2020高中化学专题4烃的衍生物第二单元第1课时醇的性质和应用教案苏教版选修5

2020高中化学专题4烃的衍生物第二单元第1课时醇的性质和应用教案苏教版选修5

第1课时　醇的性质和应用 ‎[明确学习目标]　1.了解醇类的分类。2.掌握醇类的化学性质。3.理解醇类催化氧化反应、消去反应机理与规律。‎ 一、乙醇的结构和化学性质 ‎1．分子结构 ‎2．化学性质 续表 - 10 -‎ 二、醇的概述与分类 ‎1．概念 烃分子中饱和碳原子上的氢原子被羟基取代形成的化合物。‎ ‎2．分类 根据醇分子中醇羟基的数目，可分为一元醇、二元醇和多元醇。‎ ‎3．组成 一元醇的分子通式为R—OH，饱和一元醇的分子通式为CnH2n＋1OH。‎ ‎4．化学性质与乙醇相似 ‎(1)与活泼金属发生置换反应。‎ ‎(2)氧化反应(燃烧、催化氧化、被酸性KMnO4溶液氧化等)。‎ ‎(3)消去反应。‎ ‎(4)与HX、羧酸等的取代反应等。‎ ‎5．几种典型醇的结构、性质与用途 - 10 -‎ ‎(1)甲醇(CH3OH)俗称木精或木醇：无色透明的液体；甲醇有剧毒，饮用后会使人眼睛失明，量多时使人致死，是一种重要的有机化工原料。‎ ‎(2)乙二醇结构简式：CH2OHCH2OH，为无色黏稠有甜味的液体，易溶于水和乙醇，它的水溶液凝固点低，可作内燃机的抗冻剂、制造涤纶。‎ ‎(3)丙三醇(甘油)结构简式：CH2OHCHOHCH2OH，无色黏稠有甜味的液体，吸湿性强，它跟水、乙醇以任意比例互溶，甘油水溶液的凝固点很低，用于制造硝化甘油。‎ ‎1．醇和卤代烃发生消去反应时有什么异同？‎ 提示：相同点：①醇和卤代烃发生消去反应的规律类似，对有机物结构的要求均为：醇(或卤代烃)分子所含碳原子数必须大于1；与—OH(或—X)相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子。②醇和卤代烃的消去反应均有烯烃生成。‎ 不同点：二者发生消去反应的条件不同，醇的消去反应需在浓硫酸作催化剂并加热的条件下进行；卤代烃的消去反应需在强碱的醇溶液中并加热的条件下进行。‎ ‎2．乙醇能使酸性高锰酸钾溶液和重铬酸钾溶液褪色吗？‎ 提示：乙醇具有还原性，强氧化剂如酸性高锰酸钾溶液、酸性重铬酸钾溶液均能首先将乙醇氧化为乙醛，然后进一步将乙醛氧化为乙酸。两个不同的反应中，MnO被还原为Mn2＋，溶液颜色由紫色变为无色，而Cr2O被还原为Cr3＋，溶液颜色由橙色变为绿色。‎ 一、醇类的相关反应规律 ‎1．醇催化氧化反应的规律 醇分子中，羟基上的氢原子和与羟基相连的碳原子上的氢原子结合外来的氧原子生成水，而醇本身形成“”不饱和键。‎ ‎(1)RCH2OH被催化氧化生成醛。‎ ‎2RCH2OH＋O22RCHO＋2H2O - 10 -‎ ‎ ‎ ‎ (3) 一般不能被催化氧化。‎ ‎2．醇消去反应的规律 醇消去反应的原理如下：‎ ‎(1)若醇分子中只有一个碳原子或β碳原子上无氢原子，则不能发生消去反应。如CH3OH、等。‎ ‎(2)醇分子中存在2个或3个不同的β碳原子，且这些碳原子都连接有氢原子时，发生消去反应，可以生成不同的烯烃，如：‎ 有三种消去反应有机产物。‎ ‎3．醇的取代反应规律 醇分子中，—OH或—OH上的氢原子在一定条件下可被其他原子或原子团替代，如醇与羧酸的酯化反应、醇分子间脱水及与HX的取代反应。‎ - 10 -‎ ‎ [对点练习]‎ ‎1．乙醇分子中不同的化学键如图所示，关于乙醇在各种不同反应中断裂的键说明不正确的是(　　)‎ A．和金属钠反应时键①断裂 B．和浓H2SO4共热到170 ℃时断键②和④‎ C．在银催化条件下与O2反应时断键①和③‎ D．