第07讲醇(讲义)-【寒假自学课】2024年高二化学寒假精品课(人教版2019选择性必修3)(含解析)

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第07讲醇(讲义)-【寒假自学课】2024年高二化学寒假精品课(人教版2019选择性必修3)(含解析)

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第07讲 醇(讲义)
一、醇的定义、分类、命名
1.定义:羟基与饱和碳原子相连的化合物。
2.官能团:羟基(—OH)。
3.分类
(1)根据醇分子中所含羟基的数目,可以分为一元醇、二元醇和多元醇。
(2)由烷烃所衍生的一元醇,叫做饱和一元醇,如甲醇、乙醇等,通式为CnH2n+1OH,可简写为R-OH。
(3)分子里含有两个或两个以上羟基的醇,分别叫做二元醇和多元醇,如乙二醇、丙三醇。
二、甲醇、乙二醇、丙三醇的性质与用途
1.甲醇(CH3OH)是无色、具有挥发性的液体,易溶于水,沸点为65℃。甲醇有毒,误服会损伤视神经,甚至致人死亡。甲醇广泛应用于化工生产,也可作为车用燃料。
2.乙二醇和丙三醇都是无色、黏稠的液体,都易溶于水和乙醇,是重要的化工原料。
三、醇的物理性质
1.沸点
(1)饱和一元醇的熔沸点随分子中碳原子数的递增而逐渐增大。
(2)碳原子数相同时,羟基个数越多,醇的沸点越高。
(3)相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点远远高于烷烃的沸点。(氢键的影响)
2.溶解性
醇在水中的溶解度一般随分子中碳原了数的增加而降低。
(甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇等低级醇可与水以任意比例混溶。)
3.密度
醇的密度比水的密度小。
四、醇的化学性质
醇的化学性质主要由羟基官能团所决定。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。因此,醇在发生反应时,O—H容易断裂,使羟基中的氢原子被取代,同样,C—O也易断裂,使羟基被取代或脱去,从而发生取代反应或消去反应。
1.取代反应
(1)醇可以与氢卤酸发生取代反应生成卤代烃和水。反应时醇分子中的C—O断裂,卤素原子取代了羟基而生成卤代烃。如乙醇与浓氢溴酸混合加热后发生取代反应,生成溴乙烷:CH3-CH2-OH+H-BrCH3CH2Br+H2O。(制备溴乙烷的方法之一)
(2)乙醇和浓硫酸的混合物的温度控制在140℃左右,每两个乙醇分子间会脱去一个水分子而生成乙醚。
反应方程式:CH3CH2-OH+HO-CH2CH3CH3CH2-O-CH2CH3+H2O。
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,它本身是一种优良溶剂,能溶解多种有机物。
资料卡片——醚
像乙醚这样由两个烃基通过一个氧原子连接起来的化合物叫做醚。醚的结构可用R—O—R'来表示,R和R'都是烃基,可以相同,也可以不同。
醚类物质在化工生产中被广泛用作溶剂,有的醚可被用作麻醉剂。
2.消去反应
乙醇在浓硫酸的作用下,加热到170℃时生成乙烯:CH2=CH2↑+H2O。
资料卡片——有机里的氧化/还原反应
氧化反应:有机化合物分子中失去氢原子或加入氧原子的反应。
还原反应:有机化合物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应。
3.氧化反应
(1)乙醇的催化氧化:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
(2)乙醇能被酸性重铬酸钾溶液氧化,其氧化过程可分为两个阶段:
CH3CH2OH(乙醇)CH3CHO(乙醛)CH3COOH(乙酸)
