高考化学一轮总复习讲义 第三节 烃的含氧衍生物.docx
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高考化学一轮总复习讲义第三节烃的含氧衍生物
2019-2020年高考化学一轮总复习讲义第三节烃的含氧衍生物
明考纲要求
理主干脉络
1.了解醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点以及它们的相互联系。
2.能列举事实说明有机分子中基团之间的相互影响。
3.了解取代反应和消去反应。
4.结合实际了解某些有机物对环境和健康可能产生的影响，关注有机化合物的安全使用问题。
醇 类
1．概念
羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物称为醇，饱和一元醇的组成通式为CnH2n＋1OH或CnH2n＋2O。
2．分类
3．醇类物理性质的变化规律
（1）在水中的溶解性：
低级脂肪醇易溶于水。
（2）密度：
一元脂肪醇的密度一般小于1g/cm3。
①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逐渐升高；
②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。
4．醇类的化学性质（以乙醇为例）
反应物
及条件
断键
位置
反应
类型
化学方程式
Na
①
置换
反应
2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑
HBr，
△
②
取代
反应
CH3CH2OH＋HBr△
CH3CH2Br＋H2O
O2（Cu），
△
①③
氧化
反应
2CH3CH2OH＋O2
2CH3CHO＋2H2O
浓硫酸，
170℃
②④
消去
反应
CH3CH2OH
CH2===CH2↑＋H2O
浓硫酸，
140℃
①②
取代
反应
2CH3CH2OH
CH3CH2OCH2CH3＋H2O
CH3COOH
（浓硫酸）
①
取代
反应
CH3COOH＋CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3＋H2O
5．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
1.判断正误（正确的打“”，错误的打“”）。
（1）CH3OH和都属于醇类，且二者互为同系物。
（ ）
（2）CH3CH2OH在水中的溶解度大于在水中的溶解度。
（ ）
（3）CH3OH、CH3CH2OH、的沸点逐渐升高。
（ ）
（4）所有的醇都能发生氧化反应和消去反应。
（ ）
（5）乙醇的分子间脱水反应和酯化反应都属于取代反应。
（ ）
提示：
（1）×
（2）√ （3）√ （4）× （5）√
2．怎样证明某酒精产品中是否含有水分？
提示：
取少量试样于一洁净试管中，加入少量无水硫酸铜固体，若固体由白色变为蓝色，说明酒精中含有水分，否则不含水分。
3．灼烧后的铜丝趁热伸入到乙醇蒸气中会由黑变红，请用方程式解释之。
提示：
2Cu＋O2
2CuO
CuO＋C2H5OH
Cu＋CH3CHO＋H2O
4．向甲醇和乙醇的混合物中滴加浓H2SO4并加热，可能会生成哪些有机物？
提示：
（1）乙醇发生消去反应生成CH2===CH2
（2）分子间脱水可生成CH3OCH3 CH3OCH2CH3 CH3CH2OCH2CH3
5．等物质的量的甲醇、乙二醇、丙三醇和足量的金属钠发生反应，生成H2的物质的量比为多少？
提示：
根据关系式—OH～
H2可知，三者生成H2的物质的量之比为1∶2∶3。
6．现有以下几种物质：
①CH3—CH2—CH2OH
② ③
④ ⑤
（1）其中能发生催化氧化反应的有哪些？
被氧化后生成醛的有哪些？
（2）其中能发生消去反应的有哪些，消去反应得到的产物相同的有哪些？
提示：
（1）①②④⑤ ①④
（2）①②③⑤ ①②
1．醇的催化氧化反应规律
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．醇的消去反应规律
（1）结构条件：
①醇分子中连有羟基的碳原子必须有相邻的碳原子。
②该相邻的碳原子上必须连有氢原子。
（2）表示：
[应用体验]
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（ ）
A．
B．
C．
D．
2．有机物C7H15OH，若它的消去反应产物有三种，则它的结构简式为（ ）
A．
B．
C．
