第3讲 烃的含氧衍生物.docx
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第3讲烃的含氧衍生物
第3讲 烃的含氧衍生物
[考纲要求] 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.结合生产、生活实际了解某些烃的衍生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。
考点一 醇、酚
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CnH2n＋1OH（n≥1）。
（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
醇类—
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1g·cm－3。
（3）沸点
①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。
3．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。
（醌）
（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。
（H键）
（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．醇和酚的化学性质
（1）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表所示：
反应
断裂的价键
化学方程式（以乙醇为例）
与活泼金属反应
①
2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑（置换反应）
催化氧化反应
①③
2CH3CH2OH＋O2
2CH3CHO＋2H2O（醇去氢氧化成醛）
与氢卤酸反应
②
CH3CH2OH＋HBr
CH3CH2Br＋H2O
分子间脱水反应
①②
2CH3CH2OH
CH3CH2OCH2CH3＋H2O
分子内脱水反应
②⑤
酯化反应
①
（2）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；（酚羟基能电离出氢离子显酸性，醇羟基不行。
）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。
（能在邻对位发生取代）
①弱酸性
苯酚电离方程式为C6H5OH→C6H5O－＋H＋，俗称石炭酸，但酸性很弱，不能使石蕊溶液变红。
苯酚与NaOH反应的化学方程式：
②苯环上氢原子的取代反应（很灵敏，定性，定量检测酚。
）
苯酚与浓溴水反应，产生白色沉淀，化学方程式为
③显色反应（制造蓝墨水）
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。
深度思考
1．
互为同系物吗？
2．怎样鉴别苯酚溶液与乙醇溶液？
答案 方法一：
用小试管分别取溶液少许，滴加浓溴水，有白色沉淀生成的原溶液是苯酚溶液。
方法二：
用小试管分别取溶液少许，滴加FeCl3溶液，溶液呈紫色的原溶液是苯酚溶液。
3．以C7H8O为例，分析醇与酚的同分异构关系。
答案 酚类与芳香醇与芳香醚同分异构
题组一 醇、酚的辨别
1．下列关于酚的说法不正确的是（ ）
A．酚类是指羟基直接连在苯环上的化合物
B．酚类都具有弱酸性，在一定条件下可以和NaOH溶液反应
C．酚类都可以和浓溴水反应生成白色沉淀，利用该反应可以检验酚
D．分子中含有羟基和苯环的含氧衍生物都属于酚类
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________（填字母）。
脂肪醇、芳香醇、酚的比较
类别
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
题组二 醇、酚的结构特点及性质
3．“茶倍健”牙膏中含有茶多酚，茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称，是目前尚不能人工合成的纯天然、多功能、高效能的抗氧化剂和自由基净化剂。
其中没食子儿茶素（GC）的结构简式如图所示：
下列关于GC的叙述中正确的是（ ）
A．分子中所有的原子共面
B．1molGC与6molNaOH恰好完全反应
C．能发生氧化反应、取代反应、消去反应，难发生加成反应
D．遇FeCl3溶液不发生显色反应
4．莽草酸是合成治疗禽流感和甲型H1N1流感药物——达菲的重要原料。
已知莽草酸的结构简式如图所示。
下列关于这种有机化合物的说法正确的是（ ）
A．莽草酸的分子式为C6H10O5
B．莽草酸能使溴的四氯化碳溶液褪色
C．莽草酸遇FeCl3溶液显紫色
D．1mol莽草酸与足量氢氧化钠反应，最多消耗氢氧化钠4mol
5．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__________。
醇的消去反应和催化氧化反应规律
1．醇的消去反应规律（反应条件:
强碱醇溶液。
结构条件:
羟基邻碳有氢。
）
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CH3OH、
则不能发生消去反应。
