《醇的性質(zhì)和應(yīng)用（第1課時(shí)）》教學(xué)設(shè)計(jì)目標(biāo)與素養(yǎng)1.了解醇的組成、結(jié)構(gòu)和分類。(宏觀辨識(shí)與微觀探析)2.理解乙醇的主要化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用。(宏觀辨識(shí)與微觀探析)一、乙醇的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．結(jié)構(gòu)乙醇的分子式C2H6O，結(jié)構(gòu)簡式CH3CH2OH，官能團(tuán)—OH(羥基)。2．物理性質(zhì)乙醇是一種無色，有特殊香味的液體，密度比水小。沸點(diǎn)低，易揮發(fā)。乙醇能與水任意比互溶，乙醇是一種重要的有機(jī)溶劑。3．乙醇的化學(xué)反應(yīng)與乙醇分子中化學(xué)鍵的斷裂乙醇結(jié)構(gòu)式及化學(xué)鍵(1)乙醇與活潑金屬如Na的反應(yīng)，化學(xué)方程式為2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑，e鍵斷。(2)乙醇與氫鹵酸如HBr的反應(yīng)，化學(xué)方程式為CH3CH2OH＋HBreq\o(→,\s\up15(△))CH3CH2—Br＋H2O，d鍵斷。R—OH與HX反應(yīng)方程式為R—OH＋HXeq\o(→,\s\up15(△))R—X＋H2O，可用于制鹵代烴。(3)乙醇的脫水反應(yīng)①分子內(nèi)脫水(屬于消去反應(yīng))化學(xué)方程式為CH3CH2OHeq\o(→,\s\up15(濃硫酸),\s\do15(170℃))CH2=CH2↑＋H2O，a、d鍵斷，可用于實(shí)驗(yàn)室制乙烯。濃硫酸作用為催化劑和脫水劑。②分子間脫水(屬于取代反應(yīng))化學(xué)方程式為2CH3CH2OHeq\o(→,\s\up15(濃硫酸),\s\do15(140℃))CH3CH2OCH2CH3＋H2O，d、e鍵斷，可用于實(shí)驗(yàn)室制乙醚。濃硫酸作用為催化劑和吸水劑。說明：乙醇脫水反應(yīng)除了用濃硫酸作催化劑外，也可用Al2O3(400_℃左右)或P2O5等作催化劑。(4)乙醇的催化氧化(Cu或Ag作催化劑)方程式為2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up15(Cu或Ag),\s\do15(△))2CH3CHO＋2H2O，c、e鍵斷，可用于制乙醛。乙醇與HBr反應(yīng)的裝置圖中，長導(dǎo)管、試管Ⅱ和燒杯中的水起到了什么作用？[提示]對溴乙烷起到冷凝作用，試管Ⅱ中的水還可以除去溴乙烷中的乙醇。二、醇類1．醇的分類根據(jù)分子中的醇羥基的數(shù)目，可將醇分為一元醇、二元醇、三元醇等。一般將二元以上的醇統(tǒng)稱為多元醇。2．常見的醇及應(yīng)用(1)甲醇：結(jié)構(gòu)簡式為CH3OH，俗稱木精或木醇，是無色透明的液體，有劇毒。(2)乙二醇：結(jié)構(gòu)簡式為()，無色、黏稠的液體。乙二醇的水溶液凝固點(diǎn)很低，可作汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的抗凍劑。(3)丙三醇：結(jié)構(gòu)簡式為，俗稱甘油，是無色、黏稠、有甜味的液體，吸濕性強(qiáng)，有護(hù)膚作用，是重要的化工原料。丙三醇與硝酸反應(yīng)生成硝化甘油的方程式為。說明：①當(dāng)羥基與碳碳雙鍵或碳碳叁鍵相連時(shí)，容易發(fā)生異構(gòu)化，如羥基與碳碳雙鍵相連時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)化為醛或酮。②同一碳原子上連接兩個(gè)或兩個(gè)以上羥基的化合物不穩(wěn)定。3．醇類的性質(zhì)醇的性質(zhì)一般有①與活潑金屬(如Na)反應(yīng)；②與HX反應(yīng)生成鹵代烴；③分子內(nèi)脫水(生成烯烴)和分子間脫水(生成醚)；④氧化反應(yīng)；⑤酯化反應(yīng)等。