2021版新高考化学一轮鲁科版教师用书：第8章第3节卤代烃醇与酚

第3节　卤代烃　醇与酚

卤代烃

1．卤代烃的物理性质及对环境的影响

烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物，官能团为—X(Cl、Br、I)，饱和一元卤代烃的通式为CnH2n＋1X(n≥1)。

(1)物理性质

(2)卤代烃对环境的影响

氟氯烃在大气平流层中会破坏臭氧层，是造成臭氧空洞的主要原因。

2．卤代烃的化学性质

(1)水解反应

①反应条件：氢氧化钠的水溶液、加热。

②C2H5Br在碱性条件下水解的反应方程式为

C2H5Br＋NaOHC2H5OH＋NaBr。

(2)消去反应

①概念

有机化合物在一定条件下，从一个分子中脱去一个或几个小分子(如H2O、HBr等)，而生成含不饱和键(如碳碳双键或碳碳叁键)化合物的反应。

②反应条件：氢氧化钠的醇溶液、加热。

③溴乙烷发生消去反应的化学方程式为

CH3CH2Br＋NaOHCH2===CH2↑＋NaBr＋H2O。

④＋2NaOHCH≡CH↑＋2NaBr＋2H2O。

提醒：卤代烃中所含卤素原子的检验

R—XR—OH

NaX　　　　

(3)卤代烃水解反应和消去反应的比较

注意：消去反应的卤代烃的结构应具备连接卤素原子的碳原子的邻位碳原子上含有氢原子，即。

3．卤代烃的获取方法

(1)取代反应

乙烷与Cl2反应的化学方程式：

CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl。

苯与Br2反应的化学方程式：

＋Br2Br＋HBr。

C2H5OH与HBr反应的化学方程式：

C2H5OH＋HBrC2H5Br＋H2O。

(2)不饱和烃的加成反应

丙烯与Br2、HBr反应的化学方程式：

CH2===CHCH3＋Br2―→CH2BrCHBrCH3、

CH3—CH===CH2＋HBr或

CH3—CH2—CH2Br。

乙炔与HCl制氯乙烯的化学方程式：CH≡CH＋HClCH2===CHCl。

命题点1　卤代烃的性质及应用

1．(2019·玉溪模拟)下列关于甲、乙、丙、丁四种有机物说法正确的是(　　)

A．四种物质中分别加入氯水，均有红棕色液体生成

B．四种物质中加入NaOH溶液共热，然后加入稀硝酸呈酸性，再滴入AgNO3溶液，均有沉淀生成

C．四种物质中加入NaOH的醇溶液共热，然后加入稀硝酸呈酸性，再滴入AgNO3溶液，均有沉淀生成

D．乙发生消去反应得到两种烯烃

B　[这四种有机物均不能与氯水反应，A项不正确；B项描述的是卤代烃中卤素原子的检验方法，操作正确，B项正确；甲、丙和丁均不能发生消去反应，C项不正确；乙发生消去反应只有一种产物，D项不正确。]

