PAGE10-第1課時(shí)醇的性質(zhì)和應(yīng)用[明確學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.了解醇類的分類。2.駕馭醇類的化學(xué)性質(zhì)。3.理解醇類催化氧化反應(yīng)、消去反應(yīng)機(jī)理與規(guī)律。一、乙醇的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)1．分子結(jié)構(gòu)2．化學(xué)性質(zhì)續(xù)表二、醇的概述與分類1．概念烴分子中飽和碳原子上的氫原子被羥基取代形成的化合物。2．分類依據(jù)醇分子中eq\o(□,\s\up4(01))醇羥基的數(shù)目，可分為一元醇、二元醇和多元醇。3．組成一元醇的分子通式為R—OH，飽和一元醇的分子通式為eq\o(□,\s\up4(02))CnH2n＋1OH。4．化學(xué)性質(zhì)與乙醇相像(1)與活潑金屬發(fā)生eq\o(□,\s\up4(03))置換反應(yīng)。(2)氧化反應(yīng)(燃燒、催化氧化、被酸性KMnO4溶液氧化等)。(3)消去反應(yīng)。(4)與HX、羧酸等的eq\o(□,\s\up4(04))取代反應(yīng)等。5．幾種典型醇的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與用途(1)甲醇(CH3OH)俗稱eq\o(□,\s\up4(05))木精或eq\o(□,\s\up4(06))木醇：無色透亮的液體；甲醇有eq\o(□,\s\up4(07))劇毒，飲用后會使人眼睛失明，量多時(shí)使人致死，是一種重要的eq\o(□,\s\up4(08))有機(jī)化工原料。(2)乙二醇結(jié)構(gòu)簡式：eq\o(□,\s\up4(09))CH2OHCH2OH，為無色黏稠有eq\o(□,\s\up4(10))甜味的液體，易溶于水和乙醇，它的水溶液凝固點(diǎn)eq\o(□,\s\up4(11))低，可作內(nèi)燃機(jī)的eq\o(□,\s\up4(12))抗凍劑、制造滌綸。(3)丙三醇(甘油)結(jié)構(gòu)簡式：eq\o(□,\s\up4(13))CH2OHCHOHCH2OH，無色黏稠有eq\o(□,\s\up4(14))甜味的液體，吸濕性強(qiáng)，它跟水、乙醇以隨意比例互溶，甘油水溶液的凝固點(diǎn)很低，用于制造硝化甘油。1．醇和鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)時(shí)有什么異同？提示：相同點(diǎn)：①醇和鹵代烴發(fā)生消去反應(yīng)的規(guī)律類似，對有機(jī)物結(jié)構(gòu)的要求均為：醇(或鹵代烴)分子所含碳原子數(shù)必需大于1；與—OH(或—X)相連的碳原子的鄰位碳原子上有氫原子。②醇和鹵代烴的消去反應(yīng)均有烯烴生成。不同點(diǎn)：二者發(fā)生消去反應(yīng)的條件不同，醇的消去反應(yīng)需在濃硫酸作催化劑并加熱的條件下進(jìn)行；鹵代烴的消去反應(yīng)需在強(qiáng)堿的醇溶液中并加熱的條件下進(jìn)行。2．乙醇能使酸性高錳酸鉀溶液和重鉻酸鉀溶液褪色嗎？提示：乙醇具有還原性，強(qiáng)氧化劑如酸性高錳酸鉀溶液、酸性重鉻酸鉀溶液均能首先將乙醇氧化為乙醛，然后進(jìn)一步將乙醛氧化為乙酸。兩個(gè)不同的反應(yīng)中，MnOeq\o\al(－,4)被還原為Mn2＋，溶液顏色由紫色變?yōu)闊o色，而Cr2Oeq\o\al(2－,7)被還原為Cr3＋，溶液顏色由橙色變?yōu)榫G色。一、醇類的相關(guān)反應(yīng)規(guī)律1．醇催化氧化反應(yīng)的規(guī)律醇分子中，羥基上的氫原子和與羥基相連的碳原子上的氫原子結(jié)合外來的氧原子生成水，而醇本身形成“”不飽和鍵。(1)RCH2OH被催化氧化生成醛。2RCH2OH＋O2eq\o(→,\s\up17(Cu或Ag),\s\do15(△))2RCHO＋2H2O(3)一般不能被催化氧化。2．醇消去反應(yīng)的規(guī)律醇消去反應(yīng)的原理如下：(1)若醇分子中只有一個(gè)碳原子或β碳原子上無氫原子，則不能發(fā)生消去反應(yīng)。