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第三章 烃的衍生物
第二节 醇 酚
第 2 课时 酚
学习导航 1.通过认识酚分子中羟基连接方式的不同,了解苯酚的主要性质,理解羟基和苯环的相互
影响,形成物质结构决定性质的核心理念。
2.通过苯酚性质的学习,了解苯酚及酚类毒性及其对环境的危害,要合理应用。
教学过程 一、酚的概念及其代表物的结构
1.酚的概念
酚是羟基与苯环直接相连而形成的化合物。
如: 、 和
2.苯酚的分子结构
3.苯酚的物理性质
二、苯酚的化学性质
1.弱酸性
实验探究
实验步骤
实验现象 得到浑浊液体 液体变澄清 液体变浑浊
根据实验现象,完成下列反应的化学方程式:试管②: +NaOH―→ +HO。
2
试管③: +HCl―→ +NaCl。
试管④: +CO+HO―→ +NaHCO 。
2 2 3
2.取代反应
实验探究
实验步骤:向盛有少量苯酚稀溶液的试管中滴加过量的饱和溴水。
现象:有白色沉淀生成。
反应的化学方程式:
+3Br ―→ +3HBr,在此反应中,苯酚分子中苯环上的氢原子
2
被溴原子取代,发生了取代反应。
3.显色反应
实验探究
实验过程:在少量苯酚溶液中滴加氯化铁溶液。
现象:溶液显紫色。
4.氧化反应
苯酚是无色晶体,但放置时间过长往往显粉红色,其原因是部分苯酚被空气中的氧气氧
化。
5.苯、苯酚与Br 反应的比较
2
类别 苯 苯酚
溴的状态 液溴 饱和溴水
条件 催化剂 无催化剂
取代
产物
反应
特点 苯酚与溴的取代反应比苯易进行
原因 酚羟基对苯环的影响使苯环上的邻、对位氢原子变得活泼,易被取代
6.脂肪醇、芳香醇和酚的比较
类别 脂肪醇 芳香醇 酚实例 CHCHOH
3 2
官能团 醇羟基(—OH) 醇羟基(—OH) 酚羟基(—OH)
—OH与苯环侧链上
结构特点 —OH与链烃基相连 —OH与苯环直接相连
的碳原子相连
(1)与钠反应;(2)取代反应;(3)部分能发生 (1)弱酸性;(2)取代反应;(3)
主要化学
消去反应;(4)氧化反应;(5)酯化反应;(6) 显色反应;(4)加成反应;(5)与
性质
部分能发生加成反应 钠反应;(6)氧化反应
灼热的铜丝插入醇中,有刺激性气味物质
特性 遇FeCl 溶液发生显色反应
3
(醛或酮)生成
【归纳总结】
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,而同样条件下的苯的硝化反应只能生成一硝基苯。
(2)苯环对其他基团的影响
①水、醇、苯酚提供氢离子的能力大小:R—OH<H—OH<C H—OH。
6 5
②烷烃和苯均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而苯的同系物可使酸性高锰酸钾溶液褪
色。
(3)羟基对其他基团的影响
①羟基对C—H的影响:使和羟基相连的C—H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。
课时训练
1.葡酚酮是由葡萄籽提取的一种花青素类衍生物(结构简式如图),具有良好的抗氧化活性.下列关于葡酚酮
叙述错误的是
A.不能使酸性重铬酸钾溶液变色 B.分子中有2种杂化轨道类型的碳原子
C.能与NaCO 水溶液发生反应 D.可发生水解反应
2 3
2.黄芩是一种常用中药,有泻实火,除湿热,止血等功效。其中有效成分之一是白杨素,白杨素的结构
简式如图所示。下列有关白杨素的叙述错误的是A.白杨素的分子式为 B.1mol白杨素最多能与 发生取代反应
