(通用版)2020版高考化学一轮复习第十一章第三节烃的含氧衍生物学案(含解析).doc
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1、1烃的含氧衍生物第三节 烃的含氧衍生物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了解烃的衍生物的重要应用以及合成方法。3了解有机分子中官能团之间的相互影响。4.了解糖类、氨基酸和蛋白质的组成、结构特点、主要化学性质及应用。5了解糖类、氨基酸和蛋白质在生命过程中的作用。考点(一) 醇、酚 【点多面广精细研】1醇、酚的概念(1)醇: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 CnH2n1 OH 或 CnH2n2 O。(2)酚:羟基与苯环直接相连而形成的化合物,最简单的酚为 。(3)醇的分类2醇、酚的物理性质(1)醇类物理性质变化规律物理性质
2、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逐渐升高;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,醇的沸点远高于烷烃2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(2)苯酚的物理性质3醇、酚的化学性质(1)由断键方式理解醇的化学性质以 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。与 Na 反应2CH3CH2CH2OH2Na 2CH 3CH2CH2ONaH 2, 。a催化氧化2CH3CH2CH2OHO 2 2CH3CH2CHO2H 2O, 。 Cu a、 c与 HBr 的取代CH3C
3、H2CH2OHHBr CH3CH2CH2BrH 2O, 。 b浓硫酸,加热分子内脱水CH3CH2CH2OH CH3CH=CH2H 2O, 。 浓 硫 酸 b、 e与乙酸的酯化反应CH3CH2CH2OHCH 3COOH CH3COOCH2CH2CH3H 2O, 。a(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;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。弱酸性苯酚电离方程式为 C6H5OHC 6H5O H ,俗称石炭酸,但酸性很弱,不能使石蕊溶液变红。苯酚与 NaOH 溶液反应的化学方程式:3苯环上氢原子的取代反应苯酚与饱和溴水反应的化学方程式:反
4、应产生白色沉淀,此反应常用于苯酚的定性检验和定量测定。显色反应苯酚跟 FeCl3溶液作用产生紫色溶液,利用这一反应可以检验苯酚的存在。小题练微点1判断下列说法的正误(正确的打“” ,错误的打“”)。(1)乙醇和苯酚均为非电解质( )(2)1 mol 乙醇分子中含有 8NA个极性键( )(3)乙二醇和丙三醇互为同系物( )(4)分子式为 C7H8O 且属于酚类物质的同分异构体有 4 种( )(5)乙醇与乙醚互为同分异构体( )(6)酚酞的结构如图所示,其结构中含有羟基(OH),故酚酞属于醇( )(7)溴水能将甲苯、己烯、CCl 4、乙醇四种溶液鉴别开来( )答案:(1) (2) (3) (4)
5、(5) (6) (7) (8)2写出下列物质间转化的化学方程式,并注明反应类型。4_;_;_;_;_。答案:C 2H5BrNaOH C2H5OHNaBr(水解或取代反应) H2O C 2H5OHHBr C2H5BrH 2O(取代反应) C 2H5OH CH2CH2H 2O(消去反应) 浓 H2SO4 170CH 2=CH2H 2O C2H5OH(加成反应) 高 温 、 高 压 催 化 剂2C 2H5OHO 2 2CH3CHO2H 2O(氧化反应) Cu 3现有以下物质:(1)其中属于脂肪醇的有_,属于芳香醇的有_,属于酚类的有_。(2)其中物质的水溶液显酸性的有_。(3)其中互为同分异构体的有
6、_。(4)列举出所能发生反应的类型_(任写三种)。5答案:(1) (2) (3)(4)取代(酯化)、氧化、消去、加成反应(任写三种)4实验室回收废水中苯酚的过程如图所示。判断下列分析的正误。(1)操作中苯作萃取剂( )(2)苯酚钠在苯中的溶解度比在水中的大( )(3)通过操作苯可循环使用( )(4)三步操作均为过滤( )答案:(1) (2) (3) (4)学霸微提醒(1)能发生消去反应的物质为卤代烃和醇,前者消去反应的条件是碱醇溶液、加热;后者消去反应的条件是浓硫酸、170 。(2)除去苯中混有的苯酚的方法是加 NaOH 溶液,分液。(3)分离苯酚和水的操作是分液。醇、酚的结构与性质1(201
7、3全国卷)香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料,其结构简式如图。下列有关香叶醇的叙述正确的是( )A香叶醇的分子式为 C10H18OB不能使溴的四氯化碳溶液褪色C不能使酸性高锰酸钾溶液褪色D能发生加成反应不能发生取代反应解析:选 A 香叶醇中含有碳碳双键,能与溴发生加成反应,使溴的四氯化碳溶液褪色,B 错误;碳碳双键和CH 2OH 都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,从而使溶液的紫红色褪去,C 错误;香叶醇在一定条件下能与卤素单质、乙酸等发生取代反应,D 错误。2(2018江苏高考,有改动)化合物 Y 能用于高性能光学树脂的合成,可由化合物 X与 2甲基丙烯酰氯在一定条件下反应制得:6下列有关化合物 X、Y
