3.2 醇 酚 课件【新教材】2020-2021学年人教版(2019)高二化学选择性必修3

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3.2 醇 酚 课件【新教材】2020-2021学年人教版(2019)高二化学选择性必修3

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(共37张PPT)
第二节


一、醇
(一)定义:羟基与饱和碳原子相连的化合物称为醇
(二)分类:
按照羟基数目分为:一元醇、二元醇、多元醇
按照烃基是否饱和分为:饱和醇、不饱和醇
按照烃基不同分为:脂肪醇、脂环醇、芳香醇
(三)通式:由烷烃所衍生的一元醇,叫做饱和一元醇:
饱和一元醇:CnH2n+1OH(n≥1),分子式:CnH2n+2O
R-OH
饱和二元醇:CnH2n+2O2
饱和多元醇:CnH2n+2Om
(四)物理性质:
低级醇的沸点比相对分子质量相近的烷烃高得多,这是由于醇分子间形成氢键,增强了醇分子之间的相互作用。
1、沸点随相对分子质量的增大而升高,由于羟基间可形成分子间氢键,所以沸点比相应的烃和醚高;碳原子数相同的醇,含羟基越多,沸点越高。
2、一元脂肪醇的密度一般都比水小,且随着碳原子数的增多,密度一般增大
3、溶解性随碳原子数的增大而减小,碳原子≤3时与水任意比例互溶;碳原子数在4-11为油状液体,部分溶于水;12个碳以上为无色、无味蜡状固体,不溶于水
(四)物理性质:
(五)常见的醇
1、甲醇:
CH3OH由木材干馏得到,又称木精。无色、具有挥发性的液体,易溶于水,沸点为65℃,有毒(5-10mL会导致失明,10mL以上致死),可做车用燃料,广泛用于化工生产,属于可再生能源
2、乙二醇:
HOCH2CH2OH无色、粘稠、有甜味的液体,易溶于水和乙醇,其水溶液熔点很低,可做内燃机抗冻剂,舞台发雾剂等
,是重要的化工原料
3、丙三醇:
俗称甘油、无色、粘稠有甜味的液体,易溶于水和乙醇
,是重要的化工原料
用途:吸湿性强——制印泥;凝固点低——防冻剂;
硝化甘油——炸药
(六)化学性质:
1、与钠反应
2、取代反应:与HX、酯化反应、分子间脱水
3、消去反应
4、氧化反应
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。
(七)命名:
1、饱和一元醇的命名:
(1)选择连有羟基的最长碳链作主链,按主链所含碳原子数称
为某醇
(2)从离羟基最近的一端开始编号;距离相同时,使取代基位
次和最小
(3)命名时,羟基的位次号写在某醇的前面,其他取代基名称
按照烷烃的书写即可。
注:确定最长碳链时不能把羟基看做链端,只能看做取代基,但
选择的最长碳链必须含有羟基所连的碳原子
2-丁醇
例:
3-甲基-2-戊醇
取代基位次——(取代基个数)取代基名称——羟基位次——母体名称
2、不饱和一元醇的命名:
选择含羟基碳和不饱和键的最长碳链为主链,以最小数字表示羟基位次
例:
4-甲基-3-戊烯-2-醇
3、芳香醇
方法:链烃做醇的主体,苯做取代基
例:
苯乙醇或2-苯基乙醇
(八)同分异构体
注:两个或两个以上的羟基不能连在同一个碳原子上
1、碳架异构
2、位置异构
3、官能团异构(醇与醚)
例:
C2H5OH与CH3—O—CH3

