金版教程 化学一轮教案：烃的含氧衍生物 含解析

第3节烃的含氧衍生物明考纲1．了解醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成、结构及性质。2．能列举事实说明有机分子中基团之间的相互影响。3．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。析考情本节是有机化学的重要部分，在高考中具有极其重要的战略地位。高考在本章中的主要考点有：一是各官能团的性质；二是有机化学反应类型的判断；三是综合应用物质的性质进行检验、分离、提纯及有关化学实验；四是考查各种烃的含氧衍生物之间的转化关系。以新型的有机分子为载体，考查有机物的结构与性质，有机物的合成与推断，是常出现的题型。考点醇、酚1．醇类(1)概念醇是羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子直接相连的化合物，饱和一元醇的分子通式为CnH2n＋1OH或CnH2n＋2O。(2)分类(3)物理性质的变化规律①低级的饱和一元醇为无色中性液体，具有特殊气味。②溶解性：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。例如：甲醇、乙醇、丙醇可与水以任意比混溶，含4至11个碳原子的醇为油状液体，可以部分溶于水，含12个碳原子以上的醇为无色无味的蜡状固体，不溶于水。③密度：一元脂肪醇的密度一般小于1g·cm－3，与烷烃相似，随着分子里碳原子数的递增，密度逐渐增大。④沸点a．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。b．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)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Na①置换反应2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑HBr，△②取代反应CH3CH2OH＋HBreq\o(→,\s\up17(△))CH3CH2Br＋H2OO2(Cu)，△①③氧化反应2CH3CH2OH＋O2eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up17(Cu),\s\do15(△)))2CH3CHO＋2H2O浓硫酸，170②④消去反应CH3CH2OHeq\a\vs4\al(\o(→,\s\up17(浓H2SO4),\s\do15(170℃)))CH2=CH2↑＋H2O浓硫酸，140①②取代反应2CH3CH2OHeq\a\vs4\al(\o(→,\s\up17(浓H2SO4),\s\do15(140℃)))CH3CH2OCH2CH3＋H2OCH3COOH(浓硫酸)①取代反应CH3COOH＋CH3CH2OHeq\a\vs4\al(\o(,\s\up17(浓H2SO4),\s\do15(△)))CH3COOCH2CH3＋H2O(5)几种常见的醇2.苯酚(1)组成与结构(2)物理性质(3)化学性质①羟基中氢原子的反应a．弱酸性电离方程式：C6H5OHC6H5O－＋H＋，俗称石炭酸，酸性很弱，不能使石蕊试液变红。b．与活泼金属反应与Na反应的化学方程式为：2C6H5OH＋2Na→2C6H5ONa＋H2↑c．与碱的反应苯酚的浑浊液eq\o(→,\s\up17(加入NaOH溶液))液体变澄清eq\o(→,\s\up17(通入CO2气体))溶液变浑浊。该过程中发生反应的化学方程式分别为：生成的苯酚呈油状，可用分液漏斗分离。总结：该反应说明苯酚的酸性比碳酸弱(H2CO3>>HCOeq\o\al(－,3))。②苯环上氢原子的取代反应(羟基影响苯环)苯酚与浓溴水反应的化学方程式为：说明：a.此反应十分灵敏，常用于苯酚的定性检验和定量测定。b．在苯酚与溴水的取代反应实验中，苯酚取少量，滴入的溴水要过量。这是因为生成的三溴苯酚易溶于苯酚等有机溶剂，使沉淀溶解，不利于观察实验现象。c．取代的位置是羟基的邻、对位。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KMnO4溶液氧化；容易燃烧。⑥缩聚反应(4)苯酚的用途和对环境的影响苯酚是重要的医用消毒剂和化工原料，广泛用于制造酚醛树脂、染料、医药、农药等。酚类化合物均有毒，是重点控制的水污染物之一。易错警示(1)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。