高中化学人教版 (2019)选择性必修3第三章 烃的衍生物实验活动1 乙酸乙酯的制备与性质第1课时学案

第三章 烃的衍生物

第二节　醇　酚

第1课时　醇

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1. 通过认识羟基的结构，了解醇类的结构特点；进而从化学键、官能团的角度理解醇类消去反应、催化氧化反应的特征和规律。

2. 通过乙醇性质的学习，能利用反应类型的规律判断、说明和预测醇类物质的性质。

教学过程

一、醇的概述

1．醇的概念、分类及命名

(1)概念

醇是羟基与饱和碳原子相连的化合物。

饱和一元醇通式为CnH2n＋1OH或CnH2n＋2O(n≥1，n为整数)。

(2)分类

(3)命名

①步骤原则

—选择含有与羟基相连的碳原子的最长碳链为,主链，根据碳原子数目称为某醇

|

—从距离羟基最近的一端给主链碳原子依次编号

|

—醇的名称前面要用阿拉伯数字标出羟基的位置；羟基的个数用“二”“三”等表示

②实例

CH3CH2CH2OH　1-丙醇；　2-丙醇；

　1,2,3-丙三醇。

③注意：用系统命名法命名醇，确定最长碳链时不能把—OH看作链端，只能看作取代基，但选择的最长碳链必须连有—OH。

2．物理性质

(1)沸点

①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。

②饱和一元醇，随分子中碳原子个数的增加，醇的沸点升高。

③碳原子数相同时，羟基个数越多，醇的沸点越高。

(2)溶解性：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。

3．几种重要的醇

二、醇的化学性质——以乙醇为例

乙醇发生化学反应时，可断裂不同的化学键。如

1．与钠反应

分子中a键断裂，化学方程式为

2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑。

2．消去反应——乙烯的实验室制法

(1)实验装置

(2)实验步骤

①将浓硫酸与乙醇按体积比约3∶1混合，即将15 mL浓硫酸缓缓加入到盛有5 mL 95%乙醇的烧杯中混合均匀，冷却后再倒入长颈圆底烧瓶中，并加入碎瓷片防止暴沸；

②加热混合溶液，迅速升温到170 ℃，将生成的气体分别通入酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液中，观察现象。

