版高中化学选修5有机化学基础第三章微型专题三.docx
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版高中化学选修5有机化学基础第三章微型专题三
微型专题三 烃的含氧衍生物
[学习目标定位] 1.学会从官能团认识和推断有机物质的性质。
2.掌握各类有机反应的规律（如醇的氧化反应、消去反应、酯化反应等）。
3.掌握有机合成的分析方法。
一、醇、酚的结构与性质
1.醇的结构与性质
例1 分子式为C7H16O的饱和一元醇的同分异构体有多种,在下列该醇的同分异构体中,
D.CH3（CH2）5CH2OH
（1）可以发生消去反应,生成两种单烯烃的是________（填字母,下同）。
（2）可以发生催化氧化生成醛的是________。
（3）不能发生催化氧化的是________。
（4）能被催化氧化为酮的有________种。
（5）能使酸性KMnO4溶液褪色的有________种。
答案
（1）C
（2）D （3）B （4）2 （5）3
【试题解析】
（1）可以发生消去反应,生成两种单烯烃,表明与羟基相连的碳原子的相邻碳原子上应连有氢原子,且以—OH所连碳原子为中心,分子不对称,C符合。
（2）可以发生催化氧化生成醛,说明含有—CH2OH结构,D符合。
（3）不能发生催化氧化,说明羟基所连碳原子上没有氢原子,B符合。
（4）能被催化氧化为酮,说明羟基所连碳原子上含有1个氢原子,A、C符合。
（5）能使酸性KMnO4溶液褪色,说明羟基所连碳原子上含有氢原子,A、C、D符合。
易误辨析
（1）醇发生消去反应是失去羟基的同时,还要失去与羟基直接相连的碳原子的相邻碳原子上的一个氢原子,因此,并不是所有的醇都能发生消去反应。
（2）醇能发生催化氧化反应的条件是连有羟基（—OH）的碳原子上必须有氢原子。
连有羟基（—OH）的碳原子上有氢原子的醇,其结构不同,催化氧化的产物也不相同。
2.醇、酚结构与性质的比较
例2 苯酚（）在一定条件下能与氢气加成得到环己醇（）。
两种化合物都含有羟基。
下面关于这两种有机物的叙述中,正确的是（ ）
A.都能发生消去反应
B.都能与金属钠反应放出氢气
C.都能和溴水发生取代反应
D.都能与FeCl3溶液作用显紫色
答案 B
【试题解析】苯酚不能发生消去反应；环己醇不能和溴水发生取代反应,也不能与FeCl3溶液作用显紫色；二者都能和金属钠反应放出氢气。
【考点】醇、酚的综合考查
【题点】醇、酚性质的综合考查
易错辨析 醇和酚尽管具有相同的官能团——羟基,但它们的烃基不同,由于烃基对羟基的影响,导致了醇和酚性质的差异。
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1.醇催化氧化反应的规律
醇的催化氧化的反应情况与跟羟基（—OH）相连的碳原子上的氢原子的个数有关。
2.醇消去反应的规律
（1）结构特点：
①醇分子中连有羟基（—OH）的碳原子必须有相邻的碳原子；②该相邻的碳上必须连有氢原子,若没有氢原子则不能发生消去反应。
（2）若与羟基直接相连的碳原子上连有多个碳原子且这些碳原子上都有氢原子,发生消去反应时,能生成多种不饱和烃,其中生成的不饱和碳原子上连接的烃基较多的为主要反应。
例如：
3.醇、酚的比较
类别
醇
酚
脂肪醇
芳香醇
苯酚
结构特点
—OH与链烃基相连
—OH与芳香烃侧链相连
—OH与苯环直接相连
实例
CH3CH2OH
官能团
—OH
—OH
—OH
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 （6）消去反应
（1）弱酸性
（2）取代反应
（3）显色反应
（4）加成反应
特性
红热铜丝插入醇中有刺激性气味（生成醛或酮）
与FeCl3溶液反应显紫色
二、醛、羧酸的结构与性质
1.醛的结构与性质
例3 当豆油被加热到油炸温度（185℃）时,会产生如图所示高毒性物质,许多疾病和这种有毒物质有关,如帕金森症。
