【同步课堂】2020年化学人教版选修5教案：3-1-1-醇

第一节醇酚第1课时醇●课标要求1．生疏醇的典型代表物的组成和结构特点。2．知道醇与其他烃的衍生物的转化关系。●课标解读1.把握乙醇的组成和结构，明确其官能团的名称及性质。2．把握醇与卤代烃、酚、醛、羧酸、酯的相互转化。●教学地位醇类物质是重要的烃的含氧衍生物，在化工生产中有着重要的应用，如甲醇、乙醇均是重要的化工原料。醇的消去、催化氧化更是高考命题的热点，在有机合成路线中具有纽带作用。●新课导入建议大量饮酒时，酒精对人们的食道和胃肠道黏膜具有的猛烈刺激性，不仅简洁引起胃溃疡，而且简洁诱发食道癌、肠癌和肝癌等疾病。长期过量饮酒的人，其发病危急性比一般人群要高出几十倍。那么，你知道酒中的酒精到底是什么吗？●教学流程设计课前预习支配：看教材P48－52填写【课前自主导学】，并沟通争辩完成【思考沟通】1、2。⇒步骤1：导入新课，本课时教学地位分析。⇒步骤2：对【思考沟通】进行提问，反馈同学预习效果。⇒步骤3：师生互动完成【探究1】，可利用【问题导思】中的设问作为主线。⇓步骤7：通过【例2】和教材P51讲解研析，对“探究2乙烯的试验室制法”中留意的问题进行总结。⇐步骤6：师生互动完成【探究2】，可利用【问题导思】中的设问作为主线。⇐步骤5：指导同学自主完成【变式训练1】和【当堂双基达标】中2、4、5题。⇐步骤4：老师通过【例1】和教材P50－52讲解研析，对“探究1醇的反应规律”中留意的问题进行总结。⇓步骤8：指导同学自主完成【变式训练2】和【当堂双基达标】中的3题。⇒步骤9：引导同学总结本课时主干学问，然后对比【课堂小结】。支配同学课下完成【课后知能检测】。课标解读重点难点1.了解乙醇的组成、结构特点及物理性质。2.把握乙醇的主要化学性质。3.了解乙醇消去反应试验的留意事项。1.醇发生反应时的断键规律。(重点)2.醇类物质同分异构体的书写及推断。(难点)3.以醇为原料合成有用物质。(重难点)醇的概念、分类、命名1.概念羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物，其官能团是羟基(—OH)。2．分类3．命名如：CHC2H5CH3CH—CH3OH命名为3­甲基­2­戊醇。1．依据甲醇和乙醇的分子式，推想饱和一元醇的分子式通式是什么？【提示】CnH2n＋2O(n≥1)。醇的性质1.物理性质(1)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；(2)饱和一元醇，随着分子中碳原子数的增加沸点渐渐上升；(3)甲醇、乙醇、丙三醇等低级醇均可与水以任意比混溶。2．化学性质(1)醇的化学性质(以乙醇为例)乙醇eq\o(――→,\s\up15(①置换反应),\s\do15(Na))2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑eq\o(――→,\s\up15(②消去反应),\s\do15(浓硫酸、170℃))CH3CH2OHeq\o(――→,\s\up15(浓硫酸),\s\do15(170℃))CH2===CH2↑＋H2OCH3COOHeq\o(――→,\s\up15(燃,烧),\s\do15(,))CH3CH2OH＋3O2eq\o(――→,\s\up15(点燃))2CO2＋3H2O④Cu或Ag,△2CH3CH2OH＋O2eq\o(――→,\s\up15(Cu或Ag),\s\do15(△))2CH3CHO＋2H2Oeq\o(――→,\s\up15(③取代反应),\s\do15(浓HBr、△))CH3CH2OH＋HBreq\o(――→,\s\up15(△))CH3CH2Br＋H2O(2)断键方式CHHHdCHHO—Habc①置换反应：a②消去反应：b、d③取代反应：b(或a)④催化氧化：a、c2．试通过钠与水、乙醇的反应现象，推想水和乙醇中的羟基哪种更活泼？【提示】水和乙醇分别与钠反应时，前者反应程度猛烈，故羟基活泼性：水>乙醇。醇的反应规律【问题导思】①醇类物质都能发生消去反应吗？【提示】不肯定。醇分子中羟基相连的碳原子的邻位碳原子上连有氢原子时才能发生消去反应。