D．
[答案专区]
1.解析：
能发生消去反应的其与—OH相连的碳原子的相邻碳原子上有H原子，B不符合。
能被氧化生成醛的醇其分子中含有—CH2OH结构，A、D不符合。
答案：
C
2.解析：
醇能发生消去反应的结构条件是：
连有羟基的碳原子必须有相邻的碳原子且相邻碳原子上必须连有氢原子。
若C7H15OH发生消去反应生成三种产物，则必须符合：
连着—OH的碳原子必须连接着三个不同的烃基，且烃基中邻位碳原子连有氢原子。
答案：
D
苯 酚
1．组成与结构
分子式
结构简式
结构特点
C6H6O
或C6H5OH
羟基与苯环
直接相连
2.物理性质
色态
无色晶体，露置于空气中因被氧化而呈粉红色
溶解性
常温下，在水中溶解度不大
高于65℃，与水混溶
毒性
有毒，对皮肤有强烈腐蚀作用，皮肤上沾有苯酚应立即用酒精清洗
3．化学性质
（1）羟基中氢原子的反应
①弱酸性：
电离方程式为C6H5OHC6H5O－＋H＋，俗称石炭酸，但酸性很弱，不能使紫色石蕊溶液变红。
②与活泼金属反应：
与Na反应的化学方程式为
2C6H5OH＋2Na―→2C6H5ONa＋H2↑。
③与碱的反应：
苯酚的浑浊液
液体变澄清
溶液又变浑浊。
该过程中发生反应的化学方程式分别为
＋NaOH―→＋H2O，
＋H2O＋CO2―→＋NaHCO3。
（2）苯环上氢原子的取代反应
苯酚与浓溴水反应的化学方程式为：
＋3Br2（浓）―→
＋3HBr。
此反应常用于苯酚的定性检验和定量测定。
（3）显色反应
苯酚跟FeCl3溶液作用显紫色，利用这一反应可以检验苯酚的存在。
（4）加成反应
与H2：
＋3H2
（5）氧化反应
苯酚易被空气中的氧气氧化而显粉红色；易被酸性高锰酸钾溶液氧化；容易燃烧。
（6）缩聚反应
n＋nHCHO
＋（n－1）H2O。
1.判断正误（正确的打“”，错误的打“”）。
（1）和含有的官能团相同，二者的化学性质相似。
（ ）
（2）实验时手指上不小心沾上苯酚，立即用70℃以上的热水清洗。
（ ）
（3）往溶液中通入少量CO2的离子方程式为
＋H2O＋CO2
＋CO
。
（ ）
（4）苯酚的水溶液呈酸性，说明酚羟基的活泼性大于水中羟基的活泼性。
（ ）
（5）苯中含有苯酚杂质可加入浓溴水使苯酚生成三溴苯酚沉淀，然后过滤除去。
（ ）
提示：
（1）×
（2）× （3）× （4）√ （5）×
2．由羟基分别跟下列基团相互结合所构成的化合物中，属于醇类的是________，属于酚类的是________。
A． B．C6H5—
C．D．
E．HO—CH2—CH2—
提示：
CE BD
3．设计一个简单的一次性完成实验的装置图，验证醋酸溶液、二氧化碳水溶液、苯酚溶液的酸性强弱顺序是CH3COOH>H2CO3>C6H5OH。
（1）利用如图所示的仪器可以组装实验装置，则仪器的连接顺序是________接D，E接________，________接________。
（2）有关反应的化学方程式为________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）有的同学认为此装置不能验证H2CO3和C6H5OH的酸性强弱，你认为是否有道理？
怎样改进实验才能验证H2CO3和C6H5OH的酸性强弱？
提示：
（1）A B C F
（2）Na2CO3＋2CH3COOH―→
2CH3COONa＋H2O＋CO2↑、
＋H2O＋CO2
＋NaHCO3
（3）该同学说的有道理，应在锥形瓶和试管之间加一个盛NaHCO3溶液的洗气瓶，除去CO2中混有的醋酸蒸气。
1．脂肪醇、芳香醇、酚类物质的比较
脂肪醇
芳香醇
酚
实例
CH3CH2OH
C6H5CH2CH2OH
C6H5OH
官能团
—OH
—OH
—OH
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
主要化
学性质
（1）取代反应
（2）脱水反应
（3）氧化反应
（1）弱酸性
（2）取代反应
（3）显色反应
（4）氧化反应
（5）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）
使FeCl3溶液显紫色
2．醇、酚的同分异构体
含相同碳原子数的酚、芳香醇与芳香醚互为同分异构体，但不属于同类物质。
如C7H8O属于芳香族化合物的同分异构体有：
（苯甲醇）、（苯甲醚）、
（邻甲苯酚）、（间甲苯酚）、
（对甲苯酚）。
1.茶是我国的传统饮品，茶叶中含有的茶多酚可以替代食品添加剂中对人体有害的合成抗氧化剂，用于多种食品保鲜等，如图所示是茶多酚中含量最高的一种儿茶素A的结构简式，关于这种儿茶素A的有关叙述正确的是（ ）
