2019-2020学年高中化学 专题4 烃的衍生物 第二单元 醇酚 第2课时 酚学案 苏教版选修5

第2课时酚1.认识苯酚及酚类物质的组成和结构特点。2.掌握苯酚的重要化学性质。3.理解有机物分子中各基团间的影响。4．了解苯酚的用途及对环境和人体健康的影响，关注有机化合物的安全使用问题。苯酚一、苯酚的结构1．分子中羟基与苯环(或其他芳环)碳原子直接相连而形成的有机化合物称为酚，最简单的酚是苯酚。2．苯酚的分子式为C6H6O，结构简式为，可简写为C6H5OH。二、苯酚的物理性质和化学性质1．苯酚的物理性质(1)颜色：无色，露置在空气中会部分氧化而略带红色。(2)状态：晶体；熔点：40.9℃。(3)溶解性：常温下，苯酚能溶于水并能相互形成溶液(苯酚与水形成的浊液静置后会分层，上层是溶有苯酚的水层，下层是溶有水的苯酚层)，当温度高于65℃时，苯酚能与水以任意比互溶。(4)毒性：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，应立即用酒精洗涤，再用水冲洗。2．苯酚的化学性质(1)与NaOH溶液反应苯酚是一种酸性比碳酸还弱的酸，它能与氢氧化钠溶液反应生成苯酚钠和水，苯酚钠易溶于水，所以向苯酚的浊液中加入NaOH溶液后，溶液变澄清。反应如下：向苯酚钠溶液中通入CO2或加入稀盐酸，又会生成苯酚。反应如下：(2)与浓溴水反应苯酚与浓溴水反应生成白色不溶于水的2，4，6­三溴苯酚。反应如下：该反应能够定量完成，常用于对溶液中的苯酚进行定性和定量测定。(3)苯酚的显色反应向含有苯酚的溶液中加入三氯化铁溶液，溶液呈现紫色，这是苯酚的显色反应。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)苯酚沾在皮肤上，可以用酒精或氢氧化钠溶液清洗。()(2)苯酚的酸性很弱，不能使酸碱指示剂变色。()(3)向苯酚钠溶液中通入少量CO2时生成Na2CO3，通入过量CO2时生成NaHCO3。()(4)苯中少量的苯酚可先加适量的浓溴水，使苯酚生成三溴苯酚，再过滤除去。()(5)苯酚分子中的13个原子可能处于同一平面上。()答案：(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√2．如图所示的操作和实验现象，能验证苯酚的两个性质。回答下列问题：(1)性质Ⅰ是________________，操作1是__________、操作2是__________。(2)性质Ⅱ是________________，操作1是__________、操作2是__________。解析：由图示结合苯酚的性质，可知该实验能验证苯酚的溶解性、弱酸性两个性质。答案：(1)苯酚在水中的溶解性加热冷却(2)苯酚的弱酸性加NaOH溶液通入CO21．苯酚钠与碳酸反应只能生成苯酚和碳酸氢钠，不能生成碳酸钠：＋H2CO3―→＋NaHCO3；苯酚钠属于强碱弱酸盐，水解显碱性：＋H2O＋NaOH；相同浓度下酸性强弱：CH3COOH＞H2CO3＞C6H5OH＞H2O＞CH3CH2OH。洗去沾在皮肤上的苯酚，最佳洗涤剂是酒精，忌用热水、乙醚和NaOH溶液，慎用苯、甲苯。2．苯酚与浓溴水的反应(1)实验成功的关键是浓溴水要过量。若C6H5OH过量，生成的2，4，6­三溴苯酚沉淀会溶于C6H5OH溶液中。(2)C6H5OH与Br2反应很灵敏，常用于苯酚的定性检验和定量测定，一般不用于分离提纯。3．苯酚与FeCl3溶液的显色反应(1)利用这一反应可以检验苯酚的存在。(2)苯酚与FeCl3在水溶液里发生反应而显紫色：6C6H5OH＋Fe3＋―→[Fe(C6H5O)6]3－＋6H＋。4．苯酚与苯的分离溶解在苯中的苯酚，不能直接分离，应先向混合物中加入NaOH溶液，使苯酚全部转变为苯酚钠，因苯酚钠易溶于水，苯难溶于水，采用分液操作可将苯与苯酚钠分开。然后向苯酚钠溶液中通入足量CO2气体，可将苯酚钠转化为苯酚，因苯酚在水中的溶解度较小，从而游离出来，再采用分液的方法将苯酚与水分离开。