②醇都能发生催化氧化反应吗？【提示】不肯定。醇分子中羟基相连的碳原子上无氢原子时不发生催化氧化反应。③乙醇与浓硫酸的混合物在170℃和140℃两种条件下反应的类型相同吗？【提示】不同。前者为消去反应，后者为取代反应。1．醇的消去反应规律(1)醇分子中，连有—OH的碳原子的相邻碳原子上必需连有氢原子时，才能发生消去反应而形成不饱和键。CHCOHeq\o(――→,\s\up15(浓硫酸),\s\do15(170℃))CC＋H2O(2)若醇分子中与—OH相连的碳原子无相邻碳原子或其相邻碳原子上无氢原子，则不能发生消去反应。如CH3OH、(CH3)3CCH2OH不能发生消去反应生成烯烃。2．醇的催化氧化规律醇能否被氧化以及被氧化的产物的类别，取决于与羟基相连的碳原子上的氢原子的个数，具体分析如下：3．醇的取代反应规律醇分子中，—OH或—OH上的氢原子在肯定条件下可被其他原子或原子团替代。COROH＋H—O—R′eq\o(――→,\s\up15(浓硫酸),\s\do15(△))R—C—O—R′O＋H2OR—OH＋H—O—Req\o(――→,\s\up15(浓硫酸),\s\do15(△))R—O—R＋H2OR—OH＋H—Xeq\o(――→,\s\up15(△))R—X＋H2O乙醇在不同温度下其脱水方式不同，产物也不同。(1)分子内脱水乙醇分子内脱水属于消去反应，可生成CH2CH2；(2)分子间脱水乙醇分子间脱水属于取代反应，可生成CH3CH2—O—CH2CH3。其反应方程式为C2H5—OH＋HO—C2H5eq\o(――→,\s\up15(浓硫酸),\s\do15(140℃))C2H5—O—C2H5＋H2O(2022·山东高考改编)A(C4H10O)eq\o(――→,\s\up15(浓硫酸),\s\do15(△))B(C4H8)，已知：A分子中有三个甲基。(1)写出A→B的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________A→B的反应类型为________。(2)B经催化加氢生成G(C4H10)，G的化学名称是____________________。(3)A与浓HBr溶液一起共热生成H，H的结构简式为__________________________。该反应的反应类型为：____________。【解析】由A(C4H10O)eq\o(――→,\s\up15(浓硫酸),\s\do15(△))B(C4H8)属于醇的消去反应。则A为醇，又已知A分子中有三个甲基，则A的结构简式为CH3—C—OHCH3CH3，B的结构简式为CH3—CCH3CH2，G的结构简式为CH3—CH—CH3CH3，H的结构简式为CH3—C—BrCH3CH3。【答案】(1)CH3—C—OHCH3CH3eq\o(――→,\s\up15(浓硫酸),\s\do15(△))CH3—CCH3CH2↑＋H2O消去反应(2)2­甲基丙烷(异丁烷)(3)CH3—C—BrCH3CH3取代反应醇的催化氧化规律：①形如RCH2OH的醇，被催化氧化生成醛(或羧酸)；②形如CHROHR′的醇，被催化氧化生成酮；③形如CR1R2OHR3的醇，一般不能被催化氧化。1．(2021·宁夏石嘴山高二质检)乙醇在肯定条件下，发生催化氧化反应时，化学键断裂位置是图中的()C④HHHCHH③eq\f(①,)Oeq\f(②,)HA．②③B．②④C．①③D．③④【解析】乙醇催化氧化生成乙醛，对比乙醇和乙醛二者分子结构：CHHHCHHOH―→CHHHCHO可知断裂②③键，脱去两个氢原子，断键连接形成C===O。【答案】A乙烯的试验室制法【问题导思】①试验室制取乙烯的反应原理是什么？【提示】CH3CH2OHeq\o(――→,\s\up15(浓硫酸),\s\do15(170℃))CH2===CH2↑＋H2O②如何配制体积比为1∶3的乙醇与浓硫酸的混合液？【提示】在烧杯中加入5mL95%乙醇，然后，滴加15mL浓硫酸，边加边搅拌，冷却备用。③试验中温度计的水银球应插在什么位置？解释缘由。【提示】插入乙醇与浓硫酸的混合液中；目的使混合液在170℃反应。1．