3ch2onah2反應機理：羥基（oh）上的氫原子被鈉原子（na）取代，實質是取代反應，斷鍵部位是oh鍵。實驗2：將鈉分別投入到水、乙醚中實驗目的：用水、乙醚分別與鈉混合和乙醇與鈉反應對比，來證明乙醇分子中羥基氫的活潑性。實驗步驟：向兩支試管中分別加入3ml水和3ml乙醚（c2h5oc2h5），再分別向兩支試管中放入切去表層的一小塊（綠豆粒般大）金屬鈉。實驗現象：na與h2o劇烈反應，放出h2；乙醚與鈉不反應。實驗結論：氫原子的活潑性為： 水乙醇分子中羥基氫乙醚。化學方程式：2na 2h2o = 2naoh h2實驗3：乙醇與氫溴酸反應實驗目的：驗證乙醇與氫溴酸反應的產物。實驗步驟：組裝如圖所示裝置。在試管中依次加入2ml蒸餾水、4ml濃硫酸、2ml95%的乙醇和3g溴化鈉粉末，在試管中注入蒸餾水，燒杯中注入自來水。加熱試管至微沸狀態數分鐘后，冷卻。實驗現象：反應生成了一種無色油狀液體。實驗結論：乙醇與氫溴酸反應生成了鹵代烴。化學方程式：ch3ch2oh hbrch3ch2brh2o反應機理：醇羥基（oh）被氫鹵酸中的鹵素原子取代，實質是取代反應，斷鍵部位是co鍵。思考：如何檢驗試管中收集到的油狀液體是溴乙烷？取油狀液體少許放入試管中，加入少量naoh溶液，加熱，冷卻，加入稀hno3酸化，滴加agno3溶液，觀察實驗現象。如果出現淡黃色沉淀，則證明乙醇與氫溴酸反應生成了溴乙烷。實驗4：乙醇的脫水反應實驗目的：驗證乙醇脫水反應的產物。實驗步驟：組裝如圖所示裝置，在試管中放入石棉絨并注入2ml95%的乙醇（石棉絨稍露出液面），加熱試管，將生成的氣體經過水洗后，用排水集氣法收集。實驗現象：產生了不溶于水的氣體。實驗結論：乙醇脫水生成了乙烯。化學方程式：ch3ch2ohch2=ch2h2o 注意 a. 在上述實驗中，石棉絨是催化劑，而在實驗室中通常用濃h2so4 、al2o3（400左右）或p2o5作催化劑，使乙醇發生脫水反應。b. 醇的分子內脫水反應實質是消去反應，在乙醇分子中斷裂co鍵和ch鍵，脫去h2o分子，形成不飽和的。c. 醇發生消去反應的結構條件與鹵代烴相似，即連oh的c原子（-碳原子）的鄰位c原子（-碳原子）上必須有h原子，方可發生消去反應。d. 在上述實驗過程中有下面反應發生：2ch3ch2ohch3ch2och2ch3h2o該反應屬于乙醇分子間脫水反應，其實質是取代反應。e. 在有機化學反應中，反應條件尤為重要。條件（如溫度、溶劑、催化劑等）改變，反應產物可能會隨之改變。例如，溫度不同，苯的硝化反應產物不同；溶劑不同，鹵代烴與堿的反應產物不同。f. 利用醇的消去反應可以引入制備不飽和烴。g. 醇還能被kmno4酸性溶液或k2cr2o7酸性溶液氧化，其氧化過程可分為兩個階段：ch3ch2ohch3choch3cooh（3）整理與歸納乙醇的化學性質與結構的關系化學性質乙醇發生反應的化學方程式反應類型斷鍵位置乙醇與鈉反應2ch3ch2oh+2na2ch3ch2ona+h2置換反應乙醇與氫溴酸反應c2h5oh+hbrch3ch2br+ h2o取代反應由乙醇制乙烯ch3ch2ohch2=ch2+h2o消去反應由乙醇制乙醚2ch3ch2ohc2h5oc2h5+h2o取代反應一個分子鍵斷裂，另一個分子鍵斷裂乙醇與乙酸反應ch3cooh +c2h5ohch3cooch2ch3+h2o酯化反應（或取代反應）由乙醇制乙醛2ch3ch2oh+o22ch3cho+2h2o氧化反應乙醇與氧化銅粉末共熱ch3ch2oh+cuoch3cho+cu+h2o氧化反應乙醇燃燒c2h6o+3o22co2+3h2o氧化反應知識點三 醇類的命名1.