高中化学新教材同步选择性必修第三册 第3章 第二节 第2课时 酚

第2课时酚[核心素养发展目标]1.通过认识酚分子中羟基连接方式的不同，了解苯酚的主要性质，理解羟基和苯环的相互影响，形成物质结构决定性质的核心理念。2.通过苯酚性质的学习，了解苯酚及酚类毒性及其对环境的危害，要合理应用。一、酚的概念及其代表物的结构1．酚的概念酚是羟基与苯环直接相连而形成的化合物。如：、和2．苯酚的分子结构3．苯酚的物理性质(1)苯酚分子中13个原子一定处于同一平面上()(2)和是同系物()(3)常温下苯酚为粉红色晶体()(4)实验时手指上不小心沾上苯酚，立即用70℃以上的热水清洗()(5)苯酚有毒，但其水溶液可用作消毒剂()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√1．如何洗去试管壁上附着的苯酚？提示用NaOH溶液或者用酒精或者高于65℃的热水清洗。2．下述两种分子组成上相差一个CH2原子团，二者互为同系物吗？提示不是。尽管二者官能团都是—OH，但所连接的烃基不同，分别为酚类和芳香醇类。二、苯酚的化学性质1．弱酸性实验探究实验步骤实验现象得到浑浊液体液体变澄清液体变浑浊根据实验现象，完成下列反应的化学方程式：试管②：＋NaOH→＋H2O。试管③：＋HCl→＋NaCl。试管④：＋CO2＋H2O→＋NaHCO3。2．取代反应实验探究实验步骤：向盛有少量苯酚稀溶液的试管中滴加过量的饱和溴水。现象：有白色沉淀生成。反应的化学方程式：＋3Br2→＋3HBr，在此反应中，苯酚分子中苯环上的氢原子被溴原子取代，发生了取代反应。3．显色反应实验探究实验过程：在少量苯酚溶液中滴加氯化铁溶液。现象：溶液显紫色。4．氧化反应苯酚是无色晶体，但放置时间过长往往显粉红色，其原因是部分苯酚被空气中的氧气氧化。5．苯、苯酚与Br2反应的比较类别苯苯酚取代反应溴的状态液溴饱和溴水条件催化剂无催化剂产物特点苯酚与溴的取代反应比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6.脂肪醇、芳香醇和酚的比较类别脂肪醇芳香醇酚实例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与苯环侧链上的碳原子相连—OH与苯环直接相连主要化学性质(1)与钠反应；(2)取代反应；(3)部分能发生消去反应；(4)氧化反应；(5)酯化反应；(6)部分能发生加成反应(1)弱酸性；(2)取代反应；(3)显色反应；(4)加成反应；(5)与钠反应；(6)氧化反应特性灼热的铜丝插入醇中，有刺激性气味物质(醛或酮)生成遇FeCl3溶液发生显色反应(1)苯酚的酸性很弱，不能使酸碱指示剂变色()(2)向苯酚钠溶液中通入少量CO2时生成Na2CO3，通入过量CO2时生成NaHCO3()(3)苯中溶有少量的苯酚，可先加适量的浓溴水，使苯酚生成2,4,6-三溴苯酚，再过滤除去()(4)和含有的官能团相同，化学性质相似()(5)乙醇和苯酚都能与Na、NaOH反应()答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×1．由下列各项事实：①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。②苯酚可以与NaOH反应，而乙醇不能与NaOH反应。③苯酚与饱和溴水可直接反应，而苯与液溴反应则需要FeBr3作催化剂。可以得出的结论是_____________________________________________________________________________________________________。答案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2．白藜芦醇()广泛存在于食物(如桑葚、花生，尤其是葡萄)中，它具有抗癌作用。请回答下列问题：(1)下列关于白藜芦醇的说法正确的是________(填字母)。A．可使酸性KMnO4溶液褪色B．可与FeCl3溶液发生显色反应C．可使溴的CCl4溶液褪色D．可与NH4HCO3溶液反应产生气泡E．属于醇类(2)1mol该有机物最多消耗________molNaOH。(3)1mol该有机物与浓溴水反应时，最多消耗________molBr2。(4)1mol该有机物与H2加成时，最多消耗标准状况下的H2的体积为________L。答案(1)ABC(2)3(3)6(4)156.8解析(1)由白藜芦醇的结构简式知，分子中含两种官能团，即酚羟基和碳碳双键，A、B、C项均正确；酚不与NH4HCO3反应，D项错误；该有机物属于酚，不属于醇，E项错误。