高中化学 专题4 烃的衍生物 第二单元 醇酚 第2课时 酚的性质与应用 基团间的相互影响教学案 苏教版选修

我带领班子成员及全体职工，积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习，同时认真学习业务知识，全面提高了自身素质，增强职工工作积极性，杜绝了纪律松散第2课时酚的性质与应用基团间的相互影响目标导航1.通过阅读及与醇类物质的对比，掌握酚类物质的结构特征。2.通过对苯酚的实验探究，掌握酚类物质的重要性质。3.通过乙醇与苯酚以及苯与苯酚化学性质存在差异的原因分析，感悟基团之间的相互影响。一、酚二、苯酚1.分子组成与结构2.物理性质(1)纯净的苯酚是无色晶体，有特殊气味，易被空气氧化呈粉红色。(2)常温下，苯酚能溶于水并能相互形成溶液(苯酚与水形成的浊液静置后会分层，上层是溶有苯酚的水层，下层是溶有水的苯酚层)，当温度高于65时，苯酚能与水任意比例互溶，苯酚易溶于有机溶剂。(3)苯酚有毒，对皮肤有腐蚀性，如不慎沾到皮肤上，应立即用酒精洗涤。3.化学性质(1)弱酸性；(证明苯酚酸性比碳酸弱)；。(2)苯环上的取代反应，此反应可用于苯酚的定性检验和定量测定。(3)氧化反应常温下，苯酚露置于空气中因氧化而呈粉红色；可以燃烧。(4)显色反应遇Fe3呈紫色，可用于苯酚的检验。4.用途与危害(1)用途苯酚的气味和医院的气味差不多。但医院给医疗器械和环境消毒不是用苯酚，而是用甲基苯酚，俗称来苏水。苯酚也具有较强的杀菌消毒能力，因此可以把苯酚掺入肥皂中制成药皂来治疗一些皮肤病，它还是一种重要的化工原料，主要用于制造酚醛树脂，还广泛用于制造合成纤维、医药、合成香料、燃料、农药等。(2)危害随着石油化工、有机合成和炼焦、炼油等化学工业的发展，产生的含有酚及其衍生物的废水都是有害的。酚的毒性会影响到水生物的生长和繁殖，污染饮用水源，因此含酚废水的处理是环境保护工作中的重要课题。常用减少含酚废水的产生及回收利用的方法，以做到化害为利，保护环境。议一议1.下列有机物中哪些属于醇？哪些属于酚？答案属于醇属于酚2.下列有机物与苯酚互为同系物的是_(填序号)。答案解析苯酚和苯甲醇虽然在组成上相差一个CH2原子团，但结构并不相似，苯酚的官能团OH直接连在苯环上，而苯甲醇的官能团OH连在烷基上。的OH都直接连在苯环上，都属于酚类，但不与苯酚相差若干“CH2”原子团，所以不符合题意。3.苯酚沾到皮肤上用什么冲洗？试管内壁附有苯酚时清洗方法有哪些？答案苯酚沾到皮肤上最佳方法就是用酒精溶解。试管内壁附有苯酚时可用高于65的热水清洗，或酒精清洗，或氢氧化钠溶液清洗。4.分析能否用高锰酸钾酸性溶液鉴别苯酚和苯甲醇？答案不能。由苯酚常温下容易被空气中的氧气氧化可知苯酚具有较强的还原性，能被高锰酸钾酸性溶液氧化而使其溶液紫色褪去。而苯甲醇也可被高锰酸钾酸性溶液氧化而使其溶液紫色褪去。5.如何除去混在苯中的少量苯酚？能否采用先加足量的溴水再过滤的方法？答案先加入足量的烧碱溶液，再分液，上层即为苯。不能加入溴水，因为虽然苯酚和溴水反应生成的三溴苯酚不溶于水，但是易溶于苯而不容易分离。而且从彻底除杂的角度考虑，所加的溴水是过量的，而过量的溴又溶于苯中，所以不能用溴水除去苯中的苯酚。6.比较水、乙醇、碳酸、苯酚、醋酸五种物质羟基上的氢原子的活泼性由强到弱的顺序。