2．以下物质中，按要求填空：

①CH2Br　②CH3CH2CH2Br　③CH3Br　

④CH3CHBrCH2CH3

(1)上述物质中既能发生水解反应又能发生消去反应的是______________。

(2)物质④发生消去反应的条件为__________________________________，

产物有_____________________________________________________________

__________________________________________________________________。

(3)由物质②制取1,2­丙二醇的合成路线为___________________________

________________________________________________________(注明条件)。

[答案]　(1)②④

(2)氢氧化钠的醇溶液，加热　CH2===CHCH2CH3、CH3CH===CHCH3、NaBr、H2O

(3)CH3CH2CH2BrCH3CH===CH2

消去反应的规律

(1)两类卤代烃不能发生消去反应

①与卤素原子相连的碳原子没有邻位碳原子，如CH3Cl。

②与卤素原子相连的碳原子有邻位碳原子，但邻位碳原子上无氢原子，如。

(2)有两种或三种邻位碳原子，且碳原子上均带有氢原子时，发生消去反应可生成不同的产物。例如：

CH2===CH—CH2—CH3(或CH3—CH===CH—CH3)＋NaCl＋H2O。

(3) 型卤代烃，发生消去反应可以生成R—C≡C—R，如BrCH2CH2Br＋2NaOHCH≡CH↑＋2NaBr＋2H2O。

命题点2　卤代烃在有机合成中的重要作用

3．富马酸(反式丁烯二酸)与Fe2＋形成的配合物——富马酸铁又称“富血铁”，可用于治疗缺铁性贫血。以下是合成富马酸铁的一种工艺路线：

(1)下列转化的反应类型：A→B：__________，B→C：__________；C→D：__________。

(2)写出下列转化的化学方程式：

①A→B：____________________________________________________。

②D→E：____________________________________________________。

[答案]　(1)取代反应　消去反应　加成反应

(2)①＋Cl2＋HCl

②＋2NaOH＋2NaBr＋2H2O

4．化合物A可由环戊烷经三步反应合成：

反应1的试剂与条件为________；反应2的化学方程式为_______________

______________________________________________________________；

反应3可用的试剂为________，化学方程式为________________________

________________________________________________________________

_______________________________________________________________。

[答案]　Cl2/光照　＋NaOH＋NaCl　O2/Cu　2＋O22＋2H2O

卤代烃在有机合成中的四大作用

(1)桥梁作用

(2)改变官能团的个数

如CH3CH2BrCH2===CH2CH2BrCH2Br。

(3)改变官能团的位置

如CH2BrCH2CH2CH3CH2===CHCH2CH3。

(4)进行官能团的保护

如在氧化CH2===CHCH2OH的羟基时，碳碳双键易被氧化，常采用下列方法保护：CH2===CHCH2OHCH2===CH—COOH。

醇与酚

1．醇、酚的概念和醇的分类

(1)醇是羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物，饱和一元醇的分子通式为CnH2n＋1OH(n≥1)。

(2)酚是羟基与苯环直接相连而形成的化合物，最简单的酚为苯酚(OH)。

(3)醇的分类

[补短板]

(1)醇与酚的官能团均为羟基(—OH)；

(2)酚与芳香醇属于不同类别的有机物，不属于同系物；

(3)在醇分子中，同一个碳原子上不能连接2个或2个以上的—OH。因为。

2．醇与酚的物理性质

(1)醇类物理性质的变化规律

(2)苯酚的物理性质

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苯酚常温下在水中的溶解度不大，当温度高于65_℃时，能与水混溶，苯酚易溶于酒精。

③苯酚有毒，对皮肤有强烈的腐蚀作用，如果不慎沾到皮肤上，应立即用酒精洗涤。

3．乙醇与苯酚的组成与结构

(1)乙醇的组成和结构

(2)苯酚的组成和结构

4．醇与酚的化学性质

(1)从化学键的变化理解醇的化学性质

以乙醇为例

(2)酚的化学性质

①苯环对羟基的影响——弱酸性(酚—OH比醇—OH活泼)

a．电离方程式为C6H5OHC6H5O－＋H＋，苯酚俗称石炭酸，但酸性很弱，不能使石蕊试液变红。

b．与活泼金属反应：2C6H5OH＋2Na―→2C6H5ONa＋H2↑。

c．与碱的反应：苯酚的浑浊液中液体变澄清溶液又变浑浊。该过程中发生反应的化学方程式分别为C6H5OH＋NaOH―→C6H5ONa＋H2O、C6H5ONa＋CO2＋H2O―→C6H5OH＋NaHCO3。

②羟基对苯环的影响——苯环上氢原子易发生取代

苯酚与饱和溴水反应，产生白色沉淀，反应的化学方程式为

该反应能产生白色沉淀，常用于苯酚的定性检验和定量测定。

③显色反应

苯酚跟FeCl3溶液作用显紫色，利用这一反应可检验苯酚的存在。

④氧化反应

苯酚易被空气中的氧气氧化而显粉红色；易被酸性高锰酸钾溶液氧化；容易燃烧。

⑤缩聚反应制酚醛树脂

(n－1)H2O。

5．苯酚的用途和对环境的影响

苯酚是重要的医用消毒剂和化工原料，广泛用于制造酚醛树脂、染料、医药、农药等。酚类化合物均有毒，是重点控制的水污染物之一。

命题点1　醇、酚的结构与性质

1．下列说法正确的是(　　)