①分子式为C15H14O7 ②1mol儿茶素A在一定条件下最多能与7molH2加成 ③等质量的儿茶素A分别与足量的金属钠和氢氧化钠反应消耗金属钠和氢氧化钠的物质的量之比为1∶1 ④1mol儿茶素A与足量的浓溴水反应，最多消耗Br24mol
A．①② B．②③
C．③④D．①④
2．某些芳香族化合物与互为同分异构体，其中与FeCl3溶液混合后显色和不显色的种类分别有（ ）
A．2种和1种B．2种和3种
C．3种和2种D．3种和1种
[答案专区]
1.解析：
儿茶素A的分子中含有两个苯环，1mol儿茶素A最多可与6molH2加成；分子中含有5个酚羟基、1个醇羟基，只有酚羟基与NaOH反应，1mol儿茶素A最多消耗5molNaOH，而醇羟基和酚羟基均能与Na反应，1mol儿茶素A最多消耗6molNa。
酚羟基邻对位上的H原子可与溴发生取代反应，因此1mol儿茶素A最多可消耗4molBr2。
答案：
D
2.解析：
该化合物的分子式为C7H8O，它与甲基苯酚（、、
）、苯甲醇（）、苯甲醚（）互为同分异构体，前三者遇FeCl3溶液均发生显色反应。
答案：
C
醛
1．概念
醛是由烃基与醛基相连而构成的化合物，官能团为—CHO，饱和一元醛的分子通式为CnH2nO（n≥1）。
2．甲醛、乙醛的分子组成和结构
分子式
结构简式
官能团
甲醛
CH2O
HCHO
乙醛
C2H4O
CH3CHO
3.甲醛、乙醛的物理性质
颜色
状态
气味
溶解性
甲醛
无色
气态
刺激性气味
易溶水
乙醛
液态
与水、乙醇等互溶
4.化学性质（以乙醛为例）
醛类物质既有氧化性又有还原性，其氧化还原关系为：
醇
醛
羧酸。
5．在生产、生活中的作用和影响
（1）35%～40%的甲醛水溶液称为福尔马林，具有杀菌消毒作用和防腐性能。
（2）劣质的装饰材料中挥发出的甲醛，是室内主要污染物之一。
1.判断正误（正确的打“”，错误的打“”）。
（1）醛基的结构简式可以写成—CHO，也可以写成—COH。
（ ）
（2）乙醛分子中的所有原子都在同一平面上。
（ ）
（3）凡是能发生银境反应的有机物都是醛。
（ ）
（4）醛类既能被氧化为羧酸，又能被还原为醇。
（ ）
（5）完全燃烧等物质的量的乙醛和乙醇，消耗O2的质量相等。
（ ）
（6）1molHCHO与足量银氨溶液在加热的条件下充分反应，可析出2molAg。
（ ）
提示：
（1）×
（2）× （3）× （4）√ （5）× （6）×
2．乙醛能否使溴水或酸性KMnO4溶液褪色？
提示：
能，乙醛能被银氨溶液及新制Cu（OH）2悬浊液等弱氧化剂氧化，因此更容易被KMnO4、溴水等强氧化剂氧化，所以酸性KMnO4溶液及溴水能被乙醛还原而褪色。
3．醛类物质发生银境反应或与新制Cu（OH）2浊液反应为什么需在碱性条件下进行？
提示：
酸性条件下，银氨溶液、Cu（OH）2与H＋反应被消耗，会导致实验失败。
4．1mol某醛与足量的新制Cu（OH）2充分反应，生成2mol砖红色物质，则1mol该醛中含有几摩尔醛基？
提示：
根据关素式—CHO～Cu2O可知1mol该醛中含有2mol醛基。
检验醛基的两种方法
银镜反应
与新制Cu（OH）2
悬浊液的反应
反应
原理
RCHO＋2Ag（NH3）2OH
RCOONH4＋3NH3＋2Ag↓＋H2O
RCHO＋2Cu（OH）2＋NaOH
RCOONa＋Cu2O↓＋3H2O
反应
现象
产生光亮的银镜
产生砖红色沉淀
定量
关系
RCHO～2Ag
HCHO～4Ag
RCHO～2Cu（OH）2～Cu2O
HCHO～4Cu（OH）2～2Cu2O
注意事项
（1）试管内壁必须洁净；
（2）银氨溶液随用随配，不可久置；
（3）水浴加热，不可用酒精灯直接加热；
（4）醛用量不宜太多，如乙醛一般加入3滴；
（5）银镜可用稀HNO3浸泡洗涤除去
（1）新制Cu（OH）2悬浊液要随用随配，不可久置；
（2）配制新制Cu（OH）2悬浊液时，所用NaOH必须过量。
1.某学生做乙醛还原性的实验，取1mol·L－1的硫酸铜溶液2mL和0.4mol·L－1的氢氧化钠溶液4mL，在一个试管里混合后加入0.5mL40%的乙醛溶液加热至沸腾，无红色沉淀，实验失败的原因是（ ）
A．氢氧化钠的量不够
B．硫酸铜的量不够
C．乙醛溶液太少
D．加热时间不够
2．有机物A是合成二氢荆芥内酯的重要原料，其结构简式为，下列检验A中官能团的试剂和顺序正确的是（ ）
A．先加酸性高锰酸钾溶液，后加银氨溶液，微热
B．先加溴水，后加酸性高锰酸钾溶液
C．先加银氨溶液，微热，再加入溴水