將含有與羥基（oh）相連的碳原子的最長碳鏈作為主鏈，根據碳原子數目稱為某醇。2.從距離羥基最近的一端給主鏈上的碳原于依次編號定位。3.羥基的位置用阿拉伯數字表示，羥基的個數用“二”、“三”等表示。例如：ch3ch 2ch 2oh 1-丙醇 （2-丙醇） （1,2-丙二醇）注意：醇類命名時，選擇的最長碳鏈必須連有羥基，但羥基不一定在主鏈末端，它有可能作為取代基位于主鏈中間，這一點與以后學習的醛、羧酸的命名有所不同。知識點四酚的結構和性質1. 酚的概念分子中羥基與苯環（或其他芳環）碳原子直接相連的有機化合物。2. 酚的分類酚是芳香烴的羥基衍生物，按酚分子中苯環上羥基的多少分為一元酚、二元酚、多元酚等。最簡單的酚是苯酚。如 等都是常見的酚。3. 苯酚的結構分子式結構式結構簡式官能團球棍模型比例模型c6h6o或c6h5oh羥基（oh）4. 苯酚的物理性質常溫下，純凈的苯酚是無色晶體，有特殊的氣味，熔點為40.9。因苯酚在空氣中部分被氧化而略帶紅色。苯酚易溶于乙醇等有機溶劑中，室溫時在水中的溶解度不大，當溫度高于65時，能與水以任意比例互溶。苯酚有毒，其濃溶液對皮膚有強烈的腐蝕性。注意（1）苯酚易被空氣中的氧氣氧化，故應密封保存。（2）苯酚不慎沾在皮膚上，應先用酒精洗滌，再用水沖洗。不能用熱水或naoh溶液洗滌。（3）較多量苯酚溶于少量水中，形成濁液；加熱至65以上時變澄清；再冷卻又變渾濁。這一現象充分體現了苯酚溶解度與溫度的關系。（4）苯酚與水形成的濁液不是懸濁液，而是乳濁液，靜置后分層。上層是溶有苯酚的水層，下層是溶有水的苯酚層。要將苯酚與水分離不能用過濾法，而要用分液法。5. 苯酚的化學性質苯酚的結構簡式如下圖，苯環與羥基相互影響，其分子中有4處活動中心。（1）苯酚的酸性苯酚顯酸性，這主要是因為苯環對羥基的作用而導致的。苯酚可以和堿反應生成鹽，如和氫氧化鈉的反應：（溶液由渾濁變澄清）注意苯酚的酸性極弱，不能使酸堿指示劑變色，故不能用酸堿指示劑來檢驗苯酚的存在。，因此，苯酚能與naoh溶液反應，生成鹽和水。苯酚也可以與活潑金屬反應。苯酚的酸性比碳酸弱，但比hco的酸性強，因而苯酚能與na2co3溶液反應生成nahco3（酸性順序為h2co3 hco）。na2co3nahco3（斷鍵）向溶液中通入co2，只生成nahco3，與通入co2量的多少無關。（溶液由澄清變渾濁）向苯酚鈉溶液中加入稀鹽酸，有苯酚析出。如（溶液由澄清變渾濁）乙醇能與na反應放出h2，說明乙醇分子中羥基上的氫原子也具有一定的活潑性；但乙醇在水溶液中很難電離出氫離子，也不能與堿反應生成鹽。這說明受苯環的影響，酚羥基上的h比醇羥基上的h活潑。（2）苯酚的取代反應與芳烴中的苯環類似，苯酚也可以與鹵素、硝酸、硫酸等在苯環上發生取代反應。實驗1：苯酚的溴代反應實驗目的：驗證苯酚的取代反應。實驗步驟：向盛有少量苯酚稀溶液的試管里滴入過量濃溴水，觀察現象。實驗現象：向苯酚溶液里滴加濃溴水，可以看到立即有白色沉淀產生。實驗結論：苯酚與濃溴水發生了取代反應。化學方程式：（、鍵斷裂）苯酚與溴在苯環上的取代反應，既不需要加熱，也不需用催化劑，比溴與苯及其同系物苯環上的取代反應容易得多。這說明，受羥基的影響，苯酚中苯環上的鄰、對位的氫原子變得更活潑了。oh對苯環的影響大于ch3對苯環的影響。注意 a. 