(3)实验现象

酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液褪色。

(4)实验结论

乙醇在浓硫酸作用下，加热到170 ℃，发生了消去反应，生成乙烯。

分子中b、d键断裂，化学方程式为

CH3CH2OHCH2==CH2↑＋H2O。

3．取代反应

(1)与HX发生取代反应

分子中b键断裂，化学方程式为

C2H5OH＋HXC2H5X＋H2O。

(2)分子间脱水成醚

一分子中a键断裂，另一分子中b键断裂，化学方程式为

2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3＋H2O。

[醚类简介]　(1)醚的概念和结构

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。

(2)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。

4．氧化反应

(1)燃烧反应：C2H5OH＋3O22CO2＋3H2O。

(2)催化氧化

乙醇在铜或银作催化剂加热的条件下与空气中的氧气反应生成乙醛，分子中a、c键断裂，化学方程式为

2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O。

(3)醇被酸性KMnO4溶液或酸性K2Cr2O7溶液氧化

Ⅰ.实验装置

Ⅱ.实验步骤：

①在试管中加入少量酸性重铬酸钾溶液。

②滴加少量乙醇，充分振荡，观察并记录实验现象。

Ⅲ.实验现象：溶液由黄色变为墨绿色。

乙醇能被酸性重铬酸钾溶液氧化，其氧化过程分为两个阶段：

。

【归纳总结】

1．醇消去反应的规律

(1)醇消去反应的原理如下：

(2)若醇分子中只有一个碳原子或与—OH相连碳原子的相邻碳原子上无氢原子，则不能发生消去反应。如CH3OH、、等。

(3)某些醇发生消去反应，可以生成不同的烯烃，如：有三种消去反应有机产物。

2．醇催化氧化反应的规律

(1)RCH2OH被催化氧化生成醛：

2RCH2OH＋O22RCHO＋2H2O

(2)被催化氧化生成酮：

＋O2＋2H2O

(3)一般不能被催化氧化。

课时训练

1．下列各组物质中，一定互为同系物的是

A．C3H6O、C4H8O B．C3H8、C2H6

C．和 D．C3H8O、C2H6O

2．下列关于醇类物质的物理性质的说法，不正确的是

A．沸点：乙二醇>乙醇>丙烷

B．乙醇是常用的有机溶剂，可用于萃取碘水中的碘

C．交警对驾驶员进行呼气酒精检测，利用了酒精易挥发的性质

D．甲醇、乙醇、丙醇均可与水以任意比例混溶，这是因为这些醇与水形成了氢键，且烃基体积小

3．下列说法错误的是

A．葡萄糖和麦芽糖可以用新制氢氧化铜悬浊液鉴别

B．乙醇与氢卤酸的反应中乙醇分子断裂碳氧键而失去羟基

C．分子式为的有机物的两种同分异构体可以利用红外光谱区别

D．醇分子中的氢氧键不如水分子中的氢氧键容易断裂，这是因为醇分子中的烷基具有推电子作用

4．下列说法正确的是

A．化妆品中添加甘油不能起到保湿作用

B．红外光谱法与核磁共振氢谱可用于有机物分子结构的鉴定

C．当液态有机物与杂质的沸点相差较小时可以用蒸馏的方法提纯

D．乙醇完全氧化成乙醛，转移电子数为

5．某有机物的结构简式为CH3-CH=CH-CH2OH，现有①溴水②金属钠③灼热的CuO④酸性高锰酸钾溶液，在一定条件下，能与该有机物反应的物质是

A．只有①②④ B．只有①④ C．只有①② D．①②③④

6．有机物分子中原子(或原子团)间的相互影响会导致它们化学性质改变。下列叙述能说明上述观点的是

A．乙烯可发生加成反应，而乙烷不能

B．乙醇分子能发生消去反应，而2，2-二甲基-1-丙醇不行

C．甲苯能与酸性高锰酸钾溶液反应，而甲烷不行

D．等物质的量的丙三醇和乙醇分别与足量金属钠反应，丙三醇产生的H2多

7．正丁醚常用作有机反应的溶剂，不溶于水，密度比水小，在实验室中可利用反应制备，反应装置如图所示。下列说法正确的是

A．装置B中a为冷凝水进水口

B．为加快反应速率可将混合液升温至170℃以上

C．若分水器中水层超过支管口下沿，应打开分水器旋钮放水

D．本实验制得的粗醚经碱液洗涤、干燥后即可得纯醚

8．正丁醚常用作有机合成反应的溶剂。

某实验小组利用如下装置(夹持和加热装置均省略)合成正丁醚，其反应原理：，反应装置如图所示。下列说法正确的是

A．图中温度计水银球也可以位于液面上方

B．若分水器中水层超过支管口下沿，应打开分水器旋钮放水

C．正丁醚熔沸点较低，该有机物固体是分子晶体，存在分子间氢键

D．实验制得的粗醚经碱液洗涤、干燥后，将干燥后粗产品放入蒸馏装置中，迅速加热到142.0℃以上蒸馏即可得纯醚

9．实验室用环己醇()脱水的方法合成环己烯，该实验的装置如下图所示：

可能用到的有关数据如下：

按下列实验步骤回答问题：

I.产物合成

在a中加入10.0g环己醇和2片碎瓷片，冷却搅拌下慢慢加入1mL浓硫酸，b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度接近90℃。

(l)碎瓷片的作用是_______；b的名称是_______；

(2)a中发生主要反应的化学方程式为_______；本实验最容易产生的有机副产物是_______(填有机物的类别或结构简式)。

II.分离提纯

将反应粗产物倒入分液漏斗中，依次用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙，最终通过操作X得到纯净的环己烯，称量，其质量为4.1g。