D．先加入新制氢氧化铜，微热，酸化后再加溴水
[答案专区]
1.解析：
该实验成功的关键之一是NaOH必须过量，而本次实验中所加NaOH还不足以使CuSO4完全沉淀为Cu（OH）2。
答案：
A
2.解析：
A中先加酸性高锰酸钾溶液，醛基和碳碳双键均被氧化，B中先加溴水，醛基被氧化、碳碳双键发生加成反应，A、B错误；对于C若先加银氨溶液，可检验醛基，但考虑到银氨溶液显碱性，若不酸化直接加溴水，则无法确定A中是否含有碳碳双键。
答案：
D
羧酸 酯
1．羧酸
（1）概念及分子结构特点
①概念：
由烃基与羧基相连构成的有机化合物。
②官能团：
—COOH（填化学式）。
③饱和一元羧酸的通式CnH2nO2（n≥1）。
（2）物理性质
①乙酸：
状态
气味
溶解性
液态
刺激性气味
易溶于水和乙醇
②低级饱和一元羧酸一般易溶于水且溶解度随碳原子数的增多而降低。
（3）化学性质（以CH3COOH为例）
①酸的通性：
乙酸是一种弱酸，其酸性比碳酸强，在水溶液里的电离方程式为：
CH3COOHCH3COO－＋H＋。
②酯化反应：
CH3COOH和CH3CH
OH发生酯化反应的化学方程式为：
CH3COOH＋CH3CH
OH
CH3CO18OCH2CH3＋H2O。
2．酯
（1）概念及分子结构特点
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）酯的性质
①低级酯的物理性质：
气味
状态
密度
溶解性
芳香气味
液体
比水小
水中难溶，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂中
②化学性质（以乙酸乙酯为例）：
1.判断正误（正确的打“”，错误的打“”）。
（1）羧酸和酯可构成同分异构体。
（ ）
（2）在水溶液里，乙酸分子中的—CH3可以电离出H＋。
（ ）
（3）冰醋酸是混合物。
（ ）
（4）甲酸能发生银境反应，能与新制Cu（OH）2的碱性悬浊液反应生成红色沉淀。
（ ）
（5）羧基和酯基中的碳氧双键均能与H2加成。
（ ）
（6）酯化反应和酯的水解反应都属于取代反应。
提示：
（1）√
（2）× （3）× （4）√ （5）× （6）√
2．丙烯酸CH2===CHCOOH和油酸C17H33COOH是同系物吗？
提示：
是同系物，因为它们分子中都含有羧基和同类型的烃基，即分子结构相似，并且在组成上相差15个CH2原子团符合同系物的定义。
3．酯化反应实验中试剂混合时，先加乙醇和乙酸，再缓缓滴加浓H2SO4，能否颠倒顺序？
为什么？
提示：
不能，因浓H2SO4溶解于乙醇或乙酸会放出大量的热，若把乙醇、乙酸向浓H2SO4中滴加易引发事故。
4．制备乙酸乙酯实验中产生的CH3COOC2H5常用饱和Na2CO3溶液来承接，其作用是什么？
提示：
消耗乙酸，溶解乙醇，降低乙酸乙酯的溶解度。
（接下页右栏）
5．乙酸乙酯在稀H2SO4或NaOH溶液的催化作用下均可以发生水解，但前者没有后者的水解程度大，为什么？
提示：
CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH，稀H2SO4增大了H＋的浓度抑制了酯的水解，而NaOH溶液中和乙酸，促进了水解向右进行。
1．乙酸乙酯的实验室制法
（1）反应原理：
CH3COOH＋C2H5OH
CH3COOC2H5＋H2O
其中浓硫酸的作用为：
催化剂、吸水剂。
（2）反应特点：
①属于取代反应；②通常反应速率很慢；③属于可逆反应。
（3）装置（液—液加热反应）及操作：
用烧瓶或试管，试管倾斜成45°角，长导管起冷凝回流和导气作用。
（4）饱和Na2CO3溶液的作用及现象：
①作用：
降低乙酸乙酯的溶解度、消耗乙酸、溶解乙醇；
②现象：
在饱和Na2CO3溶液上方有香味的油状液体。
（5）反应的断键部位：
乙酸断，脱去—OH，乙醇断OH，脱去上的H。
（6）提高乙酸乙酯产率的措施：
①用浓硫酸吸水；②加热将酯蒸出；③适当增加乙醇的用量。
2．酯化反应类型
（1）一元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如：
CH3COOH＋HOC2H5
CH3COOC2H5＋H2O
（2）一元羧酸与多元醇之间的酯化反应，如：
2CH3COOH＋HOCH2CH2OH
CH3COOCH2CH2OOCCH3＋2H2O
（3）多元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如：
HOOCCOOH＋2CH3CH2OH