答案。三、基团间相互影响1.羟基受苯环的影响而使苯酚羟基中的氢容易电离出H而表现出弱酸性。2.羟基对苯环影响，使苯酚苯环上羟基邻、对位上的氢原子更活泼，更容易发生取代反应。议一议1.乙醇和苯酚分子中都有OH，为什么乙醇不显酸性而苯酚显酸性？答案虽然乙醇和苯酚都有OH，但OH所连烃基不同，乙醇分子中OH与乙基相连，OH上H原子比水分子中H原子还难电离，因此乙醇不显酸性。而苯酚分子中OH与苯环相连，受苯环影响，OH上H原子易电离，使苯酚显一定酸性。由此可见，不同的烃基与羟基相连，可以影响物质的化学性质。2.从哪些实验事实说明基团间是相互影响的？答案在苯酚分子中，苯基影响了与其相连的羟基，促使羟基的氢原子比乙醇分子中羟基上的氢原子更活泼。而羟基则反过来影响了与其相连的苯基，使苯基上邻、对位的氢原子更活泼，更容易被其他原子或原子团所取代。以上事实充分说明有机化合物分子中基团之间存在相互影响、相互制约。一、苯酚分子中苯环与羟基的相互影响1.苯基对羟基的影响苯酚分子中，苯基影响羟基使酚羟基比醇羟基更活泼，苯酚的羟基在水溶液中能够发生电离，。而乙醇不与NaOH和Na2CO3反应。2.羟基对苯基的影响苯酚分子中，苯环受羟基的影响，使羟基碳邻、对位上的氢原子更活泼，比苯上的氢原子更容易被其他原子或原子团取代。3.苯、甲苯、苯酚的比较类别苯甲苯苯酚结构简式氧化反应不能被KMnO4酸性溶液氧化可被KMnO4酸性溶液氧化常温下在空气中被氧化，呈粉红色取代反应溴的状态液溴液溴浓溴水条件催化剂催化剂无催化剂产物甲苯的邻、间、对三种一溴代物区别苯酚与溴的取代反应比苯、甲苯易进行原因酚羟基对苯环的影响使苯环上的邻、对位氢原子变得活泼，易被取代与H2的加成反应条件催化剂、加热催化剂、加热催化剂、加热结论都含苯环，故都可发生加成反应特别提醒(1)苯酚溶液的酸性较弱，不能使酸碱指示剂变色。(2)苯酚的酸性比碳酸的弱，由于电离能力H2CO3NaHCO3，所以与Na2CO3溶液反应生成NaHCO3，而不与NaHCO3溶液反应放出CO2。即Na2CO3NaHCO3。(3)向溶液中通入CO2，无论CO2过量与否，产物均是NaHCO3。即H2OCO2NaHCO3。(4)酚类物质与溴反应时，酚羟基邻对位上的氢原子都能被溴原子取代。例1有机物分子中的原子(团)之间会相互影响，导致相同的原子(团)表现不同的性质。下列各项事实不能说明上述观点的是()A.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而甲基环己烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色B.乙烯能与溴水发生加成反应，而乙烷不能与溴水发生加成反应C.苯酚可以与NaOH溶液反应，而乙醇不能与NaOH溶液反应D.苯酚与溴水可直接反应，而苯与液溴反应则需要FeBr3作催化剂解析甲苯中苯环对CH3的影响，使CH3可被KMnO4(H)氧化为COOH，从而使KMnO4溶液褪色；苯酚中，羟基对苯环产生影响，使苯酚分子中羟基邻、对位氢原子更活泼，更易被取代；乙烯能与溴水发生加成反应，是因为含碳碳双键引起的；苯环对羟基产生影响，使羟基中氢原子更易电离，表现出弱酸性。A、C、D项符合题意，B项不合题意。