Этот урок проведём вместе с учеником в один зимний день: утром мама протирает порез медицинским спиртом, днём отец заливает в машину антифриз, а вечером в водной лаборатории Джейранбатана в сточной воде ищут фенол. Мы увидим в анимациях водородную связь и реакции спиртов и фенола, изучим качественные реакции и решим задания ГЭЦ.
≈ 50 минутГлав: 5Заданий ГЭЦ: 6материал 10 классаЗимнее утро. Ученик, нарезая хлеб, слегка порезал палец. Мама берёт из аптечки медицинский спирт, смачивает ватку и протирает ранку. Пальцу холодно: спирт быстро испаряется с кожи, запах расходится по всей кухне. А у плиты стоит красный баллон с пропаном — при комнатной температуре это газ.
Ученик считает: молярная масса этанола (C₂H₅OH) 46, пропана (C₃H₈) — 44 г/моль, почти одинаково. Но этанол кипит при +78 °C, а пропан — при −42 °C. Откуда разница в 120 градусов?
От ватки поднимается пар этанола; на плите горит пропан.Сначала предположиКак ты думаешь, почему температура кипения этанола так высока? Ответ увидим в анимации 1-й главы.
В этом уроке изучим вещества с гидроксильной группой — спирты и фенол: строение, названия, получение, свойства и качественные реакции.
Глава 1Спирты — органические соединения, в молекуле которых одна или несколько гидроксильных групп (–OH) связаны с углеводородным радикалом. Группа OH — функциональная группа спиртов: она определяет их свойства.
| n | Формула | Название |
|---|---|---|
| 1 | CH₃OH | метанол (метиловый спирт) |
| 2 | C₂H₅OH | этанол (этиловый спирт) |
| 3 | C₃H₇OH | пропан-1-ол, пропан-2-ол |
| 4 | C₄H₉OH | бутанолы (4 изомера) |
Общая формула предельных одноатомных спиртов CₙH₂ₙ₊₁OH (CₙH₂ₙ₊₂O). Номенклатура: выбери самую длинную цепь с группой OH, нумеруй с ближнего к OH конца, к названию алкана добавь суффикс «-ол» и положение OH: CH₃–CH(OH)–CH₃ — пропан-2-ол.
ИзомерияИзомерия спиртов: углеродного скелета, положения группы OH и межклассовая — с простыми эфирами (R–O–R′). Например, C₂H₆O: этанол CH₃–CH₂–OH и диметиловый эфир CH₃–O–CH₃.
Связь O–H сильно полярна: кислород оттягивает электронную плотность, на водороде небольшой положительный заряд. Этот водород притягивается к кислороду соседней молекулы — между молекулами возникает водородная связь.
Анимация · водородные связиМолекулы этанола «сцеплены» водородными связями. Для кипения их нужно разорвать — поэтому этанол кипит намного выше, чем пропан и диметиловый эфир того же состава (в нём нет O–H). Водородная связь объясняет и хорошую растворимость спиртов в воде.ИсторияОтвет на вопрос с кухни: массы этанола и пропана одинаковы, но молекулы этанола связаны водородными связями, а молекулы пропана — нет. На разрыв этих связей нужна дополнительная энергия, поэтому этанол кипит лишь при +78 °C. А испаряясь с кожи, он уносит тепло — пальцу холодно.
Пример 1Назовите: CH₃–CH(OH)–CH(CH₃)–CH₃.
В спиртах наименьший номер должна получить функциональная группа (OH).
Установите соответствие.
Рисунок меняется вместе с шагами.Всего 8 связей: 7 полярных + 1 неполярная. Варианты «10» и «2» лишние.
II представитель предельных одноатомных спиртов — C₂H₅OH. В молекуле этого соединения всего 9 атомов, 6 из них — атомы водорода. 7 из всех связей — полярные ковалентные связи.Источник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 07.06.2026, I группа специальностей (PDF)Проверь себя
Сколько изомеров соответствует формуле C₃H₈O (спирты и простые эфиры вместе)?
пропан-1-ол, пропан-2-ол и метилэтиловый эфир CH₃–O–C₂H₅.
Глава 2Один и тот же галогеналкан даёт разные продукты в зависимости от среды: с водным раствором щёлочи — спирт (замещение), со спиртовым раствором — алкен (отщепление): C₂H₅Cl + NaOH спирт, t→ C₂H₄ + NaCl + H₂O.
Так спрашивают на экзаменеГЭЦ · 12.07.2026В какой реакции получается спирт?
A)B)C)D)E)E: спиртовой раствор щёлочи отщепляет HCl — получается этилен. С водным раствором получился бы этанол.