(3)上述步骤中能除去产品中的浓硫酸的试剂是____，操作X的名称为____。

III.产物分析及产率计算

(4)①核磁共振氢谱可以帮助鉴定产物是否为环己烯，环己烯分子中有___种不同化学环境的氢原子。

②本实验所得环己烯的产率是___。

10．某化学小组采用下图所示的装置，用环己醇制备环己烯。

已知：+H2O

(1)制备粗品：  将12.5 mL环己醇与1mL浓硫酸加入试管A中，摇匀后放入碎瓷片，缓慢加热至反应完全，在试管C内得到环己烯粗品。

①在试管中混合环已醇和浓硫酸操作时，加入药品的先后顺序为______。

②如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片，应该采取的正确操作是_____(填字母)。

A．立即补加         B．冷却后补加         C．不需补加         D．重新配料

③将试管C置于冰水中的目的是_______。

(2)制备精品

①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。向粗品中加入饱和食盐水，振荡、静置、分层，环己烯在___________层(填“上”或“下”)，分液后用___________(填字母)洗涤。

a.酸性KMnO4溶液        b.稀硫酸             c.Na2CO3溶液

②再将提纯后的环己烯按如图所示装置进行蒸馏。图中仪器a 的名称是___________，实验中冷却水从___________(填字母)口进入。蒸馏时要加入生石灰，目的是___________。

答案解析

1.【答案】B

【详解】

同系物是指结构相似，在组成上相差一个或若干个CH2原子团的一系列物质，据此概念解题：

A．分子式符合CnH2nO的物质可能是醛、酮或者烯醇，故C3H6O与C4H8O不一定互为同系物，A不合题意；

B．分子式符合CnH2n+2的物质只能是烷烃，故C3H8与C2H6均为烷烃的同系物，B符合题意；

C．和前者为苯酚，后者为苯甲醇，二者结构不相似，故不互为同系物，C不合题意；   

D．分子式符合CnH2n+2O的物质可能是饱和一元醇，也可能是醚，故C3H8O与C2H6O不一定互为同系物，D不合题意；

故答案为：B。

2.【答案】B

【详解】

A．乙二醇、乙醇的分子间都有氢键，丙烷分子间没有有氢键，且乙二醇分子间氢键比乙醇多，故沸点乙二醇>乙醇>丙烷，，故A正确；

B．乙醇虽然是常用的有机溶剂，但乙醇溶于水，故不能萃取碘水中的碘，故B错误；

C．酒精具有挥发性，交警对驾驶员进行呼气酒精检测，利用了酒精的挥发性，故C正确；

D．羟基是亲水基团，可以和水分子上的氢原子形成氢键，故甲醇、乙二醇、丙三醇等低级醇均可与水以任意比混溶，故D正确；

故答案为B。

3.【答案】A

【详解】

A．葡糖糖和麦芽糖都含有醛基，属于还原性糖，都能与新制氢氧化铜反应，故不能鉴别，故A错误；

B．乙醇能与氢卤酸发生取代，断裂碳氧键而失去羟基，故B正确；

C．C2H6O可能的结构是乙醇和甲醚，两者化学键不同的是乙醇中含有氢氧键，而甲醚中没有氢氧键，故可以利用红外光谱区别，故C正确；

D．醇分子中的烷基具有推电子作用，导致醇分子中的氢氧键不容易断裂，故D正确；

故选A。

4.【答案】B

【详解】

A． 甘油能以任意比例和水互溶，故甘油能起到保湿作用，A错误；

B．红外光谱仪用于测定有机分子中所含的化学键或官能团，核磁共振氢谱用于测定有机物分子中氢原子的种类和相对数目，所以红外光谱法与核磁共振氢谱可用于有机物分子结构的鉴定，B正确；

C． 蒸馏用于分离互溶的沸点相差大的液体混合物，故当液态有机物与杂质的沸点相差较大时可以用蒸馏的方法提纯，C错误；

D． 乙醇催化氧化为乙醛，反应方程式为： ，每有2mol乙醇发生反应、转移4mol电子，则乙醇（即0.1mol）完全氧化成乙醛，转移电子数为，D错误；

答案选B。

5.【答案】D

【详解】

CH3-CH=CH-CH2OH含有碳碳双键，能与溴水发生加成反应，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，CH3-CH=CH-CH2OH含有羟基，能与钠反应，与羟基相连的碳原子上有氢，能与CuO反应，也能被酸性高锰酸钾溶液氧化，所以①溴水②金属钠③灼热的CuO④酸性高锰酸钾溶液，在一定条件下，均能与该有机物反应，故选D。

