2022高考化学大一轮复习讲义第11章第50讲 烃的含氧衍生物.docx
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1、第50讲烃的含氧衍生物复习目标1.掌握醇、酚、醛、羧酸、酯的结构与性质,以及它们之间的相互转化。2.了解烃的衍生物合成方法。3.了解有机分子中官能团之间的相互影响。4.根据信息能设计有机化合物的合成路线。考点一醇的结构与性质1醇的概述(1)概念: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)分类(3)几种常见的醇名称甲醇乙二醇丙三醇俗称木精、木醇甘油结构简式CH3OH状态液体液体液体溶解性易溶于水和乙醇2.醇类物理性质的变化规律物理性质递变规律密度一元脂肪醇的密度一般小于1 gcm3沸点直链饱和一元醇的沸点随着分子中碳原子数的递增而升高醇
2、分子间存在氢键,所以相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点远高于烷烃水溶性低级脂肪醇易溶于水,饱和一元醇的溶解度随着分子中碳原子数的递增而逐渐减小3.醇类的化学性质(1)根据结构预测醇类的化学性质醇的官能团羟基(OH),决定了醇的主要化学性质,受羟基的影响,CH键的极性增强,一定条件也可能断键发生化学反应。(2)醇分子的断键部位及反应类型以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。a与Na反应2CH3CH2CH2OH2Na2CH3CH2CH2ONaH2,。b催化氧化2CH3CH2CH2OHO22CH3CH2CHO2H2O,。c与HBr的取代CH3CH2CH2OHHBrCH3C
3、H2CH2BrH2O,。d浓硫酸,加热,分子内脱水CH3CH2CH2OHCH3CH=CH2H2O,。e与乙酸的酯化反应CH3CH2CH2OHCH3COOHCH3COOCH2CH2CH3H2O,。(1)CH3OH和都属于醇类,且二者互为同系物()错因:二者官能团数目不相同,不属于同系物。(2)CH3OH、CH3CH2OH、的沸点逐渐升高()(3)钠与乙醇反应时因断裂CO键失去OH官能团()错因:钠与乙醇反应时断裂的是羟基上的OH键。(4)所有的醇都能发生催化氧化反应和消去反应()错因:没有-H的醇不能发生催化氧化,没有-H的醇不能发生消去反应。(5)由于醇分子中含有OH,醇类都易溶于水()错因:
4、低级醇易溶于水,随碳原子数增多,醇在水中的溶解能力减弱。1下列四种有机物的分子式均为C4H10O。CH3CH2CH2CH2OH分析其结构特点,用序号解答下列问题:(1)其中能与钠反应产生H2的有_。(2)能被氧化成含相同碳原子数的醛的是_。(3)能被氧化成酮的是_。(4)能发生消去反应且生成两种产物的是_。答案(1)(2)(3)(4)解析(1)所有的醇都能与活泼金属钠反应产生H2。(2)能被氧化成醛的醇分子中必含有基团“CH2OH”,和符合题意。(3)能被氧化成酮的醇分子中必含有基团“”,符合题意。(4)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,则发生消去反应时,可以得到两种产物,符
