新教材化学鲁科版选择性必修3学案2.2.2酚

第2课时酚新课程标准学业质量水平1.认识酚的组成和结构特点、性质、转化关系。2.了解酚在生产、生活中的重要应用。3.认识苯酚分子中苯环和羟基之间的相互影响。1.宏观辨识与微观探析:能通过羟基与芳香烃基的连接方式,认识酚与芳香醇在结构上的差异。2.科学探究与创新意识:通过苯酚与氢氧化钠溶液以及苯酚钠溶液与二氧化碳反应的有关实验,探究苯酚的有关性质,推断其具有弱酸性,并能结合乙醇的结构与性质,进一步认识烃基对羟基活泼性的影响。必备知识·素养奠基一、酚1.酚芳香烃分子中苯环上的一个或几个氢原子被羟基取代的产物称为酚。如:(邻甲基苯酚)、(萘酚)。2.结构特点:羟基直接与苯环相连。【想一想】判断结构为的有机物是酚类还是醇类并命名。提示:醇类。因为羟基没有和苯环直接相连,名字是苯甲醇。二、苯酚的结构和物理性质1.苯酚的分子结构2.苯酚的物理性质(1)苯酚俗称石炭酸,是有特殊气味的无色晶体,熔点为40.9__℃。

(2)常温下,苯酚在水中的溶解度不大,温度高于65℃时,能与水互溶。(3)苯酚有毒,其浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性。若不慎沾到皮肤上应立即用酒精清洗。【微思考】苯酚俗名石炭酸,溶液呈弱酸性,所以苯酚属于酸类物质这种说法对不对?提示:不对。苯酚属于酚类。三、苯酚的化学性质1.苯环对羟基的影响实验步骤实验现象①得到浑浊液体②液体不变红③液体变澄清④或⑤液体变浑浊化学方程式③+NaOH+H2O④+HCl+NaCl⑤+CO2+H2O+NaHCO3实验结论室温下,苯酚在水中溶解度较小苯酚虽不能使紫色石蕊溶液变红,但能与NaOH溶液反应,表现出酸性酸性:HCQUOTE<C6H5OH<H2CO3解释苯环对羟基的影响,使羟基上的氢原子更活泼,在水溶液中能发生电离,显酸性2.羟基对苯环的影响实验操作实验现象试管中立即产生白色沉淀化学方程式+3Br2↓+3HBr应用用于苯酚的检验和定量测定解释羟基对苯环的影响,使苯环上羟基邻、对位氢原子更活泼,易被取代【微思考】苯酚与溴水反应时,溴水要过量,为什么?提示:苯酚与溴水反应,溴水要过量,否则2,4,6-三溴苯酚会溶于过量苯酚中,观察不到白色沉淀。3.显色反应:苯酚遇FeCl3溶液会立即显紫色。因而利用这一反应来进行酚类的鉴别。4.聚合反应:苯酚与甲醛发生聚合反应,可制造酚醛树脂,反应的化学方程式为n+nHCHO+(n-1)H2O5.氧化反应:常温下苯酚易被空气中的氧气氧化而显粉红色。【巧判断】(1)苯酚与三氯化铁溶液反应生成紫色沉淀。 ()提示:×。苯酚与三氯化铁溶液发生络合反应生成可溶于水的紫色物质,不是沉淀。(2)苯酚钠溶液中通入二氧化碳不管多少,产物均为苯酚和碳酸氢钠。 ()提示:√。因为酸性:H2CO3>C6H5OH>HCQUOTE,所以苯酚钠溶液中通入二氧化碳只能生成碳酸氢钠+CO2+H2O+NaHCO3。(3)除去苯中的苯酚应加入过量的浓溴水再过滤。 ()提示:×。苯酚与溴水反应生成的三溴苯酚和过量的溴水中的溴均和苯互溶,仍然得不到纯净的苯。四、酚类的用途1.苯酚常用于制造日常生活中有消毒作用的酚皂。2.从葡萄中提取的酚可用于制造化妆品。3.从茶叶中提取的酚可用于制备食品防腐剂和抗癌药物。4.很多农药的主要成分中也含有酚类物质。【情境·思考】盛有苯酚的试剂瓶上有如下标识,其含义说明了苯酚的什么性质?提示:图示的含义是腐蚀性、有毒。关键能力·素养形成知识点一苯酚中苯环与羟基的相互影响1.苯环对羟基的影响苯酚分子中,苯环影响羟基,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:+H+,所以苯酚具有弱酸性,能与NaOH和Na2CO3反应,而乙醇不与NaOH和Na2CO3反应。2.羟基对苯环的影响苯酚分子中,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、对三种一溴代物特点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)苯酚的酸性比碳酸弱,由于电离能力H2CO3>>HCQUOTE,所以与Na2CO3溶液反应生成NaHCO3,而不与NaHCO3溶液反应放出CO2。即+Na2CO3+NaHCO3。(3)向溶液中通入CO2,无论CO2过量与否,产物均是NaHCO3。即+H2O+CO2+NaHCO3。(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。【思考·讨论】(1)如何证明苯酚的酸性比碳酸的酸性弱?提示:利用强酸制弱酸,向苯酚钠溶液中通入二氧化碳气体,溶液变浑浊,发生反应为+CO2+H2O+NaHCO3。(2)怎样证明苯酚与浓溴水发生的反应是取代反应还是加成反应?提示:从组成和结构上看,苯酚分子的不饱和程度很大,它与溴分子之间既可能发生取代反应也可能发生加成反应。