此反應的反應物為 和濃溴水，現象是溴水褪色且生成白色沉淀。此反應必須加入足量濃溴水，否則生成的三溴苯酚易溶于苯酚溶液，因而觀察不到有白色沉淀生成。b. 凡是酚類都可與濃溴水反應生成白色沉淀，利用此性質可以定性地檢驗酚類的存在及鑒別酚類。c. 此反應很靈敏，可定性檢驗苯酚的存在和定量測定廢水中酚的含量。d. 如何證明該反應是取代反應還是加成反應？方法一：反應前測定濃溴水的ph，若發生加成反應，溶液的ph升高；若發生取代反應，溶液的ph降低。方法二：用一個小燈泡（或電流計）測試導電性，若發生加成反應，導電性減弱；若發生取代反應，導電性增強。實驗2：苯酚的硝化反應（、鍵斷裂）應用：制炸藥（三硝基苯酚）。（3）苯酚的顯色反應向苯酚溶液中滴加fecl3溶液，溶液顯紫色。苯酚的顯色反應是化學變化，其反應的化學方程式為：fe36c6h5ohfe(c6h5o)636h紫色注意其他酚類也能與fecl3溶液發生類似反應。該反應非常靈敏，常用于酚類物質的檢驗。（4）苯酚的加成反應（環己醇）（5）苯酚與金屬鈉的反應苯酚與鈉反應比醇與鈉反應要容易，表明苯環對酚羥基上氫原子的影響大于乙基對醇羥基上氫原子的影響，使酚羥基上氫原子比醇羥基上的氫原子更活潑。知識點五酚類的危害及應用1. 酚類的危害在我國酚類物質被列為需重點控制的水污染物之一。在含酚廢水中，以苯酚、甲酚（c7h8o）的污染最為突出。酚類化合物毒性很強，水中含有酚0.10.2mgl1時，魚肉即有酚的氣味，不能食用；用含酚濃度高于100mgl1的廢水直接灌溉農田，會使農作物枯死；口服苯酚的致死量為每千克體重530mg。2. 含酚廢水的處理（1）處理含酚廢水主要有兩種方法：回收利用和降解處理。一般而言，含酚量在1gl-1以上的廢水應考慮酚的回收，回收可采用萃取、吸附等物理方法。廢水含酚濃度低時主要采用沉淀、氧化和微生物處理等方法。（2）由于乙酸乙酯萃取酚的能力比苯強，對人體的毒性比苯小，所以可用乙酸乙酯代替苯實驗。活性炭作為一種良好的吸附劑，它不但能吸附含酚廢水中的酚，還能吸附多種有機物與重金屬離子，所以在工業上用活性炭處理含酚廢水不會造成由有機溶劑作萃取劑引起的二次污染。3. 酚類的用途酚類化合物是重要的化工原料。苯酚是最簡單的酚，它是十分重要的化工原料，廣泛用于制造酚醛樹脂、染料、醫藥等。酚類的稀溶液可作防腐劑和消毒劑。知識點六基團間的相互影響1. 鈉和水、乙醇反應的比較表1鈉與水反應鈉與乙醇反應實驗現象鈉粒熔為閃亮的小球浮于水面，并快速消失；有嘶嘶的聲音；有無色無味的氣體產生鈉粒未熔化，沉于乙醇底部并慢慢消失；無任何聲音；有無色無味的氣體產生實驗結論鈉的密度小于水的密度，熔點低，鈉與水反應劇烈鈉的密度大于乙醇的密度，與乙醇反應緩慢兩者比較水分子中羥基上的氫原子比乙醇分子中羥基上的氫原子更易被置換2. 苯、甲苯、苯酚的分子結構及典型性質的比較表23. 脂肪醇、芳香醇、酚的比較表3結論：表1中，水和醇中均有羥基，但羥基上的氫原子活潑性不同。表2中，由于羥基對苯環的影響使苯環上的氫原子變得活潑，易取代。表3中三類物質盡管均有羥基，但連接的烴基不同，性質既有相似性，又有很大差別。由于受苯環的影響，酚羥基比醇羥基更易電離出氫離子，和鈉反應速率更快；由于受羥基的影響，酚類中苯環鄰、對位上的氫原子比醇類中烴基上的氫原子更易被取代。因此我們在分析有機物化學性質時，要充分考慮到有機化合物分子中基團之間的相互影響、相互制約，決不能生搬硬套。教材（課本第7677頁）