(1)甲醇、乙二醇、丙三醇是否互為同系物，為什么？[提示]不是。三者官能團(tuán)數(shù)目不同，并不是相差幾個(gè)CH2原子團(tuán)。(2)符合CnH2n＋2O(n≥1)這一通式的有機(jī)物一定屬于醇嗎，為什么？[提示]不一定。醚也符合該通式。1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)羥基與烴基相連的化合物一定是醇。()(2)從碘水中提取單質(zhì)碘時(shí)，不能用無水乙醇代替CCl4。()(3)乙醇的分子間脫水和分子內(nèi)脫水都屬于消去反應(yīng)。()(4)乙醇既能發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯又能催化氧化生成乙醛。()[答案](1)×(2)√(3)×(4)√2．下列乙醇的化學(xué)性質(zhì)中與羥基無關(guān)的是()A．跟金屬鈉反應(yīng)B．在足量氧氣中完全燃燒生成CO2和H2OC．在濃H2SO4存在時(shí)發(fā)生消去反應(yīng)，生成乙烯D．當(dāng)銀或銅存在時(shí)跟O2發(fā)生反應(yīng)，生成乙醛和水B[解答本題要明確乙醇的分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。結(jié)合乙醇在發(fā)生反應(yīng)時(shí)的斷鍵方式分析，可知只有斷裂其分子中的碳氧鍵或氫氧鍵，才符合題意。乙醇在O2中完全燃燒生成CO2和H2O，說明乙醇分子中含有碳元素和氫元素，與是否含有羥基無關(guān)。]3．丙烯醇(CH2=CH—CH2OH)催化氧化的方程式為_______________，與乙酸酯化的方程式為__________________。[答案]2CH2=CH—CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up15(催化劑),\s\do15(△))2CH2=CHCHO＋2H2OCH3COOH＋CH2=CHCH2OHeq\o(→,\s\up15(硫酸),\s\do15(△))CH3COOCH2CH=CH2＋H2O醇的消去反應(yīng)與分子間脫水反應(yīng)1.醇的消去反應(yīng)(分子內(nèi)脫水)RCH2CH2OHeq\o(→,\s\up15(濃H2SO4),\s\do15(△))RCH=CH2↑＋H2O(1)條件：在濃硫酸、P2O5、Al2O3(400℃左右)等催化劑的作用下加熱。(2)機(jī)理：羥基與β-碳上的一個(gè)氫原子以水的方式脫去形成C=C等不飽和鍵。并不是所有的醇都能發(fā)生消去反應(yīng)，只有在醇分子中存在β-碳原子且β-碳原子上有氫原子時(shí)，才能夠發(fā)生消去反應(yīng)。(3)實(shí)驗(yàn)(以乙醇為例)①利用P2O5(或Al2O3)作催化劑實(shí)驗(yàn)裝置②利用濃硫酸作催化劑實(shí)驗(yàn)裝置注意事項(xiàng)：a．配制體積比為1∶3的乙醇與濃硫酸混合液時(shí)，要注意在燒杯中先加入95%乙醇，然后滴加濃硫酸，邊滴加邊攪拌，冷卻備用(相當(dāng)于濃硫酸的稀釋)，濃硫酸起催化劑和脫水劑的作用。b．加熱混合液時(shí)，溫度要迅速上升到并穩(wěn)定于170℃左右，因?yàn)樵?40℃時(shí)主要產(chǎn)物是乙醚。c．由于反應(yīng)物都是液體而無固體，所以要向燒瓶中加入碎瓷片，以防液體受熱時(shí)發(fā)生暴沸。d．溫度計(jì)的水銀球要置于反應(yīng)液的中央位置，因?yàn)樾枰獪y量的是反應(yīng)液的溫度。醇發(fā)生消去反應(yīng)時(shí)的注意事項(xiàng)(1)由于濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，它還可將乙醇氧化為C或CO2，而本身被還原為SO2。實(shí)驗(yàn)時(shí)可用氫氧化鈉溶液除去混在乙烯中的CO2、SO2等雜質(zhì)，防止SO2干擾乙烯與溴的四氯化碳溶液和酸性高錳酸鉀溶液的反應(yīng)。(2)記憶口訣：硫酸酒精3∶1，加熱升溫170℃，為防暴沸加碎瓷，氣用排水來收集。2．