下列关于这种有毒物质的判断正确的是（ ）
A.该物质分子中含有两种官能团
B.该物质的分子式为C9H15O2
C.1mol该物质最多可以和2molH2发生加成反应
D.该物质不能发生银镜反应
答案 C
【试题解析】该物质分子中含碳碳双键、—CHO、—OH三种官能团,A错误；该物质的分子式为C9H16O2,B错误；—CHO、碳碳双键与氢气均能发生加成反应,则1mol该物质最多可以和2molH2发生加成反应,C正确；该物质分子中含—CHO,能发生银镜反应,D错误。
【考点】醛的结构与性质
【题点】醛的结构与性质的综合
【易错警示】 含有不饱和键的物质能够发生加成反应,包括碳碳不饱和键和碳氧不饱和键等。
但并不是所有的碳氧不饱和键都能发生加成反应,如羧基中的碳氧不饱和键就不能发生加成反应。
2.羧酸的酯化反应
例4 酸牛奶中含有乳酸,其结构简式为,乳酸经一步反应能生成的物质是（ ）
①CH2===CHCOOH
A.③④⑤B.除③外C.除④外D.全部
答案 B
【试题解析】乳酸发生消去反应可得①,发生氧化反应可得②,乳酸分子内发生酯化反应可生成④,分子间发生酯化反应可生成⑤、⑥、⑦。
【考点】羧酸的酯化反应
【题点】羧酸的酯化反应原理及类型
【解题指导】 酯化反应是羧基和羟基之间脱水形成酯基的反应。
当分子中同时存在羧基和羟基时,它有多种酯化方式：
分子内酯化形成环酯；分子间酯化可形成链状酯,也可形成环状酯。
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1.醛在含氧衍生物相互转化中的桥梁作用
（1）ABC。
满足上述相互转化关系的A通常有醇和烯烃两大类物质。
若A为醇,则B为同碳原子数的醛,C为同碳原子数的羧酸；若A能水化,则A为烯烃,B为同碳原子数的醛,C为同碳原子数的羧酸。
（2）CAB。
满足上述转变关系的有机物A一定属于醛类（或含醛基）,则C为醇,B为羧酸。
若A（气态）完全燃烧后体积不变（H2O为气态）,则A为甲醛,B为甲酸,C为甲醇。
2.“形形色色”的酯化反应
酸跟醇起作用,生成酯和水的反应叫酯化反应。
因醇和酸的种类较多,不同种类的醇和酸之间又可以交叉酯化,从而构成了“形形色色”的酯化反应。
（1）一元羧酸与一元醇的酯化反应
RCOOH＋HOR′RCOOR′＋H2O
（2）一元羧酸与二元醇的酯化反应
CH3COOH＋HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OH＋H2O
2CH3COOH＋HOCH2CH2OHCH3COOCH2CH2OOCCH3＋2H2O
（3）二元羧酸与一元醇的酯化反应
HOOC—COOH＋CH3CH2OHHOOC—COOCH2CH3＋H2O
HOOC—COOH＋2CH3CH2OHCH3CH2OOC—COOCH2CH3＋2H2O
乙二酸二乙酯
（4）二元羧酸与二元醇的酯化反应
①生成普通酯,如：
HOOCCOOH＋HOCH2CH2OHHOOC—COOCH2CH2OH＋H2O
②生成环酯,如：
＋2H2O
③生成聚酯,如：
nHOOC—COOH＋nHOCH2CH2OH＋（2n－1）H2O
（5）羟基酸自身酯化反应
①分子间生成普通酯,如：
②分子间生成环酯,如：
③分子内生成酯,如：
④分子间生成聚酯,如：
＋（n－1）H2O
（6）无机酸与醇的酯化反应
制硝化甘油：
＋3HO—NO2＋3H2O
由于酯化反应的实质是“酸脱羟基醇脱氢”,所以无论酯化反应的形式如何,该反应都是按照这种反应规律发生,因此学习有机反应的重要方法就是分析反应中化学键的断裂和化学键的形成。
三、含氧衍生物结构与性质的综合
1.限定条件的同分异构体数目的判断
例5 某有机物的分子式为C9H10O2,分子中含有苯环,苯环上有2个取代基,且其中一个为甲基,则能与NaOH溶液反应的该物质的结构有（ ）
A.4种B.7种
C.9种D.12种
答案 D
【试题解析】能与NaOH溶液反应,则分子中含有—COOH或酯基,符合条件的物质有以下4种：