和浓H2SO4共热到140 ℃时断键②，其他键不变化 答案　D A ‎√‎ 与钠反应，羟基上的氢原子被钠取代 B ‎√‎ 消去反应脱去的是羟基与βH C ‎√‎ 催化氧化脱去的是羟基上的H与αH D ‎×‎ 一个分子脱羟基，另一个分子脱去羟基上的氢原子，故应断裂①和②‎ ‎2．有下列几种醇：‎ ‎①CH3CH2CH2OH　②(CH3)2CHOH - 10 -‎ ‎⑦(CH3)3CCH2OH ‎(1)其中能被氧化生成醛的是________(填编号，下同)；其中能被催化氧化，但不是生成醛的是________；其中不能被催化氧化的是______________________。‎ ‎(2)与浓H2SO4共热到一定温度时，只生成一种烯烃的是________，能生成三种烯烃的是________，不能发生消去反应的是________。‎ 答案　(1)①⑦　②④　③⑤⑥　(2)①②③　⑥　⑦‎ 解析　具有—CH2OH结构的醇能氧化为醛，具有结构的醇能氧化为酮，“本碳”无氢的醇不能被催化氧化。‎ 根据“邻碳”上是否有氢以及氢原子的环境，可知①②③三种醇经过消去反应后只能得到一种烯烃；④⑤两种醇经过消去反应后能得到两种烯烃；⑥经过消去反应后能得到三种烯烃；⑦不能发生消去反应。‎ 二、醇的性质实验 ‎1．乙醇与钠和水与钠反应的比较 钠与水反应实验 钠与乙醇反应实验 钠的现象 钠粒熔为闪亮的小球，快速浮游于水面，并快速消失 钠粒沉于乙醇液体底部，并慢慢消失 声的现象 有嘶嘶的声音 无任何声音 气的现象 有无色、无味气体生成，做爆鸣实验时有爆鸣声 有无色、无味气体生成，做爆鸣实验时有爆鸣声 续表 - 10 -‎ ‎2．实验室制乙烯 实验装置 实验步骤 ‎①将浓硫酸与乙醇按体积比3∶1混合，即将15 mL浓硫酸缓缓加入到盛有5 mL 95%乙醇的烧杯中混合均匀，冷却后再倒入圆底烧瓶中，并加入碎瓷片防止暴沸 ‎②加热混合溶液，迅速升温到170 ℃，将气体先通入NaOH溶液中，然后通入酸性KMnO4溶液和溴的CCl4溶液中，观察现象 实验现象 酸性KMnO4溶液、溴的CCl4溶液褪色 实验结论 乙醇在浓硫酸作用下，加热到170 ℃，发生了消去反应，生成乙烯 注意事项 ‎(1)浓H2SO4与无水酒精混合：‎ 遵循浓硫酸稀释的原则，将浓硫酸缓慢倒入到无水酒精中，并用玻璃棒不断搅拌，浓H2SO4与无水酒精按体积比3∶1为宜。‎ ‎(2)浓H2SO4作用：催化剂、脱水剂，可以用Al2O3、P2O5代替浓硫酸。‎ ‎(3)加热时要迅速升高到170 ℃，否则易发生副反应，乙醇的利用率低。‎ ‎(4)副反应：‎ - 10 -‎ ‎2CH3CH2OH CH3CH2—O—CH2—CH3＋H2O；‎ CH3CH2OHC(溶液变黑)CO2、SO2。‎ ‎(5)NaOH溶液的作用：吸收CO2、SO2，以防干扰用酸性KMnO4溶液检验CH2===CH2‎ ‎ [对点练习]‎ ‎3．下列有关实验室制乙烯的说法中，不正确的是(　　)‎ A．温度计的水银球要伸入到反应物的液面以下 B．反应过程中溶液的颜色逐渐变黑 C．生成的乙烯气体中混有少量有刺激性气味的气体 D．加热时不要太急，使温度缓慢上升至170 ℃‎ 答案　D 解析　制备乙烯需要控制反应的温度，所以温度计的水银球需要插入反应物的液面以下，故A正确；浓硫酸具有脱水性，反应过程中使乙醇脱水生成炭，溶液的颜色会逐渐变黑，故B正确；浓硫酸具有脱水性，乙醇有少量炭化，炭和浓硫酸加热反应有二氧化硫和二氧化碳生成，则制取的乙烯中会混有少量有刺激性气味的二氧化硫气体，故C正确；由于在140 ℃时乙醇会发生副反应生成乙醚，所以加热时应该使温度迅速升高到170 ℃，故D错误。‎ ‎4．按下图装置，持续通入X气体，可看到a处有红色物质生成，b处变蓝，c处得到液体，X气体可能是(　　)‎ A．