(2)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。(4)苯酚具有弱酸性，但酸性比碳酸弱，所以苯酚与碳酸钠反应只能生成NaHCO3，不能生成CO2。向苯酚钠溶液中通入二氧化碳有白色浑浊物苯酚出现，但不论CO2是否过量，生成物均为NaHCO3，不会生成Na2CO3。(5)羟基与苯环相连，使OH中羟基的邻对位碳原子上的氢原子较活泼而易发生取代。(6)醇与醚、芳香醇与酚在含有相同碳原子数时，互为同分异构体。判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(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CH2OH在水中的溶解度。()(3)CH3OH、CH3CH2OH、CH2OHCH2OH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。()(6)含有的官能团相同，二者的化学性质相似。()(7)实验时手指上不小心沾上苯酚，立即用70℃(8)往ONa溶液中通入少量CO2的离子方程式为2O－＋H2O＋CO2→2OH＋COeq\o\al(2－,3)。()(9)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。()(10)用浓硫酸、乙醇在加热条件下制备乙烯，应迅速升温至170℃(11)鉴别苯酚溶液与乙醇溶液可滴加FeCl3溶液。()(12)除去苯中的苯酚，加入浓溴水再过滤。()(13)分子式为C7H8O的芳香类有机物有五种同分异构体。()提示(1)×(2)√(3)√(4)×(5)√(6)×(7)×(8)×(9)√(10)√(11)√(12)×(13)√题组一醇的结构与性质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()答案C解析醇类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—OH相连的碳原子上有H原子的醇可被氧化，但只有含有两个H原子的醇(即含有—CH2OH)才能转化为醛，A、D不符合。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()答案D解析若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，且烃基中邻位碳原子上连有氢原子。3．[2015·太原模拟]分子式为C5H12O的醇催化氧化得到的有机物不能发生银镜反应，则符合该条件的醇有()A．8种 B．7种C．4种 D．3种答案D解析分子式为C5H12O的醇可表示为C5H11OH。可先写碳链异构，再插入—OH，且能发生催化氧化但不能发生银镜反应说明与羟基相连的C上只有1个氢原子，有4．[2015·江西八校联考]戊醇C5H11OH与下列物质发生反应时，所得产物可能结构种数最少(不考虑立体异构)的是()A．与浓氢溴酸卤代 B．与浓硫酸共热消去C．铜催化氧化 D．与戊酸催化酯化答案B解析戊醇C5H11OH有8种结构，与氢溴酸卤代时，—OH被—Br取代，可生成8种溴代烃；与浓硫酸共热消去时，可生成含五个碳原子的烯烃，共有5种；与铜催化氧化时，只有一种醇()不能被氧化，故氧化所得产物有7种；与戊酸酯化时，由于戊酸有4种结构，因此形成的酯有32种，所以选B。★总结提升醇的催化氧化反应和消去反应规律(1)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。(2)醇的消去反应规律①结构条件：醇分子中连有羟基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。CH3OH(无相邻碳原子)，(相邻碳原子上无氢原子)等结构的醇不能发生消去反应。②醇消去反应的条件是浓硫酸、加热。③一元醇消去反应生成的烯烃种数等于连羟基的碳原子的邻位碳原子上不同化学环境下的氢原子的种数。如的消去产物有2种。题组二酚的结构与性质5.体育比赛中坚决反对运动员服用兴奋剂，倡导公平竞赛。某种兴奋剂的结构简式如图所示，下列有关该物质的说法中正确的是()A．遇FeCl3溶液显紫色，因为该物质属于苯酚的同系物B．滴入KMnO4(H＋)溶液，溶液的紫色褪去，能证明该物质分子中存在碳碳双键C．该物质在一定条件下可以发生取代、加成、加聚、氧化、还原、消去等反应D．