如CH3OH、等。(2)醇分子中存在2個(gè)或3個(gè)不同的β碳原子，且這些碳原子都連接有氫原子時(shí)，發(fā)生消去反應(yīng)，可以生成不同的烯烴，如：有三種消去反應(yīng)有機(jī)產(chǎn)物。3．醇的取代反應(yīng)規(guī)律醇分子中，—OH或—OH上的氫原子在肯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)。[對點(diǎn)練習(xí)]1．乙醇分子中不同的化學(xué)鍵如圖所示，關(guān)于乙醇在各種不同反應(yīng)中斷裂的鍵說明不正確的是()A．和金屬鈉反應(yīng)時(shí)鍵①斷裂B．和濃H2SO4共熱到170℃時(shí)斷鍵②和④C．在銀催化條件下與O2反應(yīng)時(shí)斷鍵①和③D．和濃H2SO4共熱到140℃時(shí)斷鍵②，其他鍵不改變答案DA√與鈉反應(yīng)，羥基上的氫原子被鈉取代B√消去反應(yīng)脫去的是羥基與β-HC√催化氧化脫去的是羥基上的H與α-HD×一個(gè)分子脫羥基，另一個(gè)分子脫去羥基上的氫原子，故應(yīng)斷裂①和②2．有下列幾種醇：①CH3CH2CH2OH②(CH3)2CHOH⑦(CH3)3CCH2OH(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共熱到肯定溫度時(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________。答案(1)①⑦②④③⑤⑥(2)①②③⑥⑦解析具有—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。依據(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)。二、醇的性質(zhì)試驗(yàn)1．乙醇與鈉和水與鈉反應(yīng)的比較鈉與水反應(yīng)試驗(yàn)鈉與乙醇反應(yīng)試驗(yàn)鈉的現(xiàn)象鈉粒熔為閃亮的小球，快速浮游于水面，并快速消逝鈉粒沉于乙醇液體底部，并漸漸消逝聲的現(xiàn)象有嘶嘶的聲音無任何聲音氣的現(xiàn)象有無色、無味氣體生成，做爆鳴試驗(yàn)時(shí)有爆鳴聲有無色、無味氣體生成，做爆鳴試驗(yàn)時(shí)有爆鳴聲續(xù)表2．試驗(yàn)室制乙烯試驗(yàn)裝置試驗(yàn)步驟①將濃硫酸與乙醇按體積比3∶1混合，即將15mL濃硫酸緩緩加入到盛有5mL95%乙醇的燒杯中混合勻稱，冷卻后再倒入圓底燒瓶中，并加入碎瓷片防止暴沸②加熱混合溶液，快速升溫到170℃，將氣體先通入NaOH溶液中，然后通入酸性KMnO4溶液和溴的CCl4溶液中，視察現(xiàn)象試驗(yàn)現(xiàn)象酸性KMnO4溶液、溴的CCl4溶液褪色試驗(yàn)結(jié)論乙醇在濃硫酸作用下，加熱到170℃，發(fā)生了消去反應(yīng)，生成乙烯留意事項(xiàng)(1)濃H2SO4與無水酒精混合：遵循濃硫酸稀釋的原則，將濃硫酸緩慢倒入到無水酒精中，并用玻璃棒不斷攪拌，濃H2SO4與無水酒精按體積比3∶1為宜。(2)濃H2SO4作用：催化劑、脫水劑，可以用Al2O3、P2O5代替濃硫酸。(3)加熱時(shí)要快速上升到170℃，否則易發(fā)生副反應(yīng)，乙醇的利用率低。(4)副反應(yīng)：2CH3CH2OHeq\o(→,\s\up17(濃H2SO4),\s\do15(140℃))CH3CH2—O—CH2—CH3＋H2O；CH3CH2OHeq\o(→,\s\up17(濃H2SO4),\s\do15(脫水))C(溶液變黑)eq\o(→,\s\up17(濃H2SO4),\s\do15(氧化性，△))CO2、SO2。(5)NaOH溶液的作用：汲取CO2、SO2，以防干擾用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)CH2=CH2[對點(diǎn)練習(xí)]3．下列有關(guān)試驗(yàn)室制乙烯的說法中，不正確的是()A．溫度計(jì)的水銀球要伸入到反應(yīng)物的液面以下B．反應(yīng)過程中溶液的顏色漸漸變黑C．生成的乙烯氣體中混有少量有刺激性氣味的氣體D．