(全国通用版)2019版高考化学大一轮复习 第十二章 有机化学基础 第3讲 烃的含氧衍生物学案.doc
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1、1第第 3 3 讲讲 烃的含氧衍生物烃的含氧衍生物【2019备考】最新考纲:1.掌握醇、酚的结构与性质,以及它们之间的相互转化。2.掌握醛、羧酸、酯的结构与性质。3.掌握醛、羧酸、酯与其他有机物的相互转化。4.了解有机分子中官能团之间的相互影响。考点一考点一 醇、酚醇、酚(频数: 难度:)1醇、酚的概念(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CnH2n1OH(n1)。(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()。(3)醇的分类2醇类物理性质的变化规律(1)溶解性低级脂肪醇易溶于水。(2)密度一元脂肪醇的密度一般小于 1 gcm3。(3)沸
2、点直链饱和一元醇的沸点随着分子中碳原子数的递增而逐渐升高。醇分子间存在氢键,所以相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点远远高于烷烃。23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。4由断键方式理解醇的化学性质如果将醇分子中的化学键进行标号如图所示,那么醇发生化学反应时化学键的断裂情况如下所示:以 1丙醇为例,完成下列条件下的化学方程式,并指明断键部位。(1)与 Na 反应2CH3CH2CH2OH2Na
3、2CH3CH2CH2ONaH2,。(2)催化氧化2CH3CH2CH2OHO22CH3CH2CHO2H2O,。Cu(3)与 HBr 的取代CH3CH2CH2OHHBrCH3CH2CH2BrH2O,。(4)浓硫酸,加热分子内脱水CH3CH2CH2OHCH3CH=CH2H2O,。浓硫酸(5)与乙酸的酯化反应CH3CH2CH2OHCH3COOHCH3COOCH2CH2CH3H2O,。5由基团之间的相互影响理解酚的化学性质由于苯环对羟基的影响,酚羟基比醇羟基活泼;由于羟基对苯环的影响,苯酚中苯环上的氢比苯中的氢活泼。(1)弱酸性苯酚电离方程式为 C6H5OHC6H5OH,俗称石炭酸,但酸性很弱,不能使石
4、蕊溶液变红。3苯酚与 NaOH 反应的化学方程式:。(2)苯环上氢原子的取代反应苯酚与饱和溴水反应,产生白色沉淀,反应的化学方程式为。(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。1(RJ 选修 5P552 改编)写出下列物质间转化的化学方程式,并注明反应条件。答案 C2H5BrNaOHC2H5OHNaBrH2OC2H5OHHBrC2H5BrH2O2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2OCu2(RJ 选修 5P551 改编)下列物质中,不属于醇类的是( )答案 C43(溯源题)(2015上海化学,13)实验室回收废水中苯酚的过程如下图所示。判断下列分析正误(
5、1)操作中苯作萃取剂( )(2)苯酚钠在苯中的溶解度比在水中的大( )(3)通过操作苯可循环使用( )(4)三步操作均需要分液漏斗( )答案 (1) (2) (3) (4)探源:本考题源于教材 RJ 选修 5 P54“实践活动”及其拓展应用,考查了处理酚类废水的方法及其酚类的性质。题组一 醇的结构与性质1下列醇类物质中既能发生消去反应,又能发生催化氧化反应生成醛类的物质是( )解析 发生消去反应的条件是:与OH 相连的碳原子的相邻碳原子上有 H 原子,上述醇中,5B 不符合。与羟基(OH)相连的碳原子上有 H 原子的醇可被氧化,但只有含有两个氢原子的醇(即含有CH2OH)才能转化为醛。答案 C
