通用版2019版高考化学一轮复习选修5有机化学基础第3节烃的含氧衍生物学案新人教版20190122164.doc
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1、1第 3 节 烃的含氧衍生物【考纲要求】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。 了解烃的洐生物的重要应用以及烃的衍生物合成方法。 了解有机分子中官能团之间的相互影响。 4.根据信息能设计有机化合物的合成路线。考点一 醇 酚学生用书 P1971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 CnH2n1 OH(n1)。(2)分类(3)物理性质的递变规律物理性质 递变规律密度 一元脂肪醇的密度一般小于 1 gcm3直链饱和一元醇的沸点随着分子中碳原子数的递增而增大沸点 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,醇的沸点高
2、于烷烃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(4)化学性质(以乙醇为例)试剂及条件断键位置反应类型化学方程式Na 置换 2C2H5OH2Na 2C 2H5ONa H 22HBr,加热 取代 C2H5OHHBr C2H5BrH 2O O2(Cu),加热 氧化 2C2H5OHO 2 2H2O2CH 3CHO Cu 浓硫酸,170 消去 C2H5OH CH2=CH2H 2O 浓 H2SO4 170浓硫酸,140 取代 2C2H5OH 浓 H2SO4 140C2H5OC2H5H 2OCH3COOH(浓硫酸、加热) 取代(酯化)CH3COOHC 2H5OHH2O
3、浓 H2SO4 CH3COOC2H5(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2.苯酚(1)组成与结构(2)物理性质(3)化学性质羟基中氢原子的反应a弱酸性:苯酚的电离方程式为 C6H5OHC 6H5O H ,俗称石炭酸,但酸性很弱,不能使紫色石蕊溶液变红。3b与活泼金属反应:与 Na 反应的化学方程式为。c与碱反应:苯酚的浑浊液 液体变澄清 溶液又变浑浊。 加 入 NaOH溶 液 再 通 入 CO2气 体 该过程中发生反应的化学方程式分别为,。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为,反应产
4、生白色沉淀,此反应常用于苯酚的定性检验和定量测定。显色反应苯酚遇 FeCl3溶液显紫色,利用这一反应可以检验苯酚的存在。加成反应与 H2反应的化学方程式为。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 KMnO4 溶液氧化;易燃烧。1CH 3OH 和 都属于醇类,且二者互为同系物( )2CH 3CH2OH 在水中的溶解度大于 在水中的溶解度( )3 的沸点逐渐升高( )44所有的醇都能发生氧化反应和消去反应( )5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( )6往 溶液中通入少量 CO2的离子方程式为CO ( )237除去苯中的苯酚,加入浓溴水再过滤( )8分子式为
5、C7H8O 的芳香类有机物有五种同分异构体( )答案:1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.题组一 考查醇、酚的结构和性质1下列为四种有机化合物的结构简式,均含有多个官能团,下列有关说法中正确的是( )A属于酚类,可与 NaHCO3溶液反应产生 CO2B属于酚类,遇 FeCl3溶液显紫色C1 mol 最多能与 1 mol 溴水中的 Br2发生反应D属于醇类,可以发生消去反应解析:选 D。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;物质中羟基连在烃基的饱和碳原子上,属于醇类,遇 FeCl3溶液不显紫色,B 项错误;物质属于酚类,苯环上酚羟基的邻、
6、对位氢原子可以被溴取代,根据物质的结构简式可知 1 mol 最多能与 2 mol 溴水中的 Br2发生反应,C 项错误;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原子的邻位碳原子上有H 原子,所以物质可以发生消去反应,D 项正确。52茉莉香醇是一种具有甜香味的物质,是合成香料的重要原料,其结构简式如图,下列有关茉莉香醇的叙述正确的是( )A茉莉香醇的分子式为 C9H14O2B不能使溴的四氯化碳溶液褪色C能与 FeCl3溶液发生显色反应D能发生加成反应而不能发生取代反应解析:选 A。根据茉莉香醇的结构简式先找出碳原子数,再根据不饱和度算出氢原子数,它的分子式为 C9H14O2