5、合题意。2苯甲醇()是一种重要的芳香醇,预测它可能发生哪些化学反应,写出有关化学方程式和反应类型。答案(1)可燃性C7H8OO27CO24H2O(2)与钠反应22Na2H2(3)与HBr的取代反应HBrH2O(4)催化氧化2O222H2O(1)醇能否发生催化氧化及氧化产物类型取决于醇分子中是否有-H及其个数:(2)醇能否发生消去反应取决于醇分子中是否有-H,若碳原子上没有氢原子,则不能发生消去反应。题组一醇的结构与性质1环氧乙烷(b,分子式为C2H4O,相对分子质量为44)低温下为无色液体,是重要的工业合成中间体和消毒剂。分析图示流程,下列说法不正确的是()Ab、c在水中溶解度均较大Ba、b分
6、子中所有原子均共面Cb、c均能使蛋白质变性Da与H2O的加成产物与c均为醇类物质答案B解析A项,b、c均能与水形成氢键。2(2019山东师大附中期中)有机物的结构可用键线式简化表示,如CH3CH=CHCH3可表示为,有机物萜品醇可作为消毒剂、抗氧化剂和溶剂。已知-萜品醇的键线式如图,则下列说法不正确的是()A1 mol该物质最多能和1 mol氢气发生加成反应B分子中含有的官能团为羟基和碳碳双键C该物质能和金属钾反应产生氢气D该物质能发生消去反应生成三种可能的有机物答案D解析-萜品醇分子中含有1个碳碳双键,则1 mol该物质最多能与1 mol H2发生加成反应,A正确;该有机物分子中含有羟基和碳
7、碳双键两种官能团,B正确;该有机物分子中含有羟基,能与金属钾反应产生H2,C正确;由该有机物的结构可知,只能生成两种消去产物,D错误。题组二醇与其他有机物的转化关系3如图表示有机物M转化为X、Y、Z、W的四个不同反应。下列叙述正确的是()A与X官能团相同的X的同分异构体有7种B反应一定属于加成反应CW分子中含有两种官能团DZ的分子式为C3H2O答案C解析X为CH3COOCH2CH=CH2,与X官能团相同的X的同分异构体含有碳碳双键和酯基,如为乙酸和丙烯醇形成的酯,除去X还有2种,如为甲酸与丁烯醇形成的酯,对应的醇可看作羟基取代丁烯的H,有8种,另外还有CH3CH2COOCH=CH2、CH2=C
8、HCOOCH2CH3、CH2=CHCH2COOCH3等,故A错误;如生成CH2=CHCH2Cl,则为取代反应,故B错误;W为CH2BrCHBrCH2OH,含有溴原子、羟基两种官能团,故C正确;Z的分子式为C3H4O,故D错误。4由丁炔二醇可以制备1,3-丁二烯,请根据下面的合成路线图填空:(1)写出各反应的反应条件及试剂名称:X_;Y_。(2)写出A、B的结构简式:A_;B_。(3)请写出A生成1,3-丁二烯的化学方程式_。答案(1)加热,Ni作催化剂、H2加热,乙醇溶液、NaOH(2)CH2BrCH2CH2CH2Br(3)CH2=CHCH=CH22H2O考点二酚苯酚的结构与性质1酚的概念酚是
9、羟基与苯环直接相连而形成的化合物,最简单的酚为苯酚()。2苯酚的物理性质3苯酚的化学性质(1)酚羟基的反应(弱酸性)H2OH3O苯酚具有酸性,俗称石炭酸。酸性:H2CO3HCO,苯酚不能使酸碱指示剂变色,其酸性仅表现在与金属、强碱的反应中。与NaOH反应:NaOHH2O;与Na2CO3反应:Na2CO3NaHCO3。(2)与溴水的取代反应苯酚滴入过量浓溴水中产生现象为:生成白色沉淀。化学方程式:3Br23HBr。(3)显色反应:与FeCl3溶液作用显紫色。(4)苯酚与甲醛在催化剂作用下,可发生缩聚反应,化学方程式是:nnHCHO。(5)氧化反应:易被空气氧化为粉红色。(1)苯酚的水溶液呈酸性,
10、说明酚羟基的活泼性大于水中羟基的活泼性()(2)除去苯中的苯酚,加入浓溴水再过滤()错因:生成的三溴苯酚溶于苯中。(3)和含有的官能团相同,二者的化学性质相似()错因:二者化学性质差别很大,前者属于醇类而后者属于酚类。(4)鉴别苯酚溶液与乙醇溶液可滴加FeCl3溶液()1苯酚与苯甲醇是否属于同系物?简述理由,比较二者性质的差异。答案不是。苯酚和苯甲醇虽然在组成上相差一个CH2原子团,但结构并不相似,苯酚的官能团OH直接连在苯环上,而苯甲醇的官能团OH连在苯环侧链烷基上。苯酚能与烧碱、FeCl3溶液、浓溴水反应而苯甲醇不能,但苯甲醇能发生催化氧化生成醛。2请设计简单的实验除去甲苯中的少量苯酚。答