CH3CH2OOCCOOCH2CH3＋2H2O
（4）多元羧酸与多元醇之间的酯化反应：
此时反应有三种情形，可得普通酯、环酯和高聚酯。
如：
HOOCCOOH＋HOCH2CH2OH
HOOCCOOCH2CH2OH＋H2O
（普通酯）
nHOOC—COOH＋nHOCH2CH2OH
（5）羟基酸自身的酯化反应：
此时反应有三种情形，可得到普通酯、环酯和高聚酯。
如：
（高聚酯）
1.如右图所示为实验室制取少量乙酸乙酯的装置图。
下列关于该实验的叙述中，不正确的是（ ）
A．向a试管中先加入浓硫酸，然后边摇动试管边慢慢加入乙醇，再加入冰醋酸
B．试管b中导气管下端管口不能浸入液面的目的是防止实验过程中产生倒吸现象
C．实验时加热试管a的目的之一是及时将乙酸乙酯蒸出，使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动
D．试管b中饱和Na2CO3溶液的作用是吸收随乙酸乙酯蒸出的少量乙酸和乙醇
2.如图是某学生设计的制取乙酸乙酯的实验装置图，并采取了以下主要实验操作：
①在甲试管中依次加入适量浓硫酸、乙醇、冰醋酸；
②小心均匀加热3～5分钟。
（1）该学生所设计的装置图及所采取的实验操作中，错误的是________（填下列选项的标号）。
A．乙试管中的导管插入溶液中
B．导气管太短，未起到冷凝回流作用
C．先加浓硫酸后加乙醇、冰醋酸
（2）需小心均匀加热的原因是________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）从反应后的混合物中提取乙酸乙酯，宜采用的简便方法是________（填下列选项的标号）。
A．蒸馏 B．渗析 C．分液
D．过滤 E．结晶
3．由乙烯和其他无机原料合成环状化合物E，其合成过程如下（水及其他无机产物均已省略）：
试通过分析回答下列问题：
（1）写出C的结构简式______________。
（2）物质X与A互为同分异构体，则X可能的结构简式为______________。
（3）指出上图变化过程中①的有机反应的反应类型：
___________________________
________________________________________________________________________。
（4）D物质中官能团的名称为_________________________________________________。
（5）写出B和D生成E的化学方程式（注明反应条件）：
___________________________
________________________________________________________________________。
4．（xx·芜湖模拟）最近，我国科学家发现有机化合物A可用于合成可降解塑料。
（1）0.1molA与足量金属Na反应生成2.24L气体（标准状况），0.1molA与足量NaHCO3溶液反应也生成2.24L气体（标准状况），由此可推断有机物A中含有的官能团名称为________________________________________________________________________。
（2）有机物A在Cu作催化剂时可被氧气氧化为，则A的结构简式为________；
（3）两分子A在一定条件下可以生成一种环酯，该环酯的结构简式为_________________。
（4）A在一定条件下生成一种可降解塑料（聚酯）的化学方程式为____________________
________________________________________________________________________。
[答案专区]
1.解析：
浓硫酸的密度大，与乙醇和乙酸混合时放出大量的热。
三种物质混合顺序为：
将浓硫酸逐滴加入乙醇中，冷却后再加入醋酸。
故A不正确。
答案：
A
2.解析：
（1）做制取乙酸乙酯的实验时，应先将乙醇注入到甲试管中，再将浓硫酸慢慢注入到乙醇中，最后加入冰醋酸，导管不能插入饱和Na2CO3溶液中。
（2）加热温度不能太高，是为了避免乙醇、乙酸的挥发和发生炭化。
（3）乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中溶解度很小，比水轻，用分液的方法就可将乙酸乙酯与溶液分开。
答案：
（1）A、C
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