第6657篇《全红婵儿2000篇化学学霸笔记》

《全红婵儿2000篇化学学霸笔记》第482篇

（人教版高中化学选择性必修三 第三章第二节 醇）

乡村中学晚自习，昏黄的日光灯照亮摊开的有机化学课本。红婵刚刚写完卤代烃的笔记，烃的衍生物的知识链条继续向前延伸。上一节学习卤代烃，卤原子水解可以得到醇；这一节正式研究醇类物质，官能团为羟基‑OH。羟基是有机化学里极为核心的官能团，醇可以发生置换、取代、消去、氧化、酯化，反应类型繁多，条件错综复杂，既是有机推断大题的核心枢纽，也是很多学生容易混淆丢分的重灾区。

乡下实验室仪器有限，乙醇消去制乙烯、铜丝催化氧化乙醇的演示实验无法亲眼观摩。红婵就在草稿纸上一遍遍画乙醇的结构式，标记分子内部各个化学键，反复区分α‑H、β‑H，在纸上推演不同温度、不同试剂条件之下，分子断裂哪些化学键，生成怎样的产物。就在她反复对比140℃分子间脱水与170℃分子内消去的区别之时，书页漫开一层淡淡的柔光，时空智者静立课桌一旁，目光落在纸上羟基的符号‑OH之上。

时空智者缓缓开口。

同一个分子，不同温度，不同试剂，断裂的化学键便各不相同，走向完全不一样的归宿。世间万物皆是如此，内在结构是根本，而外部条件，会引导事物走向不同的方向。学习醇，便是学会从化学键断裂的角度，看懂每一步化学反应。

红婵握紧那支磨得边缘发白的黑色水笔，在笔记本页眉郑重写下标题：醇。

第一部分 醇的定义、官能团与分类

醇的定义：羟基（‑OH）与饱和碳原子直接相连形成的有机化合物。

官能团：羟基\boldsymbol{\mathrm{-OH}}。一定要注意区分羟基与氢氧根离子。羟基不带电荷，属于共价基团；氢氧根\ce{OH^-}带负电，属于无机离子，二者书写、性质完全不一样，千万不可混淆。

对比辨析酚：羟基直接连在苯环上，属于酚，不属于醇，这是醇与酚最本质的分界线，本节只研究醇。

红婵红笔批注两条重要结构禁忌：

1. 同一个碳原子上，不能同时连接两个羟基，结构不稳定，会自动脱水生成羰基。

2. 羟基连接在碳碳双键碳原子上，物质极不稳定，会发生分子重排。

醇的多种分类方式

1. 按照羟基数目划分

- 一元醇：分子只有一个羟基，代表：甲醇\ce{CH_{3}OH}、乙醇\ce{CH_{3}CH_{2}OH}；饱和一元链状醇通式：\boldsymbol{\mathrm{C_{n}H_{2n+1}OH}(n\ge1)}，简写\ce{R‑OH}。