加熱時(shí)不要太急，使溫度緩慢上升至170℃答案D解析制備乙烯須要限制反應(yīng)的溫度，所以溫度計(jì)的水銀球須要插入反應(yīng)物的液面以下，故A正確；濃硫酸具有脫水性，反應(yīng)過程中使乙醇脫水生成炭，溶液的顏色會漸漸變黑，故B正確；濃硫酸具有脫水性，乙醇有少量炭化，炭和濃硫酸加熱反應(yīng)有二氧化硫和二氧化碳生成，則制取的乙烯中會混有少量有刺激性氣味的二氧化硫氣體，故C正確；由于在140℃時(shí)乙醇會發(fā)生副反應(yīng)生成乙醚，所以加熱時(shí)應(yīng)當(dāng)使溫度快速上升到170℃，故D錯(cuò)誤。4．按下圖裝置，持續(xù)通入X氣體，可看到a處有紅色物質(zhì)生成，b處變藍(lán)，c處得到液體，X氣體可能是()A．H2 B．CO和H2C．NH3 D．CH3CH2OH(g)答案D解析四個(gè)選項(xiàng)中的氣體或蒸氣都可還原CuO，且均有H2O產(chǎn)生，故都可滿意a、b處的現(xiàn)象。但要在c處得到液體，只有D符合，CH3CH2OH＋CuOeq\o(→,\s\up17(△))CH3CHO＋H2O＋Cu。本課歸納總結(jié)1．下列說法中，正確的是()A．甲醇、乙二醇、丙三醇都易溶于水且都有劇毒B．按甲醇、乙二醇、丙三醇的依次，其沸點(diǎn)漸漸上升C．相同質(zhì)量的甲醇、乙二醇、丙三醇與足量鈉反應(yīng)，甲醇放出氫氣最多D．甲醇、乙二醇、丙三醇都能發(fā)生取代、消去、氧化反應(yīng)答案B解析甲醇、乙二醇、丙三醇都易溶于水，但只有甲醇有劇毒；因相同質(zhì)量的三種醇中，丙三醇供應(yīng)的—OH數(shù)最多，因而與足量鈉反應(yīng)時(shí)，丙三醇放出的氫氣的量也最多；甲醇只含一個(gè)碳原子，不能發(fā)生消去反應(yīng)。2．能證明乙醇分子中有一個(gè)羥基的事實(shí)是()A．乙醇完全燃燒生成CO2和H2OB．0.1mol乙醇與足量鈉反應(yīng)生成0.05molH2C．乙醇能溶于水D．乙醇能脫水答案B解析乙醇與生成的氫氣的物質(zhì)的量之比為0.1∶0.05＝2∶1，說明乙醇分子中有一個(gè)活潑的氫原子可被金屬鈉置換，即乙醇分子中有一個(gè)羥基。3．3.2g某一元醇與足量的金屬鈉反應(yīng)，共收集到1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氫氣，該醇的分子式是()A．CH3OH B．C2H5OHC．C3H7OH D．C4H9OH答案A解析依據(jù)題意及備選項(xiàng)知，該醇是飽和一元醇，所以運(yùn)用通式計(jì)算更為簡便。2CnH2n＋1OH＋2Na→2CnH2n＋1ONa＋H2↑2(14n＋18)g22.4L3．2g1.12L2(14n＋18)g∶22.4L＝3.2g∶1.12L，解得n＝1，所以該醇為甲醇。4．下列醇類能發(fā)生消去反應(yīng)的是()①甲醇②1-丙醇③1-丁醇④2-丁醇⑤2,2-甲基-1-丙醇⑥2-戊醇⑦環(huán)己醇A．①⑤ B．②③④⑥⑦C．②③④⑥ D．②③④答案B解析據(jù)醇類發(fā)生消去反應(yīng)的條件，可確定①⑤不能消去，余下的醇類均能消去。5．乙醇是生活中常見的有機(jī)物，能進(jìn)行如圖所示的多種反應(yīng)，A、B、C、D都是含碳的化合物。(1)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：反應(yīng)①_________________________________________________________；反應(yīng)②_________________________________________________________；反應(yīng)③_________________________________________________________；反應(yīng)④_________________________________________________________。(2)比較反應(yīng)①與鈉和水反應(yīng)的現(xiàn)象有什么相同和不同。相同點(diǎn)：__________________________________________________。不同點(diǎn)：____________________________________