人教版選修5第1節(jié)醇酚第三章烴的含氧衍生物人類使用有機物的歷史很長，世界上幾個文明古國很早就掌握了釀酒和造醋的技術。據(jù)記載，中國古代曾制取到一些較純的有機物，如沒食子酸(982～992)、甘露醇(1037～1101)等；自從柯爾柏在1844年合成了醋酸，柏賽羅在1854年合成了油脂開始進入了有機化學的合成時代。在烴的衍生物中，取代烴中氫原子的其他原子或原子團，影響著烴的衍生物的性質(zhì)，使其具有不同于相應烴的特殊性質(zhì)。例如，乙烷是不溶于水的無色氣體，沸點較低，但乙醇卻是可與水無限混溶的液體，沸點相對較高。在化學性質(zhì)方面，乙醇與乙烷相比，都有其明顯的特性。烴的衍生物種類很多，本章分別以乙醇、苯酚、乙醛、乙酸等為代表物，著重介紹醇、酚、醛、羧酸等衍生物的一些性質(zhì)和用途。

氫鍵氫鍵是一種特殊的分子間作用。它是指分子中與電負性大的元素原子X以共價鍵相連的氫原子，和另一個分子中電負性大的元素原子Y之間所形成的一種較強的相互作用，常用X—H…Y表示。氫鍵的鍵能在10～40kJ·mol－1之間，比化學鍵弱很多，但比普通的分子間作用力稍強。X、Y是電負性大、半徑小的原子，常見的有氟、氧、氮原子。例如，在醇分子中，一個羥基上的氫原子和另一個羥基上的氧原子就會形成氫鍵；在醇的水溶液中，水分子和醇分子之間也會形成氫鍵。烴基苯環(huán)側(cè)鏈羥基CnH2n＋1OHCnH2n＋2O一、醇的概念、分類、命名及物理性質(zhì)1．醇的概念羥基與__________或__________上的碳原子相連的化合物，其官能團是__________(—OH)。結(jié)構(gòu)：(R1、R2、R3為H或烴基)飽和一元醇通式：____________或____________。點撥：醇的羥基不是連接在苯環(huán)上。2．分類3．命名3-甲基-2-戊醇3,4-二甲基-2-戊醇例如：①命名為___________________；②命名為__________________。4．物理性質(zhì)CH3CH2CH2CH2OH5．醇的同分異構(gòu)體飽和一元醇的分子通式為CnH2n＋2O，寫出C4H10O屬于醇的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：_____________________、

________________________、_______________、

___________________。二、醇的化學性質(zhì)(以乙醇為例)1．乙醇的結(jié)構(gòu)2．乙醇的化學性質(zhì)條件斷鍵位置反應類型化學方程式Na________/_________________________________________HBr△___________________________________________________________O2(Cu)△___________________________________________________________濃硫酸170℃___________________________________________________________①

2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑

②取代反應①③氧化反應②④消去反應①②取代反應氧化反應①②③④⑤氧化反應條件斷鍵位置反應類型化學方程式濃硫酸140℃____________________

________________________________

_______________________酸性KMnO4或K2Cr2O7

__________CH3CH2OHCH3COOH燃燒________________________

_______________________

__________________×

×

×

×

1．思維辨析：(1)乙醇易溶于水，是因為乙醇分子間存在氫鍵。(

)(2)HO—CH2CH2—OH也可與Na反應，斷裂C—O鍵。(

)(3)