6、2下列四种有机物的分子式均为 C4H10O。(1)能被氧化成含相同碳原子数的醛的是_。(2)能被氧化成酮的是_。(3)能发生消去反应且生成两种产物的是_。解析 能被氧化成醛的醇分子中必含有基团“CH2OH” ,和符合题意;能被氧化成酮的醇分子中必含有基团“CHOH” ,符合题意;若与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上的氢原子类型不同,则发生消去反应,可以得到两种产物,符合题意。答案 (1) (2) (3)【规律总结】醇的消去反应和催化氧化反应规律(1)醇的消去反应规律醇分子中,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。表示为如
7、 CH3OH、都不能发生消去反应。(2)醇的催化氧化规律醇的催化氧化产物的生成情况与跟羟基(OH)相连的碳原子上的氢原子的个数有关。6题组二 酚的结构与性质3(2017北京石景山区期末)去甲肾上腺素可以调控动物机体的植物性神经功能,其结构简式如图所示,下列说法正确的是( )A该有机物的分子式是 C8H10NO3B1 mol 该有机物最多能与 2 mol Br2发生反应C该有机物不能与 Na2CO3溶液反应D该有机物既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应解析 由去甲肾上腺素的结构简式可知,其分子式为 C8H11NO3,A 错误。该有机物含 2 个酚羟基,与 Br2发生苯环上酚羟基的邻、对位取代,
8、故 1 mol 该有机物最多能与 3 mol Br2发生反应,B 错误。由于酚羟基的酸性强于 HCO,故该有机物能与 Na2CO3溶液反应,C 错误。 3该有机物含有酚羟基,可与 NaOH 溶液反应;含有NH2,可与盐酸反应,D 正确。答案 D4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DN 分子中,可能在同一平面上的原子最多有 14 个解析 M 分子中的醇羟基不能与 NaOH 溶液反应,而 N 分子
9、中的酚羟基能够与 NaOH 溶液反7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。答案 C题组三 醇、酚的辨别5下列四种有机化合物的结构简式如下所示,均含有多个官能团,下列有关说法中正确的是( )A属于酚类,可与 NaHCO3溶液反应产生 CO2B属于酚类,能使 FeCl3溶液显紫色C1 mol 最多能与 3 mol Br2发生反应D属于醇类,可以发生消去反应解析 物质中羟基直接连在苯环上,属于酚类,但酚羟基
10、不能和 NaHCO3溶液反应,A 项错误;物质中羟基连在链烃基的饱和碳原子上,属于醇类,不能使 FeCl3溶液显紫色,B项错误;物质属于酚类,苯环上酚羟基的邻、对位氢原子可以被溴取代,根据物质的结构简式可知 1 mol 最多能与 2 mol Br2发生反应,C 项错误;物质中羟基连在烃基的饱和碳原子上属于醇类,并且羟基相连碳原子的邻位碳原子上有氢原子,所以物质可以发生消去反应,D 项正确。答案 D6现有以下物质:8(1)其中属于脂肪醇的有_,属于芳香醇的有_,属于酚类的有_。(2)其中物质的水溶液显酸性的有_。(3)其中互为同分异构体的有_。(4)列举出所能发生反应的类型_。答案 (1) (2
11、) (3)(4)取代反应(酯化反应),氧化反应,消去反应,加成反应,显色反应【练后反思】脂肪醇、芳香醇、酚的比较类别脂肪醇芳香醇酚实例CH3CH2OHC6H5CH2CH2OHC6H5OH官能团OHOHOH结构特点OH 与链烃基相连OH 与芳香烃侧链上的碳原子相连OH 与苯环直接相连主要化学性质(1)与钠反应;(2)取代反应;(3)脱水反应;(4)氧化反应;(5)酯化反应(1)弱酸性(2)取代反应(3)显色反应特性将红热的铜丝插入醇中有刺激性气味产生(生成醛或酮)遇 FeCl3溶液显紫色考点二考点二 醛、羧酸、酯醛、羧酸、酯(频数: 难度:)1醛9(1)醛:由烃基或氢原子与醛基相连而构成的化合物