将煤焦油中的苯、甲苯和苯酚进行分离，可采用如图所示的方法进行操作：(1)写出物质①和⑤的化学式：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后反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________。(4)下层液体④通入气体⑤后反应的化学方程式为______________________________________________________________________________________________________。(5)分离出的苯酚存在于____________中。[解析]混合物的分离主要是根据成分的性质差异来进行设计。题目中的三种物质中只有苯酚能跟碱反应并且分离出来，然后再通入CO2即可得到苯酚。而苯和甲苯的化学性质虽有差异(如甲苯可被酸性KMnO4溶液氧化)，但不可通过分液方法进行分离，所以应依据两者沸点的不同进行分(蒸)馏操作。[答案](1)NaOHCO2(2)分液分(蒸)馏(3)＋NaOH―→＋H2O(4)＋CO2＋H2O―→＋NaHCO3(5)下层液体⑦在实验室中从苯酚中分离出苯，可选用下列装置中的()A．①②B．②③C．③D．④解析：选A。方法一：利用二者的沸点不同采用蒸馏法，可选①。方法二：先将苯酚转化成苯酚钠，进入水溶液，分液后得到苯酚钠和苯；然后向苯酚钠中通入足量CO2气体，将其转化为苯酚，因苯酚在水中的溶解度极小，从而游离出来，再采用分液的方法与水分离开，可选②。苯酚的性质1．关于苯酚的说法错误的是()A．纯净苯酚是粉红色晶体B．有特殊气味C．易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，不易溶于冷水D．苯酚有毒，但药皂中掺有少量苯酚解析：选A。纯净苯酚是无色晶体，在空气中因被氧气氧化而呈粉红色。2．下列关于苯酚的叙述，正确的是()A．热的苯酚浓溶液，冷却时不会形成浊液B．苯酚可以和浓溴水发生取代反应C．苯酚既难溶于水也难溶于NaOH溶液D．苯酚的酸性比碳酸强，比醋酸弱解析：选B。苯酚微溶于冷水，65℃以上与水互溶，A错误；由于羟基对苯环的影响，使得苯环上羟基邻、对位上的氢原子较活泼，易被取代，与浓溴水反应生成2，4，6­三溴苯酚，B正确；苯酚与NaOH溶液反应而易溶于NaOH溶液，C错误；苯酚的酸性比碳酸、醋酸都弱，D错误。3．欲从溶有苯酚的乙醇溶液中回收苯酚，有下列操作：①蒸馏；②过滤；③静置分液；④加入足量的金属钠；⑤通入过量的二氧化碳；⑥加入足量的NaOH溶液；⑦加入足量的FeCl3溶液；⑧加入硫酸与NaBr溶液共热。最合理的步骤是()A．④⑤③B．⑥①⑤③C．⑥①⑤②D．⑧②⑤④解析：选B。苯酚和乙醇的沸点相差不大，并且加热易使苯酚变质，故不能直接蒸馏，应先将苯酚转化为沸点较高的苯酚钠，然后控制蒸馏温度将乙醇蒸出，剩下的物质是苯酚钠的水溶液，再通入过量的二氧化碳，生成在水中溶解度较小的苯酚，最后利用分液的方法即可得到纯净的苯酚。酚类基团间的相互影响一、酚类1．酚类的概念2．酚类的应用与毒性酚类化合物有毒，在石油和煤的加工业、制药、油漆和橡胶等众多工业生产产生的废水中含有较多的酚类物质。因此，酚类物质被列为须重点控制的水污染物之一。甲酚(C7H8O)指邻甲苯酚、间甲苯酚、对甲苯酚三者的混合物。二、基团间的相互影响1．苯酚有酸性而乙醇显中性说明了苯环基团对羟基基团的影响。2．苯和液溴在三卤化铁作催化剂作用下才能反应且生成物为溴苯，苯酚与浓溴水可发生反应且生成2，4，6­三溴苯酚，这说明了羟基基团对苯环基团的影响。1．下列物质中不属于酚类的是()解析：选A。A为芳香醇，其余均属于酚类。2．吃水果能帮助消化，当我们把苹果切开后，不久果肉上便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。(1)酚变为二醌的反应类型为________(填字母)。a．氧化反应b．还原反应c．加成反应d．