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第2课时 酚的性质与应用 基团间的相互影响
[目标导航] 1.通过阅读及与醇类物质的对比,掌握酚类物质的结构特征。2.通过对苯酚的实验探究,掌握酚类物质的重要性质。3.通过乙醇与苯酚以及苯与苯酚化学性质存在差异的原因分析,感悟基团之间的相互影响。
一、酚
二、苯酚 1.分子组成与结构
2.物理性质
(1)纯净的苯酚是无色晶体,有特殊气味,易被空气氧化呈粉红色。
(2)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,苯酚能与水任意比例互溶,苯酚易溶于有机溶剂。
(3)苯酚有毒,对皮肤有腐蚀性,如不慎沾到皮肤上,应立即用酒精洗涤。 3.化学性质 (1)弱酸性
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(证明苯酚酸性比碳酸弱);
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(2)苯环上的取代反应
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此反应可用于苯酚的定性检验和定量测定。 (3)氧化反应
①常温下,苯酚露置于空气中因氧化而呈粉红色; ②可以燃烧。 (4)显色反应
遇Fe3+呈紫色,可用于苯酚的检验。 4.用途与危害 (1)用途
苯酚的气味和医院的气味差不多。但医院给医疗器械和环境消毒不是用苯酚,而是用甲基苯酚,俗称来苏水。苯酚也具有较强的杀菌消毒能力,因此可以把苯酚掺入肥皂中制成药皂来治疗一些皮肤病,它还是一种重要的化工原料,主要用于制造酚醛树脂,还广泛用于制造合成纤维、医药、合成香料、燃料、农药等。 (2)危害
随着石油化工、有机合成和炼焦、炼油等化学工业的发展,产生的含有酚及其衍生物的废水都是有害的。酚的毒性会影响到水生物的生长和繁殖,污染饮用水源,因此含酚废水的处理是环境保护工作中的重要课题。常用减少含酚废水的产生及回收利用的方法,以做到化害为利,保护环境。 议一议
1.下列有机物中哪些属于醇?哪些属于酚?
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答案 ①③属于醇 ④⑤属于酚
2.下列有机物与苯酚互为同系物的是________(填序号)。
答案 ③
解析 苯酚和苯甲醇①虽然在组成上相差一个CH2原子团,但结构并不相似,苯酚的官能团—OH直接连在苯环上,而苯甲醇的官能团—OH连在烷基上。
②③④的—OH都直接连在苯环上,都属于酚类,但②④不与苯酚相差若干“CH2”原子团,所以不符合题意。
3.苯酚沾到皮肤上用什么冲洗?试管内壁附有苯酚时清洗方法有哪些?
答案 苯酚沾到皮肤上最佳方法就是用酒精溶解。试管内壁附有苯酚时可用高于65℃的热水清洗,或酒精清洗,或氢氧化钠溶液清洗。
4.分析能否用高锰酸钾酸性溶液鉴别苯酚和苯甲醇?
答案 不能。由苯酚常温下容易被空气中的氧气氧化可知苯酚具有较强的还原性,能被高锰酸钾酸性溶液氧化而使其溶液紫色褪去。而苯甲醇也可被高锰酸钾酸性溶液氧化而使其溶液紫色褪去。 5.如何除去混在苯中的少量苯酚?能否采用先加足量的溴水再过滤的方法?
答案 先加入足量的烧碱溶液,再分液,上层即为苯。不能加入溴水,因为虽然苯酚和溴水反应生成的三溴苯酚不溶于水,但是易溶于苯而不容易分离。而且从彻底除杂的角度考虑,所加的溴水是过量的,而过量的溴又溶于苯中,所以不能用溴水除去苯中的苯酚。
6.比较①水、②乙醇、③碳酸、④苯酚、⑤醋酸五种物质羟基上的氢原子的活泼性由强到弱的顺序。
答案 ⑤>③>④>①>②。 三、基团间相互影响
1.羟基受苯环的影响而使苯酚羟基中的氢容易电离出H+而表现出弱酸性。
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2.羟基对苯环影响,使苯酚苯环上羟基邻、对位上的氢原子更活泼,更容易发生取代反应。 议一议
1.乙醇和苯酚分子中都有—OH,为什么乙醇不显酸性而苯酚显酸性?
答案 虽然乙醇和苯酚都有—OH,但—OH所连烃基不同,乙醇分子中—OH与乙基相连,—OH上H原子比水分子中H原子还难电离,因此乙醇不显酸性。而苯酚分子中—OH与苯环相连,受苯环影响,—OH上H原子易电离,使苯酚显一定酸性。由此可见,不同的烃基与羟基相连,可以影响物质的化学性质。
2.从哪些实验事实说明基团间是相互影响的?
答案 在苯酚分子中,苯基影响了与其相连的羟基,促使羟基的氢原子比乙醇分子中羟基上的氢原子更活泼。而羟基则反过来影响了与其相连的苯基,使苯基上邻、对位的氢原子更活泼,更容易被其他原子或原子团所取代。以上事实充分说明有机化合物分子中基团之间存在相互影响、相互制约。
一、苯酚分子中苯环与羟基的相互影响 1.苯基对羟基的影响
苯酚分子中,苯基影响羟基使酚羟基比醇羟基更活泼,苯酚的羟基在水溶液中能够发生电离,
。而乙醇不与NaOH和Na2CO3反应。
2.羟基对苯基的影响
苯酚分子中,苯环受羟基的影响,使羟基碳邻、对位上的氢原子更活泼,比苯上的氢原子更容易被其他原子或原子团取代。 3.苯、甲苯、苯酚的比较
类别 结构简式 苯 甲苯 苯酚 不能被氧化反应 KMnO4酸性溶液氧化 可被KMnO4酸性溶液氧化 常温下在空气 中被氧化,呈粉红色 马鸣风萧萧整理
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溴的状态 条件 液溴 催化剂 液溴 催化剂 浓溴水 无催化剂 取代 反应 产物 甲苯的邻、间、对 三种一溴代物 苯酚与溴的取代反应比苯、甲苯易进行 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 催化剂、加热 催化剂、加热 催化剂、加热 区别 原因 与H2的加成反应 条件 结论 都含苯环,故都可发生加成反应 特别提醒 (1)苯酚溶液的酸性较弱,不能使酸碱指示剂变色。 (2)苯酚的酸性比碳酸的弱,由于电离能力H2CO3>>NaHCO3,所以
与Na2CO3溶液反应生成NaHCO3,而不与NaHCO3溶液反应放出CO2。即
+Na2CO3―→+NaHCO3。
(3)向
溶液中通入CO2,无论CO2过量与否,产物均是NaHCO3。即
+H2O+CO2―→+NaHCO3。
(4)酚类物质与溴反应时,酚羟基邻对位上的氢原子都能被溴原子取代。
例1 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.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而甲基环己烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 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溶液反应,而乙醇不能与NaOH溶液反应 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 甲苯中苯环对—CH3的影响,使—CH3可被KMnO4(H+)氧化为—COOH,从而使KMnO4溶液褪色;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
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