2020高中化学 醇（提高）知识讲解学案 新人教版选修5

2020高中化学 醇（提高）知识讲解学案 新人教版选修5

醇 ‎【学习目标】‎ ‎1、了解醇类的结构特点、一般特性和用途；‎ ‎2、掌握乙醇的化学性质。‎ ‎【要点梳理】‎ 要点一、醇的定义 ‎【高清课堂：醇#醇类的结构特征、分类、饱和一元醇的通式】‎ ‎ 1．醇是羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物，或者说醇是烃分子中饱和碳原子上的氢原子被羟基取代所形成的化合物。—OH是醇类物质的官能团。‎ ‎ 2．醇的分类。‎ ‎ 根据醇分子中含有的醇羟基的数目，可以将醇分为一元醇、二元醇和多元醇等。一般将分子中含有两个和两个以上醇羟基的醇分别称为二元醇和多元醇。‎ ‎ 3．醇的通式。‎ ‎ 一元醇的分子通式为R—OH，饱和一元醇的分子通式为CnH2n+1—OH。碳原子数相同的饱和一元醇与饱和一元醚互为同分异构体。‎ 要点二、醇的物理性质 ‎【高清课堂：醇#乙醇、甲醇、乙二醇、丙三醇的物理性质】‎ ‎ 1．低级的饱和一元醇为无色中性液体，具有特殊的辛辣气味。‎ ‎ 2．常温常压下，碳原子数为1～3的醇能与水以任意比例互溶；碳原子数为4～11的醇为油状液体，仅部分可溶于水；碳原子数为12以上的高级醇为无色无味的蜡状固体，不溶于水。‎ ‎ 3．醇的沸点随分子中碳原子数的增加而升高，且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的沸点。‎ ‎ 4．醇的密度比水的密度小。‎ 要点三、醇的化学性质 ‎【高清课堂：醇#醇类的化学性质】‎ ‎ 醇发生的反应主要涉及分子中的C—O键和H—O键：断裂C—O键脱掉羟基，发生取代反应和消去反应；断裂H—O键脱掉氢原子，发生取代反应。此外醇还能发生氧化反应。‎ ‎ 1．消去反应。‎ ‎ ‎ ‎2．取代反应。‎ CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O CH3CH2CH2OH+HBrCH3CH2CH2Br+H2O C2H5OH+H—OC2H‎5‎C2H5—OC2H5+H2O ‎ 此外醇与钠、羧酸的反应也都属于取代反应。如：‎2C2H5OH+2Na—→‎2C2H5ONa+H2↑‎ ‎ ‎ 5‎ ‎ 3．氧化反应。‎ ‎①大多数醇能燃烧生成CO2和H2O。‎ CnH2n+1OH+O2nCO2+(n+1) H2O ‎ ②在Cu作催化剂时醇能被氧气氧化为醛或酮。‎ ‎ ‎ ‎③醇还能被酸性KMnO4溶液或酸性K2Cr2O7，溶液氧化，其氧化过程可分为两个阶段。‎ CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH 要点四、醇的命名 ‎ 1．将含有与羟基（—OH）相连的碳原子的最长碳链作为主链，根据碳原子数目称为某醇。‎ ‎ 2．从距离羟基最近的一端给主链上的碳原子依次编号定位。‎ ‎3．羟基的位置用阿拉伯数字表示；羟基的个数用“二”“三”等表示。‎ 如：‎ ‎ 特点提示：因同一个碳原子上连有2个或2个以上的—OH是不稳定的，因此书写醇的同分异构体时应避免写出同一碳原子上连2个或2个以上—OH的情况。‎ 要点五、重要的醇 ‎ 1．甲醇（CH3OH）又称木精或木醇，是无色透明的液体，易溶于水。甲醇有剧毒，误饮很少就能使眼睛失明甚至致人死亡。甲醇是十分重要的有机化工原料。‎ ‎ 2．乙二醇（）和丙三醇（）都是无色、黏稠、有甜味的液体，都易溶于水，是重要的化工原料。乙二醇的水溶液的凝固点很低，可用做汽车发动机的抗冻剂，乙二醇也是合成涤纶的主要原料，丙三醇俗称甘油，主要用于制造日用化妆品和硝化甘油。硝化甘油主要用做炸药，也是治疗心绞痛药物的主要化学成分之一。‎ ‎【典型例题】‎ 类型一：醇的结构和性质 ‎ 例1 乙醇分子结构中各种化学键如右图所示，关于乙醇在各种反应中断裂键的说法不正确的是（ ）。‎ ‎ A．和金属钠反应时①键断裂 ‎ B．和浓硫酸共热到‎170℃‎时键②和⑤断裂 ‎ C．和浓硫酸共热到‎140℃‎时仅有键②断裂 ‎ D．在铜催化下与O2反应时键①和③断裂 ‎ ‎【思路点拨】本题全面考查乙醇的化学性质，从断键情况考查乙醇在发生化学反应时的机理注意区分乙醇与浓硫酸共热时取代成醚及消去成烯的断键特点。‎ ‎ 【答案】C ‎ 【解析】选项A乙醇与钠反应生成乙醇钠和氢气，是乙醇羟基中的O—H键①断裂；选项B乙醇与浓硫酸共热到‎170℃‎时发生消去反应生成乙烯和水，是键②和⑤断裂；选项C是乙醇发生分子间脱水反应生成乙醚，一分子断裂键①，另一分子断裂键②；选项D是乙醇催化氧化为乙醛，断裂的键是①和③。