2020高中化学 酚（提高）知识讲解学案 新人教版选修5

2020高中化学 酚（提高）知识讲解学案 新人教版选修5

酚 ‎【学习目标】‎ ‎1、了解酚类的结构特点、一般特性和用途；‎ ‎2、掌握苯酚的化学性质。‎ ‎【要点梳理】‎ 要点一、苯酚的结构和物理性质 ‎【高清课堂：酚#苯酚的结构和物理性质】‎ ‎ 分子中羟基与苯环（或其他芳香环）上的碳原子直接相连的有机化合物称为酚。最简单的酚是苯酚。‎ ‎ 1．苯酚的结构。‎ ‎ 苯酚的分子式为C6H6O，结构简式为、或C6H5OH。‎ ‎ 苯酚中至少有12个原子处于同一平面上，是极性分子。‎ ‎ 2．苯酚的物理性质。‎ ‎ 纯净的苯酚是无色晶体，暴露在空气中会因部分氧化而呈粉红色。苯酚具有特殊气味，熔点‎43℃‎。苯酚易溶于乙醇等有机溶剂。常温下，苯酚在水中的溶解度不大（‎9.3 ‎g），当温度高于‎65℃‎时，能与水混溶。‎ ‎ 苯酚有毒，其浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性，使用时要小心，如果不慎沾到皮肤上，应立即用酒精清洗。‎ 要点二、酚的化学性质及用途 ‎【高清课堂：酚#苯酚的性质】‎ ‎ 1．苯酚具有弱酸性，俗称石炭酸，能与NaOH溶液发生中和反应。‎ ‎ ‎ ‎ 注意：苯酚、H2CO3、HCO3－的酸性强弱顺序为：‎ ‎ H2CO3＞ ＞HCO3－‎ ‎ 因此苯酚能与Na2CO3发生反应，且苯酚钠与CO2、H2O反应时，无论CO2是否过量，均生成NaHCO3，而不会生成Na2CO3。‎ ‎ 2．苯酚与金属钠的反应。‎ ‎ ‎ ‎ 苯酚与钠反应比醇与钠反应要容易，表明苯环对酚羟基上氢原子的影响大于乙基对醇羟基上氢原子的影响，使酚羟基上氢原子比醇羟基上的氢原子更活泼。‎ ‎ 3．取代反应。‎ ‎ 苯酚可与卤素单质、硝酸、硫酸等发生取代反应。‎ ‎ ‎ ‎ 苯酚能与浓溴水反应生成不溶于水的白色沉淀（2,4,6-三溴苯酚），此反应很灵敏，常用于苯酚的定性检验和定量测定。‎ ‎ 4．显色反应。‎ ‎ 苯酚的稀溶液遇FeCl3溶液时立即变成紫色。本反应也可用于鉴定酚的存在。‎ ‎ 5．缩聚反应。‎ 5‎ ‎ ‎ ‎ 酚醛树脂俗称“电木”，它不易燃烧，具有良好的电绝缘性，被广泛地用来生产电闸、电灯开关、灯口、电话机等电器用品。‎ ‎ 6．苯酚的用途。‎ ‎ 苯酚是重要的化工原料。广泛用于制造酚醛树脂、染料、医药、农药等，也可用于制备食品防腐剂和消毒剂。‎ 要点三、醇与酚的比较 ‎【高清课堂：酚#醇和酚的区别】‎ 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脱水反应；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；⑦缩聚反应 特性 灼热铜丝插入醇中有刺激性气味的气体生成（醛或酮）‎ 与FeCl3溶液反应显紫色 ‎ 注意：属于酚类，属于芳香醇类，尽管两者在组成上相差一个“CH‎2”‎原子团，但两者并不是同系物关系。‎ ‎【典型例题】‎ 类型一：酚的结构与性质 ‎ 例‎1 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H2。A不与NaOH溶液反应，而B能与NaOH溶液反应。B能使适量的溴水褪色，并产生白色沉淀 ，A不能。B的一溴化物(C7H7BrO)有两种结构。试推断A和B的结构，并说明它们各属于哪一类有机物。‎ ‎ ‎ ‎【思路点拨】本题重点考查酚和醇的结构及性质的区别。注意酚和醇虽然都有羟基，但由于所连的烃基不同，导致醇和酚的性质上的差异。‎ ‎【答案】A： B：‎ ‎【解析】①由于A、B都能与金属钠反应放出H2，且这两种物质分子中都只含有一个氧原子，所以它们的结构中有羟基，即它们是酚或醇。‎ ‎②A不与NaOH溶液反应，说明A为醇，分子式可写为C7H7OH。B能与NaOH溶液反应，说明B为酚，分子中必含有苯环，分子式可写为(CH3)C6H4(OH)。‎ ‎③从A的分子组成看，具有极不饱和性，但A不能使溴水褪色，说明分子中不含有不饱和链烃基，应该含有苯环，即A是芳香醇，分子式写为C6H5CH2OH(苯甲醇)。B能使溴水退色并生成白色沉淀，这是酚具有的特性，证明它是酚类，是甲基苯酚。‎ ‎④甲基苯酚有邻、间、对三种同分异构体，但只有对甲基苯酚的一溴代物含有两种结构：　　　‎ ‎【总结升华】“结构决定性质，性质反映结构”‎ 5‎ ‎，有机物的性质与其所含有的官能团密切相关。