题型一:醇的定义、命名、物理性质
【例1】
1.下列物质中既属于芳香族化合物又属于醇的是
A. B.
C. D.CH3CH2OH
【变1】
2.有机物的种类繁多,但其命名是有规则的。下列有机物命名正确的是
A. 2-甲基-1-溴丙烷
B. 2-甲基-3-丁烯
C. 3-丁醇
D. 1,3,4-三甲苯
【变2】
3.下列物质中,沸点最高的是
A.CH3CH2CH3 B.CH3CH2CH2OH
C.CH3OH D.CH3CH2CH2CH2OH
题型二:醇的结构与化学性质
【例2】
4.乙醇分子中不同的化学键如图。下列关于乙醇在不同的反应中断裂化学键的说法错误的是
A.与金属钠反应时,只有键①断裂
B.在Ag催化下与O2反应时,键①、③断裂
C.与CuO反应时,只有键①断裂
D.与浓硫酸共热至170℃时,键②、⑤断裂
【变1】
5.分子式为C7H16O的饱和一元醇的同分异构体有多种,在下列该醇的同分异构体中,
A、 B、 C、 D、CH3(CH2)5CH2OH
(1)可以发生消去反应,生成两种单烯烃的是 (用字母表示,下同)
(2)不能发生催化氧化的是
(3)可以发生催化氧化生成醛的是
(4)能被催化氧化为酮的有 种,其氧化产物中核磁共振氢谱显示两组峰的酮的结构简式为
题型三:醇的化学性质
【例1】
6.乙醇是生活中常见的有机物,下列有关乙醇的实验操作或实验现象正确的是
A.①中酸性KMnO4溶液会褪色,乙醇转化为乙醛
B.②中钠会在乙醇内部上下跳动,上方的火焰为淡蓝色
C.③中灼热的铜丝插入乙醇中,铜丝由红色变为黑色
D.④中X是饱和NaOH溶液,X液面上有油状液体生成
【变1】
7.对异丙基苯甲醇(N,结构简式为)可以用于制备香料。下列关于N的判断正确的是
A.不能被氧化 B.其苯环上的一氯代物一共有4种
C.能和乙酸发生取代反应 D.分子内所有碳原子均共平面
【变2】
8.异丁醇、叔丁醇的结构简式、沸点及熔点如下表所示:
异丁醇 叔丁醇
结构简式
沸点/℃ 108 82.3
熔点/℃ -108 25.5
下列说法错误的是
A.在一定条件,两种醇均可与浓氢溴酸发生取代反应,生成相应的溴代烃
B.异丁醇的核磁共振氢谱图有三组峰,且面积之比是1∶2∶6
C.用降温结晶的方法可将叔丁醇从二者的混合物中分离出来
D.两种醇分别发生消去反应得到同一种烯烃
题型四:醇的相关实验
【例9】
9.实验室制备1,2—二溴乙烷的反应原理如下:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br。
可能存在的主要副反应有:乙醇在浓硫酸的存在下在140℃脱水生成乙醚。
用少量溴和足量的乙醇制备1,2—二溴乙烷的装置如图所示:
乙醇 1,2—二溴乙烷 乙醚
状态 无色液体 无色液体 无色液体
密度/g cm-3 0.79 2.2 0.71
沸点/℃ 78.5 132 34.6
熔点/℃ -130 9 -116
回答下列问题:
(1)在此制备实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,其最主要目的是 (填正确选项前的字母)。
a.引发反应 b.加快反应速度 c.防止乙醇挥发 d.减少副产物乙醚生成
(2)在装置C中应加入 ,其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体(填字母)。
a.水 b.氢氧化钠溶液 c.浓硫酸
(3)判断该制备反应已经结束的最简单方法是 。
(4)若产物中有少量未反应的Br2,最好用 洗涤除去(填正确选项前的字母)。
a.水 b.乙醇 c.氢氧化钠溶液
(5)若产物中有少量副产物乙醚,可用的 方法除去。
(6)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是 ;但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是 。
【练1】
10.下列有机物命名正确的是
A.2﹣乙基丙烷 B.2﹣甲基﹣2﹣丙烯
C.邻二甲苯 D.3—丁醇
【练2】
11.关于醇的说法中正确的是
A.乙醇燃烧生成二氧化碳和水,说明乙醇具有氧化性
B.乙醇可以和金属钠反应很缓慢地放出氢气,说明乙醇的酸性很弱
C.用浓硫酸和乙醇在加热条件下制备乙烯,应该迅速升温到140℃
D.有机物可以发生消去反应和催化氧化
【练3】
12.关于醇类的下列说法中正确的是( )
A.羟基与烃基或苯环上的碳原子相连的化合物称为醇
B.酚类和醇类具有相同的官能团,因而具有相同的化学性质