每类物质各有邻、间、对3种结构,故共有12种。
规律方法 对于限制性同分异构体数目判断,首先根据题目给出的分子式和限制条件,如例6中,确定含有1个苯环,且苯环上有1个甲基,即,又知该物质能与NaOH反应,故其应该含有羧基或酯基,写出其中的一种,即,然后在此基础上进行演变即可得出其余同分异构体,注意苯环上取代基的“邻、间、对”3种结构。
2.有机反应中的定量关系
例6 某有机物M的结构简式如图所示,若等物质的量的M在一定条件下分别与金属钠、氢氧化钠溶液、碳酸氢钠溶液反应,则消耗的钠、氢氧化钠、碳酸氢钠的物质的量之比为（ ）
A.1∶1∶1B.2∶4∶1C.1∶2∶1D.1∶2∶2
答案 B
【试题解析】金属钠可以与M中的酚羟基、羧基发生反应；氢氧化钠溶液能使酯基水解,溴原子水解,也能与酚羟基和羧基反应；碳酸氢钠溶液只能与羧基发生反应,因此1molM消耗的钠、氢氧化钠、碳酸氢钠的物质的量分别为2mol、4mol、1mol。
易错辨析
（1）—OH连在不同的基团上活泼性不同。
（2）酯基水解生成的羧酸能和氢氧化钠溶液反应；若是酚酯,水解生成的酚也消耗氢氧化钠溶液。
（3）卤代烃在氢氧化钠溶液、加热的条件下可以水解,生成的氢卤酸和氢氧化钠反应。
3.含氧衍生物结构与性质的综合
例7 （2017·海安高中高三月考）Y是一种皮肤病用药,它可以由原料X经过多步反应合成。
原料X产物Y
下列说法正确的是（ ）
A.X与Y互为同分异构体
B.1molX最多可以与5molH2发生加成反应
C.产物Y能发生氧化、加成、取代、消去反应
D.1molY最多能与2molNaOH发生反应
答案 A
【试题解析】原料X与产物Y的分子式相同,但结构不同,则二者互为同分异构体,故A正确；X中苯环和碳碳双键能与氢气加成,则1molX最多可以与4molH2发生加成反应,故B错误；苯环较稳定,羟基连接在苯环上,不能发生消去反应,故C错误；Y中酚羟基和酯基能和NaOH反应,并且酯基可水解生成酚羟基和羧基,则1molY最多能与3molNaOH发生反应,故D错误。
规律方法 确定多官能团有机物性质的三步骤
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1.分析限定条件同分异构体的基本步骤
（1）首先根据限定的条件确定有机物中含有的结构片段或官能团。
（2）分析可能存在的官能团类别异构。
（3）分析各类官能团存在的位置异构。
2.有机反应中的常见数量关系
（1）醛发生银镜反应或与新制Cu（OH）2反应时,量的关系为 R—CHO～2Ag、R—CHO～2Cu（OH）2～Cu2O；
甲醛（）相当于含有2个醛基,故甲醛发生银镜反应或与新制Cu（OH）2反应时,量的关系分别为HCHO～4Ag、HCHO～4Cu（OH）2～2Cu2O。
（2）醇、酚与Na反应中量的关系：
2—OH～2Na～H2。
（3）烯烃、炔烃、苯的同系物等与H2反应中量的关系：
～H2、—C≡C—～2H2、～3H2。
（4）卤代烃、酚与NaOH反应中量的关系：
R—X～NaOH、—OH（酚羟基）～NaOH。
（5）酯与NaOH反应中量的关系：
～NaOH,若为酚酯,则有～2NaOH。
3.烃的含氧衍生物的重要类别和化学性质
类别
官能团
通式
结构特点
主要化学性质
醇
—OH
R—OH、CnH2n＋2O（饱和一元醇）
C—O、O—H键有极性,易断裂
（1）与钠反应
（2）取代反应
（3）消去反应
（4）分子间脱水
（5）氧化反应
（6）酯化反应
酚
—OH
CnH2n－6O
—OH与苯环直接相连,—OH与苯环相互影响
（1）有弱酸性
（2）显色反应
（3）取代反应：
—OH的邻、对位被取代
醛
—CHO
R—CHO
CnH2nO（饱和一元醛）
C===O有不饱和性,—CHO中C—H键易断裂
（
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