答案B解题反思有机分子内原子或原子团的相互影响(1)链烃基对其他官能团的影响甲苯的硝化反应产物是三硝基甲苯，而同样的条件下的苯的硝化只能生成一硝基苯。(2)苯基对其他基团的影响水、醇、苯酚提供氢离子的能力强弱：ROHHOHC6H5OH烷烃和苯均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而苯的同系物可使酸性高锰酸钾溶液褪色。(3)羟基对其他官能团的影响羟基对CH键的影响：使和羟基相连的CH键更不稳定。羟基对苯环的影响：使苯环羟基碳邻、对位上的氢原子更易被取代。变式训练1下列反应能说明苯酚分子中由于羟基影响苯环使苯酚分子中苯环比苯活泼的是()A.B.只有C.和D.全部答案B解析OH对苯环的影响结果是使苯环上与羟基邻、对位的H活泼性增强，更易发生取代反应。二、脂肪醇、芳香醇和苯酚的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与链烃基相连OH与苯环侧链碳原子相连OH与苯环直接相连主要化学性质与钠反应；取代反应；消去反应；氧化反应；酯化反应弱酸性；取代反应；显色反应；加成反应；与钠反应；氧化反应特性灼热的铜丝插入醇中，有刺激性气味物质生成(醛或酮)与FeCl3溶液反应显紫色特别提醒(1)醇、酚均与金属钠反应，醇不与NaOH溶液和Na2CO3溶液反应，但酚能与NaOH溶液和Na2CO3溶液反应。(2)同样的基团或原子，连在不同的其他基团上，其性质表现不同，是受其他基团影响的结果。如电离产生H的难易程度：ROHHOHC6H5OH。例2A和B两种物质的分子式都是C7H8O，它们都能跟金属钠反应放出氢气。A不溶于NaOH溶液，而B能溶于NaOH溶液。B能使适量溴水褪色，并产生白色沉淀，A不能。B苯环上的一溴代物有两种结构。(1)写出A和B的结构简式：A_；B_。(2)写出B与NaOH溶液发生反应的化学方程式：_。解析本题考查的是根据有机物的分子式和性质推断其结构。根据分子式C7H8O可知A和B均为不饱和化合物。由于A、B均与Na反应放出H2且分子结构中只有一个氧原子，故A、B中均有OH，为醇或酚。A不溶于NaOH，说明A为醇，又因为A不能使溴水褪色，故A为。B溶于NaOH，且与溴水反应生成白色沉淀，故B为酚，结合其分子式，B为甲基苯酚，它有三种结构：、，其中苯环上的一溴代物有两种结构的只有。答案(1)(2)解题反思(1)含1个苯环、1个OH侧链为烷基的酚和芳香醇与芳香醚的通式可表示为CnH2n6O(n7)，含同碳原子数时互为同分异构体。如：C7H8O的同分异构体中，属酚类的有：、，属于醇类的有，属于醚类的有。(2)羟基活泼性。变式训练2关于酚羟基和醇羟基的分析中，错误的是()A.原子组成一样B.OH键的化学键类型一样C.羟基中氢原子活泼性不同D.酚羟基能发生电离，醇羟基也能发生电离答案D解析由于苯环的影响，酚羟基上的氢较活泼。1.下列叙述正确的是()A.苯中的少量苯酚可先加适量的浓溴水，再过滤而除去B.将苯酚晶体放入少量水中，加热时全部溶解，冷却到50形成悬浊液C.苯酚的酸性很弱，不能使酸碱指示剂变色，但可以和NaHCO3反应放出CO2D.苯酚可以和HNO3进行硝化反应答案D解析A项苯能溶解产生的三溴苯酚而不易分离；B项得到的是乳浊液；C项中苯酚不与NaHCO3反应。2.