C.乙二醇和丙三醇都是无色液体,易溶于水和乙醇,其中丙三醇可用于配制化妆品
D.相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点高于烷烃
【练4】
13.金合欢醇广泛应用于多种香型的香精中,其结构简式如图所示。下列说法不正确的是
A.金合欢醇分子的分子式为C15H26O
B.金合欢醇可发生加成反应、取代反应、氧化反应
C.1mol金合欢醇与足量Na反应生成0.5molH2
D.金合欢醇与乙醇互为同系物
【练5】
14.已知:CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO;利用如图装置用正丁醇合成正丁醛相关数据如表:
物质 沸点/℃ 密度 / g cm-3 水中溶解性
正丁醇 117.2 0.8109 微溶
正丁醛 75.7 0.8017 微溶
下列说法中,不正确的是
A.为防止产物进一步氧化,应将酸化的Na2Cr2O7溶液逐滴加入正丁醇中
B.当温度计1示数为90~95℃ ,温度计2示数在76℃ 左右时,收集产物
C.反应结束,将馏出物倒入分液漏斗中,分去水层,粗正丁醛从分液漏斗上口倒出
D.向获得的粗正丁醛中加入少量金属钠,检验其中是否含有正丁醇
【练6】
15.分子式的同分异构体中,能与金属钠反应生成氢气,能被氧化为醛又能在浓硫酸作用下生成烯烃的有
A.3种 B.4种 C.7种 D.8种
【练7】
16.醇与氢卤酸反应是制备卤代烃的重要方法。已知:溴乙烷及1-溴丁烷均难溶于水且二者在氢氧化钠作用下会发生水解反应。实验室制备溴乙烷和1-溴丁烷的反应如下:
NaBr+H2SO4=HBr+NaHSO4 ①
R-OH+HBr→R-Br+H2O ②
可能存在的副反应有:醇在浓硫酸的存在下脱水生成烯烃或醚,Br-被浓硫酸氧化为Br2等。有关数据如表
乙醇 溴乙烷 正丁醇 1 溴丁烷
密度/(g·cm-3) 0.789 3 1.460 4 0.809 8 1.275 8
沸点/℃ 78.5 38.4 117.2 101.6
请回答下列问题:
(1)醇的水溶性 (填“大于”“等于”或“小于”)相应的溴代烃。
(2)将1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,水在 (填“上层”或“下层”)。
(3)制备操作中,加入的浓硫酸必须进行稀释,其目的是_______(填字母)。
A.水是反应的催化剂 B.减少Br2的生成
C.减少HBr的挥发 D.减少副产物烯烃和醚的生成
(4)欲除去溴乙烷中的少量杂质Br2,下列物质中最适合的是_______(填字母)。
A.NaI溶液 B.KCl溶液 C.NaOH溶液 D.NaHSO3溶液
(5)在制备溴乙烷时,可采用边反应边蒸出产物的方法,但在制备1-溴丁烷时却不能边反应边蒸出产物,其原因是 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】A. 不含苯环,不属于芳香族化合物;含有羟基,属于醇类;A不符合题意;
B. 含有苯环,属于芳香族化合物;也含有羟基,且羟基没有和苯环相连,属于醇类;B符合题意;
C.含有苯环,属于芳香族化合物; 也含有羟基,且羟基和苯环相连,属于酚类;C不符合题意;
D.CH3CH2OH不含苯环,不属于芳香族化合物;含有羟基,属于醇类;D不符合题意;
答案为B。
2.A
【详解】A.符合卤代烃的系统命名方法,A正确;
B.应该从离碳碳双键较近的一端为起点,给主链上C原子编号,以确定碳碳双键和支链连接在主链上的位置,该物质名称为3-甲基-1-丁烯,B错误;
C.应该从离-OH较近的一端为起点,给主链上的C原子编号,以确定-OH在主链上的位置,该物质名称为2-丁醇,C错误;
D.应该尽可能使取代基的编号最小,该物质名称应该为1,2,4-三甲苯,D错误;
故合理选项是A。
3.D
【详解】因为醇的分子之间有通过醇羟基相连的氢键,所以稳定性高于CH3CH2CH3,一元正醇,C原子数越多,沸点也越高,沸点越高D为4个碳原子,碳原子最多,相对分子量最大,沸点最高,综上所述故选D。
4.C
【详解】A.与金属钠反应时,羟基上氢原子变为氢气,只有键①断裂,A正确;
B.在Ag催化下与O2反应时生成乙醛,键①、③断裂,B正确;
C.与CuO反应时生成乙醛,只有键①、③断裂,C错误;
D.与浓硫酸共热至170℃时发生消去反应生成乙烯,键②、⑤断裂,D正确;
答案选C。
5.(1)C
(2)B
(3)D
(4) 2
【分析】(1)
有机物可以发生消去反应,生成两种单烯烃,说明该醇中与 OH相连C的两个邻位C原子上有H原子,且具有不对称的结构,满足条件的为C,故答案为C