如果是加成反应,则只有一种产物而且是有机物;如果是取代反应,则有HBr和一种有机物两种产物。其中,HBr易溶于水,在溶液中能完全电离。如果苯酚与溴水反应后的水溶液导电能力明显增强,或溶液的酸性明显增强,则表明反应有HBr生成,可证明苯酚与溴发生的反应是取代反应。(3)比较①水、②乙醇、③碳酸、④苯酚、⑤醋酸五种物质羟基上氢原子的活泼性由强到弱的顺序。提示:⑤>③>④>①>②。【典例】有机物分子中原子(或原子团)间的相互影响会导致化学性质的不同。下列叙述不能说明上述观点的是 ()A.苯酚能与NaOH溶液反应,而乙醇不行B.受羰基影响,丙酮(CH3COCH3)分子中的氢比乙烷分子中的氢更易被卤原子取代C.受苯环的影响,使甲基氢变得更加活泼,甲苯可以使酸性高锰酸钾褪色,而苯却不能D.相同物质的量的甘油和乙醇分别与足量金属钠反应,甘油产生的H2多【解题指南】解答本题应注意以下两个方面:(1)原子或原子团的相互影响必须考虑相同的原子团连接不同的取代基;(2)因官能团个数或不同官能团引起的性质不同不是相互影响。【解析】选D。相同物质的量的甘油和乙醇分别与足量金属钠反应,甘油产生的H2多,是因为等物质的量的甘油中含有的羟基物质的量多,甘油产生的氢气多,这是由官能团数目决定的。【规律方法】不同基团对其他官能团影响的结果(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—OH②烷烃和苯均不能使高锰酸钾酸性溶液褪色,而苯的同系物可使高锰酸钾酸性溶液褪色。(3)羟基对其他官能团的影响①羟基对C—H键的影响:使和羟基相连的C—H键更不稳定。②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。【迁移·应用】1.(2020·南京高二检测)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 ()①2+2Na2+H2↑②+3Br2↓+3HBr③+NaOH+H2OA.①③B.只有②C.②和③D.全部【解析】选B。—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。2.能证明苯酚具有弱酸性的实验是 ()A.加入浓溴水生成白色沉淀B.苯酚钠溶液中通入CO2后,溶液由澄清变浑浊C.浑浊的苯酚加热后变澄清D.苯酚的水溶液中加NaOH溶液,生成苯酚钠【解析】选B。加入浓溴水后生成白色沉淀只能说明浓溴水与苯酚反应,浑浊的苯酚加热后变澄清说明加热增大了苯酚的溶解度。与NaOH反应也只能说明苯酚有酸性。B中发生如下反应:+CO2+H2O+NaHCO3,属于强酸制弱酸反应。3.(2020·杭州高二检测)关于、、的下列说法中不正确的是 ()A.都能与金属钠反应放出氢气B.都能与FeCl3溶液发生显色反应C.都能使酸性KMnO4溶液褪色D.都能在一定条件下发生取代反应【解析】选B。属于酚类,、属于醇类,只有酚能与FeCl3溶液发生显色反应,选项B不正确;三种物质都含有—OH,能与钠反应产生氢气;苯酚和含结构的醇都能被酸性KMnO4溶液氧化而使其褪色;含—OH或苯环,在一定条件下能发生取代反应。4.俗话说:“饭后一苹果,疾病远离我。”吃苹果能帮助消化,当我们把苹果切开后不久,果肉上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。这一变化(酚变为二醌)的反应类型为 ()A.氧化反应 B.还原反应 C.加成反应 D.取代反应【解析】选A。该反应脱去了氢原子,属于氧化反应。银杏,又名白果、公孙树、鸭脚。明代李时珍曰:“原生江南,叶似鸭掌,因名鸭脚。宋初始入贡,改呼银杏,因其形似小杏而核色白也。今名白果。”中国是银杏的故乡,银杏叶提取物有“捍卫心脏,保护大脑”之功效,从其中可以提取到槲皮素(结构简式如图)。槲皮素的分子式是多少?1mol槲皮素能和几摩尔的溴反应?提示:分子式为C15H10O7。1mol槲皮素能和6mol的溴反应。知识点二脂肪醇、芳香醇、酚类物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(1)与钠反应;(2)取代反应;(3)消去反应;(4)氧化反应;(5)酯化反应(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:R—OH<H—OH<C6H5—OH。【思考·讨论】(1)乙醇、苯甲醇、苯酚都能被酸性高锰酸钾溶液氧化吗?提示:都能。乙醇、苯甲醇分子中与羟基相连的碳原子上都存在氢原子,可以被氧化;苯酚易被氧气氧化,也能被酸性高锰酸钾氧化。(2)分子式为C7H8O的芳香族化合物中,与FeCl3溶液混合后能发生显色反应的种类有几种?提示:3种。符合C7H8O分子式的所有同分异构体为、、、、,其中,属于酚的有3种(①②③)。