试验步骤在圆底烧瓶中加入乙醇和浓硫酸(体积比约为1∶3)的混合液20mL，放入几片碎瓷片，以避开混合液在受热时暴沸。加热混合液，使液体温度快速升到170℃，将生成的气体通入KMnO4酸性溶液和溴的四氯化碳溶液中，观看并记录试验现象。2．试验装置3．试验现象：溴的四氯化碳溶液和KMnO4酸性溶液褪色。1．浓硫酸起催化剂和脱水剂的作用。2．加热混合液时，温度要快速上升到并稳定于170℃左右。温度低，如在140℃时主要产物是乙醚，反应的化学方程式为：2CH3CH2OHeq\o(――→,\s\up15(浓硫酸),\s\do15(140℃))CH3CH2OCH2CH3＋H2O。3．由于反应物都是液体而无固体，所以要向烧瓶中加入碎瓷片，以防液体受热时发生暴沸。4．温度计要选择量程在200～300℃的为宜。温度计的水银球要置于反应液的中心位置，由于需要测量的是反应液的温度。5．氢氧化钠溶液的作用是除去混在乙烯中的CO2、SO2等杂质，防止干扰乙烯与溴的四氯化碳溶液和KMnO4酸性溶液的反应。(2021·西安高陵质检)试验室制取乙烯，常因温度过高而使乙醇和浓硫酸反应生成少量的二氧化硫。有人设计下列试验以确认上述混合气体中有乙烯和二氧化硫，完成下列问题：(1)图中①、②、③、④装置可盛放的试剂是：①________；②________；③________；④________。(将下列有关试剂的序号填入上述空格内)A．品红溶液B．NaOH溶液C．浓硫酸D．酸性KMnO4溶液(2)能说明二氧化硫气体存在的现象是________________________________________________________________________。(3)使用装置②的目的是________________________________________________________________________。(4)使用装置③的目的是________________________________________________________________________。(5)确认含有乙烯的现象是________________________________________________________________________。【解析】利用SO2的漂白性，可用品红溶液检验混合气体中的SO2；检验CH2===CH2时用酸性高锰酸钾溶液，由于SO2也能使酸性KMnO4溶液褪色，为防止SO2的干扰，故用NaOH溶液除去SO2，并用品红溶液检验SO2是否除尽。【答案】(1)ABAD(2)装置①中品红溶液褪色(3)除去SO2气体，以免干扰乙烯的检验(4)检验SO2是否除尽(5)装置③中的品红溶液不褪色，装置④中的KMnO4酸性溶液褪色2．如图是一套试验室制取乙烯并验证乙烯具有还原性的试验装置。请回答：(1)试验步骤：①________________________________________________________________________；②在各装置中注入相应的试剂(如图所示)；③________________________________________________________________________________________________________________________________________________；试验时，烧瓶中液体混合物渐渐变黑。(2)能够说明乙烯具有还原性的现象是________________________________________________________________________；装置甲的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。若无甲装置，是否也能检验乙烯具有还原性，简述其理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【解析】(1)①制取气体的装置的气密性必需良好，试验前需要检查。③试验室制乙烯的反应条件是使反应混合物的温度快速升至170℃，而削减乙醚的生成。