- 二元醇：两个羟基，乙二醇\ce{HOCH_{2}CH_{2}OH}，汽车防冻液主要成分。

- 多元醇：两个以上羟基，丙三醇，俗称甘油，用于护肤品、化妆品。

2. 按照烃基种类划分

- 脂肪醇：羟基连链状饱和碳，甲醇、乙醇、2‑丙醇。

- 芳香醇：羟基连在侧链饱和碳，不直接碰苯环，苯甲醇。

- 不饱和醇：烃基含有双键三键，例如丙烯醇。

3. 根据羟基所连的α‑碳原子类型划分（决定催化氧化产物，重中之重）

- 伯醇（一级醇）：羟基连的碳上面有两个氢原子\ce{R‑CH_{2}OH}，催化氧化生成醛。

- 仲醇（二级醇）：羟基连的碳上面有一个氢原子\ce{R_{2}CH‑OH}，催化氧化生成酮。

- 叔醇（三级醇）：羟基连的碳上面没有氢原子\ce{R_{3}C‑OH}，不能发生催化氧化。

醇的简单系统命名

1. 选择包含羟基的最长碳链作为主链，称为某醇。

2. 编号从距离羟基最近的一端开始编号，羟基的位次必须标明。

3. 把取代基位置、名称写在前，羟基位次写在母体醇前面。

示例：\ce{CH_{3}CH(OH)CH_{3}}命名：2‑丙醇。

第二部分 醇的物理性质与氢键的影响

氢键是理解醇熔沸点、溶解性的钥匙。醇分子羟基中的氧电负性大，一个醇分子羟基的氧，可以和另一个醇分子羟基上的氢形成分子间氢键。

1. 沸点规律

①相对分子质量接近的时候，醇的沸点远高于烷烃、卤代烃。根源就是分子间氢键，需要更多能量才可以破坏分子间作用力。

②同一系列饱和一元醇，碳原子数目增加，相对分子质量变大，沸点随之升高。

③碳原子数目相同，分子里面羟基数量越多，可以形成氢键越多，沸点越高。乙二醇沸点高于乙醇。

2. 溶解性

甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇这些低级醇，可以和水以任意比例互溶。羟基属于亲水基团，烃基属于疏水基团。碳原子数目变大，长长的烃基占比增大，在水中溶解度会逐步下降。高级醇难溶于水。

3. 密度：低级一元醇密度一般小于水；多元醇密度偏大。乙醇密度0.789g/cm³，比水轻。

红婵笔记补充生活常识：甲醇，俗称木精，无色液体，有毒，饮用会造成失明甚至死亡，工业酒精含有甲醇，严禁勾兑饮用酒。甘油吸湿性强，护肤品里面经常添加。

时空智者哲思语录：氢键看不见摸不着，却实实在在改变物质熔沸点、溶解能力。很多化学性质，根源藏在这些微弱的分子间作用力之中，学习不能只盯着化学键。

第三部分 醇的核心化学性质

乙醇作为醇的代表物质，一共五条主要反应：与活泼金属置换反应；取代反应；消去反应；多重氧化反应；和羧酸发生酯化反应。做题第一步学会判断断键位置，看懂断键，方程式、产物就可以自主推导出来。

反应一：和活泼金属（Na、K、Mg）置换反应

乙醇和金属钠反应：

\ce{2CH_{3}CH_{2}OH + 2Na\rightarrow 2CH_{3}CH_{2}ONa + H_{2}↑}

断键位置：羟基内部O‑H键断裂，羟基上氢原子被置换释放氢气。

实验现象对比记忆：钠投入乙醇，钠块沉到试管底部，缓慢冒出气泡，反应剧烈程度远弱于水和钠的反应。由此可以得出：羟基氢活泼程度：水＞醇。醇羟基氢活性弱于水的氢。

拓展：1mol羟基可以产生0.5mol氢气，定量计算题经常使用这个比例。

反应二：取代反应，醇的三类取代

①醇与氢卤酸HX取代，生成卤代烃

\ce{CH_{3}CH_{2}OH + HBr\xrightarrow{\Delta} CH_{3}CH_{2}Br + H_{2}O}

断键位置：C‑O键断裂，羟基被卤素原子取代。这是醇转化为卤代烃的途径，和卤代烃水解互为逆向过程，有机合成的双向转化链条。

②分子间脱水，浓硫酸，140℃，生成醚

\ce{2CH_{3}CH_{2}OH \xrightarrow[140℃]{浓硫酸} CH_{3}CH_{2}‑O‑CH_{2}CH_{3} + H_{2}O}

两个醇分子，一个脱去羟基，一个脱去羟基上氢，脱去一分子水，生成乙醚。温度必须严格控制140摄氏度。温度升高到170℃，就发生分子内消去生成乙烯。温度不同产物完全不一样，实验题高频考点。