2．醇的催化氧化反应规律（羟基连碳有氢，一氢变酮，二氢变醛，三氢变甲醛，无氢不能被去氢氧化。
）
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。
题组三 醇、酚与有机综合推断
6．化合物甲、乙、丙有如下转化关系：
甲（C4H10O）
乙（C4H8）
丙（C4H8Br2）
请回答下列问题：
（1）甲中官能团的名称是________，甲属________类物质，甲可能的结构有________种，其中可催化氧化为醛的有________种。
（2）反应条件①为________，条件②为________。
（3）甲→乙的反应类型为______________，乙→丙的反应类型为________________。
（4）丙的结构简式不可能是________（填字母）。
A．CH3CH2CHBrCH2BrB．CH3CH（CH2Br）2
C．CH3CHBrCHBrCH3D．（CH3）2CBrCH2Br
7．A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________。
考点二 醛、羧酸、酯
1．醛
（1）醛：
由烃基或氢原子与醛基相连而构成的化合物，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（n≥1）。
（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
（3）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
以乙醛为例完成下列反应的化学方程式：
特别提醒
（1）醛基只能写成—CHO或
，不能写成—COH。
（2）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。
（1mol醛基消耗2molCu（OH）2和1molNaOH生成1mol羧酸钠1mol氧化亚铜Cu2O和3mol水）
（3）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。
（1212311mol醛基耗2mol银氨溶液生成1mol羧酸铵2mol银3mol氨气和1mol水。
）
2．羧酸:
R–COOH
（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（n≥1）。
（2）甲酸和乙酸的分子组成和结构
物质
分子式
结构简式
官能团
甲酸
CH2O2
HCOOH
—COOH和—CHO
乙酸
C2H4O2
CH3COOH
—COOH
（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：
①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CH3COOH=CH3COO－＋H＋。
②酯化反应:
用同位素示踪原子法得知:
酸失羟基醇失氢，分子间失水生成酯。
特点:
①可逆反应②浓硫酸（催化剂和吸水剂）加热
CH3COOH和CH3CH
OH发生酯化反应的化学方程式为CH3COOH＋C2H
OH
CH3CO18OC2H5＋H2O。
3．酯:
羧酸或其他含氧酸与醇或酚发生分子间脱水的产物。
H
（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
注意:
酯的水解分为酸性水解（稀硫酸催化，可逆）和碱性水解（不可逆）
（4）酯在生产、生活中的应用
①日常生活中的饮料、糖果和糕点等常使用酯类香料。
②酯还是重要的化工原料。
深度思考
1．丙烯酸CH2===CHCOOH和油酸C17H33COOH是同系物吗？
2．正误判断
（1）乙醛分子中的所有原子都在同一平面上（）
（2）凡是能发生银镜反应的有机物都是醛（）
（3）醛类既能被氧化为羧酸，又能被还原为醇（）
（4）完全燃烧等物质的量的乙醛和乙醇，消耗氧气的质量相等（）
（5）在水溶液里，乙酸分子中的—CH3可以电离出H＋（）
3．为什么甲醛发生银镜反应时醛与生成的银的物质的量之比是1∶4?
题组一 正确理解醛、羧酸、酯的结构特点
1．下列物质不属于醛类的物质是（ ）
C．CH2CH—CHOD．CH3—CH2—CHO
2．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（ ）
①—OH ②—CH3 ③—COOH ④
⑤—CHO
A．2种B．3种C．4种D．5种
3．某中性有机物C8H16O2在稀硫酸作用下加热得到M和N两种物质，N经氧化最终可得到M，则该中性有机物的结构可能有（ ）
A．1种B．2种
C．3种D．4种
题组二 多官能团的识别与有机物性质的预测
4．科学家研制出多种新型杀虫剂代替DDT，其中一种的结构如图。
下列关于该有机物的说法正确的是（ ）
A．该有机物既能发生氧化反应，又能发生酯化反应
B．与FeCl3溶液发生反应后溶液显紫色
C．1mol该有机物最多可以与2molCu（OH）2反应
D．1mol该有机物最多与1molH2加成
5．迷迭香酸是从蜂花属植物中提取得到的酸性物质，其结构简式如图所示。
下列叙述正确的是（ ）
A．迷迭香酸与溴单质只能发生取代反应
B．1mol迷迭香酸最多能和9mol氢气发生加成反应
C．迷迭香酸可以发生水解反应、取代反应和酯化反应
D．1mol迷迭香酸最多能和5molNaOH发生反应
6．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（ ）