12、,可表示为 RCHO。甲醛是最简单的醛。饱和一元醛分子的通式为 CnH2nO(n1)。(2)甲醛、乙醛物质颜色气味状态密度水溶性甲醛无色刺激性气味气体易溶于水乙醛无色刺激性气味液体比水小与水互溶2.醛的化学性质醛类物质既有氧化性又有还原性,其氧化、还原关系为以乙醛为例写出醛类的主要化学方程式:(1)氧化反应银镜反应CH3CHO2Ag(NH3)2OHCH3COONH42Ag3NH3H2O;与新制 Cu(OH)2悬浊液的反应CH3CHO2Cu(OH)2NaOHCH3COONaCu2O3H2O。(2)还原反应(催化加氢)CH3CHOH2CH3CH2OH。催化剂醛基只能写成CHO 或,不能写成COH。
13、醛与新制的 Cu(OH)2悬浊液反应时碱必须过量且应加热煮沸。银镜反应口诀:银镜反应很简单,生成羧酸铵,还有一水二银三个氨。3羧酸(1)羧酸:由烃基或氢原子与羧基相连构成的有机化合物。官能团为COOH。饱和一元羧酸分子的通式为 CnH2nO2(n1)。(2)甲酸和乙酸的分子组成和结构10物质分子式结构简式官能团甲酸CH2O2HCOOHCOOH 和 CHO乙酸C2H4O2CH3COOHCOOH(3)羧酸的化学性质羧酸的性质取决于羧基,反应时的主要断键位置如图:酸的通性乙酸是一种弱酸,其酸性比碳酸强,在水溶液中的电离方程式为CH3COOHCH3COOH。酯化反应CH3COOH 和 CH3CHOH
14、发生酯化反应的化学方程式为 CH3COOHC2HOH 18 218 5CH3CO18OC2H5H2O。4酯(1)酯:羧酸分子羧基中的OH 被OR取代后的产物。可简写为 RCOOR,官能团为。(2)酯的物理性质(3)酯的化学性质。11酯的水解反应为取代反应;在酸性条件下为可逆反应;在碱性条件下,能中和产生的羧酸,反应能完全进行。(4)酯在生产、生活中的应用日常生活中的饮料、糖果和糕点等常使用酯类香料。酯还是重要的化工原料。1(RJ 选修 5P592 改编)某有机物的结构简式为,下列对其化学性质的判断中,不正确的是( )A能被新制 Cu(OH)2悬浊液氧化B能使 KMnO4酸性溶液褪色C1 mol
15、 该有机物只能与 1 mol Br2发生加成反应D1 mol 该有机物只能与 1 mol H2发生加成反应答案 D2(RJ 选修 5P633)有机物 A 的分子式为 C3H6O2,它与 NaOH 溶液共热蒸馏,得到含 B 的蒸馏物。将 B 与浓硫酸混合加热,控制温度可以得到一种能使溴的四氯化碳溶液褪色并可作果实催熟剂的无色气体 C。B 在一定温度和催化剂存在的条件下,能被空气氧化为 D,D 与新制的 Cu(OH)2悬浊液加热煮沸,有砖红色沉淀和 E 生成。写出下述变化的化学反应方程式。(1)AB (2)BC (3)BD (4)DE答案 (1)CH3CH2OOCHNaOHCH3CH2OHHCOO
16、Na(4)CH3CHO2Cu(OH)2NaOHCH3COONaCu2O3H2O3(溯源题)(2015上海化学,40)甲醛和新制氢氧化铜的反应显示了甲醛的还原性,发生反应的化学方程式通常表示如下:HCHO2Cu(OH)2HCOOHCu2O2H2O12若向足量新制氢氧化铜中加入少量甲醛,充分反应,甲醛的氧化产物不是甲酸或甲酸盐,设计一个简单实验验证这一判断。主要仪器:试管 酒精灯可供选用的试剂:硫酸铜溶液 甲醛 甲酸 氢氧化钠溶液_。答案 向试管中加入 2 mL 10%的 NaOH 溶液,然后向其中滴加 2%的 CuSO4溶液 46 滴,产生 Cu(OH)2蓝色絮状沉淀,取少量反应后的溶液,加入到