C.白杨素能与 溶液发生显色反应 D.白杨素分子中不存在手性碳原子
3.下列说法中,正确的是
A.对二甲苯的一氯代物有2种
B.在过量的苯酚溶液中滴加少量溴水,未见到白色沉淀,苯酚失效
C.lmol 最多能与4molNaOH反应
D. 的同分异构体中有醇、酚、酯等类别
4.下列关于物质用途的说法不正确的是
A.酚类化合物有毒,不能用于杀菌消毒
B.乙二醇可用于配制汽车防冻液
C.部分卤代烃可用作灭火剂
D.甲醛的水溶液可用于防腐
5.有机物结构理论中有一个重要的观点:有机化合物分子中,原子(团)之间相互影响,从而导致化学性质不
同。以下事实中,不能说明此观点的是
A.苯与溴水不反应,而苯酚可与溴水发生取代反应
B.甲烷不能使酸性高锰酸钾褪色,而甲苯能被氧化生成苯甲酸
C.乙烷不能使酸性KMnO 溶液褪色,而乙烯可以
4
D.乙醇不与氢氧化钠溶液反应,而苯酚可以
6.下列装置所示的实验中,能达到实验目的的是
A.除去Cl 中混有的HCl杂质 B.比较碳酸与苯酚酸性强弱
2
C.验证石蜡油分解的产物含有不饱和烃 D.熔化NaCO 固体
2 3
7.异鼠李素的结构简式如图所示。当与等量该有机物反应时,最多消耗Br 、Na、NaOH的物质的量之比
2为
A.1:1:1 B.4:4:3 C.5:4:3 D.3:5:1
8.芹菜中的芹黄素具有抗肿瘤、抗病毒等生物学活性,其熔点为347~348℃,结构简式如图所示。下列关
于芹黄素的说法不正确的是
A.常温下为固体,需密封保存
B.可以发生加成反应、取代反应、氧化反应
C.1mol芹黄素最多能与溴水中的5mol Br 发生反应
2
D.1mol芹黄素最多能与7molH 发生加成反应
2
9.将煤焦油中的苯、甲苯和苯酚进行分离,可采取如图所示方法和操作:
(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)混合物中加入溶液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__________。
10.乙基丹皮酚肟胺基醇醚衍生物(H)具有很好的抗血小板聚集活性,是良好的心脑血管疾病的治疗药物。已知:①
②
③
请回答:
(1)E中含有的官能团名称为___________。
(2)丹皮酚的结构简式为___________;
(3)下列说法不正确的是___________。
A.乙基丹皮酚肟胺基醇醚衍生物H的分子式为C H ON
21 34 3 3
B.物质B可能溶于水,且能与盐酸反应生成有机盐
C.D→E和G→H的反应类型均为取代反应
D.物质C能使浓溴水褪色,而且1molC消耗4molBr
2
(4)写出F→G的化学方程式___________。
(5)写出满足下列条件 的所有同分异构体的结构简式___________。
①含有六元含氮杂环;②无N-N键;③1H-NMR谱显示分子中含有4种氢原子。
(6)阿司匹林也具有抑止血小板凝聚的作用。结合题给信息,请以硝基苯和乙酸酐为原料设计合理的路线制
备阿司匹林( )。(用流程图表示,无机试剂任选)___________。
答案解析
1.A
【详解】
A.分子中含有碳碳双键,可以被酸性重铬酸钾溶液氧化,使其变色,A错误;
B.苯环、双键上的碳原子为sp2杂化,亚甲基、次甲基中的碳原子为sp3杂化,B正确;C.分子中存在酚羟基和羧基,可以与NaCO 溶液反应,C正确;
2 3
D.分子中含有酯基,可以发生水解反应,D正确;
综上所述答案为A。
2.B
【详解】
A.白杨素中两个苯环,一个羰基,一个碳碳双键,共15个C原子;根据C原子连四根键,H连一根键,