‎ ‎【总结升华】醇类断裂C—O键，脱掉—OH时，可发生取代或消去反应；若同时断裂C—O键和H—‎ 5‎ O键时，可发生消去或氧化反应，要注意分析体会。‎ ‎ 例2 回答有关以通式CnH2n+1OH所表示的一元醇的下列问题：‎ ‎ （1）出现同类同分异构体的最小n值是________。‎ ‎ （2）n=4的同分异构体中，氧化后能生成醛的醇有________种，它们的结构简式是________。‎ ‎ （3）具有同分异构体的醇跟浓硫酸混合加热时，只能得到一种不饱和烃（烯烃类），符合这一结果的醇的n值为________。‎ ‎ ‎ ‎【答案】（1）3‎ ‎（2）2 CH3CH2CH2CH2OH、(CH3)2CHCH2OH ‎（3）3‎ ‎ 【解析】（1）甲醇、乙醇没有同类同分异构体，丙醇才出现1-丙醇和2-丙醇两种同分异构体，即饱和一元醇出现同类同分异构体的最小n值为3。‎ ‎ （2）能氧化成醛的醇应具有“—CH2OH”结构。当n=4时，C3H7—CH2OH可氧化为醛，而—C3H7只有两种结构—CH2CH2CH3和—CH(CH3)2，故n=4的饱和一元醇中能氧化为醛的醇只有2种，其结构简式为：CH3CH2CH2CH2OH和(CH3)2CHCH2OH。‎ ‎ （3）n值应为3。当n＞3时，醇发生消去反应所得的烯烃具有同分异构体。如n=4时，发生消去反应可得到CH2＝CHCH2CH3或CH3—CH＝CH—CH3两种互为同分异构体的烯烃。‎ ‎【总结升华】饱和一元醇与同碳原子数的饱和一元醚互为同分异构体；能氧化成醛的醇的一OH只能位于主链的末端。‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】二甘醇可用作溶剂、纺织助剂等。一旦进入人体会导致急性肾衰竭，危及生命。二甘醇的结构简式是HO—CH2CH2—O—CH2CH2—OH。下列有关二甘醇的叙述正确的是（ ）。‎ ‎ A．不能发生消去反应 B．能发生取代反应 ‎ C．能溶于水，不溶于乙醇 D．符合分子通式CnH2nO3‎ ‎　　【答案】B ‎ ‎ 【变式2】下列有机物在发生消去反应时能生成三种不同烯烃的是（ ）。‎ ‎ ‎ ‎　　【答案】C 类型二：醇的命名 ‎ 例3 对某一醇类作系统命名，其中正确的是（ ）。‎ ‎ A．1，1-二甲基-3-丙醇 B．2-甲基-4-戊醇 ‎ C．3-甲基-2-丁醇 D．3，3-二甲基-1-丁醇 ‎ ‎ ‎【思路点拨】本题考查醇的命名。注意主链的选择、官能团的位置及标识。‎ ‎【答案】C、D 5‎ ‎ 【解析】先根据题给各选项的名称写出醇的结构简式，再由醇的系统命名法分析其正误。‎ ‎ ‎ ‎【总结升华】按系统命名法，醇的命名需要选包含官能团的碳数最多的键做为主链，再标支链位置。书写时，官能团的位置也需要特别标出。后续课程中其他有机物的命名方式相同。‎ 举一反三：‎ ‎ 【变式1】写出下列有机物的系统名称。‎ ‎ ‎ ‎　　【答案】（1）3-甲基-2-丁醇 （2）3，4，4-三甲基-2-戊醇 类型三：醇的有关计算 例4 一定量的某饱和一元醇充分燃烧后生成CO2 ‎6.72 L(标况)，等量的该醇与足量的金属钠反应放出H2，全部通过足量的灼热CuO粉末，若H2的损失率为20％，反应后使CuO粉末质量减轻‎0.64 g，求该醇的分子式，并写出该醇的可能结构简式。‎ ‎【思路点拨】可以根据饱和一元醇燃烧的通式，分析其产物的比例特点。本题中注意氢气有损失，计算时需要考虑在内。‎ ‎　　【答案】C3H8O；可能有的结构为：CH3CH2CH2OH ‎ ‎【解析】饱和一元醇燃烧：CnH2n+2O + 3n/2O2 → nCO2 + (n+1)H2O ‎　　　　　　 　 0.3/n mol ← 已知：0.3mol ‎　　　　　 　　 CuO + H2 → Cu + H2O ‎　　　　　 　　 ‎80g 1mol ‎64g 减少‎16g ‎　　　　　 　　 0.04mol ← ‎‎0.64g ‎　　　　　 　　 即实际反应的H2是0.04mol，与钠反应生成的H2是0.05mol(损失率为20％)，‎ ‎　　　　　　 　 醇的物质的量是0.1mol。‎ ‎　　　　　　　　得出n=3‎ ‎【总结升华】饱和一元醇的通式为CnH2n+2O，在燃烧时，为解题方便，可以看成CnH2n·H2O，即含有n个碳的饱和一元醇与含有n个碳的烯燃烧时，耗氧相同。‎ 举一反三：‎ 5‎ ‎ 【变式1】等物质的量的乙醇、乙二醇、丙三醇分别与足量的钠反应，生成氢气的物质的量之比为________；乙醇、乙二醇、丙三醇分别同足量的钠反应生成等质量的氢气，则三种醇消耗的物质的量之比为________。‎ ‎　　【答案】1∶2∶3 6∶3∶2 ‎ 5‎