8、 的说法正确的是( )AX 分子中所有原子一定在同一平面上BX、Y 均与 FeCl3溶液发生显色反应CX、Y 均不能使酸性 KMnO4溶液褪色DXY 的反应为取代反应解析:选 D X 分子中含有苯环,与苯环直接相连的原子处于苯环所在的平面内,3 个Br 原子和OH 中的 O 原子在苯环所在平面内,COH 键呈 V 形且单键可以旋转,故 X 分子中OH 上的氢原子不一定在苯环所在平面内,A 项错误;Y 分子中不含酚羟基,故不能与 FeCl3溶液发生显色反应,B 项错误;X 分子中含有酚羟基,Y 分子中含有碳碳双键,都能被酸性 KMnO4溶液氧化,MnO 被还原为 Mn2 而褪色,C 项错误;X
9、分子中酚羟基上的氢 4原子被 CH2 取代生成 Y,Y 中的酯基是取代反应的结果,D 项正确。C CH3 CO3(2017天津高考)汉黄芩素是传统中草药黄芩的有效成分之一,对肿瘤细胞的杀伤有独特作用。下列有关汉黄芩素的叙述正确的是( )A汉黄芩素的分子式为 C16H13O5B该物质遇 FeCl3溶液显色C1 mol 该物质与溴水反应,最多消耗 1 mol Br2D与足量 H2发生加成反应后,该分子中官能团的种类减少 1 种解析:选 B 由汉黄芩素的结构简式可知其分子式为 C16H12O5,A 项错误;该物质中含有酚羟基,遇 FeCl3溶液显紫色,B 项正确;该物质中含有酚羟基,可与浓溴水发生取
10、代反应,含有碳碳双键,可与 Br2发生加成反应,故 1 mol 该物质与溴水反应时,最多消耗 2 mol Br2,C 项错误;该物质中的碳碳双键、羰基均能与 H2发生加成反应,反应后该分子中官能团的种类会减少 2 种,D 项错误。归纳拓展1脂肪醇、芳香醇、酚类物质性质的比较脂肪醇 芳香醇 酚实例 CH3CH2OH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7主要化学性质取代反应消去反应(与羟基相邻的碳原子上含有 H)氧化反应弱酸性 取代反应显色反应氧化反应加成反应羟基 H 的活泼性 酚羟基醇羟基特性红热铜丝插入醇中有刺激性气味(生成醛或酮) 使
11、FeCl3溶液显紫色2.苯、甲苯、苯酚性质的比较类别 苯 甲苯 苯酚结构简式氧化反应不被酸性 KMnO4溶液氧化 可被酸性 KMnO4溶液氧化 常温下在空气中被氧化后呈粉红色溴的状态 液溴 液溴 浓溴水条件 催化剂 催化剂 不需要催化剂产物 C6H5Br邻、对两种溴甲苯三溴苯酚结论 苯酚与溴的取代反应比苯、甲苯容易进行溴代反应原因 酚羟基对苯环的影响使苯环上的氢原子变得更活泼,易被取代醇的消去反应和催化氧化反应规律4下列醇既能发生消去反应,又能被氧化为醛的是( )解析:选 D A 项,该物质只有一个碳原子,不能发生消去反应,错误;B 项,该物质能发生消去反应,但是发生氧化反应生成酮,错误;C
12、项,含有羟基的碳原子相邻碳原子上没有 H,不能发生消去反应,错误;D 项,该物质羟基所在碳原子相邻碳原子上含有 H,可以发生消去反应,且羟基所在碳原子上含有 2 个 H,氧化反应生成醛,正确。85有机物 C7H15OH,若它的消去反应产物有三种,则它的结构简式为( )解析:选 D 若 C7H15OH 发生消去反应生成三种产物,则必须符合:连有OH 的碳原子必须连接着三个不同的烃基,且羟基碳邻位碳原子上连有氢原子。方 法 规 律 醇的消去反应和催化氧化反应规律(1)醇的消去反应规律醇分子中,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
13、饱和键。表示为(2)醇的催化氧化规律醇的催化氧化产物的生成情况与跟羟基(OH)相连的碳原子上的氢原子的个数有关。91薰衣草醇的分子结构如图所示,下列有关薰衣草醇的说法不正确的是( )A分子式为 C10H16OB含有两种官能团C能使酸性高锰酸钾溶液褪色D能发生取代反应、加成反应解析:选 A 分子式应为 C10H18O,A 错误;含有碳碳双键和羟基,B 正确;含有碳碳双键和CH 2OH,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C 正确;有碳碳双键能发生加成反应,含有羟基能和羧酸发生酯化反应(取代反应),D 正确。2下列四种有机化合物的结构简式如下所示,均含有多个官能团,下列有关说法中正确的是( )A属于酚类,可
14、与 NaHCO3溶液反应产生 CO2B属于酚类,能使 FeCl3溶液显紫色C1 mol 最多能与 3 mol Br2发生反应D属于醇类,可以发生 消 去 反 应做 一 当 十 点拨: 与 Br2反应,物质的量之比为 13,若邻位上有其他原子,则不能取代,注意多元酚的取代消耗 Br2的用量,如 1 mol 消耗 4 mol Br2,1 mol 消耗 2 mol Br2。10等结构的醇不能发生消去反应 ,而有些醇发生消去反应可以生成多种有机物,如 可以生成CH2=CHCH2CH3或 CH3CH=CHCH3。解析:选 D 属于酚类,与 NaHCO3溶液不反应,A 错误;中不含有酚羟基,不能与 FeC