分子間脫水反應(yīng)(取代反應(yīng))R1—CH2OH＋HOCH2R2eq\o(→,\s\up15(濃硫酸),\s\do15(△))R1—CH2—O—CH2—R2＋H2O。3．脫水反應(yīng)和消去反應(yīng)的關(guān)系脫水反應(yīng)有兩種，一種是分子內(nèi)脫水，如：CH3—CH2—OHeq\o(→,\s\up15(濃硫酸),\s\do15(170℃))CH2=CH2↑＋H2O。這類脫水反應(yīng)是消去反應(yīng)，不屬于取代反應(yīng)。二是分子間脫水，如：CH3CH2OH＋HOCH2CH3eq\o(→,\s\up15(濃硫酸),\s\do15(140℃))CH3CH2OCH2CH3＋H2O。這類脫水反應(yīng)不是消去反應(yīng)，而是取代反應(yīng)?？偟恼f來，消去、脫水、取代三反應(yīng)間有如圖所示關(guān)系：【典例1】下圖是一套實(shí)驗(yàn)室制取乙烯并驗(yàn)證乙烯具有還原性的實(shí)驗(yàn)裝置。請回答下列問題。(1)燒瓶中碎瓷片的作用是________________，裝置中的明顯錯(cuò)誤是________________。(2)實(shí)驗(yàn)步驟：①____________；②在各裝置中注入相應(yīng)的試劑(如圖所示)；③________。實(shí)驗(yàn)時(shí)，燒瓶中液體混合物逐漸變黑。(3)能夠說明乙烯具有還原性的現(xiàn)象是_________________；裝置甲的作用是____________。若無甲裝置，是否也能檢驗(yàn)乙烯具有還原性？______(填“能”或“不能”)，簡述其理由：_________。[解析](2)①制取氣體的裝置的氣密性必須良好，實(shí)驗(yàn)前需要檢查。③實(shí)驗(yàn)室制乙烯的反應(yīng)條件是使反應(yīng)混合物的溫度迅速升至170℃，從而減少乙醚的生成。(3)乙烯具有還原性是根據(jù)氧化劑酸性KMnO4溶液褪色來判斷的。由于燒瓶中混合物變黑，則說明生成了碳，聯(lián)想濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，可推出乙烯中混有還原性氣體SO2，由于SO2也會(huì)使酸性KMnO4溶液褪色，會(huì)干擾驗(yàn)證乙烯的還原性，所以檢驗(yàn)乙烯的還原性前必須除凈SO2，則裝置甲的作用是除去SO2。[答案](1)防止暴沸溫度計(jì)水銀球沒有插入反應(yīng)液中(2)組裝儀器，檢查裝置的氣密性加熱，使溫度迅速升至170℃(3)乙中酸性KMnO4溶液紫色褪去除去乙烯中混有的SO2等氣體不能SO2具有還原性，也可以使酸性KMnO4溶液褪色1．CH3OH和C2H5OH的混合物與濃H2SO4共熱，可能生成的有機(jī)物最多有()A．2種B．3種C．4種D．5種C[2CH3OHeq\o(→,\s\up15(濃硫酸),\s\do15(△))CH3—O—CH3＋H2O，2CH3CH2OHeq\o(→,\s\up15(濃硫酸),\s\do15(140℃))CH3—CH2—O—CH2—CH3＋H2O，CH3OH＋CH3CH2OHeq\o(→,\s\up15(濃硫酸),\s\do15(△))CH3—O—CH2CH3＋H2O，CH3CH2OHeq\o(→,\s\up15(濃硫酸),\s\do15(170℃))CH2=CH2↑＋H2O。]醇類的催化氧化及取代反應(yīng)規(guī)律1.醇的催化氧化規(guī)律醇能否被氧化以及被氧化的產(chǎn)物的類別，取決于與羥基相連的碳原子上的氫原子的個(gè)數(shù)：2．醇的取代反應(yīng)規(guī)律醇分子中，—OH或—OH上的氫原子在一定條件下可被其他原子或原子團(tuán)替代，如醇與羧酸的酯化反應(yīng)、醇分子間脫水及與HX的取代反應(yīng)。多元醇的反應(yīng)規(guī)律【典例2】芳樟醇、香葉醇都可用于合成香精，其結(jié)構(gòu)簡式如下。下列說法不正確的是()A．兩種醇都能使酸性KMnO4溶液褪色B．芳樟醇能發(fā)生消去反應(yīng)C．兩種醇都可在銅催化下與氧氣反應(yīng)生成含有相同官能團(tuán)的有機(jī)物D．