3.2.1 醇-【优质讲义】2022-2023学年高二化学同步精品讲义（人教版2019选择性必修3）（解析版）

第三章烃的衍生物第二节醇酚第1课时醇学习目标核心素养宏观辨识与微观探析结合醇的代表物了解醇的分类、组成和结构，理解醇的性质变化观念与证据推理以乙醇为代表物，从化学键的变化理解醇的取代、消去、氧化反应的原理及转化关系预习导学一、醇的概念、分类组成和命名1、醇与酚的定义(1)醇是指羟基与相连的化合物，如1丙醇，苯甲醇。饱和一元醇的分子通式为。(2)酚是指羟基与苯环直接相连而形成的化合物。如苯酚。（3）醇的命名步骤：①选主链：含—OH的最长碳链，称“某醇”；②编号码：从离羟基最近的一端的碳原子依次编号；③写名称：醇的名称前用阿拉伯数字标出羟基位置，用汉字数字标出羟基个数。如可命名为，命名为。2．醇的分类与组成3．醇的物理性质(1)甲醇、乙二醇与丙三醇(又叫甘油)及应用 甲醇(CH3OH)是无色、具有性的液体，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。乙二醇和丙三醇都是色、黏稠的液体，都溶于水和乙醇，是重要的化工原料。(2)沸点①饱和一元醇，随分子中碳原子个数的增加，醇的沸点升。②碳原子数相同时，羟基个数越多，醇的沸点。(3)密度：醇的密度比水的密度。(4)溶解性：①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。②醇在水中的溶解度随着分子中碳原子数的增加而，原因是极性的—OH在分子中所占的比例逐渐减少。羟基越多，溶解度。③醇的溶解度含有相同碳原子数烃类的溶解度，原因是醇分子中的羟基属于极性基团且能与水形成。(5)熔沸点：①随分子中碳原子数的增多，熔沸点逐渐。②醇的沸点远远高于相对分子质量相近的烃、卤代烃等的沸点，原因是醇分子之间形成了(醇分子中羟基的氧原子与另一醇分子中羟基的氢原子间存在着)。二、醇的化学性质(以乙醇为例)醇的化学性质主要由官能团决定。在醇分子中由于氧原子吸引电子能力比氢原子和碳原子强，使O—H和C—O的电子对都向氧原子偏移，使O—H和C—O易断裂，即。1、置换反应与活泼金属(如Na)发生置换反应，其反应方程式为：，反应时乙醇分子断裂的化学键为。2、取代反应(1)酯化反应：与乙酸发生反应的方程式为。(2)与氢卤酸反应与HBr反应的化学方程式为，反应时，乙醇分子断裂的键为C—O。(3)分子间脱水生成醚乙醇在浓硫酸作用下加热至140℃时，生成乙醚，其反应方程式为。注意：①乙醚是一种无色、易的液体，沸点34.5℃，有特殊气味，具有作用。乙醚于水，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。②醚的官能团叫醚键，表示为，醚的结构可用 表示，R、R′都是，可以相同也可以不同。3．消去反应乙醇在浓硫酸的作用下，加热至时生成乙烯，反应方程式为。反应时乙醇分子断的键是与。（1）试剂的作用试剂作用浓硫酸氢氧化钠溶液吸收和(都与酸性高锰酸钾溶液反应，SO2能与溴的CCl4溶液反应)溴的CCl4溶液验证酸性高锰酸钾溶液验证碎瓷片（2）现象、原因及结论现象原因及结论烧瓶中液体逐渐变黑溴的CCl4溶液褪色乙烯与溴单质发生酸性高锰酸钾溶液褪色乙烯被酸性高锰酸钾4、氧化反应(1)实例：②乙醇被酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液氧化的过程为 (2)有机反应中的氧化、还原反应①有机物分子中氢原子或氧原子的反应叫氧化反应。如乙醇在氧化剂的作用下失去氢原子转化为乙醛，乙醛在氧化剂的作用下加入氧原子转化为乙酸。②有机物分子中氢原子或氧原子的反应叫还原反应。如烯烃与H2的加成反应，也属于还原反应。【答案】一、1、(1)饱和碳原子CH3CH2CH2OHCnH2n＋1OH(2)苯环（3）3甲基2戊醇1，2丙二醇2、CH3CH2OH甘油3．(1)挥发易无(2)①升高②高(3)小(4)②降低越大③大于氢键(5)①升高②高氢键氢键二、羟基1、2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑O—H2、(1)。