11、案加入足量的NaOH溶液充分振荡后,用分液漏斗分液弃除下层溶液。3从基团之间的相互影响的角度阐述苯酚溶液显弱酸性、苯酚比苯易发生取代反应的原因。答案苯环对羟基的影响显酸性即OH上的氢原子更活泼,水溶液中电离出H;羟基对苯环的影响易取代,即苯环上羟基邻、对位氢原子更活泼,易被取代。乙醇、苯甲醇、苯酚的性质比较物质CH3CH2OH结构特点OH与链烃基相连OH与苯环侧链碳原子相连OH与苯环直接相连主要化学性质与钠反应;取代反应;消去反应(苯甲醇不可以);催化氧化生成醛;酯化反应弱酸性;取代反应;显色反应;加成反应;与钠反应;氧化反应特性灼热的铜丝插入醇中,有刺激性气味物质产生(生成醛或酮)遇FeCl
12、3溶液显紫色1某化妆品的组分Z具有美白功效,原从杨树中提取,现可用如下反应制备: X Y Z下列叙述错误的是()AX、Y和Z均能使溴水褪色BX和Z均能与NaHCO3溶液反应放出CO2CY既能发生取代反应,也能发生加成反应DY可作加聚反应的单体,X可作缩聚反应的单体答案B解析A项,X、Z中含有酚羟基,都能与溴发生取代反应,Y中含有碳碳双键,能与溴水发生加成反应,三者均能使溴水褪色,正确;B项,酚羟基的酸性比碳酸弱,不能与NaHCO3溶液反应放出CO2,错误;C项,Y中苯环上的氢原子可以被取代,碳碳双键和苯环都可以发生加成反应,正确;D项,Y中含有碳碳双键可以发生加聚反应,X中含有酚羟基,可以发生
13、酚醛缩合反应,正确。2膳食纤维具有突出的保健功能,是人体的“第七营养素”。木质素是一种非糖类膳食纤维,其单体之一是芥子醇,结构简式如图所示。下列有关芥子醇的说法正确的是()A芥子醇的分子式是C11H14O4,属于芳香烃B1 mol芥子醇与足量浓溴水反应,最多消耗3 mol Br2C芥子醇不能与FeCl3溶液发生显色反应D芥子醇能发生的反应类型有氧化反应、取代反应、加成反应答案D解析芥子醇结构中含有氧元素,故不是烃,A项错误;酚羟基苯环上邻、对位没有可被取代的氢原子,只有碳碳双键与溴发生加成反应,B项错误;芥子醇中含有酚羟基,能与FeCl3溶液发生显色反应,C项错误;碳碳双键、醇羟基能发生氧化反
14、应,醇羟基能发生取代反应,苯环、碳碳双键能发生加成反应,D项正确。3A和B两种物质的分子式都是C7H8O,它们都能跟金属钠反应放出氢气。A不溶于NaOH溶液,而B能溶于NaOH溶液。B能使适量浓溴水褪色,并产生白色沉淀,而A不能。B苯环上的一溴代物有两种结构。(1)写出A和B的结构简式:A_,B_。(2)写出B与NaOH溶液发生反应的化学方程式:_。(3)A与金属钠反应的化学方程式为_。与足量金属钠反应生成等量H2,分别需A、B、H2O三种物质的物质的量之比为_。答案(1) (2)NaOHH2O(3)22Na2H2111解析(1)依据分子式C7H8O知A和B均为不饱和化合物。由于A、B均能与N
15、a反应放出H2,且分子结构中只有一个氧原子,故A、B中均含有OH,为醇和酚类。A不溶于NaOH溶液,又不能使溴水褪色,故A为。B溶于NaOH溶液,且与适量浓溴水反应生成白色沉淀,故B为酚,结合其苯环上一溴代物有两种,则B为。(3)、H2O与金属钠反应生成H2的物质的量关系分别为2H2、2H2、2H2OH2,所以生成等量H2时分别需三种物质的物质的量之比为111。考点三醛酮1醛、酮的概述(1)醛、酮的概念物质概念表示方法醛由烃基或氢原子与醛基相连而构成的化合物RCHO酮羰基与两个烃基相连而构成的化合物(2)醛的分类醛饱和一元醛的通式:CnH2nO(n1),饱和一元酮的通式:CnH2nO(n3)。