1mol该物质分别与浓溴水和H2反应时最多消耗Br2和H2分别为4mol和7mol答案D解析该物质分子中含有酚羟基，遇FeCl3溶液显紫色，根据同系物的概念，该物质与苯酚不属于同系物，故A错；碳碳双键与酚羟基都能使KMnO4(H＋)溶液褪色，故B错；该物质中不含醇羟基，不能发生消去反应，故C错；碳碳双键可以与Br2发生加成反应，酚羟基邻、对位上的氢原子可被Br原子取代，1mol该物质可与4molBr2发生反应，可与7molH2发生加成反应，D项正确。6．己烯雌酚是人工合成的非甾体雌激素物质，主要用于治疗雌激素低下症及激素平衡失调所引起的功能性出血等，如图所示分别取1mol己烯雌酚进行4个实验。下列对实验数据的预测与实际情况吻合的是()A．①中生成7molH2O B．②中无CO2生成C．③中最多消耗3molBr2 D．④中发生消去反应答案B解析己烯雌酚的分子式为C18H20O2，反应①中应生成10molH2O，A项错；酚的酸性比H2CO3的弱，不能与NaHCO3溶液反应生成CO2，B项对；两个酚羟基的邻位上共有4个氢原子，它们均可被卤素原子取代，碳碳双键与溴水发生加成反应，故反应③中最多可以消耗5molBr2，C项错；苯环上的酚羟基不能发生消去反应，D项错。7．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？答案(1)ABCF(2)Na2CO3＋2CH3COOH→2CH3COONa＋H2O＋CO2↑、(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。解析验证酸性CH3COOH>H2CO3>要发生以下两个反应：2CH3COOH＋Na2CO3→2CH3COONa＋CO2↑＋H2O，(CH3COOH>H2CO3)，＋H2O＋CO2→OH＋NaHCO3，(H2CO3>)。★总结提升脂肪醇、芳香醇、酚类物质的比较类别脂肪醇芳香醇酚实例CH3CH2OH官能团醇羟基—OH醇羟基—OH酚羟基—OH结构特点—OH与链烃基相连—OH与苯环侧链碳原子相连—OH与苯环直接相连主要化学性质(1)与活泼金属反应；(2)取代反应(与氢卤酸)；(3)消去反应(与—OH相连碳邻位碳原子上有H)；(4)燃烧；(5)催化氧化反应；(6)酯化反应(1)弱酸性；(2)取代反应(与浓溴水)；(3)显色反应；(4)氧化反应；(5)加成反应特性将灼热的铜丝插入醇中有刺激性气味的气体生成与FeCl3溶液反应显紫色—OH中氢原子的活泼性eq\o(酚羟基,\s\do15(弱酸性))>eq\o(醇羟基,\s\do15(中性))题组三醇、酚结构与性质的综合考查8.莽草酸是一种合成治疗禽流感药物达菲的原料，鞣酸存在于苹果、石榴等植物中。关于下列两种有机物的说法正确的是()A．两种酸都能与溴水发生取代反应B．两种酸遇三氯化铁溶液都显紫色C．鞣酸分子与莽草酸分子相比多了两个碳碳双键D．等物质的量的两种酸与足量钠反应产生氢气的量相同答案D解析两种酸都有三个羟基和一个羧基，等物质的量的两种酸与足量钠反应产生氢气的量相同，D正确；但是鞣酸分子中有苯环，属于酚——能使溴水褪色，遇三氯化铁溶液显紫色。莽草酸分子中的碳环不是苯环，不具有酚的性质——遇三氯化铁溶液不显紫色，B错误；莽草酸有一个碳碳双键——能与溴水发生加成反应，不能发生取代反应，A错误；鞣酸分子的苯环不是单双键交替结构，C错误。9．A和B两种物质的分子式都是C8H10O。Ⅰ.A具有如下性质：①A＋Na→慢慢产生气泡②A＋RCOOHeq\o(→,\s\up17(浓H2SO4),\s\do15(△))有香味的产物③Aeq\o(→,\s\up17(KMnO4H＋))苯甲酸④经催化氧化得到(R、R′为烃基)结构的分子⑤脱水反应的产物，经聚合反应可制得一种塑料品(它是目前造成“白色污染”的主要污染源之一)试回答：(1)根据上述信息，对该化合物的结构可做出的判断是________；(填编号)A．苯环上直接连有羟基 B．苯环侧链末端有甲基C．肯定有醇羟基 D．肯定是芳香烃(2)化合物A的结构简式：________；(3)A和金属钠反应的化学方程式是______________________。(4)写出A脱水生成的产物，经聚合反应可制得一种塑料制品涉及的方程式：_____________________________________________。Ⅱ.B具有如下性质：①B能溶于NaOH溶液；②Beq\o(→,\s\up17(FeCl3溶液))紫色；③B的苯环上只有两个取代基，且苯环上的一氯代物只有两种。(1)化合物B的结构简式：________；(2)B和NaOH反应的化学方程式是_____________________；(3)B和浓溴水反应的实验现象：________，反应的化学方程式是__________________________________________________________。