取代反应(2)若要避免苹果“生锈”，请你选择一种保存切开的苹果的方法：____________，其原因是_______________________________________________。解析：图示中C—OH变成CＦO，类似于醇的催化氧化，故为氧化反应。答案：(1)a(2)放入水中(答案合理即可)切开的苹果易被氧化，放入水中，使果肉不与空气接触，减缓氧化速率(答案合理即可)1．醇与酚的比较类别醇酚通式R—OH——官能团—OH—OH分子结构特点C—O键和O—H键都有极性，—OH直接与链烃基相连—OH直接与苯环相连，O—H键受苯环影响，极性增强代表物C2H5OHOH重要性质①无色有特殊香味的液体，易溶于水和有机溶剂，易挥发，沸点较低②跟活泼金属K、Na、Mg、Al等反应③跟氢卤酸反应(取代)④燃烧⑤催化氧化(生成乙醛)⑥分子内脱水(消去)⑦分子间脱水(取代成醚)⑧酯化(属于取代)①纯苯酚为无色晶体，有特殊气味，65℃以上与水以任意比互溶，易溶于有机溶剂，有毒②弱酸性(与NaOH作用)③取代反应(与Br2)④显色反应：苯酚溶液遇FeCl3溶液显紫色⑤缩聚反应[制酚醛树脂(后面会学到)]主要用途燃料、饮料、化工原料、溶剂、消毒剂等化工原料、制塑料、合成纤维、制医药、染料、消毒剂等2．苯酚分子中苯环与羟基的相互影响(1)在苯酚分子中，苯基影响了羟基上的氢原子，使它比乙醇分子中羟基上的氢更易电离，使溶液显弱酸性，电离方程式为＋H＋。在化学性质方面主要体现在苯酚能与NaOH反应，而乙醇不与NaOH反应。(2)在苯酚分子中，羟基也影响了与其相连的苯环上的氢原子，使羟基邻、对位上的氢原子更活泼，比苯及甲苯分子中苯环上的氢原子更容易被其他原子或原子团取代，具体体现如下：类别苯甲苯苯酚结构简式溴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C6H5—Br邻、间、对三种溴甲苯2，4，6­三溴苯酚结论苯酚与溴的取代反应比苯和甲苯更容易进行原因羟基对苯环的影响，使苯环上的氢原子变得活泼，易被取代(1)苯酚溶液虽然显酸性，但酸性极弱，不能使酸碱指示剂变色。(2)苯酚酸性比碳酸弱，但比HCO－3的酸性强，苯酚能与Na2CO3溶液反应：＋Na2CO3―→＋NaHCO3，向苯酚钠溶液中通入CO2时，无论CO2过量与否，产物均为NaHCO3。有机物分子中的原子(团)之间会相互影响，导致相同的原子(团)表现不同的性质。下列各项事实不能说明上述观点的是()A．甲苯能使高锰酸钾酸性溶液褪色，而甲基环己烷不能使高锰酸钾酸性溶液褪色B．乙烯能与溴水发生加成反应，而乙烷不能与溴水发生加成反应C．苯酚可以与NaOH反应，而乙醇不能与NaOH反应D．苯酚与溴水可直接反应，而苯与液溴反应则需要FeBr3作催化剂[解析]A．甲苯中苯环对—CH3的影响，使—CH3可被KMnO4酸性溶液氧化为—COOH，从而使酸性KMnO4溶液褪色；B.乙烯能与溴水发生加成反应，是因为乙烯含碳碳双键，而乙烷不含碳碳双键；C.苯环对羟基产生影响，使羟基中的氢原子更易电离，表现出弱酸性；D.苯酚中，羟基对苯环产生影响，使苯酚分子中羟基邻、对位氢原子更活泼，更易被取代。[答案]B有机分子内原子或原子团的相互影响1．链烃基对其他基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．苯基对其他基团的影响(1)水、醇、苯酚提供氢离子的能力大小：R—OH＜H—OH＜C6H5—OH。(2)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．羟基对其他基团的影响(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：使苯环邻、对位上的氢原子更易被取代。酚类基团间的相互影响1．下列关于酚的说法不正确的是()A．酚类是指羟基直接连在苯环上的化合物B．酚类都具有弱酸性，在一定条件下可以和NaOH溶液反应C．酚类可以和浓溴水反应生成白色沉淀，利用该反应可以检验酚D．分