的命名是1,3-二丙醇。(

)(4)1-丙醇在氫氧化鈉溶液中加熱也可發(fā)生消去反應。(

)練一練C

D

2．下列有機物，不屬于醇類的是(

)A．CH3OH

B．C．D．3．下列有機化合物中沸點最高的是(

)A．乙烷 B．乙烯C．乙醇 D．乙二醇C

4．乙醇分子中各化學鍵如圖所示，對乙醇在各種反應中應斷裂的鍵說明不正確的是(

)A．與金屬鈉作用時，鍵①斷裂B．與濃硫酸共熱至170℃時，鍵②和⑤斷裂C．與濃HBr溶液共熱時，鍵④斷裂D．在銅催化下與氧氣反應時，鍵①和③斷裂知識點1乙醇的性質(zhì)和醇類反應規(guī)律問題探究：1.乙醇發(fā)生消去反應時哪些化學鍵斷裂？2．結(jié)合乙醇消去反應的斷裂方式，分析討論能否發(fā)生消去反應？3．醇與鹵化氫反應生成鹵代烴和水，鹵代烴和水反應又可生成醇。試分析這兩個反應是否是可逆反應。4．銅在醇的氧化反應的過程中參與反應嗎？5．乙醇發(fā)生催化氧化反應中哪些鍵斷裂？探究提示：1.乙醇發(fā)生消去反應，脫去羥基和與羥基相連的碳原子的鄰位碳原子上的氫原子，即碳氫鍵斷裂、碳氧鍵斷裂。乙醇發(fā)生消去反應時化學鍵斷裂情況如圖：。2．乙醇發(fā)生消去反應時，是①、②處斷鍵，如圖：即與羥基直接相連的碳原子的鄰位碳原子上有氫原子時才能消去，由此推測能發(fā)生消去反應，而不能發(fā)生消去反應。3．上述兩個反應均屬于取代反應，都需要加熱，但前者是在酸性水溶液中進行，而后者是在堿性條件下進行，二者不屬于可逆反應。4．銅為催化劑，催化劑參與化學反應，即改變了反應的歷程；但最終又生成了催化劑，本身的質(zhì)量和化學性質(zhì)不變。5．乙醇發(fā)生催化氧化時，斷鍵部位為。知識總結(jié)：1．醇發(fā)生消去反應的本質(zhì)：(1)消去反應機理。(2)消去反應規(guī)律。①分子中至少有兩個碳原子；②連有—OH的碳原子的相鄰碳原子上必須連有氫原子。如CH3OH、(CH3)3CCH2OH不能發(fā)生消去反應生成烯烴。2．醇發(fā)生催化氧化反應的本質(zhì)：(1)催化氧化機理。反應過程為

①2Cu＋O22CuO②CH3CH2OH＋CuO――→CH3CHO＋H2O＋Cu由①＋②×2得2CH3CH2OH＋O2――→2CH3CHO＋2H2O反應中Cu作催化劑，CuO為中間產(chǎn)物?！鳌鰿u(2)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數(shù)，具體分析如下：3．醇的取代反應規(guī)律醇分子中，—OH或—OH上的H原子在一定條件下可被其他原子或原子團替代。如(1)醇與羧酸間的取代反應(2)醇分子間的取代反應(3)醇與氫鹵酸的反應C

1.某有機物，當它含有下列的一種官能團時，可能發(fā)生取代反應、氧化反應、消去反應的是(

)A．—COOH

B．C．—OH D．解析：羥基可以發(fā)生取代反應生成酯或鹵代烴，可以發(fā)生氧化反應生成醛或酮，可以發(fā)生消去反應生成烯烴?！纠}】規(guī)律方法指導：乙醇的斷鍵方式與反應類型的關系A