17、新制 Cu(OH)2悬浊液中,加热煮沸,观察有无砖红色沉淀产生,若有证明含有甲酸或甲酸盐,否则不含有甲酸或甲酸盐探源:本题源于教材 RJ 选修 5 P57“实验 35”与“实验 36”及拓展应用,对醛的性质进行了考查。题组一 醛、羧酸、酯的结构与性质1由下列 5 种基团中的 2 个不同基团两两组合,形成的有机物能与 NaOH 反应的有( )OH CH3 COOH CHOA2 种 B3 种 C4 种 D5 种解析 两两组合形成的化合物有 10 种,其中OH 与COOH 组合形成的 H2CO3为无机物,不合题意。只有 (甲酸)、CH3COOH、OHCCOOH 5 种有机物能与 NaOH 反应。答案
18、 D2从香荚兰豆中提取的一种芳香化合物,其分子式为 C8H8O3,遇 FeCl3溶液会呈现特征颜色,能发生银镜反应。该化合物可能的结构简式是( )13解析 遇 FeCl3发生显色反应说明苯环上直接连有羟基,能发生银镜反应说明含有醛基或甲酸酯基,再结合分子式可确定只有 A 项符合要求。答案 A3现有四种有机化合物:试回答:(1)甲、乙、丁都含有的官能团的名称是_,四种物质中互为同分异构体的是_。(2)1 mol 甲、乙、丁分别与足量 Na 反应,生成 H2最多的是_(填编号,下同)。(3)丁与醋酸在催化剂作用下发生取代反应生成的酯有_种。(4)写出甲与乙醇发生酯化反应的化学方程式:_14_。写出
19、乙与新制氢氧化铜反应的化学方程式:_。答案 (1)羟基 乙、丙 (2)甲 (3)3题组二 多官能团有机物的识别与性质预测4下列关于的表述不正确的是( )A该物质能发生缩聚反应B该物质有 7 种不同化学环境的氢原子C该物质遇 FeCl3溶液显色,1 mol 该物质最多能与含 1 mol Br2的溴水发生取代反应D1 mol 该物质最多消耗 Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为 221解析 该物质含有氨基、羟基、羧基等多种官能团,因此可以发生缩聚反应,A 项正确;该物质有 8 种不同化学环境的氢原子,B 项错误;该物质含有酚羟基,所以遇 FeCl3溶液显紫色,由于在苯环上羟基邻、对位只有一
20、个 H 原子,所以 1 mol 该物质最多能与含 1 mol Br2的溴水发生取代反应,C 项正确;羧基、羟基可以与 Na发生反应,羧基和酚羟基都可以与 NaOH 发生反应,只有羧基可以与 NaHCO3发生反应,在该化合物的一个分子中含有一个酚羟基、一个羧基,所以 1 mol 该物质最多消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为 221,D 项正确。答案 B5在阿司匹林的结构简式(如图所示)中分别标出了其分子中的不同的键。将15阿司匹林与足量 NaOH 溶液共热,发生反应时断键的位置是( )A B C D解析 处发生 NaOH 与COOH 的中和反应,处是酯在 NaOH 溶液中的水解。答
21、案 D6聚乙炔衍生物分子 M 的结构简式及 M 在稀硫酸作用下的水解反应如图所示。下列有关说法不正确的是( )AM 与 A 均能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色BB 中含有羧基与羟基两种官能团,能发生消去反应和酯化反应C1 mol M 与热的烧碱溶液反应,可消耗 2n mol NaOHDA、B、C 各 1 mol 分别与金属钠反应,放出气体的物质的量之比为 122解析 由 M 的结构简式及 A 的分子式可知二者均含有碳碳双键,均能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色,A 正确;由 M 的结构简式可知其水解后产物 B(C3H6O3)的分子结构中含有羧基和羟基两种官能团,能发生消去反应和酯化反应,B 正确;1
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