高考化学二轮习题烃的含氧衍生物.docx

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高考化学二轮习题烃的含氧衍生物

第三讲　烃的含氧衍生物

[考纲展示]

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[学生用书P210]

一、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。

饱和一元醇的分子通式为CnH2n＋1OH或CnH2n＋2O（n≥1）。

2．分类

3．物理性质的变化规律

（1）密度：

一元脂肪醇的密度一般小于1g·cm－3；

（2）沸点

（3）水溶性：

低级脂肪醇易溶于水。

4．化学性质

以断键方式理解醇的化学性质（以乙醇为例）：

反应

断裂的化学键

化学方程式

与活泼金属反应

（1）

2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑

催化氧化反应

（1）（3）

2CH3CH2OH＋O2

2CH3CHO＋2H2O

与氢卤酸反应

（2）

CH3CH2OH＋HBr

CH3CH2Br＋H2O

分子间脱水反应

（1）

（2）

2CH3CH2OH

CH3CH2OCH2CH3＋H2O

分子内脱水反应

（2）（5）

酯化反应

（1）

　　二、酚类

1．概念

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（

）

2．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

3.物理性质

4.化学性质

由基团之间相互影响理解酚的化学性质（以苯酚为例）

（1）羟基中氢原子的反应

①弱酸性

电离方程式为C6H5OH

C6H5O－＋H＋，俗称石炭酸，但酸性很弱，不能使紫色石蕊试液变红。

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

、

（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

。

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。

名师点拨

（1）含有相同碳原子数的醇中，所含羟基数目越多，沸点越高。

（2）醇类和卤代烃都能发生消去反应，但条件不同。

醇消去反应的条件是浓硫酸、加热；卤代烃消去反应的条件是氢氧化钠醇溶液、加热。

（3）某一元醇发生消去反应生成的烯烃不一定只有一种，要看连羟基的碳原子的邻位碳原子上不同化学环境下氢原子的种数。

　（2015·高考重庆卷）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：

下列叙述错误的是（　　）

A．X、Y和Z均能使溴水褪色

B．X和Z均能与NaHCO3溶液反应放出CO2

C．Y既能发生取代反应，也能发生加成反应

D．Y可作加聚反应单体，X可作缩聚反应单体

[解析]　A．X和Z都含有酚羟基，都能与溴水发生取代反应而使溴水褪色，Y中含有碳碳双键，能与溴水发生加成反应而使溴水褪色，故正确。

B.X和Z中都含有酚羟基，由于酚羟基的酸性弱于碳酸，故X和Z不能与NaHCO3溶液反应放出CO2，故不正确。

C.Y中含有碳碳双键和苯环，碳碳双键能发生加成反应，苯环能发生取代反应和加成反应，故正确。

D.Y中含有碳碳双键，可以发生加聚反应，X中含有酚羟基，可以发生缩聚反应，故正确。

[答案]　B

　1.（2014·高考海南卷改编）图示为一种天然产物，具有一定的除草功效，下列有关该化合物的说法错误的是（　　）

A．分子中含有三种含氧官能团

B．1mol该化合物最多能与4molNaOH反应

C．既可以发生取代反应，又能够发生加成反应

D．既能与FeCl3发生显色反应，也能和NaHCO3反应放出CO2

解析：

选D。

A.根据有机物的结构简式可知，该有机物结构中含有三种含氧官能团：

酚羟基（—OH），酯基（—COO—）和醚键（—O—），A正确；B.能够和NaOH发生反应的官能团为酚羟基（—OH）和酯基（—COO—），而1mol该化合物含3mol酚羟基（—OH）和1mol酯基（—COO—），所以1mol该化合物最多能与4molNaOH反应，B正确；C.该有机物结构中含有苯环和碳碳双键（CC），能发生加成反应，含有酚羟基（—OH），还能发生取代反应，C正确；D.该化合物含有酚羟基（—OH），能与FeCl3溶液发生显色反应（溶液显紫色），虽然酚羟基（—OH）具有酸性，但是其酸性弱于H2CO3，故不能和NaHCO3反应放出CO2，D错误。