(2)C2H5OH＋HBrC2H5—Br＋H2OC—O(3)CH3CH2OH＋CH3CH2OHCH3CH2—O—CH2CH3＋H2O①挥发麻醉微溶②醚键R—O—R′烃基3．170_℃CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2OC—HC—O（1）催化剂和脱水剂二氧化硫乙醇乙烯的不饱和性乙烯的还原性防止暴沸（2）浓硫酸与乙醇作用生成碳单质加成反应氧化4、（1）①CH3COOH2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O②CH3CH2OH＋ 3O22CO2＋3H2O②CH3CHOCH3COOH(2)①失去加入②加入失去重难突破重点1乙醇反应时的断键判断例1、乙醇分子中不同的化学键如图：关于乙醇在各种反应中断裂键的说法不正确的是()A.乙醇和钠反应，键①断裂B.在铜催化下和O2反应生成乙醛，键①③断裂C.浓硫酸作用下加热与醋酸的反应，键②断裂D.点燃酒精灯，乙醇燃烧，所有键断裂【答案】C【解析】醇和钠反应时醇羟基上O-H键断裂，即键①断裂，A正确；醇发生催化氧化时，连接醇羟基碳原子上的C-H键和醇羟基中O-H键断裂，即键①和键③断裂，B正确；乙醇和乙酸发生酯化反应时，醇羟基上O-H键断裂，即键①断裂，C错误；在空气中完全燃烧时生成二氧化碳和水，断裂①②③④⑤，即所有键均断裂，D正确。重点2醇的催化氧化醇能否被氧化以及被氧化的产物的类别，取决于与羟基相连的碳原子上的氢原子的个数，如下： 例2、下列4种醇中，不能被催化氧化的是A.B.C.D.【答案】D【解析】连羟基的碳原子上只有1个氢原子，氧化后得到酮，A能被催化氧化；连羟基的碳原子上有2个氢原子，氧化后得到醛，B能被催化氧化；连羟基的碳原子上有1个氢原子，氧化后得到酮，C能被催化氧化；连羟基的碳原子上没有氢原子，不能被氧化，D不能被催化氧化。重点3实验室制取乙烯——消去反应（1）在圆底烧瓶中加入乙醇和液硫酸(体积比约为1:3)的混合液20mL，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℃，反应原理为： （2）醇的消去反应规律：①只有1个碳原子的醇不能发生消去反应，例如甲醇CH3OH。②与羟基相连的碳原子的邻位碳原子即β－C上有氢原子，否则不能。醇催化氧化能生成醛基的条件是羟基直接相连的碳原子上至少连接2个氢原子，醇催化氧化能生成酮的条件是羟基直接相连的碳原子上只能有1个氢原子，而醇羟基直接相连的碳原子没有氢原子则不能催化氧化。例3、关于实验室制备乙烯的下列说法中，正确的是（）①烧瓶中加入碎瓷片防止温度过高，受热均匀②烧瓶里注入酒精和浓硫酸（体积比1：3）混合均匀③温度计下端伸入液体内部，且不接触瓶底④加热时使温度缓慢上升至170度⑤加入的浓硫酸在反应中只起吸水剂的作用A.①②B.④⑤C.②③D.③④【答案】C【解析】烧瓶中加入碎瓷片防止暴沸，反应的温度要控制在170℃左右，①错误；浓硫酸是强氧化剂，在此反应中氧化乙醇，如果浓硫酸的量少就会很快变为稀硫酸而达不到实验效果,因此烧瓶里注入酒精和浓硫酸(体积比1:3)混合均匀，②正确；只有当温度计插入液面下，但不能接触瓶底,才能准确测出反应时反应液的温度,，避免副反应的发生,确保产物的纯度，③正确；温度要迅速上升到170℃，防止140℃时生成副产物乙醚，④错误；浓硫酸作催化剂、脱水剂和吸水剂，⑤错误，C正确。课堂演练1、下列物质中既属于芳香族化合物又属于醇的是(　　)【答案】B2、结合下表数据分析，下列说法不合理的是(　　)物质分子式沸点/℃溶解性乙醇C2H6O78.5与水以任意比混溶乙二醇C2H6O2197.3与水和乙醇以任意比混溶 A.二者的溶解性与其在水中能够形成氢键有关B．可以采用蒸馏的方法将二者进行分离C．丙三醇的沸点应该高于乙二醇的沸点D．二者组成和结构相似，互为同系物【答案】D【解析】乙醇和乙二醇都能与水分子形成氢键，均能与水以任意比混溶，A项正确；二者的沸点相差较大，可用蒸馏法进行分离，B项正确；丙三醇分子中羟基数目多，分子间可形成更多氢键，其沸点高于乙二醇，C项正确；二者分子中所含羟基数不同，不互为同系物，D项错误。