(2)酚羟基与NaOH溶液反应，故1mol该有机物最多消耗3molNaOH。(3)1mol该有机物与Br2发生取代反应时消耗5molBr2，发生加成反应时消耗1molBr2，故共消耗6molBr2。(4)苯环及碳碳双键均可与H2在一定条件下发生加成反应，故1mol该有机物最多消耗7molH2，在标准状况下的体积为156.8L。有机分子内原子或原子团的相互影响(1)链烃基对其他基团的影响甲苯的硝化反应产物是三硝基甲苯，而同样条件下的苯的硝化反应只能生成一硝基苯。(2)苯环对其他基团的影响①水、醇、苯酚提供氢离子的能力大小：R—OH<H—OH<C6H5—OH。②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)羟基对其他基团的影响①羟基对C—H的影响：使和羟基相连的C—H更不稳定。②羟基对苯环的影响：使苯环邻、对位上的氢原子更易被取代。1．(2020·陕西省西北工业大学附属中学高一月考)某有机物叫苯酚，其试剂瓶上有如下两种标识，由此推测该物质可能具有的性质是()A．腐蚀性、有毒 B．放射性物品、易燃C．爆炸性、腐蚀性 D．氧化剂、有毒答案A解析物质的性质可根据试剂瓶上的标签提供的信息分析，苯酚试剂瓶上有腐蚀、有毒两种标识，说明苯酚是有毒的强腐蚀性物质，答案选A。2．(2020·南昌月考)下列说法正确的是()A．含有羟基的化合物一定属于醇类B．最简单的醇为甲醇C．醇类和酚类具有相同的官能团，因此具有相同的化学性质D．分子内有苯环和羟基的化合物一定是酚类答案B解析羟基若直接连在苯环上则属于酚类，A不正确；酚具有弱酸性而醇没有弱酸性，所以C不正确；如属于醇类，所以D不正确。3．在实验室从苯酚中分离出苯，可选用下列装置中的()答案C解析苯和苯酚互溶，加入氢氧化钠溶液后，苯酚生成溶于水的苯酚钠，可用分液的方法分离。4．(2020·贵州省黎平第二中学高二期末)下列关于苯酚的叙述不正确的是()A．苯酚是一种弱酸，滴加指示剂变色B．苯酚在水溶液中能按下式电离：＋H2O＋H3O＋C．加入FeCl3溶液，溶液呈紫色D．苯酚有腐蚀性，溅在皮肤上可用酒精冲洗答案A解析苯酚又命名为石炭酸，酸性极弱，不能使指示剂变色，A错误；苯酚具有弱酸性，苯环对羟基的影响结果是使羟基的活性增强，在水溶液中能电离出氢离子，电离方程式为＋H2O＋H3O＋，B正确；苯酚有腐蚀性，在水中的溶解度小，易溶于酒精，溅在皮肤上可用酒精冲洗，D正确。5．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()①＋2Na→＋H2↑②＋3Br2→＋3HBr③＋NaOH→＋H2OA．①③B．只有②C．②和③D．全部答案B解析—OH对苯环的影响结果是使苯环上的H活泼性增强，更易发生取代反应。6．A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溶于NaOH溶液；B能使适量溴水褪色，并产生白色沉淀，而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：______________________________________。(3)A与金属钠反应的化学方程式为______________________________________________；与足量金属钠反应生成等量H2，分别需A、B、H2O三种物质的物质的量之比为________________。答案(1)(2)＋NaOH→＋H2O(3)＋2Na→＋H2↑1∶1∶1解析依据分子式C7H8O知A和B都是不饱和化合物，由于A、B均与Na反应放出H2，且结构中只有一个氧原子，故A、B中均含有一个—OH，为醇或酚类。A不溶于NaOH溶液，说明A为醇，又不能使溴水褪色，故A为，B溶于NaOH溶液，且与溴水反应生成白色沉淀，故B为酚，结合其分子式，故B为甲基苯酚，它有三种结构：、、，其中苯环上一溴代物有两种结构的只有。、、H2O与金属钠反应的关系式分别为～H2、～H2、2H2O～H2，所以生成等量H2时分别需三种物质的物质的量之比为1∶1∶1。题组一酚及其结构1．(2020·中山大学附属中学高二期中)近期微博热传的“苯宝宝表情包”是一系列苯的衍生物配以相应的文字形成的(如图所示)。这两图所代表的物质分别为()苯宝宝装个纯(醇)苯宝宝多虑(氯)了A.醇、卤代烃 B．酚、芳香烃C．醇、芳香烃 D．酚、卤代烃答案D解析是苯酚，属于酚；是卤代烃，故D符合题意。2．下列物质属于酚类的是()①②③④⑤A．①② B．①②③C．①②③④⑤ D．②③⑤答案D解析①是醇类，②是酚类，③是酚类，④是醇类，⑤是酚类，②③⑤符合题意，答案选D。3．下列各组物质的关系正确的是()A．