题组一　醇类的化学性质

1．（教材改编）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：

选C。

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，B不符合。

与羟基相连的碳原子上有H原子的醇可被氧化，但只有含两个氢原子的醇（即含有—CH2OH）才能转化为醛。

2．下列各醇中，不能发生催化氧化反应的是（　　）

答案：

D

题组二　醇、酚性质的定性和定量判断

3．白藜芦醇（

）广泛存在于食物（如桑椹、花生，尤其是葡萄）中，它可能具有抗癌性。

（1）能够跟1mol该化合物起反应的Br2或H2的最大用量分别是________。

A．1mol，1molB．3.5mol，7mol

C．3.5mol，6molD．6mol，7mol

（2）下列不能与白藜芦醇反应的是________。

A．Na2CO3溶液B．FeCl3溶液

C．NaHCO3溶液D．酸性KMnO4溶液

答案：

（1）D　

（2）C

4．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．①②B．②③

C．③④D．①④

解析：

选D。

儿茶素A分子中含有两个苯环，所以1mol儿茶素A最多可与6molH2加成；分子中有5个酚羟基、1个醇羟基，只有酚羟基与NaOH反应，1mol儿茶素消耗Na6mol，消耗NaOH5mol，物质的量之比为6∶5。

　反思归纳

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）消去反应；（4）氧化反应；（5）酯化反应；（6）脱水反应

（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　醛[学生用书P212]

一、概念

醛是由烃基与醛基相连而构成的化合物。

官能团为—CHO。

二、常见醛的物理性质

颜色

状态

气味

溶解性

甲醛

（HCHO）

无色

气体

刺激性气味

易溶于水

乙醛

（CH3CHO）

无色

液体

刺激性气味

与H2O、C2H5OH

互溶

三、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。

四、醛在生产、生活中的作用和对环境、健康产生的影响

1．醛是重要的化工原料，广泛应用于合成纤维、医药、染料等行业。

2．35%～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，常用作农药和消毒剂，用于种子消毒和浸制生物标本。

3．劣质的装饰材料中挥发出的甲醛，对环境和人体健康影响很大，是室内主要污染物之一。

名师点拨

（1）通常状况下甲醛是烃的含氧衍生物中唯一的气体物质。

（2）

相当于二元醛，1mol

与足量银氨溶液充分反应，可生成4molAg。

（3）醛类物质发生银镜反应或与新制Cu（OH）2悬浊液反应均需在碱性条件下进行。

　（2014·高考重庆卷）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

[解析]　根据该拒食素的结构简式确定其性质，进而确定其与不同试剂反应后产物的结构和官能团。

有机物中的碳碳双键与Br2发生加成反应，使官能团数目由3个增加为4个，选项A正确。

有机物中的醛基被银氨溶液氧化为—COOH，官能团数目不变，选项B不正确。

有机物中的碳碳双键与HBr发生加成反应，但官能团数目不变，选项C不正确。

有机物中的碳碳双键、醛基与H2发生加成反应，官能团数目减少，选项D不正确。

[答案]　A

—醛基的检验及定量规律

银镜反应

与新制Cu（OH）2悬浊液反应

反应原理

R—CHO＋2Ag（NH3）2OH

RCOONH4＋3NH3＋2Ag↓＋H2O

R—CHO＋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

R—CHO～2Ag；HCHO～4Ag

R—CHO～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，如乙醛一般滴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

　2.下列四种有机化合物均含有多个官能团，其结构简式如下所示，下列有关说法中正确的是（　　）

A．a属于酚类，可与NaHCO3溶液反应产生CO2

B．b属于酚类，能使FeCl3溶液显紫色

C．1molc最多能与3molBr2发生反应

D．d属于醇类，可以发生消去反应

解析：

选D。

a物质中羟基直接连在苯环上，属于酚类，但酚羟基不能和NaHCO3溶液反应，A项错误。

b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。

c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c物质的结构简式可知1molc最多能与2molBr2发生反应，C项错误。