A．苯甲醇和苯酚都能与浓溴水反应产生白色沉淀

B．苯甲醇、苯酚在分子组成上相差一个CH2原子团，故两者互为同系物

C．互为同分异构体

D．乙醇、苯甲醇、苯酚都既能与钠反应，又能与NaOH反应

[答案]　C

2．下列关于有机化合物M和N的说法正确的是(　　)

A．等物质的量的两种物质跟足量的NaOH溶液反应，消耗NaOH的量一样多

B．完全燃烧等物质的量的两种物质，生成二氧化碳和水的量分别相等

C．一定条件下，两种物质都能发生酯化反应和氧化反应

D．N分子中，可能在同一平面上的原子最多有14个

C　[M分子中的醇羟基不能与NaOH溶液反应，而N分子中的酚羟基能够与NaOH溶液反应，故消耗NaOH的量不相等，A错误；两种分子中的碳、氧原子数目相同而氢原子数目不同，故完全燃烧等物质的量的两种物质，生成水的量不相等，B错误；N分子中，所有原子均可能在同一平面上，即可能共面的原子最多有18个，D错误。]

3．(2019·贵阳模拟)双酚A也称BPA(结构如图所示)，严重威胁着胎儿和儿童的健康，甚至癌症和新陈代谢紊乱导致的肥胖也被认为与此有关。下列关于双酚A的说法正确的是(　　)

A．该化合物的分子式为C20H24O2

B．该化合物与三氯化铁溶液反应显紫色

C．该化合物的所有碳原子处于同一平面

D．1 mol双酚A与浓溴水反应，最多可与4 mol Br2发生取代反应

B　[A项，该有机物的分子式为C21H24O2；B项，该物质中含有酚羟基能使FeCl3溶液显色；C项，连两个甲基的碳原子成四个共价键，碳原子不可能共平面；D项，溴取代酚羟基的邻、对位，有2 mol溴发生取代反应。]

4．对于C5H12O的同分异构体中

(1)能催化氧化生成醛的醇有(结构简式，下同)___________________。

(2)催化氧化生成酮的醇有____________________________________。

(3)不能发生消去反应的醇有__________________________________。

[答案]　(1)

醇、酚的性质规律

(1)醇催化氧化规律

醇类的催化氧化的反应情况与跟羟基相连的碳原子上的氢原子个数有关。

(2)醇消去反应的规律

醇分子中，连有羟基(—OH)的碳原子必须有相邻的碳原子，并且此相邻的碳原子上必须连有氢原子时，才可发生消去反应，生成不饱和键。表示为

(3)酚与溴水反应的取代位置

酚分子中与—OH处于邻、对位上的氢原子可以被—Br取代，而间位上的氢原子不可以被—Br取代。

命题点2　乙醇的性质探究

5．(2019·江西调研)下列实验操作不能达到实验目的的是(　　)

A　[蔗糖的水解液为酸性，不能直接加入新制Cu(OH)2悬浊液，应先加碱中和为碱性环境后，再加入新制Cu(OH)2悬浊液检验，A错误。]

6．如图所示进行乙醇的催化氧化实验，试管A中盛有无水乙醇，B中装有CuO(用石棉绒作载体)。请回答下列问题：

(1)向试管A中鼓入空气的目的是____________________________________

_______________________________________________________________。

(2)试管A上部放置铜丝网的作用是_________________________________

______________________________________________________________。

(3)玻璃管B中可观察到的现象是__________________________________；

相关化学方程式是______________________________________________。

[答案]　(1)使空气通过乙醇，形成乙醇和空气的混合气体

(2)防止乙醇和空气的混合气体爆炸

(3)黑色固体变红　CuO＋C2H5OHCH3CHO＋H2O＋Cu,2C2H5OH＋O22CH3CHO＋2H2O

命题点3　涉及醇、酚的合成与推断

7．(2019·湖北七市联考)用A和B为原料合成E的路线如下。已知B的分子式为C2H2O3 ，可发生银镜反应且具有酸性，回答下列问题：

(1)E中含氧官能团的名称为________。

(2)A、B、D的结构简式分别为________、________、________。

(3)写出下列转化关系的化学方程式

①C→D：_____________________________________________________。

②D→E：_____________________________________________________。

(4)写出符合下列条件的C的所有同分异构体(不考虑立体异构)的结构简式___________________________________________________________________。