(2)乙烯具有还原性是依据氧化剂KMnO4酸性溶液褪色来推断的。由于烧瓶中混合物变黑，则说明生成了碳，联想浓硫酸具有强氧化性，推出在乙烯中含还原性气体SO2，由于SO2也会使KMnO4酸性溶液褪色，会干扰验证乙烯的还原性，所以检验乙烯的还原性前必需除净SO2，则装置甲的作用是除去SO2。【答案】(1)组装仪器，检查装置的气密性加热，使温度快速升到170℃(2)乙中KMnO4酸性溶液紫色褪去除去乙烯中混有的SO2不能，SO2具有还原性，也可以使KMnO4酸性溶液褪色1．5个重要的化学反应方程式：(1)2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑(2)CH3CH2OHeq\o(――→,\s\up15(浓硫酸),\s\do15(170℃))CH2===CH2↑＋H2O(3)CH3CH2OH＋HBreq\o(――→,\s\up15(△))CH3CH2Br＋H2O(4)CH3COOH＋CH3CH2OHeq\o(,\s\up15(浓硫酸),\s\do15(△))CH3COOC2H5＋H2O(5)2CH3CH2OH＋O2eq\o(――→,\s\up15(Cu或Ag),\s\do15(△))2CH3CHO＋2H2O2．乙醇反应的4种断键方式1．下列物质属于醇的是()A．OHB．COHOHC．CH2OHD．OHCH3【解析】链烃基或苯环侧链与羟基直接相连形成的有机物属于醇；A、D两项为酚，B项为酸。【答案】C2．下列4个化学反应中，与其他3个反应类型不同的是()A．CH3COOH＋CH3CH2OHeq\o(,\s\up15(浓硫酸),\s\do15(△))CH3COOC2H5＋H2OB．CH3CH2OH＋CuOeq\o(――→,\s\up15(△))CH3CHO＋Cu＋H2OC．2CH3CH2OHeq\o(――→,\s\up15(浓硫酸),\s\do15(140℃))CH3CH2OCH2CH3＋H2OD．CH3CH2OH＋HBreq\o(――→,\s\up15(△))CH3CH2Br＋H2O【解析】A、C、D三项反应均属于取代反应；B项反应属于氧化反应。【答案】B3．关于试验室制取乙烯的说法不正确的是()A．温度计水银球插入到反应物液面以下B．加热时要留意使温度缓慢上升至170℃C．反应过程中溶液的颜色会渐渐变黑D．生成的乙烯中混有刺激性气味的气体【解析】本试验所控温度为混合液的温度，所以温度计应插入到反应物液面以下，A正确；加热时应使温度快速上升至170℃，削减副反应的发生，B错；浓硫酸可以把部分乙醇氧化生成C或CO2，自身被还原产生SO2，所以反应过程中溶液的颜色会渐渐变黑，生成的乙烯中混有刺激性气味的气体，C、D正确。【答案】B4．下列物质既能发生消去反应，又能氧化成醛的是()A．CH3CH2CH2OHB．(CH3)3CCH2OHC．CH2OHCHBrCH3D．CH2OH【解析】选项B、D，羟基碳的相邻C原子上均无H原子，故不能发生消去反应，而依据醇氧化成醛的机理可总结出只有与羟基直接相连的C原子上有两个H原子时，这个醇才能被氧化为醛，选项C中虽然含有这种结构，但其氧化后的产物应是HCOCHBrCH3，不是醛，而是溴代醛，故只有A符合题意。【答案】A5．乙醇分子结构中各种化学键如图所示，回答乙醇在各种反应中断裂键的部位：H⑤CHH④CH③H②O①H(1)和金属钠反应时断键________________________________________________________________________。(2)和浓硫酸共热到170℃时断键________________________________________________________________________。(3)和浓硫酸共热到140℃时断键________________________________________________________________________。(4)在银催化下与O2反应时断键________________________________________________________________________。