C₆H₅CH₃ + 3[O] → C₆H₅COOH + H₂O CaC₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + C₂H₂ CH₄ + HNO₃ —t, p→ CH₃NO₂ + H₂O CH₂═CH₂ + H₂O —t, H⁺→ C₂H₅OH (этиловый спирт) C₂H₅Cl + NaOH₍спирт₎ —t→ C₂H₄ + NaCl + H₂OИсточник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 12.07.2026, IV группа специальностей (PDF)Пример 2
Сколько граммов этанола получится при брожении 360 г глюкозы, если выход 75 %? Сколько литров (н. у.) CO₂ выделится (теоретически)?
Из 1 молекулы глюкозы получаются 2 молекулы этанола и 2 молекулы CO₂.
Сколько граммов этанола получится при полной гидратации 5,6 л (н. у.) этилена?
n(C₂H₄) = 5,6/22,4 = 0,25 моль = n(C₂H₅OH); M = 46 г/моль.
Глава 3Реакции спиртов идут с разрывом связи O–H или связи C–O. Активные металлы замещают водород группы OH, выделяется водород:
2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂↑Анимация · натрий и этанолАтом Na замещает водород группы OH, два атома H соединяются в молекулу H₂. Спирты — очень слабые кислоты: со щёлочами (NaOH) они не реагируют, а этилат натрия водой снова превращается в этанол.В лаборатории выбери спирт и меняй его массу: какой спирт при той же массе даёт больше водорода?
Лаборатория · спирты и натрийАнимация · измеряем водородмасса спирта10 гn(спирта) = 0 моль, OH: 1 → n(H₂) = 0 моль, V(H₂) = 0 л (н. у.); в шприце: 0 лКаждая группа OH даёт 1/2 молекулы H₂: n(H₂) = n(спирта) · (число OH) / 2. Натрий в избытке, расчёт ведём по спирту.Метанол очень ядовит: даже малое его количество может вызвать слепоту. Этанол тоже вреден для организма; в медицине его используют как наружный антисептик.
Так спрашивают на экзаменеГЭЦ · 01.06.2025Если при реакции 120 г предельного одноатомного спирта с Na выделилось 6,02·10²³ молекул водорода, определите формулу спирта. Aᵣ(C)=12, Aᵣ(H)=1, Aᵣ(O)=16
A) C₃H₇OHB) CH₃OHC) C₄H₉OHD) C₂H₅OHE) C₅H₁₁OHВ каждой молекуле одноатомного спирта одна группа OH — две молекулы дают одну H₂.
ν(H₂) = N : Nₐ = 6,02 · 10²³ : 6,02 · 10²³ = 1 моль 120 г 1 моль 2CₙH₂ₙ₊₁OH + 2Na → 2CₙH₂ₙ₊₁ONa + H₂ 2(14n + 18) г 1 моль 28n + 36 =120 28n = 84 n = 3 [C₃H₇OH]Источник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 01.06.2025, I группа специальностей (PDF)Так спрашивают на экзаменеГЭЦ · 13.07.2025
CH₃OH +CH₃COOH, t, H₂SO₄(конц.)→–H₂O X; CH₃OH +HCl, t, H₂SO₄ (конц.)→–H₂O Y. Определите вещества X и Y.
Рисунок меняется вместе с шагами.A) CH₄ | CH₃OClB) HCOOCH₃ | CH₃ClC) CH₃COOCH₃ | CH₃ClD) CH₃COOCH₃ | CH₃OClE) CH₄ | CH₃ClПри этерификации кислота отдаёт группу OH, а спирт — водород группы OH: выделяется вода.
CH₃OH + CH₃COOH H₂SO₄(конц.), t→ CH₃COOCH₃ + H₂O CH₃OH + HCl H₂SO₄(конц.),t→ CH₃Cl + H₂O По реакциям X — CH₃COOCH₃, а Y — CH₃Cl.Источник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 13.07.2025, IV группа специальностей (PDF)Проверь себя
Сколько литров (н. у.) водорода выделится при реакции 9,2 г этанола с избытком натрия?
n(C₂H₅OH) = 9,2/46 = 0,2 моль → n(H₂) = 0,1 моль.
Глава 4Днём отец с учеником собираются в Джейранбатан — в водную лабораторию, где работает тётя. Во дворе −12 °C. Отец поднимает капот и заливает в бачок радиатора антифриз из старой зелёной канистры. Этикетка стёрта, читается только слово «СПИРТ».
Отец говорит: «Антифриз — это этиленгликоль, он тоже спирт. Но этанол быстро испаряется и горит, для радиатора не годится». Ученик думает: этот «спирт» — этанол или этиленгликоль? Как проверить это простым опытом?