(九)代表物——乙醇
1、组成和结构
空间填充模型
2、物理性质:
无色透明有特殊香味的液体,密度比水小,能与水以任意比例互溶。沸点为78.5℃,熔点为-117.3℃,易挥发,能溶解多种有机物和无机物,是常用的溶剂
注:
(1)酒精种类:医用酒精→工业酒精
无水乙醇
体积分数:
75%
96.5%
99.5%
100%
绝对乙醇
所以直接蒸馏得不到无水乙醇
(2)各种酒中都含有酒精。酒的度数指的是乙醇的体积分数;啤酒的度数指的是含有麦芽糖的多少,而不是指酒精度
(3)固体酒精并不是固态酒精,它是饱和醋酸钙溶液与酒精混合形成的凝胶
3、化学性质:由羟基决定
(1)与钠反应:
2CH3CH2OH+2Na→
2CH3CH2ONa+H2↑
断键位置,O-H键断开,Na替换羟基中的氢
现象:钠块未熔化,先沉于底部后浮游于液面并慢慢消失,无明显声音,有无色无味气体,做爆鸣实验时有爆鸣声
注:①乙醇与钠反应不如水与钠反应剧烈,说明醇羟基中的氢不如水中的氢活泼,醇比水更难电离,属于非电解质
②该反应为置换反应,活泼金属K、Ca、Mg等也能发生该反应
③R(OH)n——nNa——
H2
常用来检验羟基的存在和羟基的数目
④生成的CH3CH2ONa强烈水解,显碱性
(2)取代反应:
①与HX反应:CH3CH2OH+HBr
CH3CH2Br+H2O
(常用来制备卤代烃)
②酯化反应:酸和醇作用生成酯和水的反应叫做酯化反应
断键位置:C-O
断键位置:C-O,O-H
说明:I、用示踪原子法研究反应机理:酸(羧酸)脱羟基,醇脱氢
II、试剂加入顺序:先加乙醇,边振荡边加浓硫酸和乙酸
III、浓硫酸的作用:催化剂、吸水剂
IV、被加热的试管倾斜45°,其目的是增大受热面积
V、该反应为可逆反应,反应较慢,加热可以增大反应速率和反应物的转化率,使生成的乙酸乙酯挥发,有利于收集;但不能过快加热,以减少反应物的挥发
VI、导管起冷凝回流的作用,防止未反应的乙酸和乙醇挥发损失。导管末端不能伸入到液面以下,以防倒吸
VII、饱和Na2CO3的作用:中和乙酸,溶解乙醇,降低乙酸乙酯的溶解度
VIII、反应现象:生成无色透明不溶于水有香味的油状液体
注:酯化反应中的酸可以是有机酸,也可以是无机含氧酸
③分子间脱水:
CH3CH2OCH2CH3+H2O
CH3CH2OH+HOCH2CH3
断键位置:C-O,O-H
I、乙醚的物理性质: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。乙醚易溶于有机溶剂,它本身是一种优良溶剂,能溶解多种有机化合物。
II、醚的定义:由两个烃基通过一个氧原子连接起来的化合物叫做醚。
III、醚的结构:用R—O—R’来表示,R和R?都是烃基,可以相同,也可以不同。
IV、醚的用途:在化工生产中被广泛用作溶剂,有的醚可被用作麻醉剂。
(3)消去反应(分子内脱水):
①醇羟基消去反应规律:
I、羟基所连碳如果没有邻位碳,则不能发生消去反应
原理:CH3CH2OH
CH2=CH2↑+H2O
说明:I、反应前检验装置的气密性
II、先加乙醇,再加浓硫酸,边加边搅拌
III、加沸石防暴沸
IV、浓硫酸作催化剂、脱水剂
V、温度计插入液面以下测液体的温度
VI、迅速升温到170℃,过慢有乙醚产生;温度过高炭化结焦
VII、用NaOH除去CO2、SO2
II、羟基所连碳的邻位碳上无氢,则不能发生消去反应
III、羟基所连碳如果有两个相邻碳,且碳上均含有氢,则发生
消去反应时,能生成不同的产物
IV、直接连在苯环上的羟基不能发生消去反应
CH3CH2Br
CH3CH2OH
反应条件
断裂的化学键
形成的化学键
反应产物
NaOH的醇溶液、
加热
浓硫酸、
170℃
C-Br、C-H
C-O、C-H
C=C
C=C
CH2=CH2
HBr
CH2=CH2
H2O
溶液由橙红色变为绿色
①燃烧:C2H5OH+3O2
2CO2+3H2O(淡蓝色火焰)
②被强氧化剂氧化:K2Cr2O7(H+):橙色→绿色(检验酒驾)
氧化过程:CH3CH2OH
CH3CHO
CH3COOH
KMnO4(H+):紫色→无色——直接被氧化成乙酸
注:I、醇被强氧化剂氧化时,羟基所连的碳上必须含氢,否则羟基不会被氧化
II、如果羟基所连的碳上只有一个氢,只能被氧化成酮,不能被氧化成羧酸
(4)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叫做氧化反应。
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叫做还原反应。
(3)催化氧化:2CH3CH2OH+O2
2CH3CHO+2H2O
(去氢生水)断键位置:O-H,羟基所连碳上的C-H
说明:I、反应实质:
现象:铜丝由红色变为黑色
现象:铜丝由黑色变为红色
II、羟基所连碳上的氢原子数与产物种类的关系:
氢原子数
≥2——醛
=1——酮
=0——不发生催化氧化反应
4、乙醇的断键方式:
(1)乙醇与钠的反应,断开①
(2)乙醇与HX的反应,断开②
(3)乙醇的酯化反应,断开①
(4)乙醇的分子间脱水反应,两个分子,分别断开①和②
(5)乙醇的消去反应,同时断开②和④
(6)乙醇的催化氧化反应,同时断开①和③
5、用途
(1)用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料
(2)用作化工原料
(3)医疗上常用体积分数为75%的乙醇溶液作消毒剂
二、酚
(一)定义:羟基与苯环直接相连而形成的化合物称为酚
(二)代表物——苯酚
1、组成和结构:
组成:
分子式:C6H6O
结构简式:


C6H5OH
结构式:
结构:
苯环上的6个C,5个H,1个O共12个原子一定共面
2、物理性质:
(1)状态:
(2)溶解性:
室温下在水中的溶解度为9.2g,高于65℃时,能与水混溶,易溶于乙醇等有机溶剂。熔点为43℃
(3)酸性和腐蚀性:
显弱酸性,俗称石炭酸;有毒,它的浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性,若不慎沾到皮肤上,应立即用乙醇冲洗,再用水冲洗。
纯净的苯酚是无色、有特殊气味的无色晶体,放置时间较长的苯酚,因部分被空气中的O2氧化而呈粉红色,所以保存时要密封
3、化学性质:
(1)酸性:
形成浑浊的液体
形成澄清透明的液体
又变浑浊
(1)酸性:
+H+

+H2O
+H3O+
注:由于苯酚的酸性极弱,所以不能使指示剂变色
①与NaOH反应:
+NaOH→
+H2O
+HCl→
+NaCl
同浓度酸的酸性强弱:
HCl>CH3COOH>H2CO3>
>HCO3-
>H2O>C2H5OH
+
H2O+CO2→
+NaHCO3
(苯酚钠溶液变浑浊)
②与Na2CO3反应:
+
Na2CO3→
+
NaHCO3
③与Na反应:
2
+2Na→2
+H2↑
(比醇容易)
出现白色沉淀,开始振荡后消失,继续滴加,再振荡,溶液中最终出现白色沉淀
(2)取代反应:羟基对苯环的影响,使其邻、对位氢更活泼,易被取代。苯酚可与卤素、HNO3、H2SO4等发生苯环上的取代反应
与饱和溴水的反应:
+3Br2→3HBr+

(2,4,6-三溴苯酚,白色沉淀)
注:
①若溴水少量,则生成的三溴苯酚溶于苯酚,看不到沉淀;因此必须用过量的浓溴水或饱和溴水,但不需加热也不需加催化剂
②苯酚与溴的反应很灵敏,常用于苯酚的定性检验和定量测定
由于苯环对羟基的影响,O一H极性变强,氢原子易电离而使苯酚表现弱酸性;
由于羟基对苯环的影响,苯环上处于羟基邻位和对位的氢原子的活性增强,从而使苯酚比苯更易与溴发生取代反应。
溶液呈紫色
(3)显色反应:
紫色
(可用于检验酚类或Fe3+的存在)
(4)加成反应:
+3H2
(5)氧化反应:
①常温下,被O2氧化,显粉红色
②燃烧:C6H6O+7O2
6CO2+3H2O
③被KMnO4(H+)等强氧化剂氧化:
4、用途:化工原料
①制酚醛树脂(俗称电木)、染料、医药、农药、合成纤维、合成香料等
②苯酚的稀溶液直接做防腐剂和消毒剂。日常用的药皂中掺入少量苯酚
5、危害:含酚类物质的废水对生物具有毒害作用,会对水体造成严重污染。化工厂和炼焦厂的废水中常含有酚类物质,在排放前必须经过处理
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