7、,A 项正确;该分子中含有碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,B 项错误;该分子没有酚羟基,不能与 FeCl3溶液发生显色反应,C 项错误;该分子含有甲基和醇羟基,能发生取代反应,D 项错误。题组二 考查醇的消去反应和氧化反应规律3下列物质既能发生消去反应,又能被氧化成醛的是( )解析:选 C。 A 项,发生氧化反应生成 ;B、D 项,与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上没有 H,不能发生消去反应。4分子式为 C7H16O 的饱和一元醇的同分异构体有多种,用下列该醇的同分异构体的代号进行填空。(1)可以发生消去反应,生成两种单烯烃的是 ;(2)可以发生催化氧化生成醛的是 ;(3)不能发生催化氧化反
8、应的是 ;6(4)能被催化氧化为酮的有 种。解析:(1)A 项,消去得 ;B 项,消去得 ;C 项,消去得和 ;D 项,消去得 CH3(CH2)4CH=CH2。(2)分子中含有CH 2OH 结构的醇可被氧化成醛。(3)与OH 相连的碳原子上无氢原子时不能发生催化氧化反应。(4)分子中含有 结构的醇可被氧化成酮。答案:(1)C (2)D (3)B (4)2醇类的消去反应和氧化反应1醇的消去规律(1)结构条件醇分子中连有羟基(OH)的碳原子必须有相邻的碳原子;该相邻的碳原子上必须连有氢原子。(2)表示2醇的催化氧化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。考点二
9、醛 羧酸 酯学生用书 P19971醛(1)概念:由烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物。官能团为醛基或CHO,饱和一元醛的分子通式为 CnH2nO(n1)。(2)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(CH 3CHO) 无色 液体 刺激性气味与 H2O、C 2H5OH 互溶(3)化学性质醛类物质既有氧化性又有还原性,以乙醛为例,其发生的主要反应的化学方程式如下:还原反应(加成反应) CH3CHOH 2 CH3CH2OH 催 化 剂 燃烧 2CH3CHO5O 2 4CO24H 2O 点 燃 氧化反应银镜反应 CH3CHO2Ag(NH 3
10、)2OH CH3COONH43NH 32AgH 2O与新制Cu(OH)2反应CH3CHO2Cu(OH) 2NaOH CH3COONaCu 2O3H 2O氧化反应催化氧化 2CH3CHOO 2 2CH3COOH 催 化 剂 (4)在生产、生活中的作用和影响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等。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(1)概念:由烃基或氢原子与羧基相连构成的有机化合物。官能团为羧基或COOH,饱和一元羧酸的分子通式为 CnH2nO2(n1)。(2)甲酸和乙酸的分子组成和结构分子式 结构简式 官能团甲酸 CH2O2 HCOOH CHO
11、、COOH乙酸 C2H4O2 CH3COOH COOH(3)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:8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 CH3COOHH CH 3COO 。酯化反应:CH 3COOH 和 CH3CH OH 发生酯化反应的化学方程式为 CH3COOHCH 3CH OH182 182CH3CO18OCH2CH3H 2O。 浓 硫 酸 3酯(1)概念: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)物理性质(低级酯)气味 状态 密度 溶解性芳香气味 液体 一般比水小 难溶于水, 易溶于有机溶剂(3)化
12、学性质(水解反应)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CH 3可以电离出 H ( )6丙烯酸(CH 2=CHCOOH)和油酸(C 17H33COOH)是同系物( )答案:1. 2. 3. 4. 5. 6.题组一 考查醛、羧酸、酯的结构与性质1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( )9A3 种 B4 种C5 种 D6 种解析:选 C。两两组合形成的化合物有 10 种,其中O
13、H 与COOH 组合形成的 H2CO3为无机物,不合题意。只有 (甲酸)、CH 3COOH、OHCCOOH 5 种有机物能与 NaOH 反应。2茉莉醛具有浓郁的茉莉花香,其结构简式如图所示。关于茉莉醛的下列叙述错误的是( )A在加热和催化剂作用下,能被氢气还原B能被酸性高锰酸钾溶液氧化C在一定条件下能与溴发生取代反应D不能与氢溴酸发生加成反应解析:选 D。茉莉醛中含有碳碳双键、醛基,所以能与 H2、Br 2、HBr 发生加成反应,能被酸性 KMnO4溶液氧化。由于存在苯环结构和烷烃基,所以在一定条件下能发生取代反应。3某有机物的结构简式是 下列关于它的性质叙述正确的是( )能发生加成反应 能溶
14、于 NaOH 溶液 能水解生成两种酸 不能因发生反应而使溴水褪色 能发生酯化反应 有酸性A仅 B仅C仅 D解析:选 D。根据有机物的结构简式可知,该有机物中有酯基、羧基和苯环,酯基能发生水解生成两种酸;羧基能与 NaOH 溶液反应,能发生酯化反应,具有酸性;苯环能发生加成反应,没有碳碳双键和三键,不能因发生反应而使溴水褪色,全部正确。羟基氢原子的活泼性比较10名称结构简式羟基氢原子的活泼性酸碱性与Na与NaOH与Na2CO3与NaHCO3乙醇 CH3CH2OH不电离 中性反应不反应不反应 不反应苯酚能电离极弱酸性反应反应 反应 不反应乙酸能电离逐渐增强弱酸性反应反应 反应 反应题组二 考查酯化