d物质中羟基连在烃基的饱和碳原子上属于醇类，并且与羟基相连的碳的邻位碳原子上有H原子，所以d物质可以发生消去反应，D项正确。

1．从甜橙的芳香油中可分离得到如右图结构

的化合物。

现有试剂：

①酸性KMnO4溶液；②H2/Ni；③Ag（NH3）2OH溶液；④新制Cu（OH）2悬浊液，能与该化合物中所有官能团都发生反应的试剂有（　　）

A．①②　　　　　　　　B．②③

C．③④D．①④

解析：

选A。

该化合物的官能团是碳碳双键和醛基，双键、醛基均能被酸性KMnO4溶液氧化，也均能与H2发生加成反应。

2．科学家研制出多种新型杀虫剂代替DDT，化合物A是其中的一种，其结构如图所示。

下列关于A的说法正确的是（　　）

A．化合物A的分子式为C15H22O3

B．与FeCl3溶液发生反应后溶液显紫色

C．1molA最多可以与2mol新制Cu（OH）2反应

D．1molA最多与1molH2加成

解析：

选A。

B项，该化合物不含酚羟基，所以和FeCl3溶液不显紫色；C项，1molA最多可以与4molCu（OH）2反应；D项，1molA最多与3molH2加成。

反思归纳

反思归纳

1mol醛基（—CHO）可与1molH2发生加成反应，与2mol新制Cu（OH）2或2molAg（NH3）2OH发生氧化反应。

考点三　羧酸　酯

一、羧酸

1．概念

由烃基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．分类

3．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

4.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下：

（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CH3COOH

CH3COO－＋H＋。

（2）酯化反应

CH3COOH和CH3CH

OH发生酯化反应的化学方程式为CH3COOH＋C2H

OH

CH3CO18OC2H5＋H2O。

二、酯

1．概念

羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的产物，简写为RCOOR′，官能团为

。

2．酯的性质

（1）物理性质

①密度：

比水小。

②气味、状态：

低级酯是具有芳香气味的液体。

③溶解性：

难溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。

（2）化学性质——水解反应

①反应原理

H—OR′

酯水解时断裂上式中虚线所标的键；

稀硫酸只起催化作用，对平衡无影响；

若酯在碱性条件下发生水解，则碱除起催化作用外，还能中和生成的酸，使水解程度增大。

②CH3COOC2H5在稀H2SO4或NaOH溶液催化作用下发生水解反应的化学方程式分别为

CH3COOC2H5＋H2O

CH3COOH＋C2H5OH，

CH3COOC2H5＋NaOH

CH3COONa＋C2H5OH。

名师点拨

一般情况下，羧酸与酯的官能团（即—COOH、

）不能被氧化，而酯类物质的碳链上若存在碳碳双键，则碳碳双键易被氧化。

　（2015·高考全国卷Ⅱ）某羧酸酯的分子式为C18H26O5,1mol该酯完全水解可得到1mol羧酸和2mol乙醇，该羧酸的分子式为（　　）

A．C14H18O5　　　　　　B．C14H16O4

C．C16H22O5D．C16H20O5

[解析]　由1mol酯（C18H26O5）完全水解可得到1mol羧酸和2mol乙醇可知，该酯为二元酯，分子中含有2个酯基（—COO—），结合酯的水解反应原理可得“1molC18H26O5＋2molH2O

1mol羧酸＋2molC2H5OH”，再结合质量守恒定律推知，该羧酸的分子式为C14H18O5。

[答案]　A

（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

　3.（2015·安徽芜湖模拟）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）的反应方程式为________________________________________________________________________。

解析：

“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）”说明有机物A中含有一个羟基和一个羧基，结合A可被氧气氧化为

，可推知A为

。

答案：

（1）羟基、羧基

（2）

（3）

（4）

题组一　识别官能团，准确判断性质

1．某有机物的结构为

，在一定条件下此有机物可能发生的反应有（　　）

①中和反应　②银镜反应　③消去反应　④酯化反应

⑤加成反应　⑥水解反应

A．②③　　　　　　　　B．①②③

C．①④⑤⑥D．①③④⑥

解析：

选C。

该物质不含有醛基，不能发生银镜反应。

不符合发生消去反应的条件。

2．迷迭香酸是从蜂花属植物中提取到的酸性物质，其结构如下图所示。

下列叙述正确的是（　　）

A．迷迭香酸属于芳香烃

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迷迭香酸最多能和含5molNaOH的水溶液完全反应

解析：

选C。

组成元素为C、H、O的迷迭香酸不是烃，故A错；酯基和羧基不能与H2发生加成反应，1mol迷迭香酸中只有苯基和

键能与7molH2发生加成反应，故B错；1mol迷迭香酸含4mol酚羟基、1mol羧基、1mol酯基，最多能与6molNaOH反应，故D错。

⊙题组二　官能团和性质的相互推断

3．（2015·山东日照高三模拟）化合物A（C11H10O5）在氢氧化钠溶液中加热反应后再酸化可得到化合物B和C。

回答下列问题：

（1）化合物B的分子式为C2H4O2，分子中只有一个官能团，则B的结构简式是________。

B与乙醇在浓硫酸催化下加热反应生成D，该反应的化学方程式是________________________________________，该反应的反应类型是________；写出两种能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式：