、：同系物B．、：同分异构体C．C6H5OH、：同分异构体D．、：同类物质答案B解析A项，前者是酚后者是醇，不属于同系物；B项，二者分子式相同但结构不同，是同分异构体；C项，C6H5OH是苯酚的一种表示方法，二者是同一种物质；D项，前者苯环上连接有羟基而后者没有，故二者不是同类物质。4．与互为同分异构体的芳香族化合物中，与FeCl3溶液混合后显色和不显色的种类分别有()A．2种和1种 B．2种和3种C．3种和2种 D．3种和1种答案C解析分子式为C7H8O，与甲基苯酚(、、)、苯甲醇()、苯甲醚()互为同分异构体，前三者与FeCl3溶液发生显色反应。题组二苯酚的性质与应用5．(2020·沾益县第二中学高二期末)做完实验后的试管上沾有苯酚，下列不能用来洗涤的试剂是()A．NaOH溶液 B．酒精C．65℃以上的水 D．冷水答案D解析苯酚可以与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的苯酚钠，故A可以；苯酚溶于酒精，故B可以；在65℃以上，苯酚与水互溶，可以用来洗涤，故C可以；苯酚微溶于冷水，不能用来洗涤，故D不可以。6．(2020·隆林各族自治县第二中学高二期末)能证明苯酚具有弱酸性的方法是()①苯酚溶液加热变澄清②苯酚浊液中加NaOH后，溶液变澄清，生成苯酚钠和水③苯酚可与FeCl3反应④在苯酚溶液中加入浓溴水产生白色沉淀⑤苯酚不能使石蕊溶液变红色⑥苯酚能与Na2CO3溶液反应生成NaHCO3A．⑤⑥ B．①②⑤C．③④⑥ D．③④⑤答案A解析①苯酚溶液加热变澄清，说明温度升高苯酚的溶解度增大，与弱酸性无关；②苯酚浊液中加NaOH后变澄清，生成苯酚钠和水，只能说明苯酚有酸性，不能说明酸性的强弱；③苯酚与FeCl3发生显色反应，与弱酸性无关；④在苯酚溶液中加入浓溴水发生取代反应生成白色2,4,6-三溴苯酚沉淀，与弱酸性无关；⑤苯酚溶液不能使石蕊溶液变红色，说明苯酚溶液酸性弱，电离出的氢离子不足以使指示剂变色；⑥苯酚与Na2CO3溶液反应生成NaHCO3，没有生成CO2，表明苯酚的酸性弱于碳酸的酸性，碳酸为弱酸，则苯酚有弱酸性；证明苯酚具有弱酸性的方法是⑤⑥，答案选A。7．常温下，下列物质久置于空气中易被氧化的是()A．CH4 B．浓硫酸C． D．答案D解析只有苯酚在空气中易被氧化。8．(2020·合肥一六八中学高二)某同学在做苯酚的性质实验时，将少量溴水滴入苯酚溶液中，结果没有发生沉淀现象，他又继续在反应混合液中滴入足量的氢氧化钠溶液，此时他发现()A．溶液中仍无沉淀B．溶液中产生白色沉淀C．先产生沉淀后沉淀溶解D．溶液呈橙色答案A解析将少量的溴水滴入苯酚溶液中，得到的2,4,6-三溴苯酚会溶解在苯酚中，没发现沉淀，又继续在反应中滴入足量的氢氧化钠溶液，氢氧化钠不仅和苯酚反应，也和2,4,6-三溴苯酚反应，生成钠盐，钠盐都溶于水，所以仍看不到沉淀，故选A。9．已知酸性强弱顺序为H2CO3>>HCOeq\o\al(－,3)，下列化学方程式正确的是()A．＋NaHCO3→＋Na2CO3B．＋H2O＋CO2→＋Na2CO3C．＋NaHCO3→＋H2CO3D．＋Na2CO3→＋NaHCO3答案D解析根据“强制弱”的反应规律及H2CO3、、HCOeq\o\al(－,3)的酸性强弱顺序知可发生反应：＋CO2＋H2O→＋NaHCO3、＋Na2CO3→＋NaHCO3，D项正确。10．(2020·济南月考)苯中可能混有少量的苯酚，下列实验能证明苯中是否混有少量苯酚的是()①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②取样品，加入氢氧化钠溶液，振荡，观察样品是否分层③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④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．仅③④B．仅①③④C．仅①④D．全部答案C解析①苯酚能使酸性高锰酸钾褪色，但是苯不能，所以取样品，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，故正确；②不管苯中是否有苯酚，加入NaOH溶液都会产生分层，因此无法鉴别，故错误；③产生的2,4,6-三溴苯酚能溶于苯，因此不能鉴别，故错误；④苯酚遇到氯化铁显示紫色，但是苯不能，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，故正确。11．(2020·金华期中)下列有关苯酚的实验事实中，能说明侧链对苯环性质有影响的是()A．苯酚燃烧产生带浓烟的火焰B．苯酚能和NaOH溶液反应C．苯酚与浓溴水反应生成2,4,6-三溴苯酚D．