【典例】有以下物质,根据要求回答问题。①②③④(1)能与氢氧化钠溶液、溴水、钠反应的都是哪些物质?提示:能与氢氧化钠溶液、溴水反应的是②③;能与钠反应的是①②③④。(2)能发生消去反应、能催化氧化生成醛或酮都是哪些物质?提示:能发生消去反应的为④、能催化氧化生成醛或酮的是①④。(3)写出②和浓溴水的反应、④的消去反应。提示:+2Br2+2HBr;+H2O。(4)如何区别①②?提示:可用氯化铁溶液,呈紫色的为②,无变化的为①。【迁移·应用】1.(2020·秦皇岛高二检测)丁香酚可用于配制康乃馨型香精及制作杀虫剂和防腐剂,结构简式如图所示。下列物质在一定条件下不能跟丁香酚反应的是 ()A.NaOH溶液 B.NaHCO3溶液C.FeCl3溶液 D.Br2的CCl4溶液【解析】选B。丁香酚中存在的酚羟基可与NaOH溶液反应,也能与FeCl3溶液发生显色反应,但不与NaHCO3溶液反应;丁香酚中存在碳碳双键,可与Br2的CCl4溶液发生加成反应。2.(2019·日照高二检测)下列说法正确的是 ()A.苯甲醇和苯酚都能与浓溴水反应产生白色沉淀B.苯甲醇、苯酚在分子组成上相差一个CH2原子团,故两者互为同系物C.、、互为同分异构体D.乙醇、苯甲醇、苯酚都既能与钠反应,又能与NaOH反应【解析】选C。苯甲醇不能与浓溴水反应,A错误;同系物必须符合两点:结构相似,分子组成上相差1个或若干个CH2原子团,苯甲醇、苯酚的结构不相似,故不属于同系物,B错误;酚与分子式相同的芳香醇、芳香醚互为同分异构体,C正确;乙醇、苯甲醇的羟基都不显酸性,都不与NaOH反应,D错误。3.(2020·昆明高二检测)一种免疫抑制剂麦考酚酸结构简式如图:,下列有关说法不正确的是 ()A.分子式为C17H20O6B.能与FeCl3溶液显色,与浓溴水反应,最多消耗1molBr2C.1mol麦考酚酸最多与3molNaOH反应D.在一定条件下可发生加成、加聚、取代、消去四种反应【解析】选D。A项,由结构可知,分子式为C17H20O6,正确;B项,含酚羟基,能与FeCl3溶液显色,含双键能与溴水发生加成反应,与浓溴水反应,最多消耗1molBr2,正确;C项,酚羟基、—COOH、—COOC—均可与NaOH反应,1mol麦考酚酸最多与3molNaOH反应,正确;D项,该有机物不能发生消去反应,错误。【课堂回眸】课堂检测·素养达标1.(2020·中山高二检测)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【解析】选D。是苯酚,属于酚;是卤代烃,故D符合题意。2.(2020·福州高二检测)下列反应与酚羟基对苯环的影响有关的是 ()①苯酚在水溶液中可以电离出②苯酚溶液中加入浓溴水生成白色沉淀③用苯酚与甲醛为原料制备酚醛树脂④苯酚与氢氧化钠反应生成苯酚钠A.①②B.②③C.②④D.①④【解析】选B。①④的反应中断裂的是羟基中的氢氧键,属于苯环对羟基的影响;②的反应是苯酚中羟基邻位、对位碳原子上的氢原子被取代的反应,属于羟基对苯环的影响;③的反应是发生在羟基邻位上的反应,属于羟基对苯环的影响。3.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 ()①取样品,加入少量高锰酸钾酸性溶液,振荡,看高锰酸钾酸性溶液是否褪色,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,观察样品是否减少。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.③④ B.①③④ C.①④ D.全部【解析】选C。苯酚极易被氧化,故能使KMnO4(H+)溶液褪色,而苯不能,①可以作出判断;②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2,4,6-三溴苯酚,但生成的2,4,6-三溴苯酚易溶于有机溶剂苯,故③不能作出判断;苯酚与FeCl3溶液反应显紫色,常用于检验苯酚,④可以作出判断。4.(2020·徐州高二检测)下列关于苯酚的叙述,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【解析】选D。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反应而易溶于NaOH溶液,C正确;苯酚的酸性比碳酸、醋酸都弱,D错。5.(2020·济南高二检测)苯酚分子结构中化学键如图所示,关于苯酚在各种反应中断键的说明不正确的是 ()A.和氢气发生加成反应时大π键⑧断裂B.和金属钠反应时键⑦断裂C.和饱和溴水反应时键①、③、⑤断裂D.制备酚醛树脂时键②、⑥断键【解析】选D。苯酚和氢气发生加成反应时,大π键⑧断裂,A正确;酚羟基和金属钠反应生成苯酚钠和氢气,则键⑦断裂,B正确;苯酚和饱和溴水发生苯环上氢原子的取代反应,其