Отец заливает антифриз в радиатор; идёт снег.Многоатомные спиртыМногоатомные спирты содержат в молекуле две и более группы OH (каждая у своего атома углерода). Этиленгликоль (этан-1,2-диол) HO–CH₂–CH₂–OH — сладковатая, ядовитая, вязкая жидкость; хорошо растворяется в воде, его водные растворы замерзают при низкой температуре — антифризы. Глицерин (пропан-1,2,3-триол) HO–CH₂–CH(OH)–CH₂–OH — сладкая, вязкая, неядовитая жидкость; получают гидролизом жиров, применяют в косметике и медицине.
Несколько групп OH влияют друг на друга: кислотные свойства многоатомных спиртов сильнее, чем у одноатомных. С натрием реагирует каждая группа OH: 2C₃H₅(OH)₃ + 6Na → 2C₃H₅(ONa)₃ + 3H₂↑. Со свежим осадком гидроксида меди(II) они образуют ярко-синее комплексное соединение — это качественная реакция на многоатомные спирты.
Анимация · проба с Cu(OH)₂Голубой осадок Cu(OH)₂ с этанолом не меняется. С этиленгликолем и глицерином осадок растворяется, получается ярко-синий раствор.ИсторияОтвет на вопрос во дворе: достаточно добавить немного жидкости из канистры к осадку гидроксида меди(II). Если получится ярко-синий раствор — это многоатомный спирт, то есть этиленгликоль (антифриз); если осадок не изменится — этанол. Отец был прав: раствор посинел.
Так спрашивают на экзаменеГЭЦ · 07.06.2026При реакции смеси этилового спирта и 9,2 г глицерина с избытком натрия получено 5,6 л (н. у.) водорода. Вычислите массу этилового спирта (в граммах) в смеси. Mᵣ(C₂H₅OH)=46, Mᵣ(C₃H₅(OH)₃)=92
A) 10,2B) 14,2C) 9,2D) 23,0E) 16,8У глицерина 3 группы OH: 1 моль глицерина даёт 1,5 моль H₂.
9,2 г x л 2C₃H₅(OH)₃ + 6Na → 2C₃H₅(ONa)₃ + 3H₂ 2·92 г 67,2 л 9,2 г глицерина--------- x л H₂ 2·92г глицерина--------- 67,2 л H₂ x = 3,36 л 5,6 л - 3,36 л = 2,24 л x г 2,24 2C₂H₅OH + 2Na → 2C₂H₅ONa + H₂ 2·46 22,4 x г этилового спирта------------ 2,24 л H₂ 2·46 г этилового спирта --------- 22,4 л H₂ x = 9,2 гИсточник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 07.06.2026, IV группа специальностей (PDF)Пример 3
Равные массы — 9,2 г этанола и 9,2 г глицерина — реагируют с избытком натрия. Из какого выделится больше водорода и во сколько раз?
Групп OH на единицу массы больше у глицерина: 3/92 > 1/46.
Сколько литров (н. у.) водорода выделит 6,2 г этиленгликоля с избытком натрия?
n = 6,2/62 = 0,1 моль; 2 группы OH → n(H₂) = 0,1 моль.
Глава 5К вечеру они приезжают в лабораторию у Джейранбатанского водохранилища. Тётя сегодня проверяет сточную воду завода: в неочищенную воду может попасть фенол, а он очень ядовит для рыб. Тётя по каплям добавляет к 1 л воды бромную воду — вода мутнеет, на дно оседает белый осадок.
Осадок отфильтровывают и сушат: 0,331 г. Тётя говорит: «Это 2,4,6-трибромфенол». Ученик спрашивает: сколько же миллиграммов фенола было в воде? И почему бензол с бромной водой не реагирует, а фенол реагирует?
Капает бромная вода; в сточной воде появляется белый осадок.ФенолФенолы — ароматические соединения, у которых группа OH связана непосредственно с бензольным кольцом. Простейший — фенол C₆H₅OH: бесцветные кристаллы (tпл = 41 °C) с характерным запахом, ядовит, вызывает ожоги кожи. Его водный раствор по старому названию — карболовая кислота, антисептик. Если OH в боковой цепи (C₆H₅–CH₂OH), это не фенол, а ароматический спирт.
Взаимное влияние атомовВ феноле кольцо и группа OH влияют друг на друга. 1) Кольцо ослабляет связь O–H: фенол — более сильная кислота, чем спирты, и реагирует со щёлочами: C₆H₅OH + NaOH → C₆H₅ONa + H₂O (фенолят натрия). Но он слабее угольной кислоты: C₆H₅ONa + CO₂ + H₂O → C₆H₅OH + NaHCO₃. 2) Группа OH активирует кольцо: с бромной водой фенол без катализатора замещается в положения 2, 4, 6: C₆H₅OH + 3Br₂ → C₆H₂Br₃OH↓ + 3HBr.
