2021高三全国统考化学（经典版）一轮学案：选修5第4节　醇、酚

第4节　醇、酚[考试说明]　1.掌握醇、酚的典型代表物的组成、结构及性质。2.能列举事实说明有机分子中基团之间的相互影响。[命题规律]　本节内容是高考的热点之一，主要考查醇的消去、氧化、酯化反应和酚类的弱酸性，结合有机合成路线考查酚的检验等。考点1　醇知识梳理1.醇的概念醇是羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物，饱和一元醇的分子通式为CnH2n＋1OH或CnH2n＋2O。2．醇的分类3．醇的物理性质的变化规律(1)低级的饱和一元醇为无色中性液体，具有特殊气味。(2)溶解性：低级脂肪醇易溶于水，饱和一元醇的溶解度随着分子中碳原子数的递增而逐渐减小。(3)密度：一元脂肪醇的密度一般小于1 g·cm－3，与烷烃相似，随着分子里碳原子数的递增，密度逐渐增大。(4)沸点①直链饱和一元醇的沸点随着分子中碳原子数的递增而逐渐升高。②醇分子间存在氢键，所以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。4．几种常见的醇名称甲醇乙二醇丙三醇俗称木醇、木精—甘油结构简式CH3OH状态液体液体液体溶解性易溶于水和乙醇应用重要的化工原料，可用于制造燃料电池用作汽车发动机的抗冻剂，重要的化工原料作护肤剂，制造烈性炸药硝化甘油，重要的化工原料5．醇的化学性质(以乙醇为例)反应物及条件断键位置反应类型化学方程式Na①置换反应2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑HBr，△②取代反应CH3CH2OH＋HBrCH3CH2Br＋H2OO2(Cu)，△①③氧化反应2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O浓硫酸，170 ℃②④消去反应CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O浓硫酸，140 ℃①②取代反应2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3＋H2OCH3COOH(浓硫酸)，△①取代反应CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOCH2CH3＋H2O(1)醇类和卤代烃发生消去反应的条件不同。醇消去反应的条件是浓硫酸、加热；卤代烃消去反应的条件是氢氧化钠醇溶液、加热。(2)醇羟基是亲水基，多羟基化合物如丙三醇等都与水以任意比例互溶。(3)醇的催化氧化规律：醇的催化氧化的反应情况与跟羟基(—OH)相连的碳原子上的氢原子的个数有关。(4)醇的消去反应规律①结构条件：醇分子中连有羟基的碳原子邻位的碳原子上必须有氢原子。CH3OH(无相邻碳原子)， (相邻碳原子上无氢原子)等结构的醇不能发生消去反应。②一元醇消去反应生成的烯烃种数等于连羟基的碳原子的邻位碳原子上不同化学环境下的氢原子的种数。如的消去产物有2种。1.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，错误的指明错因。(1)CH3OH和都属于醇类，且二者互为同系物。(×)错因：同系物要求分子中所含官能团的种类和数目均相同，且组成上相差1个或若干个—CH2—。(2)所有的醇都能发生氧化反应和消去反应。(×)错因：并非所有的醇都能发生消去反应，应满足结构特点：。(3)用浓硫酸、乙醇在加热条件下制备乙烯，应缓慢升温至170 ℃。(×)错因：制备乙烯，应迅速升温至170 ℃，减少副反应的发生。(4)乙醇的分子间脱水反应和酯化反应属于不同反应类型。(×)错因：都属于取代反应类型。2．下列四种有机物：(1)能被氧化成醛的是________。(2)能被氧化成酮的是________。答案　(1)②③　(2)①题组训练1.分子式为C4H10O并能被氧化生成醛类的有机化合物有(　　)A．2种  B．3种 C．4种  D．5种答案　A解析　分子式为C4H10O并能被氧化生成醛类的有机化合物是醇类，且满足C3H7—CH2OH，—C3H7有2种，则能被氧化生成醛类的有2种。2．写出以下物质发生消去反应的产物：(1)1－丙醇：________________________________________________________________________；(2)2－甲基－2－丙醇：________________________________________________________________________；(3)2－丁醇：________________________________________________________________________。