【解析】(1)和Na反应时断键①，羟基氢被取代；(2)发生消去反应生成烯烃时断键②和⑤；(3)此时是分子间脱水成醚，醇一半断键②，另一半断键①；(4)此时催化氧化生成醛，断键①和③。【答案】(1)①(2)②⑤(3)①②(4)①③1．下列乙醇的化学性质不是由羟基打算的是()A．跟金属钠反应B．在足量氧气中完全燃烧生成CO2和H2OC．在浓硫酸存在时发生消去反应，生成乙烯D．当银或铜存在时跟O2发生反应，生成乙醛和水【解析】乙醇分子中各化学键如图H⑤CHH④CHH②③O①H，乙醇与钠反应生成C2H5ONa时断裂①键；发生消去反应生成乙烯时断裂②、⑤键；催化氧化时断裂①、③键，均与羟基有关。当燃烧生成CO2和H2O时，全部的化学键均断裂，不是由羟基打算。【答案】B2．(2021·陕西长安一中高二期末)下列各化合物的命名不正确的是()A．CH2eq\o(=====,\s\up15(CH—CH))CH21,4二丁烯B．CH3CH2CHOHCH32丁醇C．CH3CH3邻二甲苯D．CH3CHCH2CH3CH32甲基丁烷【解析】A项该有机物的命名应为1,3丁二烯。【答案】A 3．下列变化，是通过取代反应来实现的是()A．CH3CH2OH→CH3CHOB．CH2eq\o(=====,\s\up15(CH2→CH3—CH2Br,C.→NO2,D.CH3CH2OH→CH2\o(=====,\s\up15())CH2,【解析】A项乙醇生成乙醛的反应为氧化反应；B项属于加成反应；C项为取代反应；D项属于消去反应。,【答案】C,4.2021·长沙高二质检下列各组中的反应，属于同一反应类型的是,A.由溴丙烷水解制丙醇，由丙烯与水反应制丙醇,B.由甲苯硝化制对硝基甲苯，由甲苯氧化制苯甲酸,C.由氯乙烷制乙烯，由丙烯与溴反应制1，2­二溴丙烷,D.由乙酸和乙醇制乙酸乙酯，由苯甲酸乙酯水解制苯甲酸和乙醇,【解析】A项，前者属于取代后者属于加成；B项，前者属于取代后者属于氧化；C项，前者属于消去后者属于加成；D项，二者均属于取代。,【答案】D,5.下列醇不能发生消去反应的是,①CCH3CH3CH3CH2OH,②CH3CH2CHOHCH3,③CH3OH④CH3CHCH3CH2OH,A.①②B.①③,C.①④D.③④,【解析】醇发生消去反应时，与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上必需有氢原子。①中与羟基相连碳原子的邻位碳原子上没有氢，③中只有一个碳原子，故都不能发生消去反应。,【答案】B,6.验证某有机物属于烃的含氧衍生物，应完成的试验内容是,A.只有验证它完全燃烧后产物只有H2O和CO2,B.只有测定其燃烧产物中H2O和CO2物质的量的比值,C.测定完全燃烧时消耗有机物与生成的CO2、H2O的物质的量之比,D.测定该试样的质量及其试样完全燃烧后生成CO2和H2O的质量,【解析】验证某有机物属于烃的含氧衍生物，应完成的试验内容是测定该试样的质量及其试样完全燃烧后生成CO2和H2O的质量，对比样品和CO2、H2O中碳、氢元素的质量。,【答案】D,7.2021·湖南师大附中模拟已知在浓硫酸存在并加热至140℃的条件下，2个醇分子在羟基上发生分子间脱水反应生成醚，如CH3CH2—OH＋HO—CH2CH3浓硫酸),\s\do15(140℃))CH3CH2—O—CH2CH3＋H2O，用浓硫酸跟分子式分别为C2H6O和C3H6O的醇的混合液反应，可得到醚的种类最多有()A．1种B．3种C．5种D．6种【解析】C2H6O的醇有一种，C3H6O的醇有两种；单一醇形成的醚是三种，两种不同醇之间形成的醚有三种，共六种，选D。【答案】D8．医学家最近合成了一种具有抗癌活性的化合物Depudecin，该物质也曾从真菌里分别出来，其结构简式如下：OHOOOH下列关于该化合物的说法正确的是()A．该化合物的分子式为C12H16O4B．该化合物属于有机酯类C．该化合物既可发生消去反应，也可被催化氧化生成醛D．