1mol苯酚与3molH2发生加成反应答案C解析有机物大多是可以燃烧的，苯酚燃烧产生带浓烟的火焰体现了有机物的通性，A错误；苯酚能和NaOH溶液反应，说明苯酚具有酸性，能和碱反应生成盐和水，体现了苯环对侧链的影响，B错误；苯酚和浓溴水反应生成2,4,6-三溴苯酚，体现了酚羟基的邻、对位氢原子活泼，能说明侧链对苯环性质有影响，C正确；苯酚可以和氢气发生加成反应生成环己醇，体现了苯酚中不饱和键的性质，不能说明侧链对苯环性质有影响，D错误。题组三酚类反应中的定量关系及应用12．(2020·长春吉大附中实验学校高二月考)汉黄芩素是传统中草药黄芩的有效成分之一，对杀伤肿瘤细胞有独特作用。下列有关汉黄芩素的叙述不正确的是()A．汉黄芩素的分子式为C16H12O5B．该物质遇FeCl3溶液显紫色C．与足量H2发生加成反应后，该分子中官能团的种类减少1种D．1mol该物质与溴水反应，最多消耗2molBr2答案C解析由该物质的结构式可知，该物质中含有16个碳原子、12个氢原子和5个氧原子，所以分子式为C16H12O5，故A正确；该物质中含有酚羟基，可与氯化铁溶液发生显色反应，遇FeCl3溶液显紫色，故B正确；该物质中含有碳氧双键，可与氢气发生加成反应生成羟基，同时该物质还含有碳碳双键，也可与氢气发生加成反应，所以与足量氢气发生加成反应后，该分子中官能团种类减少2种，故C错误；该物质中含有两个酚羟基，酚羟基的邻、对位与溴水发生取代反应，同时该物质中含有碳碳双键，可与溴水发生加成反应，则1mol该物质中，酚羟基的邻位消耗1molBr2，碳碳双键消耗1molBr2，所以最多可消耗2molBr2，故D正确。13．(2020·河北省张家口一中高二期中)乙烯雌酚是人工合成的激素药物，能改善体内激素的平衡状态，其结构如图。下列有关叙述错误的是()A．乙烯雌酚能发生取代、加成、氧化反应B．乙烯雌酚可分别与NaOH、NaHCO3溶液反应C．每1mol该有机物最多可以与含5molBr2的溴水反应D．该有机物分子中最多有18个碳原子共平面答案B解析酚羟基能发生氧化反应、取代反应，苯环和碳碳双键能发生加成反应，故A正确；酚羟基能和NaOH反应，但是不能和碳酸氢钠反应，故B错误；碳碳双键能和溴发生加成反应，且碳碳双键和溴发生加成反应以1∶1反应，苯环上酚羟基邻、对位氢原子和溴发生取代反应，且以1∶1反应，所以1mol该有机物与溴发生加成反应需要溴1mol，发生取代反应需要溴4mol，所以最多消耗5mol溴，故C正确；苯环、碳碳双键为平面结构，且与双键C直接相连的苯环、乙基上的C在同一平面，则最多有18个碳原子共平面，故D正确。14．设计一个简单的一次性完成实验的装置图，验证醋酸溶液、二氧化碳水溶液、苯酚溶液的酸性强弱顺序是CH3COOH＞H2CO3＞C6H5OH。(1)利用如图所示的仪器可以组装实验装置，则仪器的连接顺序是________接D、E接________、__________接________。(2)有关反应的化学方程式为_________________________________________________。(3)有的同学认为此装置不能验证H2CO3和C6H5OH的酸性强弱，你认为________(填“有”或“没有”)道理。怎样改进实验才能验证H2CO3和C6H5OH的酸性强弱？________________________________________________________________________。答案(1)ABCF(2)Na2CO3＋2CH3COOH→2CH3COONa＋H2O＋CO2↑、＋H2O＋CO2→＋NaHCO3(3)有应在锥形瓶和试管之间加一个盛饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，除去CO2中混有的醋酸蒸气解析(1)A中的CH3COOH与Na2CO3发生反应：Na2CO3＋2CH3COOH→2CH3COONa＋H2O＋CO2↑，说明酸性CH3COOH＞H2CO3；产生的CO2气体通入苯酚钠溶液发生反应：＋H2O＋CO2→＋NaHCO3，说明酸性H2CO3＞，因此可组装出实验装置，即A接D、E接B、C接F。(3)醋酸易挥发，苯酚钠变浑浊，可能是醋酸与苯酚钠发生的反应，应设计一个装置除去CO2中混有的醋酸蒸气。15．A、B、C三种物质分子式都是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)写出下列物质的结构简式：A______________________，B_____________________，C______________________。(2)A、C都能与Na、NaOH、NaHCO3反应吗？若能反