答案　(1)CH3CH===CH2　(3)CH3CH2CH===CH2、CH3CH===CHCH3考点2　酚知识梳理1.酚的组成与结构(以苯酚为例，下同)分子式结构简式官能团结构特点C6H6O或C6H5—OH羟基(—OH)羟基与苯环直接相连 2．苯酚的物理性质3．酚的化学性质(结合基团之间的相互影响理解)由于苯环对羟基的影响，酚羟基比醇羟基活泼；由于羟基对苯环的影响，苯酚中苯环上的氢比苯中的氢活泼。(1)弱酸性(苯环影响羟基)①电离方程式：C6H5OHC6H5O－＋H＋，俗称石炭酸，酸性很弱，不能使石蕊试液变红。②与Na反应的化学方程式为：2C6H5OH＋2Na―→2C6H5ONa＋H2↑。③与碱的反应苯酚的浑浊液液体变澄清溶液变浑浊。该过程中发生反应的化学方程式分别为：总结：酸性H2CO3> >HCO(2)苯环上氢原子的取代反应(羟基影响苯环)苯酚与浓溴水反应的化学方程式为：。说明：①此反应十分灵敏，常用于苯酚的定性检验和定量测定。②在苯酚与溴水的取代反应实验中，苯酚取少量，滴入的溴水要过量。这是因为生成的三溴苯酚易溶于苯酚等有机溶剂，使沉淀溶解，不利于观察实验现象。③取代的位置是羟基的邻、对位。(3)显色反应：苯酚跟FeCl3溶液作用显紫色，利用这一反应可以检验苯酚的存在。(5)氧化反应：苯酚易被空气中的氧气氧化而显粉红色；易被酸性KMnO4溶液氧化。(6)缩聚反应＋(n－1)H2O。 (1) 不是同类物质，前者属于酚，后者属于醇，故不是同系物。(2)苯酚具有弱酸性，但酸性比碳酸弱，所以苯酚与碳酸钠反应只能生成NaHCO3，不能生成CO2。向苯酚钠溶液中通入二氧化碳有白色浑浊物苯酚出现，但不论CO2是否过量，生成物均为NaHCO3，不会生成Na2CO3。(3)羟基与苯环相连，使中羟基的邻、对位碳原子上的氢原子较活泼而易发生取代。1.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，错误的指明错因。(1) 含有的官能团相同，二者的化学性质相似。(×)错因：属于酚，故化学性质不相似。(2)实验时手指上不小心沾上苯酚，立即用70 ℃以上的热水清洗。(×)错因：用70 ℃以上的热水清洗易烫伤皮肤，可用酒精清洗。(3)分子式为C7H8O的芳香类有机物有四种同分异构体。(×)错因：芳香类同分异构体有：、，共计5种。(4)往溶液中通入少量CO2的离子方程式为＋CO。(×)错因：溶液中不管通入多少CO2都是生成HCO，即：＋H2O＋CO2―→＋HCO。(5)除去苯中的苯酚，加入浓溴水再过滤。(×)错因：三溴苯酚是有机物，可溶于苯中，同时引入新的杂质，则除去苯中的少量苯酚，应向混合物中加入NaOH溶液后分液。2．现有以下物质：①；回答下列问题：(1)其中属于脂肪醇的为________，属于芳香醇的为________，属于酚类的为________。(2)其中物质的水溶液显酸性的为________。(3)其中互为同分异构体的为________。(4)列举出⑤所能发生反应的类型：________________________________________(任写三种)。答案　(1)①②　③⑤　④⑤　(2)④⑤　(3)③④　(4)取代反应(酯化反应)、氧化反应、消去反应、加成反应、显色反应(任写三种)题组训练1.己烯雌酚是一种激素类药物，结构如图所示，下列叙述正确的是(　　)A．1 mol己烯雌酚完全燃烧能生成18 mol CO2和12 mol H2O，与足量NaHCO3溶液反应能生成2 molCO2B．1 mol己烯雌酚可与5 mol Br2发生取代反应C．己烯雌酚苯环上的一氯取代物有2种(不包括顺反异构)D．己烯雌酚分子结构中至少有16个碳原子共平面答案　C解析　己烯雌酚的分子式为C18H20O2,1 mol己烯雌酚完全燃烧能生成18 mol CO2和10 mol H2O，酚的酸性弱于碳酸，不能与NaHCO3溶液反应生成CO2，A错误；1 mol该分子中酚羟基邻位有4 mol氢可被取代，乙基上可有多个氢被取代，B错误；该分子结构对称，C正确；结合乙烯、苯的平面结构分析，分子中至少有8个碳原子共平面，D错误。2．木质素是一种非糖类膳食纤维。其单体之一芥子醇的结构简式如图所示，下列有关芥子醇的说法正确的是(　　)A．芥子醇分子中有三种含氧官能团B．芥子醇分子中所有碳原子不可能在同一平面上C．1 mol芥子醇与足量浓溴水反应，最多消耗3 mol Br2D．芥子醇能发生的反应有氧化、取代、加成反应答案　D解析　芥子醇分子结构中含有碳碳双键、醇羟基、酚羟基，故能发生加成、取代和氧化反应，D正确。醇和酚的性质比较类别脂肪醇芳香醇苯酚实例CH3CH2OH官能团醇羟基—OH醇羟基—OH酚羟基—OH结构特点—OH与脂肪烃基相连—OH与苯环侧链碳原子相连—OH与苯环直接相连化学性质(1)与活泼金属反应；(2)取代反应；(3)消去反应；(4)催化氧化和被酸性高锰酸钾(或重铬酸钾)溶液氧化；(5)酯化反应(属于取代反应)(1)弱酸性；(2)取代反应；(3)显色反应；(4)被空气中的氧气、酸性高锰酸钾(或重铬酸钾)溶液氧化；(5)加成反应；(6)缩聚反应(酚醛树脂)羟基H活泼性酚羟基>醇羟基特性红热铜丝插入醇中有刺激性气味(生成醛或酮)使FeCl3溶液显紫色高考真题实战1.