【練習】解析：①屬于醇與氫鹵酸的取代反應；②可看作醇被氧化為醛；③雖是分子內(nèi)脫水，但并未生成碳碳雙鍵，不屬于消去反應，其反應原理類似于一元醇分子間脫水生成醚，故屬于取代反應；④屬于醇與無機酸(HNO3)發(fā)生酯化反應生成硝化甘油(即三硝酸甘油酯)。問題探究：知識點2乙烯的制取根據(jù)該裝置思考下列問題：(1)濃硫酸的作用是什么？(2)溫度計水銀球的位置？(3)為何使液體溫度迅速升到170℃？(4)混合液顏色如何變化？為什么？(5)裝置中的氫氧化鈉溶液的作用是什么？探究提示：(1)催化劑和脫水劑。(2)水銀球插入混合溶液里液面以下。(3)防止溫度過低，發(fā)生副反應。(4)混合液逐漸變黑；乙醇在濃硫酸作用下生成碳單質(zhì)。(5)吸收反應生成的二氧化硫和揮發(fā)出來的乙醇。知識總結(jié)：1．試劑的作用(1)濃硫酸作催化劑和脫水劑，混合液的配制方法是先加入95%的乙醇，然后滴加98%的濃硫酸，邊加邊攪拌，冷卻備用(相當于濃硫酸的稀釋)。(2)濃硫酸與乙醇的反應除生成乙烯外還生成二氧化硫，另外乙醇易揮發(fā)，其中乙烯、二氧化硫、乙醇被高錳酸鉀氧化，乙烯、二氧化硫能使溴的CCl4溶液褪色，故為了檢驗生成的乙烯，需排除二氧化硫和乙醇的干擾，即氫氧化鈉溶液的作用是吸收二氧化硫和乙醇。(3)溴的四氯化碳溶液是驗證乙烯的不飽和性，酸性高錳酸鉀溶液是驗證乙烯的還原性。2．碎瓷片的作用防止暴沸。3．現(xiàn)象的描述(1)燒瓶中的液體逐漸變黑。因為在加熱的條件下，無水酒精和濃硫酸混合物的反應除可生成乙烯等物質(zhì)以外，濃硫酸還能將無水酒精氧化生成碳的單質(zhì)等多種物質(zhì)，碳的單質(zhì)使燒瓶內(nèi)的液體帶上了黑色。(2)溴的四氯化碳溶液褪色。(3)酸性高錳酸鉀溶液褪色。4．實驗的關鍵——嚴格控制溫度(1)無水酒精和濃硫酸混合物在170℃的溫度下主要生成乙烯和水，而在140℃時乙醇將以另一種方式脫水，即分子間脫水，生成乙醚，故需迅速升溫至170℃。(2)溫度計水銀球要置于反應物的中央位置因為需要測量的是反應物的溫度，而且不能與燒瓶接觸。2.(2016·經(jīng)典習題選萃)如圖是一套實驗室制取乙烯并驗證乙烯具有還原性的實驗裝置。【例題】請回答：(1)實驗步驟：①__________________________________；②在各裝置中注入相應的試劑(如圖所示)；③__________________________；實驗時，燒瓶中液體混合物逐漸變黑。(2)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，是否也能檢驗乙烯具有還原性，簡述其理由：____________________________________________________。組裝儀器，檢查裝置的氣密性加熱，使溫度迅速升到170℃乙中酸性KMnO4溶液紫色褪去除去乙烯中混有的SO2、CO2等酸性氣體以及乙醇不能，SO2具有還原性，也可以使酸性KMnO4溶液褪色解析：(1)①制取氣體的裝置的氣密性必須良好，實驗前需要檢查。③實驗室制乙烯的反應條件是使反應混合物的溫度迅速升至170℃，而減少乙醚的生成。(2)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H2SO4具有強氧化性，推出在乙烯中含還原性氣體SO2，由于SO2也會使酸性KMnO4溶液褪色，會干擾驗證乙烯的還原性，所以檢驗乙烯的還原性前必須除凈SO2，則裝置甲的作用是除去SO2。規(guī)律方法指導：醇類物質(zhì)在濃硫酸、加熱條件下反應較復雜，確定反應產(chǎn)物時，按分子的結(jié)構(gòu)特點分析所能發(fā)生的反應，結(jié)合反應條件，確定反應類型，分析可生成的各種產(chǎn)物。2．實驗室制取乙烯的裝置如圖所示，試回答：【練習】(1)燒瓶中發(fā)生反應的化學方程式為________________________________。(2)實驗中發(fā)現(xiàn)試管Ⅱ中溴水褪色，此現(xiàn)象能否說明一定有乙烯生成__________(填“能”或“不能”)。試管中另一現(xiàn)象可證明確實有乙烯生成，該現(xiàn)象是____________________________；試管Ⅱ中溴水褪色能否說明是由于乙烯與溴水發(fā)生了加成反應__________(填“能”或“不能”)。通過測定反應后溶液的pH可進一步證明是發(fā)生了取代反應還是加成反應，原因是________________________________________________________________________________________________。不能液體分層，油狀液體在下層不能若發(fā)生取代反應，生成HBr，水溶液pH明顯減??；若發(fā)生加成反應，不能生成HBr，水溶液pH升高解析：溴水褪色也可能是SO2所致，故應觀看Ⅱ中液體是否分層，若分層且油狀液體在下層，則說明一定有乙烯生成；若乙烯和溴水發(fā)生加成反應，則液體的pH升高；若發(fā)生取代反應，有HBr生成，水溶液的pH明顯減小。直接甲醇燃料電池直接甲醇燃料電池(DMFC)由甲醇負極、氧氣正極和質(zhì)子交換膜構(gòu)成。在催化劑作用下甲醇被氧化為水和二氧化碳。甲醇用完后，只要補充甲醇就可以繼