6.【答案】C

【详解】

A．乙烯含有碳碳双键，乙烯可发生加成反应，而乙烷不能，是因为官能团不同，故不选A；

B．乙醇分子能发生消去反应生成乙烯，2，2-二甲基-1-丙醇不能发生消去反应是因为与羟基相连碳原子的邻碳原子上没有H原子，故不选B；

C．甲烷不能与酸性高锰酸钾反应，甲苯能与酸性高锰酸钾溶液反应，是因为苯环对甲基产生影响，故选C；

D．等物质的量的丙三醇和乙醇分别与足量金属钠反应，丙三醇产生的H2多，是因为丙三醇中羟基个数多，故不选D；

选C。

7.【答案】C

【详解】

A．B的作用是冷凝，为保证冷凝管充满水，得到最好的冷凝效果，则b为冷凝水进水口，A错误；

B．由反应方程式可知温度应控制在135℃，温度达到170℃正丁醇可能发生消去反应，副产物增多，正丁醚产率降低，B错误；

C．由分析可知若分水器中水层超过支管口下沿，应打开分水器旋钮放水，C正确；

D．由于正丁醇与正丁醚互溶，正丁醇微溶于水，经碱液洗涤、干燥后的产品含正丁醇、碱，不能得到纯醚，D错误；

答案选C。

8.【答案】B

【详解】

A．温度计的作用是测量反应液的温度为135℃，因此温度计水银球不能位于液面上方，A错误；

B．当分水器中水层超过支管口下沿，应打开分水器旋钮放水，避免水流回烧瓶，B正确；

C．正丁醚熔沸点较低，因此正丁醚固体属于分子晶体，但正丁醚分子间不能形成氢键，C错误；

D．实验制得的粗醚中含有正丁醇，蒸馏时不能迅速加热到142.0℃以上，否则会混有正丁醇，D错误；

答案选B。

9.【答案】防止a中液体暴沸    直形冷凝管    + H2O      或醚    5%碳酸钠溶液    蒸馏    3    50%   

【详解】

(l)碎瓷片的存在可以防止在加热过程中产生暴沸现象；仪器b的名称是直形冷凝管；故答案为：防止a中液体暴沸；直形冷凝管；

(2)在浓硫酸存在条件下，加热环己醇可制取环己烯，反应的化学方程式为：+ H2O；加热过程中，环己醇除可发生消去反应生成环己烯外，还可以发生取代反应，分子间发生脱水反应生成二环己醚，副产物的结构简式为；故答案为：+ H2O；；

(3)利用碳酸钠能和硫酸反应生成可溶于水的硫酸钠，洗涤是用碳酸钠溶液除去粗产品中的硫酸；操作X的目的是分离相互混溶的液体混合物，则X的名称为蒸馏；故答案为：5%碳酸钠溶液；蒸馏；

(4)①，如图，环己烯是对称结构，其分子中有3种不同化学环境的氢原子；故答案为：3；

②环己醇的物质的量为=0.1mol，理论上可以得到0.1mol环己烯，其质量为8.2g，所以产率=×100%=50%。故答案为：50%。

10.【答案】先将环己醇加入试管A中，再缓慢加入浓硫酸    B    防止环己烯的挥发(其他合理答案也给分)    上    c    蒸馏烧瓶    g    吸收剩余的水   

【详解】

(1)①浓硫酸密度大于环己醇，混合环已醇和浓硫酸操作时，先将环己醇加入试管A中，再缓慢加入浓硫酸；

②碎瓷片的作用是防爆沸，如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片，应该冷却后补加；

③试管C收集环己烯，环己烯的沸点83℃，易挥发，将试管C置于冰水中的目的是防止环己烯的挥发；

(2)①环己烯难溶于水、密度小于水，向粗品中加入饱和食盐水，振荡、静置、分层，环己烯在上层；环己烯粗品中含有少量酸性杂质，分液后用有关加入碱性溶液洗涤，所以用Na2CO3溶液，故选c。

②根据图示，仪器a 的名称是蒸馏烧瓶，冷却水应该“低进高出”，实验中冷却水从g口进入。氧化钙和水反应生成氢氧化钙，蒸馏时加入生石灰，目的是吸收剩余的水。