没注明的拐点处用H原子补,共计10个H原子;4个氧原子,其分子式为 ,故A正确;
B.酚羟基的邻位和对位能与溴取代,1mol H原子消耗1mol Br ;另一个苯环上的H原子均能与Br 发生取
2 2
代反应,共计5mol,故1mol白杨素可以与7mol Br 发生取代反应,故B错误;
2
C.白杨素中有酚羟基,可以与 溶液发生显色反应,故C正确;
D.手性碳是指连在同一个C原子上的四个基团或原子完全不同,白杨素中不存在同一个C原子连四个基
团的情况,即没有手性碳原子,故D正确;
故选B。
3.A
【详解】
A.对二甲苯是对称结构,两个甲基上的氢有1种,苯环上的氢有1种,故其一氯代物有2种,故A正
确;
B.在过量的苯酚溶液中滴加少量溴水,生成的三溴苯酚溶于过量的苯酚,所以见不到白色沉淀,故B错
误;
C.酚羟基、酯基能与氢氧化钠反应,1mol 最多能与3molNaOH溶液反
应,故C错误;
D.分子中只有一个氧原子,不能形成酯类物质,故D错误。
故答案:A。
4.A
【详解】
A.苯酚有毒,但是苯酚广泛应用于医药领域,医学上使用1%~5%的苯酚水溶液进行器械消毒排泄物处
理,苯酚还可以用于皮肤的杀菌(香皂用品中往往含有苯酚钠),A项错误;
B.向水中加入乙二醇之后,水的凝固点降低了,从而起到防冻的作用,B项正确;
C.部分卤代烃不可燃烧,比如CCl ,该物质是四氯化碳灭火器的主要物质,C项正确;
4
D.35%-40%的甲醛水溶液叫福尔马林,医学和科研部门常用于标本的仿防腐保存,D项正确;
答案选A。
5.C
【详解】
A.羟基影响苯环,苯环上的邻位、对位氢原子易取代,苯不含羟基,与溴水不反应,与液溴反应则需要
铁作催化剂,可说明原子与原子团间的相互影响会导致物质的化学性质不同,故A不选;B.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而甲基环己烷不能,说明苯环对甲基有影响,故B不选;
C.乙烯含有碳碳双键,乙烷为稳定结构,二者结构不同,性质不同,与原子团的影响无关,故C选;
D.苯环对酚羟基影响的结果是酚羟基具有酸性,可与氢氧化钠溶液反应,故D不选。
答案选C。
6.C
【详解】
A.除去Cl 中混有的HCl杂质时,装置导管应长进短出,A不能达到实验目的;
2
B.盐酸具有挥发性,挥发的盐酸可使苯酚钠生成苯酚,则不能通过此装置比较碳酸与苯酚酸性强弱,B
不能达到实验目的;
C.不饱和烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而烷烃无此性质,能通过此装置验证石蜡油分解的产物含有不
饱和烃,C能达到实验目的;
D.瓷坩埚中含有SiO,在高温下会和NaCO 反应,不能用瓷甘锅熔化NaCO 固体,D不能达到实验目
2 2 3 2 3
的;
答案为C。
7.B
【详解】
分子中含有3个酚羟基,1个碳碳双键,其中1mol有机物可与3mol溴发生取代反应,与1mol溴发生加成
反应,共4mol溴;含有4个羟基,可与4molNa反应,含有3个酚羟基,可与3molNaOH反应,最多消耗
Br 、Na、NaOH的物质的量之比为4:4:3,故选B。
2
8.D
【详解】
A.熔点为347℃~348℃,则常温下为固体,含有酚羟基,易被氧化,应密封保存,故A正确;
B.由 可知,苯环、羰基和碳碳双键可发生加成反应,苯环上可发生取代反
应,含有酚羟基,易被氧化,可发生氧化反应,故B正确;
C.由 可知,与溴水能发生取代反应的位置只能是酚羟基的邻对位,如
,与溴水能发生加成反应的有碳碳双键,则1mol芹黄素最多能与溴水中的