M
A．M与A均能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色
B．B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
C．1molM与热的烧碱溶液反应，可消耗2nmolNaOH
D．A、B、C各1mol分别与金属钠反应，放出气体的物质的量之比为1∶2∶2
题组三 根据有机物的性质确定官能团或有机物的结构
7．有机物A是常用的食用油抗氧化剂，分子式为C10H12O5，可发生如下转化：
已知B的相对分子质量为60，分子中只含一个甲基。
C的结构可表示为
（其中：
—X、—Y均为官能团）。
请回答下列问题：
（1）根据系统命名法，B的名称为__________。
（2）官能团—X的名称为__________________________________，高聚物E的链节为
_______________________________________________________________。
（3）A的结构简式为______________。
（4）反应⑤的化学方程式为__________________________________________。
（5）C有多种同分异构体，写出其中2种符合下列要求的同分异构体的结构简式________。
Ⅰ.含有苯环 Ⅱ.能发生银镜反应 Ⅲ.不能发生水解反应
（6）从分子结构上看，A具有抗氧化作用的主要原因是__________（填字母）。
a．含有苯环 b．含有羰基 c．含有酚羟基
答案
（1）1 丙醇
（写出上述3个结构简式中的任意2个即可）
（6）c
1．多官能团有机物性质的确定步骤
第一步，找出有机物所含的官能团，如碳碳双键、碳碳三键、醇羟基、酚羟基、醛基等；第二步，联想每种官能团的典型性质；
第三步，结合选项分析对有机物性质描述的正误。
（注意：
有些官能团性质会交叉。
例如，碳碳三键与醛基都能被溴水、酸性高锰酸钾溶液氧化，也能与氢气发生加成反应等）。
2．官能团与反应类型
考点三 烃的衍生物转化关系及应用
深度思考
写出以乙醇为原料制备
的化学方程式（无机试剂任选）并注明反应类型。
答案
（1）CH3CH2OH
CH2===CH2↑＋H2O（消去反应）
（2）CH2===CH2＋Br2―→
（加成反应）
（3）
＋2NaOH
＋2NaBr（水解反应或取代反应）
（4）
2
OHC—CHO＋2H2O（氧化反应）
（5）OHC—CHO＋O2
HOOC—COOH（氧化反应）
（6）
＋HOOC—COOH
＋2H2O（酯化反应或取代反应）
题组一 有机物的推断
1．由乙烯和其他无机原料合成环状酯E和高分子化合物H的示意图如下所示：
请回答下列问题：
（1）写出以下物质的结构简式：
A________________________________，
F__________________，C____________________。
（2）写出以下反应的反应类型：
X________，Y________。
（3）写出以下反应的化学方程式：
A―→B：
________________________________________________________________________；
G―→H：
________________________________________________________________________。
（4）若环状酯E与NaOH水溶液共热，则发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
答案
（1）CH2BrCH2Br CHCH OHCCHO
（2）酯化反应（或取代反应） 加聚反应
2．从冬青中提取出的有机物A可用于合成抗结肠炎药物Y及其他化学品，合成路线如下图：
根据上述信息回答：
（1）请写出Y中含氧官能团的名称：
________________________________________________________________________。
（2）写出反应③的反应类型：
________________________________________________________________________。
（3）写出下列反应的化学方程式：
①________________________________________________________________________。
⑥________________________________________________________________________。
（4）A的同分异构体I和J是重要的医学中间体，在浓硫酸的作用下I和J分别生成
和
，鉴别I和J的试剂为______________。
答案
（1）羧基、酚羟基
（2）取代反应
（3）
⑥HCHO＋4Ag（NH3）2OH
（NH4）2CO3＋2H2O＋6NH3＋4Ag↓
（4）FeCl3溶液或溴水
解有机物综合推断类试题的常用方法
1．逆推法。
由产物推断未知反应物或中间产物的方法叫逆推法。
2．根据反应条件推断。
在有机合成中，可以根据一些特定反应的条件，推出未知有机物的结构简式。
如“
”是卤代烃消去的条件，“
”是卤代烃水解的条件，“
”是乙醇消去的条件，“浓硫酸，△”是羧酸和醇发生酯化反应的条件。
3．根据有机物间的衍变关系。