3、下列醇中既能发生消去反应，又能被氧化为酮的是（）①②③CH3OH④⑤⑥A.①④⑤B.②④⑥C.②⑥D.①②⑥【答案】C【解析】分子中羟基所连碳的相邻碳上没有H，不能发生消去反应，其氧化产物为醛，①不符合题意；分子中羟基所连碳的相邻碳上有H，能发生消去反应，羟基相连的碳原子上有1个H，又能被氧化为酮，②符合题意；CH3OH分子只有一个C原子，不能发生消去反应，其氧化产物为醛，③不符合题意；分子中羟基所连碳的相邻碳上有H，能发生消去反应，分子中羟基相连的碳原子上有2个H，能被氧化为醛，④不符合题意；分子中羟基所连碳的相邻碳上没有H，不能发生消去反应，其氧化产物为醛，⑤不符合题意；⑥分子中羟基所连碳的相邻碳上有H，能发生消去反应，羟基相连的碳原子上有1个H，又能被氧化为酮，⑥符合题意；C正确。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。二甘醇的结构简式是HO-CH2CH2-O-CH2CH2-OH。下列有关二甘醇的叙述正确的是()A.能溶于水，不溶于乙醇B.不能发生消去反应C.能发生取代反应D.符合通式CnH2nO3 【答案】C【解析】二甘醇属于有机物，且题干中“二甘醇可用作溶剂”推知二甘醇能溶于乙醇，A错误；羟基碳的邻位碳上有氢，可以发生消去反应，B错误；二甘醇属于二元醇，可以发生酯化反应等取代反应，C正确；二甘醇的分子式C4H10O3，不符合通式CnH2nO3，D错误。5、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.中酸性溶液会褪色，乙醇转化为乙醛B.中钠会在乙醇内部上下跳动，上方的火焰为淡蓝色C.中灼热的铜丝插入乙醇中，铜丝由红色变为黑色D.中X是饱和NaOH溶液，X液面上有油状液体生成【答案】B【解析】由于酸性溶液有强氧化性，乙醇最终被氧化为乙酸，A错误；钠的密度大于乙醇，加入后先下沉，反应过程中钠表面产生的氢气泡会使其浮力增大而上浮，上浮到一定位置气泡破裂后钠又会下沉，氢气燃烧发出淡蓝色火焰，B正确；灼热的铜丝表面是黑色的氧化铜，氧化铜被乙醇还原为铜丝后重新变为红色，C错误；X应该是饱和碳酸钠溶液，D错误。课后学习评价1、下列各组物质中互为同系物的是(　　)【答案】C【解析】A项中二者的官能团数目不同，不是同系物；B项中前者是酚类，后者是醇类，不是同系物；C项，CH3CH2OH与结构相似、分子组成上相差一个CH2 ，是同系物；D项中二者在分子组成上相差的不是若干个CH2，不是同系物。2、下列物质的沸点按由高到低的顺序排列正确的是(　　)①丙三醇　②丙烷　③乙二醇　④乙醇A．①②③④B．④③②①C．①③④②D．①③②④【答案】C【解析】醇的沸点高于相应烷烃的沸点，不同醇的沸点随分子中碳原子数的增多而逐渐升高，含相同碳原子数的醇的沸点随羟基数目的增多而升高，所以上述物质沸点由高到低的顺序为丙三醇>乙二醇>乙醇>丙烷。3、只用水就能鉴别的一组物质是(　　)A．苯乙醇四氯化碳B．乙醇乙酸乙烷C．乙二醇甘油溴乙烷D．苯己烷甲苯【答案】A【解析】利用水鉴别物质主要是根据物质在水中的溶解情况以及其密度与水的密度的相对大小来进行的。A项中苯不溶于水，密度比水小；乙醇可溶于水；四氯化碳不溶于水，密度比水大，可用水鉴别。B项中乙醇、乙酸都可溶于水，不能用水鉴别。C项中乙二醇、甘油都可溶于水，不可用水鉴别。D项中的三种物质都不溶于水，且密度都比水小，无法用水鉴别。4、用铜做催化剂，将1丙醇氧化为某有机物。下列物质中，与该有机物互为同分异构体的是(　　)A．CH3OCH2CH3B．CHCH3OHCH3C．CH3COCH3D．CH3COOCH3【答案】C【解析】1丙醇的结构简式是CH3CH2CH2OH，其催化氧化的产物是丙醛()，丙醛和丙酮(CCH3OCH3)互为同分异构体。5、下列能发生消去反应且产物存在同分异构体的是(　　)A．CH3OHB．CH3CH2CH2OHC．CH2OHCH2CH2CH3D．CH3CHOHCH2CH3【答案】D【解析】甲醇分子中只有一个碳原子，不能发生消去反应；CH3CH2CH2OH消去反应得到CH2===CHCH3；CH2OHCH2CH2CH3消去反应产物也只有一种，为CH2===CHCH2CH3 ；CH3CHOHCH2CH3分子中羟基碳原子有2个相连的碳原子，且都有氢原子，故它消去水时可得到CH2===CHCH2CH3或CH3CH===CHCH3两种烯烃。