苯中可能混有少量的苯酚，通过下列实验能判断苯中是否混有少量苯酚的是 ()取样品，加入少量酸性高锰酸钾溶液，振荡，看酸性高锰酸钾溶液是否褪色，褪色则有苯酚，不褪色则无苯酚取样品，加入氢氧化钠溶液，振荡，观察样品是否减小取样品，加入过量的浓溴水，观察是否产生白色沉淀，若产生白色沉淀则有苯酚，没有白色沉淀则无苯酚取样品，滴加少量的FeCl3溶液，观察溶液是否显紫色，若显紫色则有苯酚，若不显紫色则无苯酚A.B.C.D.全部答案C解析苯酚极易被氧化，故能使KMnO4(H)溶液褪色，而苯不能，可以作出判断；的实验现象不明显，无法作出明确的判断；苯酚可以和浓溴水反应生成三溴苯酚，但生成的三溴苯酚易溶于有机溶剂苯，故不能作出判断；苯酚与FeCl3溶液反应显紫色，常用于检验苯酚，可以作出判断。3.下列说法正确的是 ()与互为同分异构体乙醇和乙醚互为同分异构体乙醇、乙二醇、丙三醇互为同系物可用浓溴水区分乙醇和苯酚加浓溴水过滤的方法除去苯中的苯酚A.B.C.D.答案C解析属于酚类，属于醇类，二者不是同系物，不正确；乙醇的结构简式为CH3CH2OH，乙醚的结构简式为C2H5OC2H5，二者分子式不同，不是同分异构体，不正确；乙醇、乙二醇、丙三醇所含官能团(羟基)数目不同，不是同系物，不正确；OH与浓溴水反应生成白色沉淀，而乙醇与溴水混合无沉淀生成，可以区分，正确；要除去苯酚需要加过量溴水，过量的Br2易溶于苯，引入新的杂质，且生成的三溴苯酚也易溶于苯中，不正确。4.白藜芦醇()广泛存在于食物(如桑椹、花生、尤其是葡萄)中，它可能具有抗癌作用。有关该物质的描述不正确的有 ()可以和NaHCO3溶液反应可以和NaOH溶液反应可以发生消去反应1mol该物质最多可以和7molH2反应1mol该物质最多可以和6molBr2反应A.B.C.D.答案A解析苯酚酸性比H2CO3弱，所以酚羟基不能与NaHCO3溶液反应，不正确；酚羟基能与NaOH溶液反应，正确；由于羟基连在苯环上，所以不能发生消去反应，不正确；因含有2个苯环，一个，所以1 mol该物质可以与7 mol H2发生加成反应，正确；因分子中含1个与1 mol Br2发生加成反应，在OH 的5个邻位、对位上都可与Br2发生取代反应，(如图中放小球的位置：)，所以 1 mol 该物质最多可以和6 mol Br2反应，正确。5.A、B的结构简式如下：(1)A分子中含有的官能团的名称是_；B分子中含有的官能团的名称是_。(2)A能否与氢氧化钠溶液反应：_(填“能”或“不能”，下同)；B能否与氢氧化钠溶液反应：_。(3)A在浓硫酸作用下加热可得到B，其反应类型是_。(4)A、B各1mol分别加入足量溴水，完全反应后消耗单质溴的物质的量分别是_mol，_mol。答案(1)醇羟基、碳碳双键酚羟基(2)不能能(3)消去反应(4)12解析(1)A中的官能团是醇羟基、碳碳双键，B中的官能团是酚羟基。(2)A属于醇类，不能与氢氧化钠溶液反应；B属于酚类，能与氢氧化钠溶液反应。(3)由A到B属于消去反应。(4)A中含有1mol碳碳双键，消耗1mol单质溴，B中只有羟基的邻位H原子与单质溴发生取代反应，消耗2mol单质溴。基础过关一、苯酚的结构、性质与应用1.一些易燃易爆化学试剂的瓶子上贴有“危险”警告标签以警示使用者。下面是一些危险警告标签，则实验室对盛装苯酚的试剂瓶应贴上的标签是( )A.B.C.D.