分子内原子团之间是相互影响的。在羟基的影响下，苯环上羟基的邻、对位氢原子变活泼，易被取代；苯环对羟基的影响，使得羟基上的氢原子易电离。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】丁香油酚是一种有特殊香味的液体，它的结构简式是，丁香油酚不具有的性质是（ ）。‎ ‎ A．与金属钠反应放出H2 B．能与NaOH溶液反应 ‎ C．与Na2CO3反应放出CO2 D．能发生加聚反应 ‎　　【答案】C 类型二：有关酚的合成与推断 ‎ 例2 以苯、硫酸、氢氧化钠、亚硫酸钠为原料，经典的制备苯酚的方法可简单表示为：‎ ‎ 苯苯磺酸苯磺酸钠苯酚钠（盐和水）苯酚 ‎ （1）写出第②、③、④步反应的化学方程式。‎ ‎ （2）根据上述反应判断苯磺酸、苯酚、亚硫酸三种物质的酸性强弱，并说明理由。‎ ‎ ‎ ‎【思路点拨】本题涉及苯的取代反应、强酸制弱酸等。在书写有机方程式时，注意反应条件以及反应产物，书写时不能遗漏。‎ ‎【答案】‎ ‎ ‎ ‎（2）苯磺酸＞亚硫酸＞苯酚。较强的酸与较弱的酸的盐反应可得到较弱的酸。‎ ‎ 【解析】（1）根据图示隐含信息，结合已学知识，写出有关反应的化学方程式。‎ 苯磺酸是一元酸，它与盐Na2SO3反应，放出SO2。故反应②为 反应③尽管没学过，但反应物和产物都已给出，可以通过试写、配平得出反应③的方程式：‎ ‎ ；‎ 反应④是将苯酚钠转变为苯酚，SO2在反应中起酸的作用：‎ ‎ 。‎ ‎ （2）三种酸性物质都在这些反应中表现了酸性，根据“强酸可以将弱酸盐转化为强酸盐和弱酸”的原理，由反应②、④可以得出其酸性强弱顺序。‎ ‎【总结升华】苯的取代反应，包括苯的硝化、苯的卤代、苯的磺化，需要熟练掌握特别注意反应条件；有机化学中，也存在强酸制弱酸的的反应。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】按以下步骤可从合成。（部分试剂和反应条件已略去）‎ 5‎ ‎ ‎ ‎ 请回答下列问题：‎ ‎（1）分别写出B、D的结构简式：B．________；D．________。‎ ‎ （2）反应①～⑦中属于消去反应的是________。（填反应代号）‎ ‎ （3）如果不考虑⑥、⑦反应，对于反应⑤，得到E的可能的结构简式为________。‎ ‎ （4）试写出C→D反应的化学方程式________（有机物写结构简式，并注明反应条件）。‎ ‎　　【答案】（1） （2）②、④‎ ‎ （3） （4）‎ 类型三：有关酚的分离、提纯及检验 ‎ 例3 鉴别苯、苯酚、1-己烯、四氯化碳、乙醇、碘化钠溶液，应选用的一种试剂是________。‎ ‎ ‎ ‎【思路点拨】鉴别有机物时，注意官能团的的特征反应，酚和醇虽然都含有羟基，但因为羟基所连的烃基不同，所以酚与醇表现出的性质仍有差别。‎ ‎【答案】浓溴水 ‎ 【解析】鉴别题一般要求操作简单、现象明显。鉴别前应先分析各物质的特征反应及实验现象的差异。如题目中有苯酚，而苯酚的鉴别一般考虑用溴水或FeCl3溶液。由于FeCl3不能与1-己烯和苯反应，且都是分层，上层是无色的有机层，下层是棕黄色FeCl3水溶液，所以用FeCl3鉴别不出苯和1-己烯。浓溴水与六种物质混合后现象为：‎ 物质 苯 苯酚 ‎1-己烯 四氯化碳 乙醇 NaI 现象 液体分层，上层红棕色，下层无色 白色沉淀 溴水褪色，在水的底部产生无色、油状液体 液体分层，下层红棕色，上层无色 溶液呈红棕色，不分层 溶液呈褐色，不分层 ‎【总结升华】酚中含有羟基，并且羟基与苯环直接相连。由于羟基的存在，苯环比以前活泼，更容易发生取代反应；由于苯环的存在，使酚羟基也比醇羟基活泼。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】将煤焦油中的苯、甲苯和苯酚进行分离，可采取如下图所示方法和操作：‎ ‎ ‎ ‎ （1）写出物质①和⑤的分子式：①________；⑤________。‎ ‎ （2）写出分离方法②和③的名称：②________；③________。‎ ‎ （3）混合物加入溶液①反应的化学方程式为________。‎ ‎ （4）下层液体④通入气体⑤反应的化学方程式为________。‎ ‎ （5）分离出的苯酚含在________中。‎ 5‎ ‎　　【答案】（1）NaOH CO2 （2）分液 蒸馏 ‎ （3）‎ ‎ （4）‎ ‎ （5）⑦‎ 5‎