③酯化反应（和羧酸，浓硫酸加热）

醇脱去羟基上的氢，羧酸脱去羧基里面的羟基，脱去水分子生成酯。属于取代反应，后续羧酸章节会详细展开。

\ce{CH_{3}COOH + C_{2}H_{5}OH <=>[浓硫酸][\Delta]CH_{3}COOC_{2}H_{5} + H_{2}O}

反应三：醇的消去反应，分子内脱水制烯烃

反应条件：浓硫酸作催化剂、脱水剂，加热到170℃。

\ce{CH_{3}CH_{2}OH\xrightarrow[170℃]{浓硫酸}CH_{2}=CH_{2}↑ + H_{2}O}

断键位置：同时断裂C‑O键，还有β‑碳原子上面C‑H键，脱去一分子水，生成碳碳双键。

红婵红笔圈出消去反应硬性结构条件：

羟基相连的碳原子叫α‑碳；和α‑碳相邻碳原子为β‑碳。必须有β‑碳原子，并且β‑碳原子上面存在氢原子β‑H，才可以发生消去反应生成烯烃。

不能消去的典型例子：甲醇，没有β碳；新戊醇，α‑碳相邻的β碳上无氢原子，无法发生消去。

如果有多种环境的β‑H，消去会得到多种烯烃，遵循扎伊采夫规则，优先生成双键取代基更多烯烃。

实验注意要点：乙醇消去制乙烯，温度要迅速升到170℃，减少140℃副产物乙醚生成；浓硫酸强脱水，反应混合液会变黑，产生\ce{SO_{2}}、\ce{CO_{2}}杂质，二氧化硫同样可以使溴水、高锰酸钾褪色，检验乙烯之前，要用氢氧化钠溶液除去二氧化硫杂质。

反应四：氧化反应，醇的三类氧化

①燃烧反应

\ce{C_{2}H_{5}OH + 3O_{2}\xrightarrow{点燃} 2CO_{2} + 3H_{2}O}

乙醇完全燃烧，淡蓝色火焰，可以用作燃料。

②催化氧化，Cu或者Ag作催化剂加热

\ce{2CH_{3}CH_{2}OH + O_{2}\xrightarrow[\Delta]{Cu/Ag} 2CH_{3}CHO + 2H_{2}O}

断键位置：断裂羟基O‑H键，还有α‑碳上面C‑H键，脱去两个氢原子，形成碳氧双键。

催化氧化产物规律（选择题必考）：

1. 伯醇\ce{R‑CH_{2}OH}（α‑碳两个氢）催化氧化得到醛；醛可以继续被氧化得到羧酸。

2. 仲醇\ce{R_{2}CHOH}（α‑碳一个氢）催化氧化得到酮，酮高中一般条件下不容易继续氧化。

3. 叔醇\ce{R_{3}COH}（α‑碳没有氢）不能发生催化氧化反应。

简单记忆口诀：有两个氢变醛，有一个氢变酮，没有氢不氧化。

③被强氧化剂直接氧化

酸性重铬酸钾\ce{K_{2}Cr_{2}O_{7}}，橙色溶液遇到乙醇，被还原变为绿色，这个原理用于酒驾检测。伯醇可以直接被强氧化剂一步氧化为羧酸。叔醇一般不容易被普通强氧化剂氧化。