(2)
不能发生催化氧化,说明连接羟基的C原子上不含H原子,满足条件的为B,故答案为B;
(3)
可以发生催化氧化生成醛,说明分子中与 OH相连的C原子上至少有2个H原子,满足条件的为D,故答案为D;
(4)
能被催化氧化为酮,说明连接羟基的C原子上含有1个H原子,满足条件的为A、C,总共有2种,其氧化产物中核磁共振氢谱显示两组峰,说明该氧化产物中含有2种不同化学环境的H原子,应为对称结构,该酮的结构简式为,故答案为2;。
6.B
【详解】A.酸性KMnO4溶液将乙醇氧化成乙酸,A错误;
B.乙醇和钠反应生成乙醇钠和氢气,钠的密度比乙醇大,生成的氢气开始会附着在钠的表面,使钠上升,随后由沉入乙醇中,故钠会上下跳动,氢气燃烧发出淡蓝色火焰,B正确;
C.灼热的铜丝表面因有CuO略显黑色,CuO被乙醇还原为铜丝后重新变为红色,C错误;
D.X是饱和Na2CO3溶液,其液面上有油状乙酸乙酯生成,实验时导管不能插入液面以下,D错误。
答案选B。
7.C
【详解】A.对异丙基苯甲醇中含有羟甲基、与苯环相连的碳上有H,故能被氧化,A错误;
B.根据等效氢原理可知,其苯环上的一氯代物一共有2种,B错误;
C.对异丙基苯甲醇中含有羟基,能和乙酸发生酯化反应,酯化反应属于取代反应,C正确;
D.对异丙基苯甲醇中含有异丙基,异丙基上三个碳原子最多只能2个碳原子与苯环共平面,故不可能分子内所有碳原子共平面,D错误;
故答案为:C。
8.B
【详解】A. 在一定条件,两种醇均可与浓氢溴酸发生取代反应,生成相应的溴代烃和水,故A正确;
B. 异丁醇的核磁共振氢谱图有四组峰,且面积之比是,故B错误;
C. 根据两者熔点的不同,降温时叔丁醇优先凝结成固体而析出,故可用降温结晶的方法将叔丁醇从二者的混合物中分离出来,故C正确;
D. 两种醇分别发生消去反应得到同一种烯烃:(CH3)2C=CH2,故D正确;
故选B。
9.(1)d
(2)b
(3)溴的颜色完全褪去
(4)c
(5)蒸馏
(6) 防止溴的挥发 1,2-二溴乙烷的熔点为9℃,过度冷却会变成固体而使进气导管堵塞
【分析】根据题中图示装置可知,装置A是制备乙烯气体装置,装置B是安全瓶的作用;装置C是除去乙烯气体中混有的酸性气体装置;装置D是乙烯气体与溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷的装置;据此解答。
【详解】(1)因为乙醇在140℃时发生分子间脱水(取代反应)生成乙醚,即CH3CH2OH+CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O,所以要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,d选项符合题意;答案为d。
(2)浓硫酸具有脱水性,乙醇脱水后,有碳生成,C与浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳,则装置C中应加入NaOH溶液,其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体(SO2、CO2),b选项符合题意;答案为b。
(3)乙烯和溴发生加成反应,即CH2=CH2+Br2BrCH2CH2Br,则制备反应结束时,溴完全反应,判断该制备反应已经结束的最简单方法是溴的颜色完全褪去;答案为溴的颜色完全褪去。
(4)a.由于溴在水中溶解度较小,不能用水除溴,故a不符合题意;
b.Br2与乙醇不反应,不能除溴,故b不符合题意;
c.NaOH会与溴发生反应,即Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O,反应后与1,2-二溴乙烷分层,分液即可分离,c选项符合题意;
答案为c。
(5)由表格中数据可知,乙醚与1,2-二溴乙烷的沸点差异较大,则若产物中有少量副产物乙醚,可用蒸馏的方法除去;答案为蒸馏。
(6)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是乙烯与溴反应时放热,冷却可防止溴的大量挥发,但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是1,2-二溴乙烷的熔点较低(9℃),过度冷却会使1,2-二溴乙烷凝固而使进气导管堵塞;答案为防止溴的挥发;1,2-二溴乙烷的熔点较低(9℃),过度冷却会使1,2-二溴乙烷凝固而使进气导管堵塞。
10.C
【详解】A.属于烷烃,名称为2﹣甲基丁烷,故A错误;