16、2常见的醛、酮及物理性质名称结构简式状态气味溶解性甲醛(蚁醛)HCHO气体刺激性易溶于水乙醛CH3CHO液体刺激性与水以任意比互溶丙酮液体特殊气味与水以任意比互溶3醛、酮的化学性质(1)醛类的氧化反应(以乙醛为例)银镜反应:CH3CHO2Ag(NH3)2OHCH3COONH42Ag3NH3H2O与新制Cu(OH)2反应:CH3CHO2Cu(OH)2NaOHCH3COONaCu2O3H2O(2)醛、酮的还原反应(催化加氢)H2(3)醛、酮与具有极性键共价分子的羰基加成反应:(1)凡是能发生银镜反应的有机物都是醛()错因:含醛基的有机物不一定属于醛类,如葡萄糖、甲酸酯类。(2)甲醛是常温下唯一呈气
17、态的烃的含氧衍生物()(3)丙醛和丙酮互为同分异构体,不能用核磁共振氢谱鉴别()错因:丙醛中有3种不同化学环境的氢原子,丙酮中含有1种氢原子,可以鉴别。(4)醛类物质发生银镜反应或与新制Cu(OH)2的反应均需在碱性条件下()1甲醛分子中可看作有两个醛基,按要求解答下列问题:(1)写出碱性条件下,甲醛与足量银氨溶液反应的离子方程式:_。(2)计算含有0.30 g甲醛的水溶液与过量银氨溶液充分反应,生成的银质量为_。答案(1)HCHO4Ag(NH3)4OHCO2NH4Ag6NH32H2O(2)4.32 g解析(2)甲醛分子中相当于含有两个醛基,1 mol甲醛可生成4 mol银,n(HCHO)0.
18、01 mol,m(Ag)0.04 mol108 gmol14.32 g。2醛易被酸性KMnO4溶液或溴水等氧化为羧酸。(1)向乙醛中滴加酸性KMnO4溶液,可观察到的现象是_。(2)某醛的结构简式为(CH3)2C=CHCH2CHO,其系统命名为_。(3)通过实验方法检验上述(2)中有机物的官能团。实验操作中,应先检验哪种官能团?_,原因是_。检验分子中醛基的方法是_,化学方程式为_。检验分子中碳碳双键的方法是_。答案(1)酸性KMnO4溶液褪色(2)4-甲基-3-戊烯醛(3)醛基检验碳碳双键要使用溴水或酸性KMnO4溶液,而醛基也能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色在洁净的试管中加入新制银氨溶液和
19、少量试样后,水浴加热有银镜生成(或在洁净的试管中加入少量试样和新制氢氧化铜悬浊液,加热煮沸,有红色沉淀生成)(CH3)2C=CHCH2CHO2Ag(NH3)2OH2Ag3NH3(CH3)2C=CHCH2COONH4H2O或(CH3)2C=CHCH2CHO2Cu(OH)2NaOH(CH3)2C=CHCH2COONaCu2O3H2O加入过量银氨溶液氧化醛基后,调节溶液至酸性再加入溴水(或酸性KMnO4溶液),看是否褪色解析(1)乙醛中的醛基被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色。(3)由于碳碳双键、醛基都能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色,故应先用足量的新制银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液将
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