Анимация · фенол и бромная водаАтомы водорода в орто- (2, 6) и пара- (4) положениях к группе OH замещаются бромом; 2,4,6-трибромфенол нерастворим в воде — белый осадок. Это качественная реакция на фенол; вторая качественная реакция — фиолетовое окрашивание с FeCl₃.ИсторияВопрос из лаборатории. M(C₆H₂Br₃OH) = 72 + 3 + 240 + 16 = 331 г/моль, значит n = 0,331 : 331 = 0,001 моль. По уравнению фенола тоже было 0,001 моль: m = 0,001 · 94 = 0,094 г = 94 мг. 94 мг фенола в 1 л воды — очень сильное загрязнение, такую воду нельзя сбрасывать без очистки. А бензол с бромной водой не реагирует: его кольцо не «активировано» группой OH.
Фенол получают из каменноугольной смолы и синтезом (например, из хлорбензола: C₆H₅Cl + NaOH → C₆H₅OH + NaCl, высокие t и p). Поликонденсацией фенола с формальдегидом получают фенолформальдегидные смолы — электрические вилки, клеи, плиты.
Пример 4В трёх пробирках растворы этанола, глицерина и фенола. Как их распознать?
Группа OH активирует бензольное кольцо; у спиртов кольца нет.
Сколько граммов 2,4,6-трибромфенола выпадет при полной реакции 9,4 г фенола с бромной водой?
n(C₆H₅OH) = 9,4/94 = 0,1 моль; M(C₆H₂Br₃OH) = 331 г/моль.
ПрактикумЭти задания взяты из экзаменов ГЭЦ. Сначала реши сам, затем открой «Ответ и пояснение ГЭЦ».
ГЭЦ · 12.07.2026Определите формулу спирта.
A) C₂H₂B) C₂H₅OHC) C₂H₆D) CH₃COOHE) C₂H₄Ответ и пояснение ГЭЦОтвет: C₂H₅OH (вариант B).
Молекула спиртов состоит из углеводородного радикала и непосредственно связанной с ним гидроксильной группы. Поэтому из приведённых формул спиртам соответствует только C₂H₅OHИсточник: пояснение ГЭЦ (перевод с азербайджанского) — 12.07.2026, I группа специальностей (PDF)Итоги
В спиртах группа OH связана ковалентно, они не диссоциируют; растворы нейтральны.
«Этанол реагирует с раствором NaOH».Спирты со щёлочами не реагируют; с NaOH реагирует фенол.
«Фенол — спирт, ведь в нём есть группа OH».В феноле OH связана непосредственно с кольцом — это отдельный класс; под влиянием кольца он проявляет кислотные свойства.
«C₂H₅Cl + NaOH всегда даёт этанол».В водном растворе — этанол, в спиртовом — этилен (отщепляется HCl).
ИтогиЗадания расположены от простых к сложным. Сначала реши сам, потом выбери вариант; пояснение откроется после ответа.
1 · Уровень 1Общая формула предельных одноатомных спиртов:
Радикал алкана CₙH₂ₙ₊₁ + OH.
2 · Уровень 1Почему температура кипения этанола намного выше, чем у пропана?
Водород O–H образует водородную связь с кислородом соседней молекулы.
3 · Уровень 2Каким реагентом можно отличить глицерин от этанола?
Многоатомные спирты дают с Cu(OH)₂ ярко-синий раствор.
4 · Уровень 2Свойство, отличающее фенол от этанола:
Под влиянием кольца фенол проявляет кислотные свойства и образует со щёлочью фенолят.
5 · Уровень ГЭЦСколько литров (н. у.) водорода выделит 18,4 г этанола с избытком натрия?
n(C₂H₅OH) = 0,4 моль → n(H₂) = 0,2 моль → 4,48 л.
6 · Уровень ГЭЦСколько граммов белого осадка даст 0,2 моль фенола с бромной водой?
C₆H₂Br₃OH: 0,2 · 331 = 66,2 г.
Экзаменационные задания и официальные пояснения — ГЭЦ (PDF на азербайджанском языке, в уроке — в переводе):
История, сцены, примеры, задания «Проверь себя» и «Самостоятельная работа» — наши, не из материалов ГЭЦ. Задания и пояснения ГЭЦ даны в переводе с азербайджанского; знак «…» обозначает пропущенную часть.