答案A解析苯酚有毒，且易腐蚀皮肤。2.下列关于苯酚的叙述中，不正确的是( )A.将苯酚晶体放入少量水中，加热至全部溶解，冷却至50形成乳浊液B.苯酚可以和浓溴水发生取代反应C.苯酚易溶于NaOH溶液中D.苯酚的酸性比碳酸强，比醋酸弱答案D解析苯酚微溶于冷水，65以上与水互溶，故A正确；由于羟基对苯环的影响，苯环上羟基碳邻、对位上氢原子较活泼，易被取代，与浓溴水反应生成2,4,6三溴苯酚，B正确；苯酚能与NaOH反应因此易溶于NaOH溶液，C正确；苯酚的酸性比碳酸、醋酸都弱，D错。3.苯酚沾在皮肤上，正确的处理方法是()A.酒精洗涤B.水洗C.氢氧化钠溶液洗涤D.溴水处理答案A4.已知酸性强弱顺序为H2CO3HCO，则下列化学方程式中正确的是( )H2OCO2NaHCO3H2OCO2Na2CO3NaHCO3H2CO3Na2CO3NaHCO3A.B.C.D.答案C解析根据给出的酸性强弱顺序知，CO2可以与苯酚钠反应生成苯酚，苯酚又可以与Na2CO3反应生成NaHCO3；中产物可以继续反应而生成NaHCO3，错误；若能进行，则说明苯酚的酸性强于H2CO3，显然错误。二、基团间的相互影响5.苯在催化剂存在下与液溴反应，而苯酚与溴水反应不用加热也不需要催化剂，原因是()A.苯环与羟基相互影响，但苯环上的氢原子活泼性不变B.苯环与羟基相互影响，但羟基上的氢原子变活泼C.羟基影响了苯环，使苯环上的氢原子变活泼D.苯环影响羟基，使羟基变活泼答案C解析苯酚中苯环和羟基相互影响，使得两者的氢原子更活泼，但苯酚与溴水的取代反应更易发生，说明是羟基使苯环上的氢原子变活泼。6.能说明苯环对羟基有影响，使羟基变得活泼的事实是 ()A.苯酚能和溴水迅速反应B.液态苯酚能和钠反应放出H2C.室温时苯酚不易溶于水D.苯酚的水溶液具有酸性答案D解析A项说明羟基使苯环中的氢原子更活泼；液态苯酚能与钠反应放出H2，但乙醇也能与钠反应放出H2，所以B不能说明，C也不能说明；D项中，苯酚的水溶液具有酸性，说明苯酚分子中的OH易电离，比醇羟基活泼，故D项可说明。三、酚类性质的定性、定量判断7.漆酚()是生漆的主要成分，黄色，能溶于有机溶剂中。生漆涂在物体表面，能在空气中干燥转变为黑色漆膜，下列有关其化学性质的叙述不正确的是()A.可以燃烧，当氧气充分时，产物为CO2和H2OB.与FeCl3溶液发生显色反应C.能发生取代反应和加成反应D.不能被酸性KMnO4溶液氧化答案D解析结构决定性质。从漆酚的结构式看，它具有苯酚和二烯烃或炔烃(C15H27)的性质。作为含氧衍生物，可以燃烧生成CO2和H2O；作为酚，能与FeCl3溶液发生显色反应；作为苯酚和不饱和烃，能发生加成和取代反应，也能被酸性KMnO4溶液氧化，只有D不对。8.日本冈山大学教授滨田博喜和研究员富良德等通过实验发现，桉树叶子的培养细胞能够消除有害化学物质双酚A的毒性。双酚A的结构简式如下图所示，下列有关此物质的说法正确的是( )A.1mol该物质与足量溴水反应消耗2molBr2B.该物质能与碳酸氢钠溶液反应放出CO2C.该物质的所有碳原子可能在同一平面上D.该物质与足量氢气发生加成反应后所得物质的分子式为C15H28O2答案D解析A中，1mol该物质每个苯环上可消耗2molBr2，共消耗4molBr2；B中，酚的酸性没有碳酸的强，不能与碳酸氢钠溶液反应生成CO2；C中，中间一个碳原子上连的四个碳构成空间四面体，不可能都在同一平面；D中，加成后不含双键，但有两个环，氢原子数为32428。