6、普伐他汀是一种调节血脂的药物，其结构如图所示。下列关于普伐他汀的性质描述正确的是A.能与FeCl3溶液发生显色反应B.不能使酸性KMnO4溶液褪色C.能发生加成、取代、消去反应D.1mol该物质最多可与3molNaOH反应【答案】C【解析】分子中不含酚羟基，则不能与FeCl3溶液发生显色反应，A错误；含碳碳双键、-OH，能使酸性KMnO4溶液褪色，B错误；含碳碳双键可发生加成反应，含-OH可发生取代和消去反应，C正确；-COOH、-COOC-可与NaOH反应，则1mol该物质最多可与2molNaOH反应，D错误。7、某醇在适当条件下与足量的乙酸发生酯化反应，得到的酯的相对分子质量a与原来醇的相对分子质量b的关系是a=b+84，有关该醇应该具有的结构特点的描述正确的是（）A.该醇分子中一定具有甲基B.该醇分子中一定没有甲基C.该醇分子中至少含有三个碳原子D.该醇分子中具有两个醇羟基【答案】D【解析】设该醇为n元醇，若反应的醇为1mol，反应的乙酸为nmol，则生成的水为nmol，生成的酯为1mol，所以b＋60n＝a＋18n，又a＝b＋84，得n＝2，所以该醇分子中含有两个羟基。该醇分子中可以含有甲基，也可以不含甲基，如乙二醇等，D正确。8、一定量的乙醇在氧气不足的情况下燃烧，得到CO、CO2和水的总质量为27.6g，若其中水的质量为10.8g，则CO的质量是()A.1.4gB.2.2gC.4.4gD.在2.2g和4.4g之间【答案】A【解析】设乙醇的物质的量为x，由C2H5OH～3H2O1mol54g x10.8g则：1molx=，解得：x=0.2mol，由乙醇分子式可知：n（CO2）+n（CO）=0.2mol×2=0.4mol，则m（CO2）+m（CO）=27.6g-10.8g=16.8g，设产物中含有xmol二氧化碳、ymolCO，则：①44x+28y=16.8g，②x+y=0.4，联立①②解得：x=0.35、y=0.05，所以CO的质量为：28g/mol×0.05mol=1.4g，A正确。9、1mol分子组成为C3H8O的液态有机物A，与足量的金属钠作用，可生成11.2L(标准状况)氢气，则A分子中必有一个________基，若此基团在碳链的一端，且A中无支链，则A的结构简式为______；A与浓硫酸共热，分子内脱去1分子水，生成B，B的结构简式为________；B通入溴水能发生________反应，生成C，C的结构简式为________；A在铜作催化剂时，与氧气一起加热，发生氧化反应，生成D，D的结构简式为________。写出下列指定反应的化学方程式：(1)A→B______________________________________________。(2)B→C______________________________________________。(3)A→D______________________________________________。【答案】羟CH3CH2CH2OHCH3CH===CH2加成CH3CH2CHO(1)CH3CH2CH2OHCH3CH===CH2↑＋H2O(2)CH3CH===CH2＋Br2―→CH3CHBrCH2Br(3)2CH3CH2CH2OH＋O22CH3CH2CHO＋2H2O【解析】C3H8O符合饱和一元醇和醚的通式。A与Na反应产生气体，说明其为醇，分子中有羟基，符合条件的A的结构简式为CH3CH2CH2OH，B为CH3CH===CH2，B可与Br2发生加成反应生成C，C为CH3CHBrCH2Br；A催化氧化生成D为丙醛。10、用如图所示装置进行制取乙烯和验证乙烯性质实验。请回答： (1)圆底烧瓶中碎瓷片的作用是____________，装置中的明显错误是_____________________________________________________。(2)实验步骤：a．___________________________________________________；b．在各装置中注入相应的试剂(如图所示)；c．