笔记提醒：醇本身，没有碳碳双键，不能直接使溴的四氯化碳溶液褪色。

第四部分 卤代烃与醇重要转化链条整理（有机推断核心）

卤代烃\ce{RX}\ce{<=>[NaOH水溶液，\Delta][HBr,\Delta]}醇\ce{ROH}

醇\xrightarrow[170℃浓硫酸]{消去}烯烃\xrightarrow{HBr加成}卤代烃

红婵在笔记本上写下，有机大题很多合成路线就是围绕这条循环转化展开。

第五部分 课本思考讨论、典型例题

思考1：乙醇消去，为什么温度要快速升高到170℃？如果长时间停留在140℃会得到什么产物？

参考答案：140℃条件下，乙醇发生分子间脱水，大量生成乙醚副产物。迅速升温170℃，目的减少乙醚生成，提高乙烯产率。

思考2：伯醇、仲醇、叔醇，催化氧化产物分别是什么？什么样的醇不能催化氧化？

参考答案：伯醇氧化生成醛；仲醇氧化生成酮；叔醇，羟基相连的α碳原子没有氢原子，不能发生催化氧化。

例题，判断正误

（1）乙醇分子，所有原子可以共平面。❌，存在sp³杂化饱和碳原子，不可能全部原子共面。

（2）乙醇和浓硫酸140℃加热，发生分子内消去生成乙烯。❌，140℃生成乙醚，170℃才生成乙烯。

（3）2‑甲基‑2‑丙醇属于叔醇，既不能消去，也不能催化氧化。❌，β‑碳上存在氢原子，可以发生消去；α碳无氢，不能催化氧化。

（4）乙醇和钠反应，断裂O‑H共价键，放出氢气。✅正确。

（5）甲醇，可以发生消去反应生成烯烃。❌，没有β‑碳原子，不能消去。

第六部分 本节高频易错清单

1. 概念陷阱：区分羟基‑OH与氢氧根\ce{OH^-}；醇羟基连接饱和碳，羟基直接连苯环属于酚，不是醇。

2. 温度陷阱：浓硫酸+乙醇，140℃分子间脱水生成乙醚；170℃分子内消去生成乙烯，温度写错方程式直接零分。

3. 消去反应：看β‑碳有没有β‑H；甲醇、β碳无氢的醇无法消去。

4. 催化氧化看α‑H（羟基直接相连碳上面氢）：两氢出醛，一氢出酮，无氢不氧化。消去看β‑H，催化氧化看α‑H，二者不要搞混。

5. 乙醇消去制乙烯，混合液会产生\ce{SO_{2}}杂质，二氧化硫干扰乙烯检验，必须先用NaOH除去二氧化硫。

6. 定量计算：1mol醇羟基和钠反应，生成0.5mol氢气。

7. 氢键决定熔沸点溶解度：碳原子数目相近，醇沸点远大于烷烃；羟基越多，沸点越高。低级醇与水互溶，高级醇难溶于水。

8. 甲醇有毒，禁止勾兑白酒；乙二醇防冻液，丙三醇甘油，常识选择题常考。

第七部分 红婵学习心得

学习醇这一节，我最大的感悟，有机化学做题，不要死记硬背方程式，要学会看断键位置。同一个乙醇分子，反应条件改变，断裂的化学键就不一样，产物随之改变。消去看β氢，催化氧化看α氢，这两个判断标准一定要分清，很多同学考试把α、β搞混，整道题全部做错。

农村中学没有条件做乙醇消去、催化氧化的实验，我就在脑子里模拟整套实验流程，记住温度、试剂、杂质干扰。醇是有机合成承上启下的枢纽，前面卤代烃水解得到醇；醇可以变成卤代烃、烯烃、醛、羧酸、酯。这条转化链，就是有机大题的骨架。拿到有机推断，看见醇，立刻联想它可以走向哪些衍生物。

向着清华前行，每一类官能团的性质、反应条件、断键位置，都要扎扎实实吃透。下一节课，我们继续学习酚，看一看羟基直接连在苯环上，物质性质又会发生怎样翻天覆地的改变。

时空智者的微光缓缓消散，安静教室里留下他的话语：

看清化学键何处断裂，方能看懂化学反应的来龙去脉。学习重究其根源，不只是记忆表象的产物。

晚自习下课铃声悠悠响起，红婵将本篇笔记逐页整理妥当，归入厚厚的有机化学笔记本，合上课本，背起洗旧帆布书包，走出灯火昏黄的教学楼。

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