答案Ⅰ.(1)BC(2)C6H5CH(OH)CH3(3)2C6H5CH(OH)CH3＋2Na→2C6H5CH(ONa)CH3＋H2↑(4)C6H5CH(OH)CH3eq\o(→,\s\up17(浓硫酸),\s\do15(170℃))C6H5CH=CH2＋H2O，解析Ⅰ.由性质①②可知A中含有羟基，由性质③可知A中含有苯环且只有一个侧链，由性质④可知A中羟基并非连在侧链末端的碳原子上，所以A的结构简式为C6H5CH(OH)CH3。Ⅱ.由性质①、②可知B中含有酚羟基，由性质③可知B中苯环上只有两个取代基是位于对位，所以B的结构简式为。考点醛1．醛的组成与结构醛是由烃基与醛基相连而构成的化合物。官能团为醛基或—CHO，可表示为R—CHO，饱和一元醛的通式为CnH2nO(n≥1)。甲醛、乙醛的分子组成和结构分子式结构简式官能团甲醛CH2OHCHO—CHO乙醛C2H4OCH3CHO2.常见醛的物理性质物质颜色气味状态密度溶解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、乙醇互溶3.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eq\o(,\s\up17(氧化),\s\do15(还原))醛eq\o(→,\s\up17(氧化))羧酸4．在生产、生活中的作用和影响(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。易错警示(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。判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)醛基的结构简式可以写成—CHO，也可以写成—COH。()(2)欲检验CH2=CH—CHO分子中的官能团，应先检验“—CHO”后检验“CC”。()(3)乙醛分子中的所有原子都在同一平面上。()(4)凡是能发生银镜反应的有机物都是醛。()(5)1molHCHO与足量银氨溶液在加热的条件下充分反应，可生成2molAg。()(6)完全燃烧等质量的乙醛和乙酸乙酯，消耗O2的质量相等。()(7)醛基、羧基和酯基中的碳氧双键均能与H2加成。()提示(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)√(7)×题组一醛的结构与性质1.[2016·海口模拟]把有机物氧化为，所用氧化剂最合理的是()A．O2 B．酸性KMnO4C．银氨溶液 D．溴水答案C解析O2与醛基在催化剂的作用下发生催化氧化生成羧基，但反应条件苛刻，不是最好的方法，故A错误；酸性KMnO4能氧化有机物中的甲基、碳碳双键、醛基，故B错误；银氨溶液是弱氧化剂，只能氧化有机物中的醛基，故C正确；溴水除了可以氧化有机物中的醛基，还可以与碳碳双键发生加成反应，故D错误。2．[2016·重庆模拟]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答案D解析茉莉醛中含有碳碳双键、醛基，所以能与H2、Br2、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。题组二醛基的检验3.某学生用2mL0.5mol·L－1CuSO4溶液和4mL0.5mol·L－1NaOH溶液混合后，然后加入40%的甲醛溶液0.5mL，加热沸腾，未见红色沉淀产生，主要原因是()A．甲醛的量太少 B．CuSO4的量太少C．NaOH的量太少 D．加热不充分答案C解析此反应必须在碱性环境中才能发生，NaOH的量太少。4．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D解析选项A中先加酸性高锰酸钾溶液，醛基和碳碳双键均被氧化，选项B中先加溴水，醛基被氧化、碳碳双键发生加成反应，选项A、B错误；对于选项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，则无法确定有机物A中是否含有碳碳双键。★总结提升醛基的检验银镜反应与新制Cu(OH)2悬浊液反应反应原理R—CHO＋2Ag(NH3)2OHeq\o(→,\s\up17(水浴加热))R—CHO＋2Cu(OH)2RCOONH4＋3NH3＋2Ag↓＋H2O△RCOOH＋Cu2O↓＋2H2O反应现象产生光亮的银镜产生砖红色沉淀定量关系R—CHO～2AgHCHO～4AgR—CHO～2Cu(OH)2～Cu2OHCHO～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必须过量配制银氨溶液的方法：向盛有AgNO3溶液的试管中逐滴滴加稀氨水，边滴边振荡，直到最初生成的沉淀恰好溶解为止。