___________________________________________________。实验时，圆底烧瓶中液体混合物逐渐变黑。(3)能够说明乙烯具有还原性的现象是________________；装置甲的作用是________________；若无甲装置，是否也能检验乙烯具有还原性，简述其理由：_________________________________________________________。【答案】(1)防止暴沸　温度计水银球没有插入反应液中央(2)组装仪器，检查装置的气密性加热，使温度迅速升到170℃(3)乙中酸性KMnO4溶液褪色除去乙烯中混有的SO2、CO2、乙醇蒸气等杂质　不能，SO2、乙醇具有还原性，也可以使酸性KMnO4溶液褪色【解析】(2)制取气体的装置在实验前必须要检查气密性。实验室制乙烯的反应条件是使反应混合物的温度迅速升至170℃，以减少乙醚的生成。(3)乙烯具有还原性是根据酸性KMnO4溶液褪色来判断的。圆底烧瓶中混合物变黑，说明生成了C，联想浓硫酸具有强氧化性，推出在乙烯中混有还原性气体SO2，同时还有挥发出的乙醇蒸气，由于SO2、乙醇也会使酸性KMnO4溶液褪色，会干扰乙烯的还原性验证实验，所以检验乙烯的还原性前必须除去SO2和乙醇。提升演练11、某二元醇的结构简式为，关于该有机物的说法错误的是（）A.用系统命名法命名：5—甲基—2，5—庚二醇B.该有机物通过消去反应能得到6种不同结构的二烯烃C.该有机物可通过催化氧化得到醛类物质D.1mol该有机物能与足量金属Na反应产生H222.4L（STP）【答案】C【解析】有机物的最长碳链有7个碳原子，2个羟基分别位于2号和5号碳原子上，甲基位于5号碳原子上，系统命名法命名为：5—甲基—2，5—庚二醇，A正确； 左边羟基消去，形成3种不同位置的双键，右边羟基消去可形成2种不同位置双键，故可得种不同结构的二烯烃，B正确；只含结构，该有机物中可通过催化氧化得到的是酮，而不是醛类物质，C错误；1mol该有机物含有2mol羟基，能与足量金属Na反应产生1mol氢气，标准状况下的体积为22.4L，D正确。11、实验室用环己醇（—OH）与85%磷酸在共热条件下制取环已烯（），制备装置如图所示。实验药品的物理性质：名称密度（g/mL）熔点℃沸点℃溶解性环己醇0.9625.2161微溶于水环己烯0.81-10383不溶于水85%H3PO41.6842.35213（失水）易溶于水已知：环己醇能与水形成二元共沸物（含水80%），其沸点为97.8℃实验原理：（1）该实验的反应原理与实验室制乙烯相似，请用化学方程式表示______。（2）该反应有副反应发生（产物为），反应的方程式为____。II.制备粗产品：（3）在圆底烧瓶中加入20mL（9.6g）环己醇、10mL85%H3PO4 几粒碎瓷片，用电热包均匀缓慢加热。温度计的温度不应超过90℃，原因是____；85%H3PO4在反应中的作用是____；碎瓷片的作用是_____。Ⅲ.粗产品提纯（4）从分液漏斗中分离出来的环己烯还要转移到蒸馏烧瓶中，并加入少量的无水氯化钙进一步蒸馏，此时温度计下端的水银球应插在蒸馏烧瓶的_____位置，温度计显示的温度应为_____。【答案】(1)—OH+H2O(2)—OH—O—+H2O(3)防止环己醇挥发出来（或提高反应物环己醇的转化率）催化剂、脱水剂防止暴沸（4）支管口处83℃【解析】I(1).实验室制乙烯是由乙醇和浓硫酸在170度反应制得，发生消去反应，该实验的反应原理与实验室制乙烯相似，则正确的化学方程式为—OH+H2O。(2)该反应有副反应发生，醇和醇脱水缩合会生成醚，—OH—O—+H2O。(3)加入10mL85%H3PO4能吸水，H3PO4是常见的脱水剂和催化剂；几粒碎瓷片，是为了防止暴沸，用电热包均匀缓慢加热；温度计的温度不应超过90℃是因为环己醇的沸点比较低，如果温度太高，超过90度，会使原料和产物一起蒸出，从而降低反应物环己醇的转化率。（4）从分液漏斗中分离出来的环己烯还要转移到蒸馏烧瓶中，环己烯的沸点是83℃，要分开环己烯和水，无水氯化钙是常用的干燥剂，要加入少量的无水氯化钙进一步蒸馏除去水，此时温度计下端的水银球应插在蒸馏烧瓶的支管口处。