________________________________________________________________________。

（2）C是芳香族化合物，相对分子质量为180，其分子中碳的质量分数为60.0%，氢的质量分数约为4.4%，其余为氧，则C的分子式是______________________。

（3）已知C的苯环上有三个取代基，其中一个取代基无支链，且还含有能使溴的四氯化碳溶液褪色的官能团及能与碳酸氢钠溶液反应放出气体的官能团，则该取代基上的官能团名称是____________________，另外两个取代基相同，分别位于该取代基的邻位和对位，则C的结构简式是________________________________。

（4）A的结构简式是____________。

解析：

（1）B的分子式为C2H4O2，分子中只有一个官能团，且B是A的水解产物之一，则B的结构简式是CH3COOH，CH3COOH与乙醇在浓硫酸催化下加热反应的化学方程式是CH3COOH＋CH3CH2OH

CH3COOCH2CH3＋H2O，该反应的反应类型是取代反应（或酯化反应）；B的同分异构体能发生银镜反应，说明分子结构中含有醛基，则其结构简式可能为HCOOCH3（甲酸甲酯）或HOCH2CHO（羟基乙醛）。

（2）C是芳香族化合物，说明C分子中含有苯环，相对分子质量为180，其分子中碳的质量分数为60.0%，则含有的碳原子数为9，氢的质量分数为4.4%，含有的氢原子数为8，其余为氧，则含氧原子个数为4，C的分子式是C9H8O4。

（3）C的苯环上有三个取代基，其中一个取代基无支链，且还含有能使溴的四氯化碳溶液褪色的官能团，说明含有碳碳双键；含有能与碳酸氢钠溶液反应放出气体的官能团，说明含有羧基；根据分子式，可推算出另外两个相同的取代基为羟基，且分别位于该取代基的邻位和对位，则C的结构简式是

（4）由以上分析可写出A的结构简式是

答案：

（1）CH3COOH　CH3COOH＋C2H5OH

CH3COOC2H5＋H2O　取代（或酯化）反应

HOCH2CHO、HCOOCH3

（2）C9H8O4

（3）碳碳双键、羧基

（4）

反思归纳

（1）纯净的乙酸又称为冰醋酸。

（2）饱和一元醇与比它少1个碳原子的饱和一元羧酸的相对分子质量相等。

（3）羧酸分子中含有

，但不能发生加成反应。

（4）酯的水解反应和酯化反应互为逆过程，二者反应条件不同，前者用稀硫酸或稀碱溶液作催化剂，后者用浓硫酸作催化剂。

（5）酯的水解反应和酯化反应都属于取代反应。

考点四　烃的衍生物转化关系及应用

烃及其衍生物的转化关系

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。

（1）CH3CH2OH

CH2===CH2↑＋H2O（消去反应）。

（2）

（加成反应）。

（3）

＋2NaBr（取代反应或水解反应）。

（4）

（氧化反应）。

（5）OHC—CHO＋O2

HOOC—COOH（氧化反应）。

（6）

（酯化反应或取代反应）。

名师点拨

　　　熟记烃的衍生物之间的转化关系，对解决有机推断及有机合成问题有极大的帮助，辅以反应条件，更有利于识别它们的反应情况。

　（2013·高考安徽卷）有机物F是一种新型涂料固化剂，可由下列路线合成（部分反应条件略去）：

（1）B的结构简式是________；E中含有的官能团名称是________。

（2）由C和E合成F的化学方程式是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）同时满足下列条件的苯的同分异构体的结构简式是________________。

①含有3个双键

②核磁共振氢谱只显示1个吸收峰

③不存在甲基

（4）乙烯在实验室可由________（填有机物名称）通过________（填反应类型）制备。

（5）下列说法正确的是________。

a．A属于饱和烃

b．D与乙醛的分子式相同

c．E不能与盐酸反应

d．F可以发生酯化反应

[解析]　根据合成路线图中已知物质的结构简式，推断出其他物质的结构简式，按照题目要求解答相关问题即可。

（1）B和甲醇反应生成C，根据C的结构简式可以判断B为二元羧酸；E分子中有两种官能团：

氨基和羟基。

（2）观察C、E、F三者的结构简式，可知C和E反应即为E中的HOCH2CH2NH—取代了C中的—OCH3，同时生成2分子的甲醇。

（3）苯的分子式为C6H6，离饱和烃还差8个氢原子，条件①该分子中存在3个双键，要满足碳、氢比