(2018·江苏高考)(双选)化合物Y能用于高性能光学树脂的合成，可由化合物X与2­甲基丙烯酰氯在一定条件下反应制得： 下列有关化合物X、Y的说法正确的是(　　)A．X分子中所有原子一定在同一平面上B．Y与Br2的加成产物分子中含有手性碳原子C．X、Y均不能使酸性KMnO4溶液褪色D．X→Y的反应为取代反应答案　BD解析　X中与苯环直接相连的2个H、3个Br、1个O和苯环碳原子一定在同一平面上，由于单键可以旋转，X分子中羟基氢与其他原子不一定在同一平面上，A错误；Y与Br2的加成产物为，中“*”碳为手性碳原子，B正确；X中含酚羟基，Y中含碳碳双键，都能使酸性KMnO4溶液褪色，C错误；对比X、2­甲基丙烯酰氯和Y的结构简式，X＋2­甲基丙烯酰氯→Y＋HCl，反应类型为取代反应，D正确。2. (2015·上海高考)实验室回收废水中苯酚的过程如右图所示。下列分析错误的是(　　)A．操作Ⅰ中苯作萃取剂B．苯酚钠在苯中的溶解度比在水中的大C．通过操作Ⅱ苯可循环使用D．三步操作均需要分液漏斗答案　B解析　根据流程知，向含酚废水中加入苯，发生萃取，将酚萃取到苯中，然后分液，再加入NaOH溶液，苯酚与NaOH反应得到苯酚钠，苯酚钠进入水中，通过分液得到苯酚钠溶液和苯，再向苯酚钠溶液中加入盐酸得到苯酚乳浊液，静置分层，最后通过分液即可得到苯酚，由上述分析知，B项错误。3．(2015·重庆高考)某化妆品的组分Z具有美白功效，原从杨树中提取，现可用如下反应制备：下列叙述错误的是(　　)A．X、Y和Z均能使溴水褪色B．X和Z均能与NaHCO3溶液反应放出CO2C．Y既能发生取代反应，也能发生加成反应D．Y可作加聚反应单体，X可作缩聚反应单体答案　B解析　X、Z中含有酚羟基，能与溴发生取代反应使溴水褪色，Y中含有碳碳双键，能与Br2发生加成反应而使溴水褪色，A项正确。酚的酸性小于H2CO3，所以X、Z均不能与NaHCO3溶液反应放出CO2，B项错误。Y在FeBr3催化下能与Br2发生取代反应，Y中的碳碳双键能与Br2、H2O等发生加成反应，C项正确。Y中的碳碳双键能发生加聚反应，X能与醛类物质发生缩聚反应，D项正确。4．(2015·江苏高考)(双选)己烷雌酚的一种合成路线如下： 下列叙述正确的是(　　)A．在NaOH水溶液中加热，化合物X可发生消去反应B．在一定条件下，化合物Y可与HCHO发生缩聚反应C．用FeCl3溶液可鉴别化合物X和YD．化合物Y中不含有手性碳原子答案　BC解析　卤代烃在NaOH醇溶液中发生消去反应，在NaOH水溶液中发生的是取代反应，A项错误；酚可与醛发生缩聚反应，类似于酚醛树脂的制备，B项正确；X中无酚羟基，而Y中有，所以可用FeCl3溶液鉴别X和Y，C项正确；中标“*”的碳原子为手性碳原子，D项错误。5．(2017·全国卷Ⅱ节选)化合物G是治疗高血压的药物“比索洛尔”的中间体，一种合成G的路线如下：已知以下信息：D的苯环上仅有两种不同化学环境的氢；1 mol D可与1 mol NaOH或2 mol Na反应。回答下列问题：(1)C与D反应生成E的化学方程式为________________________________________________________________________。(2)由E生成F的反应类型为________________________________________________________________________。(3)G的分子式为________________。(4)L是D的同分异构体，可与FeCl3溶液发生显色反应，1 mol的L可与2 mol的Na2CO3反应，L共有__________种；其中核磁共振氢谱为四组峰，峰面积比为3∶2∶2∶1的结构简式为________________、________________。答案　(1) (2)取代反应(3)C18H31NO4(4)6　解析　(1)由题给信息知，D中含有苯环；由“1 mol D可与1 mol NaOH或2 mol Na反应”可知，D分子结构中含有一个酚羟基和一个醇羟基；由“D的苯环上仅有两种不同化学环境的氢”可知，酚羟基和醇羟基在苯环的对位上，所以D的结构简式为，结合G的结构简式可写出C与D反应生成E的化学方程式为(2)根据E和另一反应物的分子式及F的分子式可知，另一种生成物为HCl，因此该反应属于取代反应。(4)L可与FeCl3溶液发生显色反应，说明L的结构中含有酚羟基；1 mol L可与2 mol Na2CO3反应，说明L含有2个酚羟基，另外苯环上还有一个甲基，由“定二移一”法可知，L共有6种结构；满足峰面积比为3∶2∶2∶1的结构简式为