H2 B．CO和H2‎ C．NH3 D．CH3CH2OH(g)‎ 答案　D 解析　四个选项中的气体或蒸气都可还原CuO，且均有H2O产生，故都可满足a、b处的现象。但要在c处得到液体，只有D符合，CH3CH2OH＋CuOCH3CHO＋H2O＋Cu。‎ 本课归纳总结 - 10 -‎ ‎1．下列说法中，正确的是(　　)‎ A．甲醇、乙二醇、丙三醇都易溶于水且都有剧毒 B．按甲醇、乙二醇、丙三醇的顺序，其沸点逐渐升高 C．相同质量的甲醇、乙二醇、丙三醇与足量钠反应，甲醇放出氢气最多 D．甲醇、乙二醇、丙三醇都能发生取代、消去、氧化反应 答案　B 解析　甲醇、乙二醇、丙三醇都易溶于水，但只有甲醇有剧毒；因相同质量的三种醇中，丙三醇提供的—OH数最多，因而与足量钠反应时，丙三醇放出的氢气的量也最多；甲醇只含一个碳原子，不能发生消去反应。‎ ‎2．能证明乙醇分子中有一个羟基的事实是(　　)‎ A．乙醇完全燃烧生成CO2和H2O B．0.1 mol乙醇与足量钠反应生成0.05 mol H2‎ C．乙醇能溶于水 D．乙醇能脱水 答案　B 解析　乙醇与生成的氢气的物质的量之比为0.1∶0.05＝2∶1，说明乙醇分子中有一个活泼的氢原子可被金属钠置换，即乙醇分子中有一个羟基。‎ ‎3．3.2 g某一元醇与足量的金属钠反应，共收集到1.12 L(标准状况)氢气，该醇的分子式是(　　)‎ A．CH3OH B．C2H5OH C．C3H7OH D．C4H9OH 答案　A 解析　根据题意及备选项知，该醇是饱和一元醇，所以使用通式计算更为简便。‎ ‎2CnH2n＋1OH＋2Na―→2CnH2n＋1ONa＋H2↑‎ ‎2(14n＋18) g 22.4 L ‎3．2 g 1.12 L ‎2(14n＋18) g∶22.4 L＝3.2 g∶1.12 L，解得n＝1，所以该醇为甲醇。‎ ‎4．下列醇类能发生消去反应的是(　　)‎ ‎①甲醇　②1丙醇　③1丁醇　④2丁醇 ‎⑤2,2甲基1丙醇　⑥2戊醇　⑦环己醇 A．①⑤ B．②③④⑥⑦‎ - 10 -‎ C．②③④⑥ D．②③④‎ 答案　B 解析　据醇类发生消去反应的条件，可确定①⑤不能消去，余下的醇类均能消去。‎ ‎5．乙醇是生活中常见的有机物，能进行如图所示的多种反应，A、B、C、D都是含碳的化合物。‎ ‎(1)写出下列反应的化学方程式：‎ 反应①_________________________________________________________；‎ 反应②_________________________________________________________；‎ 反应③_________________________________________________________；‎ 反应④_________________________________________________________。‎ ‎(2)比较反应①与钠和水反应的现象有什么相同和不同。‎ 相同点：__________________________________________________。‎ 不同点：__________________________________________________。‎ 答案　(1)①2C2H5OH＋2Na―→2C2H5ONa＋H2↑‎ ‎②C2H5OH＋3O22CO2＋3H2O ‎③C2H5OH＋CH3COOHCH3COOC2H5＋H2O ‎④2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O ‎(2)都有无色气泡产生，都有热量放出 乙醇与钠反应时，钠沉在液面下，反应也较平缓 - 10 -‎