15、l3溶液发生显色反应,B 错误;1 mol 中的物质最多能与 2 mol Br2发生反应,C错误。3下列关于有机化合物 M 和 N 的说法正确的是( )A等物质的量的两种物质跟足量的 NaOH 溶液反应,消耗 NaOH 的量一样多B完全燃烧等物质的量的两种物质,生成二氧化碳和水的量分别相等C一定条件下,两种物质都能发生酯化反应和氧化反应DN 分子中,可能在同一平面上的原子最多有 14 个解析:选 C M 分子的醇羟基不能与 NaOH 溶液反应,而 N 分子中的酚羟基能够与 NaOH溶液反应,故消耗 NaOH 的量不相等,A 错误;两种分子中的碳、氧原子数目相同而氢原子数目不同,故完全燃烧等物质
16、的量的两种物质生成水的量不相等,B 错误;N 分子中,所有原子可能都在同一平面上,即可能共面的原子最多有 18 个,D 错误。4(2017全国卷)化合物 G 是治疗高血压的药物“比索洛尔”的中间体,一种合成G 的路线如图:已知以下信息:A 的核磁共振氢谱为单峰;B 的核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为 611。D 的苯环上仅有两种不同化学环境的氢;1 mol D 可与 1 mol NaOH 或 2 mol Na 反应。回答下列问题:11(1)A 的结构简式为_。(2)B 的化学名称为_。(3)C 与 D 反应生成 E 的化学方程式为_。(4)由 E 生成 F 的反应类型为_。(5)G 的分子式为
17、_。(6)L 是 D 的同分异构体,可与 FeCl3溶液发生显色反应,1 mol 的 L 可与 2 mol 的Na2CO3反应,L 共有_种;其中核磁共振氢谱为四组峰,峰面积比为 3221 的结构简式为_、_。做 一 当 十 点拨:核磁共振氢谱有四组峰说明有 4 种类型的氢原子,峰面积比为 3221 说明氢原子个数之比为 3221。 解析:由已知、C 的结构简式及 A C 的合成路线可推得 A、B 的结构简式分别 B 为 再由已知及 D 的分子式可推得 D 的结构简式为由 C E 可推得 E 的结构简式为 D 最后由 G 的结构简式及 FG 的合成路线,逆推得 F 的结构简式为 。(6)根据
18、L 遇 FeCl3溶液发生显色反应可知 L 中含酚羟基,再结合 D 的分子式和 1 mol L 能与 2 mol Na2CO3反应,可知 L 中含 2 个酚羟基和1 个CH 3,2 个酚羟基位于苯环邻位、间位和对位时,CH 3所处的位置分别有 2 种、3 种和 1 种,即 L 共有 6 种可能的结构。其中核磁共振氢谱中有四组峰,且峰面积之比为3221 的结构简式为 答案: (2)2丙醇(或异丙醇)12考点(二) 醛 羧酸 酯 【点多面广精细研】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。饱和一元醛的通式为 CnH2nO(n1)。(2)甲醛、乙
19、醛的物理性质物质 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)醛的化学性质以乙醛为例完成下列反应的化学方程式氧化反应a银镜反应:CH 3CHO2Ag(NH 3)2OH CH3COONH43NH 32AgH 2O; b与新制 Cu(OH)2悬浊液反应:CH 3CHO2Cu(OH)2NaOH CH3COONaCu 2O3H 2O; c催化氧化反应:2CH 3CHOO 2 2CH3COOH。 催 化 剂 还原反应(加氢):CH 3CHOH 2 CH3CH2OH。 催 化 剂 (4)醛的应用和对环境、健康产生的影响醛是重要的化
20、工原料,广泛应用于合成纤维、医药、染料等行业。35%40%的甲醛水溶液俗称福尔马林,具有杀菌(用于种子杀菌)和防腐性能(用于浸制生物标本)。劣质的装饰材料中挥发出的甲醛是室内主要污染物之一。2羧酸13(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(n1)。(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:酸的通性乙酸是一种弱酸,其酸性比碳酸 ,在水溶液中的
21、电离方程式为强CH3COOH CH3COO H 。酯化反应CH3COOH 和 CH3CH OH 发生酯化反应的化学方程式为182CH3COOHC 2H OH CH3CO18OC2H5H 2O。1853酯(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)酯的物理性质低级酯具 有 芳 香 气 味 的 液 体密 度 一 般 比 水 小难 溶 于 水 , 易 溶 于 有 机 溶 剂(3)酯的化学性质酯的水解反应为取代反应;在酸性条件下为可逆反应;在碱性条件下,能中和产生的羧酸,反应能完全进行。14小题练微点1判断下列说法的正误(正确的打“” ,错误的打“”)。(
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