5mol Br 发生反应,故C正确;
2D.由 可知,苯环、羰基和碳碳双键均可与H 发生加成反应,有二个苯环,
2
一个羰基,一个碳碳双键,则1mol芹黄素最多能与8molH 发生加成反应,故D错误;
2
答案为D。
9.NaOH CO 分液 蒸馏
2
(1)根据甲苯、苯和苯酚的性质选取试剂,甲苯、苯和氢氧化钠不反应,苯酚具有酸性能和氢氧化钠反
应生成可溶性的苯酚钠,所以可以用氢氧化钠溶液将苯酚和甲苯、苯分离;苯酚的酸性比碳酸还弱,苯酚
钠能和二氧化碳、水反应生成苯酚,所以选取二氧化碳将苯酚钠转化为苯酚,故答案为:NaOH;CO;
2
(2)互不相溶的液体采用分液的方法分离,互溶的液体采用蒸馏的方法分离,苯酚钠和苯、甲苯是不互
溶的液体,所以采用分液的方法分离,苯和甲苯是互溶的液体,所以采用蒸馏的方法分离,故答案为:分
液;蒸馏;
(3)苯酚能和氢氧化钠反应生成苯酚钠和水,反应方程式为: ,故答
案为: ;
(4)苯酚钠能和二氧化碳、水反应生成苯酚和碳酸氢钠,反应方程式为:
,故答案为: 。
10.醚键、羰基 AD +BrCH CHCHCHBr
2 2 2 2
HBr+ 、
【详解】
苯硝化得到A,从A的分子式可以看出,A是苯分子中的两个氢原子被硝基取代后的生成物,根据已知①,结合后面物质的结构简式可确定两个硝基处于间位,即A为 ,A发生还原反应得到B,A
中的两个硝基被还原为氨基,则B为 ;分析C的分子式可知,C的结构简式为 ;C
和乙酸发生取代反应,苯环上的一个氢原子被-COCH 取代,得到 ,
3
和(CH)SO 在碳酸钾的作用下反应生成丹皮酚,丹皮酚又和CHCHBr在NaOH醇溶液作用下得到E,根
3 2 4 3 2
据E的结构简式和 的结构简式,结合丹皮酚的分子式可知,丹皮酚是
中处于-COCH 对位的羟基上的氢原子被甲基取代的生成物,所以丹皮酚的结构简式为
3
;丹皮酚中的羟基上的氢原子被乙基取代得到E;E发生已知②的第一个反应生成
F,F的结构简式为 ,F与溴代烃X在DMF存在发生已知②的第二个反应生成G,F中
的羟基上的氢原子被-CHCHCHCHBr取代生成G,则溴代烃X为BrCHCHCHCHBr,G中的溴原子被
2 2 2 2 2 2 2 2
取代生成H。(1)根据有机物E的结构简式可知,E中含有的官能团名称醚键、羰基;(2)根据
分析可知丹皮酚的结构简式为 ;(3)根据乙基丹皮酚肟胺基醇醚衍生物H的结构简式可
知其分子式为C H ON,A错误;物质B为 ,含有氨基,氨基属于亲水基,显碱性,可能溶
21 35 3 3
于水,且能与盐酸反应生成有机盐,B正确;D→E是溴乙烷中的-CHCH 取代了酚羟基中的氢原子;G中
2 3
的溴原子被 取代生成H,C正确;物质C为 ,能与浓溴水发生取代反应,溴原子主
要在苯环上羟基的邻对位发生取代,而且1molC消耗3molBr ,D错误;故选AD.(4)有机物F与
2
BrCHCHCHCHBr发生取代反应生成G,化学方程式为: +BrCH CHCHCHBr
2 2 2 2 2 2 2 2
HBr+ ;(5) 的分子式为C H N,其同分异构
6 14 2
体满足:①含有六元含氮杂环,②无N-N键,所以六元环可能为 、 或 ;③1H-NMR谱显示分子中含有4种氢原子,说明结构对称,则满足条件的有: 、 ;(6)根据
题给已知①可知,硝基变为羟基,需要先把硝基还原为氨基,然后与氯化氢、水并加热220℃条件下变为
酚羟基,苯酚变为苯酚钠后再利用已知③、酸化后生成邻羟基苯甲酸,最后邻羟基苯甲酸与乙酸酐反应生
成阿司匹林,合成路线为:
。