兩種醇都能與金屬鈉反應(yīng)C[A項(xiàng)，兩種醇中都含有碳碳雙鍵，均能使酸性KMnO4溶液褪色，正確。B項(xiàng)，芳樟醇中與羥基相連C的鄰位C原子上有H原子，能發(fā)生消去反應(yīng)，正確。C項(xiàng)，因芳樟醇中與—OH相連的碳原子上沒有H原子，故不能被催化氧化，錯(cuò)誤。D項(xiàng)，醇羥基能與Na反應(yīng)生成H2，正確。]醇發(fā)生催化氧化的實(shí)質(zhì)是失去羥基(—OH)中的氫原子及羥基所連碳原子上的一個(gè)氫原子：(1)若連有羥基的碳原子上有兩個(gè)氫原子(甲醇有三個(gè)氫原子)，則該醇被催化氧化生成醛。(2)若連有羥基的碳原子上只有一個(gè)氫原子，則該醇被催化氧化生成酮。(3)若連有羥基的碳原子上沒有氫原子，則該醇不能被催化氧化。2．有下列幾種醇：(1)其中能被氧化生成醛的是________(填編號，下同)；其中能被催化氧化，但不是生成醛的是________；其中不能被催化氧化的是_________________________________。(2)與濃H2SO4共熱到一定溫度時(shí)，只生成一種烯烴的是________，能生成三種烯烴的是________，不能發(fā)生消去反應(yīng)的是________。[解析](1)具有—CH2OH結(jié)構(gòu)的醇能氧化為醛，具有結(jié)構(gòu)的醇能氧化為酮，“本碳”無氫的醇不能被催化氧化。(2)根據(jù)“鄰碳”上是否有氫以及氫原子的環(huán)境，可知①②③三種醇經(jīng)過消去反應(yīng)后只能得到一種烯烴；④⑤兩種醇經(jīng)過消去反應(yīng)后能得到兩種烯烴；⑥經(jīng)過消去反應(yīng)后能得到三種烯烴；⑦不能發(fā)生消去反應(yīng)。[答案](1)①⑦②④③⑤⑥(2)①②③⑥⑦1．下列物質(zhì)不屬于醇的是()D[醇是—OH直接連接在除苯環(huán)以外的烴基上時(shí)形成的一類化合物。選項(xiàng)D中羥基連接在苯環(huán)上，故它不屬于醇。]2．下列說法正確的是()A．醇均可溶于水B．分子中碳原子數(shù)目越多的醇，沸點(diǎn)一定越高C．甲醇和乙醇混合加熱最多可得到三種醚D．乙醇在一定條件下與HCl反應(yīng)時(shí)斷裂的是O—H鍵C[A項(xiàng)，高級醇一般不溶于水。B項(xiàng)，醇沸點(diǎn)的高低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。]3．乙醇在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)化學(xué)鍵斷裂如圖所示：，則乙醇在催化氧化時(shí)，化學(xué)鍵斷裂的位置是()A．②和③ B．②和④C．①和③ D．③和④B[根據(jù)醇的催化氧化條件，脫去羥基上的氫原子和與羥基相連的碳原子上的一個(gè)氫原子。]4．甲醇、乙二醇、甘油分別與足量金屬鈉作用，產(chǎn)生等體積的H2(相同條件下)，則三種醇的物質(zhì)的量之比為()A．6∶3∶2 B．1∶2∶3C．3∶2∶1 D．4∶3∶2A[甲醇是一元醇，乙二醇是二元醇，甘油是三元醇。若與足量鈉反應(yīng)，都生成molH2時(shí)，需甲醇3mol，乙二醇mol，丙三醇1mol，則三種醇的物質(zhì)的量之比為6∶3∶2。]5．已知液態(tài)有機(jī)物A，其結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH2OH。(1)A與濃硫酸共熱，分子內(nèi)脫去1分子水，生成B，B的結(jié)構(gòu)簡式為________；B通入溴水能發(fā)生________反應(yīng)生成C，C的結(jié)構(gòu)簡式為________。(2)A在有銅作催化劑時(shí)，與氧氣一起加熱，發(fā)生氧化反應(yīng)，生成D，D的結(jié)構(gòu)簡式為_________________________________。(3)寫出下列指定反應(yīng)的化學(xué)方程式：①A→B_________________________________。②B→C_________________________________。③A→D_