(先加硝酸)银(后加)氨(水得到)溶液考点羧酸酯1．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，可表示为R—COOH，官能团为—COOH，饱和一元羧酸的分子式为CnH2nO2(n≥1)。(2)分类eq\o(\s\up17(羧),\s\do15(酸))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al\co1(按烃基,不同分)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(脂肪酸：如乙酸、硬脂酸C17H35COOH、,油酸C17H33COOH,芳香酸：如苯甲酸)),\a\vs4\al\co1(按羧基,数目分)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(一元羧酸：如甲酸HCOOH、乙酸、硬脂酸,二元羧酸：如乙二酸HOOC—COOH,多元羧酸))))(3)羧酸的代表物——乙酸①组成和结构名称俗称分子式结构简式官能团乙酸醋酸C2H4O2CH3COOH—COOH②物理性质颜色状态气味溶解性无色液体有刺激性气味易溶于水和乙醇a.温度低于16.6℃时凝结成冰状固体，故纯醋酸又称为冰醋酸b．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加而降低。③化学性质a．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＋。b．酯化反应：酸脱羟基，醇脱氢。CH3COOH和CH3CHeq\o\al(18,2)OH发生酯化反应的化学方程式为：CH3COOH＋C2Heq\o\al(18,5)OHeq\o(,\s\up17(浓H2SO4),\s\do15(△))CH3CO18OCH2CH3＋H2O(4)几种重要的羧酸①甲酸：俗名蚁酸，是最简单的饱和一元羧酸。结构：既有羧基，又有醛基。化学性质：a．酸性。b．还原性(因为有醛基)银镜反应：HCOOH＋2[Ag(NH3)2]OHeq\o(→,\s\up17(△))(NH4)2CO3＋2Ag↓＋2NH3＋H2O与新制Cu(OH)2反应：HCOOH＋2Cu(OH)2eq\o(→,\s\up17(△))CO2↑＋3H2O＋Cu2O↓现象：先澄清，加热，有砖红色沉淀生成。c．酯化反应。②乙二酸：俗名草酸，可用来洗去钢笔水的墨迹。③苯甲酸：，酸性比较(电离出H＋的难易程度)：苯磺酸>草酸>甲酸>苯甲酸>乙酸>碳酸>苯酚>水>乙醇。④高级脂肪酸eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(硬脂酸C17H35COOH,软脂酸C15H31COOH))饱和高级脂肪酸，常温呈固态；油酸C17H33COOH不饱和高级脂肪酸，常温呈液态。2．酯(1)结构：羧酸酯的官能团“”，通式为，饱和一元羧酸与饱和一元醇所生成酯的通式为CnH2nO2。(2)物理性质eq\x(\a\al(低,级,酯))eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(——具有芳香气味的液体,——密度一般比水小,——水中难溶，有机溶剂中易溶))(3)化学性质酯的水解反应原理无机酸只起催化作用，碱除起催化作用外，还能中和水解生成的酸，使水解程度增大。(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。易错警示(1)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。(2)羧酸和酯的分子中都含有，但不能发生加成反应。(3)甲酸酯(HCOOR)具有醛基、酯基的双重性质。(4)酚酯()具有酯基、酚羟基的双重性质，1mol酚酯基能消耗2molNaOH。1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)冰醋酸是混合物。()(2)在水溶液里CH3COOH中的—CH3可以电离出H＋，故CH3COOH是四元酸。()(3)羧酸和酯可构成同分异构体。()(4)甲酸能发生银镜反应，能与新制Cu(OH)2的碱性悬浊液反应生成红色沉淀。