9.胡椒酚是植物挥发油的成分之一，它的结构简式是，下列叙述中不正确的是( )A.1mol胡椒酚最多可与4molH2发生反应B.1mol胡椒酚最多可与4molBr2发生反应C.胡椒酚可与NaOH溶液反应D.胡椒酚在水中的溶解度不大答案B解析胡椒酚中既含苯环，又含碳碳双键，故可与4molH2发生加成反应；胡椒酚属于酚，在水中溶解度较小，但可以与NaOH溶液反应；1mol胡椒酚可与2molBr2发生取代反应，又可与1molBr2发生加成反应，故最多可与3molBr2发生反应。10.已知氮氮双键不能与Br2发生加成反应。苏丹红是很多国家禁止用于食品生产的合成色素，苏丹红的结构简式如图所示。下列关于苏丹红的说法中错误的是()A.苏丹红属于芳香族化合物B.苏丹红能与FeCl3溶液发生显色反应C.苏丹红能被酸性KMnO4溶液氧化D.1mol苏丹红最多可与1mol液溴发生取代反应答案D解析由苏丹红的分子结构知该分子中含一个苯环和一个萘环，属于芳香族化合物，A项正确；苏丹红在萘环上有OH，是酚类有机物，B项正确；苏丹红分子结构中苯环上有2个甲基侧链，故苏丹红能被酸性KMnO4溶液氧化，C项正确；苯环上的氢原子也可与液溴发生取代反应，D项错误。能力提升11.A、B、C三种物质的分子式都是C7H8O，若滴入FeCl3溶液，只有C呈紫色。若投入金属钠，只有B没有变化。(1)若C的分子中苯环上的原子团处于邻位，写出A、B、C的结构简式：A_，B_，C_。(2)写出C的另外两种同分异构体的结构简式：_，_。答案(1)(2)解析根据C能与FeCl3溶液发生显色反应判断，C应属酚类；A不和FeCl3溶液发生显色反应，但能和金属钠反应，且分子中只含一个氧原子，应属醇类，同理可分析得出B中不含有羟基，结合三种物质的分子式，可推得三种物质的结构简式：A为，B为，C为，C的同分异构体为和。12.欲分离苯和苯酚，一般可向其混合物中加入稍过量的浓NaOH溶液，反应的离子方程式为_。再将该混合物转移到分液漏斗中，振荡静置后，溶液将出现_现象，然后分液。从分液漏斗上口倒出的上层液体是_。从分液漏斗放出下层液体，加入适量盐酸，再向溶液中加入FeCl3溶液，出现的现象是_。答案分层苯溶液呈紫色解析苯酚具有弱酸性，可与NaOH反应生成，可溶于水，而苯则不与NaOH反应，故会出现分层现象，且上层为苯。溶液加入盐酸后，又会转化为，遇FeCl3发生显色反应，溶液呈紫色。13.吃水果能帮助消化，当我们把苹果切开后，不久果肉上便会产生一层咖啡色的物质，好像生了“锈”一般，其原因是果肉里的酚在空气中转变为二醌，这些二醌很快聚合成为咖啡色的聚合物。(1)这一变化(酚变为二醌)的反应类型为_(填字母)。a.氧化反应b.还原反应c.加成反应d.取代反应(2)若要避免苹果“生锈”，请你选择一种保存切开的苹果的方法：_，其原因是_。答案(1)a(2)放入水中(其他合理答案也可)切开的苹果易被氧化，放入水中，使果肉不与空气接触，减缓氧化速率解析根据有机化学中氧化反应的概念：从有机物分子中去掉氢原子的反应或增加氧原子的反应称为氧化反应。该变化过程符合这一特点，故属于氧化反应。拓展探究14.含苯酚的工业废水的处理流程如图所示。(1)流