15、反应4下列说法正确的是( )A1 mol 苯甲酸在浓 H2SO4存在下与足量乙醇反应可得 1 mol 苯甲酸乙酯C分子式为 C5H12O 的醇,能在铜催化下被 O2氧化为醛的同分异构体有 4 种D 分子中的所有原子有可能共平面解析:选 C。酯化反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,A 项错误;对苯二甲酸与乙二醇的反应属于缩聚反应,B 项错误;有CH 2OH 结构的醇能被氧化生成醛,符合条件的戊醇相当于丁基与CH 2OH 相连,丁基有 4 种,所以分子式为 C5H12O 的醇,能在铜催化下被 O2氧化为醛的同分异构体有 4 种,C 项正确;该分子中有一个饱和碳原子,属于四面体结构,所以所有
16、原子不可能共平面,D 项错误。5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 的结构简式为 。11(3)指出上图变化过程中的反应类型: 。(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)。解析:由框图关系结合所给信息可推出:A 是 BrCH2CH2Br,B 是 HOCH2CH2OH,C 是OHCCHO,D 是 HOOCCOOH。答案:(1)OHCCHO (2)CH 3CHBr2 (3)加成反应(4)羧基
17、(5)HOCH2CH2OHHOOCCOOH 2H 2O 浓 H2SO4 酯化反应的五大类型(1)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应。如CH3COOHHOC 2H5 CH3COOC2H5H 2O 浓 H2SO4 (2)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应。如(3)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应。如(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,可得到普通酯、环酯和高聚酯。如12(5)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13学生用书 P2011.(2017高考天津卷)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(
18、),A.汉黄芩素的分子式为 C16H13O5B.该物质遇 FeCl3溶液显色C.1 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。根据有机物中碳的价键总数为 4,可得出汉黄芩素分子中的氢原子数,可知其分子式为 C16H12O5,A 项错误;该物质中含有酚羟基,遇 FeCl3溶液显色,B 项正确;该物质中含有酚羟基,可与浓溴水发生取代反应,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
19、该分子中官能团的种类减少 2 种,D 项错误。2.(2015高考全国卷,8,6 分)某羧酸酯的分子式为 C18H26O5,1 mol 该酯完全水解可得到 1 mol 羧酸和 2 mol 乙醇,该羧酸的分子式为( )A.C14H18O5 BC 14H16O4C.C16H22O5 DC 16H20O5解析:选 A。由 1 mol 酯(C 18H26O5)完全水解可得到 1 mol 羧酸和 2 mol 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“1 mol C18H26O52 mol H 2O 1 mol 羧酸2 mol C 2H5OH”,再结合质量守恒定律推
20、知,该羧酸 水 解 的分子式为 C14H18O5。3.(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 CO2C.Y 既能发生取代反应,也能发生加成反应14D.Y 可作加聚反应单体,X 可作缩聚反应单体解析:选 B。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
21、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。4.(2017高考海南卷).香茅醛( )可作为合成青蒿素的中间体,关于香茅醛的叙述正确的有 。A.分子式为 C10H18OB.不能发生银镜反应C.可使酸性 KMnO4溶液褪色D.分子中有 7 种不同化学环境的氢.当醚键两端的烷基不相同时(R 1OR2,R 1R 2),通常称其为“混醚” 。若用醇脱水的常规方法制备混醚,会生成许多副产物:R1OHR 2OH R1OR2R 1OR1R 2OR2H 2O 浓
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