如“A氧化,B氧化,C”这一氧化链一般可以与“醇―→醛―→酸”这一转化关系联系。
有机物间重要的衍变关系：
氧化,
。
题组二 剖析合成路线，规范解答有关问题
3．液晶高分子材料应用广泛。
新型液晶基元——化合物Ⅳ的合成线路如下：
（1）化合物Ⅰ的分子式为________，1mol化合物Ⅰ最多可与________molNaOH反应。
（2）CH2===CH—CH2Br与NaOH水溶液反应的化学方程式为________________________（注明条件）。
（3）化合物Ⅰ的同分异构体中，苯环上一溴代物只有两种且能发生银镜反应的化合物有多种，写出其中一种同分异构体的结构简式：
________________________________________________________________________。
（4）下列关于化合物Ⅳ的说法正确的是________（填字母）。
A．属于烯烃
B．能与FeCl3溶液反应显紫色
C．一定条件下能发生加聚反应
D．能使溴的四氯化碳溶液褪色
（5）反应③的反应类型是________。
在一定条件下，化合物
也可与Ⅲ发生类似反应生成有机物Ⅴ。
Ⅴ的结构简式是__________。
答案
（1）C7H6O3 2
（2）CH2===CHCH2Br＋NaOH
CH2===CHCH2OH＋NaBr
（4）CD
（5）取代反应
4．甲苯是有机化工生产的基本原料之一。
利用乙醇和甲苯为原料，可按下列路线合成分子式均为C9H10O2的有机化工产品E和J。
已知以下信息：
①通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基。
②G的核磁共振氢谱表明其只有三种不同化学环境的氢。
请回答下列问题：
（1）C的分子式是________。
（2）D的名称是________。
（3）写出下列反应方程式：
①B＋D→E：
________________________________________________________。
②G→H：
________________________________________________________。
（4）①的反应类型为__________________________________________________________；②的反应类型为________。
（5）F的结构简式为________。
（6）E、J有多种同分异构体，写出符合下列条件的4种同分异构体的结构简式。
①与E、J属同类物质 ②苯环上有两个取代基 ③核磁共振氢谱表明苯环上只有两组峰________________________________________________________________________；
其中，核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为3∶2∶2∶3的有________种。
答案
（1）C7H7Cl
（2）苯甲醇
（4）取代反应 酯化反应（或取代反应）
“三招”突破有机推断与合成
1．确定官能团的变化
有机合成题目一般会给出产物、反应物或某些中间产物的结构等，在解题过程中应抓住这些信息，对比物质转化中官能团的种类变化、位置变化等，掌握其反应实质。
2．掌握两条经典合成路线
（1）一元合成路线：
RCH===CH2―→一卤代烃―→一元醇―→一元醛―→一元羧酸―→酯
（2）二元合成路线：
RCH===CH2―→二卤代烃―→二元醇―→二元醛―→二元羧酸―→酯（链酯、环酯、聚酯）（R代表烃基或H）。
在合成某一种产物时，可能会存在多种不同的方法和途径，应当在节省原料、产率高的前提下，选择最合理、最简单的方法和途径。
3．按要求、规范表述有关问题
即应按照题目要求的方式将分析结果表达出来，力求避免书写官能团名称时出现错别字、书
写物质结构简式时出现碳原子成键数目不为4等情况，确保答题正确。
探究高考 明确考向
1．（2014·重庆理综，5）某天然拒食素具有防御非洲大群蚯蚓的作用，其结构简式如图（未表示出原子或原子团的空间排列）。
该拒食素与下列某试剂充分反应，所得有机物分子的官能团数目增加，则该试剂是（ ）
A．Br2的CCl4溶液B．Ag（NH3）2OH溶液
C．HBrD．H2
2．（2013·江苏，12）药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得：
下列有关叙述正确的是（ ）
A．贝诺酯分子中有三种含氧官能团
B．可用FeCl3溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚
C．乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚均能与NaHCO3溶液反应
D．贝诺酯与足量NaOH溶液共热，最终生成乙酰水杨酸钠和对乙酰氨基酚钠
3．（2014·天津理综，8）从薄荷油中得到一种烃A（C10H16），叫α 非兰烃，与A相关反应如下：
已知：
（1）H的分子式为____________。
（2）B所含官能团的名称为________。
（3）含两个—COOCH3基团的C的同分异构体共有____种（不考虑手性异构），其中核磁共振氢谱呈现2个吸收峰的异构体结构简式为____________________。
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