Question

【題目】某課外小組以苯酚、苯和乙醇性質(zhì)的比較為例，分析與實(shí)驗(yàn)探究有機(jī)化合物分子中的基團(tuán)與性質(zhì)的關(guān)系，以及基團(tuán)之間存在相互影響。

（1）苯酚、苯和乙醇物理性質(zhì)比較：以水溶性為例

	乙醇	苯	苯酚
水溶性	與水以任意比互溶	不溶于水	室溫下，在水中溶解度是9.3g，當(dāng)溫度高于65℃時(shí)，能與水混溶

試分析苯酚、苯和乙醇水溶性差異的原因______。

（2）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)苯不和氫氧化鈉反應(yīng)，理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：室溫下苯酚的飽和溶液pH≈5，此時(shí)所測(cè)蒸餾水pH在5～6。考慮到空氣中二氧化碳的影響，該小組認(rèn)為需進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)以確認(rèn)苯酚的酸性。

①寫(xiě)出苯酚與氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式______。

②證明苯酚顯酸性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______。

③苯不顯酸性、乙醇不顯酸性，苯酚中的羥基具有酸性是因?yàn)?/span>______。

（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象證明苯酚中羥基對(duì)苯環(huán)的影響______。（文字描述、畫(huà)圖等均可）

Answer 1

【答案】-OH是親水基，烴基是憎水基，苯中沒(méi)有親水基，溶解度最小，苯酚中烴基大于乙醇中的乙基，溶解度小于乙醇，即溶解度由大到小的順序?yàn)椋阂掖肌⒈椒�、苯�?/span> C6H5-OH+NaOH → C6H5ONa+H2O I中紅色褪去Ⅱ、Ⅲ中紅色變淺，但不褪色 因?yàn)榉恿u基的氧原子采用sp2雜化，提供一對(duì)孤電子與苯環(huán)的6個(gè)碳原子共同形成離域π鍵。大π鍵加強(qiáng)了烯醇的酸性，羥基的推電子效應(yīng)又加強(qiáng)了O-H鍵的極性，因此苯酚中羥基的氫可以電離。 取體積相同的苯和苯酚溶液分別滴入濃溴水，苯中出現(xiàn)分層，上層呈橙色，下層呈無(wú)色；苯酚中出現(xiàn)白色沉淀，說(shuō)明受羥基的影響，苯環(huán)變得活潑。

【解析】

（1）-OH是親水基，烴基是憎水基，苯中沒(méi)有親水基，溶解度最小，苯酚中烴基大于乙醇 中的乙基，溶解度小于乙醇，即溶解度由大到小的順序?yàn)椋阂掖�、苯酚、苯�?/span>

（2）①苯酚與氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式C6H5-OH+NaOH → C6H5ONa+H2O。

②證明苯酚顯酸性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是I中紅色褪去Ⅱ、Ⅲ中紅色變淺，但不褪色。

③苯不顯酸性、乙醇不顯酸性，苯酚中的羥基具有酸性是因?yàn)榉恿u基的氧原子采用sp2雜化，提供一對(duì)孤電子與苯環(huán)的6個(gè)碳原子共同形成離域π鍵。大π鍵加強(qiáng)了烯醇的酸性，羥基的推電子效應(yīng)又加強(qiáng)了O-H鍵的極性，因此苯酚中羥基的氫可以電離出來(lái)，而顯弱酸性。

（3）苯只能和液溴在催化劑的作用下發(fā)生取代反應(yīng)，而且只能取代一個(gè)氫原子。但受羥基的影響，苯酚可以和濃溴水在沒(méi)有催化劑的作用下直接發(fā)生取代反應(yīng)，而且是取代3個(gè)氫原子，這說(shuō)明受羥基的影響，苯環(huán)變得活潑。

取體積相同的苯和苯酚溶液分別滴入濃溴水，苯中出現(xiàn)分層，上層呈橙色，下層呈無(wú)色；苯酚中出現(xiàn)白色沉淀，說(shuō)明受羥基的影響，苯環(huán)變得活潑。