①属于羧酸类芳香族化合物　②核磁共振氢谱中出现4组峰　③遇FeCl3溶液显紫色

(5)1 mol C与浓溴水反应，最多需________ mol Br2参加反应。

[解析]　(4)C的同分异构体中含羧基，除去苯环，还有2个—OH,1个—CH3。但是核磁共振氢谱只有4组峰，羧基占了一组峰，其他苯环的氢原子或者侧链上的氢原子只能有3组峰，可从对称位置入手。

(5)酚—OH的邻、对位H可被Br取代。

[答案]　(1)羟基、酯基

(3)①＋CH3OH＋H2O

②＋HBr＋H2O

(4)

(5)2

1．(2016·全国卷Ⅱ，T8)下列各组中的物质均能发生加成反应的是(　　)

A．乙烯和乙醇 B．苯和氯乙烯

C．乙酸和溴乙烷   D．丙烯和丙烷

B　[A项中，乙烯中有键，能发生加成反应，乙醇中没有不饱和键，不能发生加成反应。B项中，苯和氯乙烯都含有不饱和键，都能发生加成反应。C项中，乙酸和溴乙烷都不能发生加成反应。D项中，丙烯中含有键，能发生加成反应，丙烷中没有不饱和键，不能发生加成反应。]

2．(2017·全国卷Ⅰ，节选)写出用环戊烷和2­丁炔为原料制备化合物的合成路线_______________________________________________________

_____________________________________________________(其他试剂任选)。

(已知)

[答案]　

3．(2019·全国卷Ⅱ)环氧树脂因其具有良好的机械性能、绝缘性能以及与各种材料的粘结性能，已广泛应用于涂料和胶黏剂等领域。下面是制备一种新型环氧树脂G的合成路线：

已知以下信息：

②

③

回答下列问题：

(1)A是一种烯烃，化学名称为________，C中官能团的名称为________、________。

(2)由B生成C的反应类型为____________。

(3)由C生成D的反应方程式为_____________________________________

____________________________________________________________________。

(4)E的结构简式为________________________________________________。

(5)E的二氯代物有多种同分异构体，请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式____________、_____________。

①能发生银镜反应；

②核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为3∶2∶1。

(6)假设化合物D、F和NaOH恰好完全反应生成1 mol单一聚合度的G，若生成的NaCl和H2O的总质量为765 g，则G的n值理论上应等于________。

[解析]　(1)A有三个碳原子，且为烯烃，因此A的名称为丙烯；由B和HOCl生成的C为或，因此C中的官能团为氯原子和羟基。

(3)C的结构简式为或，在NaOH作用下生成，该反应方程式为

＋NaOH―→＋NaCl＋H2O

(或＋NaOH―→＋NaCl＋H2O)。

(4)由生成物F以及信息①可知，E的结构简式为。

(5)E的同分异构体是芳香族化合物，说明含有苯环；能发生银镜反应说明含有醛基；有三组峰说明有三种等效氢原子，有一定的对称性，三组峰的面积比为3∶2∶1，由此可写出满足条件的结构简式为。

(6)由题给信息②③可知，要生成1 mol G，同时生成(n＋2) mol NaCl和(n＋2) mol水，即得(n＋2) mol×(58.5＋18) g·mol－1＝765 g，解得n＝8。

[答案]　(1)丙烯　氯原子　羟基　(2)加成反应

(3) ＋NaOH―→　＋NaCl＋H2O(或＋NaOH―→＋NaCl＋H2O)　(4) 　

(5) 　(6)8