该化合物的分子中处于同一平面的原子可能有6个【解析】A项，该分子中含2个环状结构和2个CC，则H原子数在C原子饱和的基础上减去8，即分子式为C12H18O4；B项，该化合物分子中无酯基(CO—RO)，则不属于酯；C项，该分子中无—CH2OH结构，故不被催化氧化成醛；D项，与CC连接的原子共面。【答案】D9．(2021·西安高陵质检)樱桃是一种抗氧化的水果，对人体有很大的好处，樱桃中含有一种羟基酸。下列有关说法正确的是()HOOCCHCH2COOHOHA．该羟基酸含有3种不同化学环境的氢原子B．通常条件下，该羟基酸可以发生取代、消去和加成反应C．该羟基酸可以使酸性高锰酸钾溶液褪色D．含1mol该羟基酸的溶液可与含3mol氢氧化钠的溶液恰好完全反应【解析】A项，该分子中含有5种不同化学环境的氢原子；B项，该分子不能发生加成反应；C项，羟基可被氧化羰基(CO)，而使酸性KMnO4溶液褪色；D项，1mol该物质含2mol—COOH，故能与2molNaOH恰好反应。【答案】C10．将浓硫酸和分子式为C4H10O的醇共热，所得到的有机产物有()A．14种B．13种C．8种D．7种【解析】分子式为C4H10O的醇共有四种，它们发生分子内脱水产物有3种，同种分子间脱水产物有4种，不同种分子间脱水产物有6种，故可得到13种有机产物。【答案】B11．(2021·西安高陵质检)有机物A的结构简式为CH2CH2OHCOOH，它可通过不同化学反应分别制得B、C和D三种物质。CH2CHOCOOHCHCH2COOHCH2CH2OCO(1)B中含氧官能团的名称是________。(2)A→C的反应类型是________；A～D中互为同分异构体的是________。(3)由A生成B的化学方程式是________________________________________________________________________。【解析】由A～D中各物质的官能团可知：A→B发生氧化反应，A→C发生消去反应，A→C发生酯化反应。【答案】(1)醛基和羧基(2)消去反应C、D(3)2CH2CH2OHCOOH＋O2eq\o(――→,\s\up15(Cu/Ag),\s\do15(△))2CH2CHOCOOH＋2H2O12．分子式为C5H12O的有机物，可与金属钠反应产生氢气，试依据下列性质回答以下问题。(1)若该有机物可催化脱氢氧化成醛，而不能发生消去反应，则该有机物的结构简式可能为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若该有机物不能催化脱氢氧化成羰基化合物，而能发生消去反应生成烯烃，则该有机物的结构简式可能为________________________________________________________________________。(3)该有机物化合物有________种同分异构体(不考虑立体异构)。【解析】C5H12O与钠反应放出H2，且符合饱和一元醇通式，故属于醇。C5H12O共有8种同分异构体。【答案】(1)CCH3CH3CH3CH2OH(2)CH3CH2CH2CH2CH2OH、CH3CHCH2CH2OHCH3、CH3CCH2CH3OHCH3、HOCH2CHCH2CH3CH3(3)813．乙醇在与浓硫酸混合共热的反应过程中，受反应条件的影响，可发生两类不同的反应类型：CH3CH2OHeq\o(――→,\s\up15(浓硫酸，170℃),\s\do15(分子内脱水))CH2===CH2eq\o(――→,\s\up15(浓硫酸，140℃),\s\do15(分子间脱水))CH3CH2OCH2CH3 1,4­二氧六环是一种常见的溶剂。它可以通过下列合成路线制得：烃类Aeq\o(――→,\s\up15(Br2))Beq\o(――→,\s\up15(NaOH),\s\do15(水溶液))Ceq\o(――→,\s\up15(浓硫酸),\s\do15(－H2O))OCH2—CH2OCH2—CH2请回答：(1)写出下列物质的结构简式。A：________，B：________，C：________。(2)写出下列反应方程式，并注明反应类型。A→B_____________________________________________________________