B.属于烯烃,名称为2﹣甲基﹣1﹣丙烯,故B错误;
C.属于苯的同系物,名称为邻二甲苯,故C正确;
D.属于饱和一元醇,名称为2—丁醇,故D错误;
故选C。
11.D
【详解】A.乙醇燃烧生成二氧化碳和水,说明乙醇作燃料,具有还原性,A错误;
B.乙醇可以和金属钠反应很缓慢地放出氢气,只能说明乙醇分子中含有-OH,不能说明乙醇有酸性,B错误;
C.浓硫酸和乙醇混合加热到170℃,发生消去反应生成乙烯,C错误;
D.有机物中,由于羟基连接的C原子上有H原子,所以可以发生催化氧化反应;由于羟基连接的C原子邻位C原子上有H原子,因此可以发生消去反应,D正确;
故合理选项是D。
12.CD
【详解】A.根据醇的定义可知:羟基与烃基相连形成的化合物叫醇,羟基与苯环侧链上的碳原子相连的化合物称为芳香醇;羟基与苯环上的碳原子相连的化合物有可能是酚,A错误;
B.酚类和醇类具有相同的官能团,但由于羟基连接的烃基结构不同,因而二者具有不同的化学性质,B错误;
C.乙二醇和丙三醇都是无色液体,由于二者都含有亲水基羟基,因而都易溶于水和乙醇,其中丙三醇与水混溶,因此可用于配制化妆品,C正确;
D.相对分子质量相近的醇和烷烃相比,由于含有羟基的醇分子极性增强,增加了分子之间的吸引力,使得醇类物质的沸点高于相对分子质量接近的烷烃,D正确;
故合理选项是CD。
13.D
【详解】A.有机物含有15个C原子、26个H原子、1个O原子,分子式为C15H26O,A正确;
B.含有碳碳双键,可发生加成反应、氧化反应,含有羟基,可发生取代反应,B正确;
C.含有1个羟基,1mol金合欢醇与足量Na反应生成0.5molH2,C正确;
D.金合欢醇含有碳碳双键,乙醇不含碳碳双键,二者结构相似,不是同系物,D错误;
综上所述答案为D。
14.D
【详解】A. Na2Cr2O7溶在酸性条件下能氧化正丁醇,所以将酸化的Na2Cr2O7溶液逐滴加入正丁醇中,与题意不符,A不选;
B.由反应物和产物的沸点数据可知,温度计1保持在90~95℃,既可保证正丁醛及时蒸出,又可尽量避免其被进一步氧化,温度计2示数在76℃左右时,收集产物为正丁醛,与题意不符,B不选;
C.正丁醛密度为0.8017g cm-3,小于水的密度,故粗正丁醛从分液漏斗上口倒出,与题意不符,C不选;
D.正丁醇能与钠反应,但粗正丁醛中含有水,水可以与钠反应,所以无法检验粗正丁醛中是否含有正丁醇,符合题意,D选。
故选D。
15.A
【详解】分子式的同分异构体中,能与金属钠反应生成氢气,则说明含有羟基,又能能被氧化为醛又能在浓硫酸作用下生成烯烃,则说明羟基所连接的碳原子上有2个氢原子,且相邻碳原子上含氢原子,即含有-CH2CH2OH,或,则其同分异构体可以为CH3(CH2)4OH、(CH3)2CHCH2CH2OH和,共3种,故A项符合题意。
答案选A。
16.(1)大于
(2)上层
(3)BCD
(4)D
(5)1-溴丁烷与正丁醇的沸点相差较小,若边反应边蒸馏,会有较多的正丁醇被蒸出
【详解】(1)(1)醇羟基属于亲水基,能与水分子间形成氢键,因此醇的水溶性大于相应的溴代烃,故填大于;
(2)(2)1 溴丁烷的密度大于水的密度,因此将1 溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,水在上层,故填上层
(3)(3)A.水是产物,不是催化剂,故A错误;B.浓硫酸具有强氧化性,能将Br-氧化为Br2,稀释后能降低硫酸的氧化性,减少Br2的生成,故B正确;C.浓硫酸稀释时放热,温度升高,促使HBr挥发,因此浓硫酸稀释后能减少HBr的挥发,故C正确;D.醇在浓硫酸存在下脱水生成烯烃或醚,浓硫酸稀释后,可减少烯烃和醚的生成,故D正确,故填BCD;
(4)(4)A.I-可以被Br2氧化,生成的I2溶于溴乙烷中引入新杂质,故A错误;B.KCl不能除去Br2,故B错误;C.Br2能和NaOH反应,而溴乙烷在NaOH溶液中易水解,使溴乙烷的量减少,故C错误;D.Br2和NaHSO3溶液发生氧化还原反应,可以除去Br2,故D正确,故填D;
(5)(5)根据题干可知,乙醇和溴乙烷的沸点相差较大,可采用边反应边蒸出的方法,而1 溴丁烷与正丁醇的沸点相差较小,若边反应边蒸馏,会有较多的正丁醇被蒸出,所以不能边反应边蒸出,故填1-溴丁烷与正丁醇的沸点相差较小,若边反应边蒸馏,会有较多的正丁醇被蒸出。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页

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