()(5)丙烯酸CH2=CHCOOH和油酸C17H33COOH是同系物。()(6)在酸性条件下，CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH。()(7)乙酸乙酯中的少量乙酸可用饱和NaOH溶液除去。()(8)用新制的银氨溶液可以区分甲酸甲酯与乙醛。()提示(1)×(2)×(3)√(4)√(5)√(6)×(7)×(8)×2．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。题组一羧酸、酯的性质1.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答案B解析本题考查有机物的结构和性质，意在考查考生对有机物中官能团的类型和性质的理解能力。贝诺酯分子中含有酯基、酰胺键两种含氧官能团，A项错误；乙酰水杨酸不含酚羟基，而对乙酰氨基酚含有酚羟基，故可利用FeCl3溶液鉴别二者，B项正确；乙酰水杨酸含有羧基，能与NaHCO3溶液反应，但对乙酰氨基酚不能与NaHCO3溶液反应，C项错误；贝诺酯与足量NaOH溶液共热，酰胺键和酯键都能断裂，产物为、CH3COONa、，故D项错误。2．[2015·海南高考]芳香化合物A可进行如下转化：回答下列问题：(1)B的化学名称为______________________________________。(2)由C合成涤纶的化学方程式为__________________________________________________________。(3)E的苯环上一氯代物仅有两种，E的结构简式为__________________________________________________________。(4)写出A所有可能的结构简式：__________________________________________________________。(5)写出符合下列条件的E的同分异构体的结构简式：________。①核磁共振氢谱显示苯环上仅有两种氢②可发生银镜反应和水解反应答案(1)乙酸钠解析(1)根据B的分子式可写出其结构简式为CH3COONa，化学名称为醋酸钠。(2)涤纶是乙二醇和对苯二甲酸通过缩聚反应生成的高分子化合物，由此可知C为HOCH2CH2OH，合成涤纶的反应为eq\o(→,\s\up17(催化剂))＋(2n－1)H2O。(3)结合框图和A、B、C的分子式可确定E中含有7个碳原子和3个氧原子，根据苯环上一氯代物为2种，可确定苯环对位有不同的取代基，且一定含有羧基，E的结构简式为。(4)根据B、C、D的结构简式可确定A可能为(5)E的同分异构体一定为甲酸酯，且苯环上有2种不同氢原子，苯环上2个取代基在对位，即结构简式为HOOCHO。题组二羧酸、酯的同分异构现象3.某有机物Q的分子式为C4H8O2，下列有关分析正确的是()A．若Q在稀硫酸催化下加热进行反应能生成两种有机物，则Q的结构有4种B．若Q与NaHCO3溶液反应有气体生成，则Q的结构有4种C．若Q可发生银镜反应，则Q的结构有5种D．若Q有特殊香味且不溶于水，则Q的结构有3种答案A解析审清题干，明确题目要求是确定不同限定条件下分子式为C4H8O2的同分异构体的数目。当Q在稀硫酸催化下加热进行反应能生成两种有机物或Q有特殊香味且不溶于水时，均说明Q是酯类物质，有4种结构，分别为HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、CH3COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3，A项正确、D项错误；若Q与NaHCO3溶液反应产生气体说明它是羧酸，有2种结构：CH3CH2CH2COOH、(CH3)2CHCOOH，B项错误；若Q可发生银镜反应，则Q分子中含有甲酸酯基或醛基，若Q分子中含有甲酸酯基，则Q有HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)22种结构，若Q分子中含有醛基，则Q可视为C3H7—CHO分子中的—C3H7中的一个氢原子被—OH取代所得的产物，—C3H7有2种结构，即—CH2CH2CH3、—CH(CH3)2，分别有3种和2种等效氢原子，即Q分子中含有醛基时有5种结构，则符合题意的Q的结构共有7种，C项错误。4．下列是有机化合物A的转化过程：(1)若D在一定条件下可以被氧化为B，则A的结构简式为________；A水解的化学方程式为________________。(2)若有X、Y两物质，X、Y是A的同分异构体且X、Y、A属于同类物质，也能发生上述转化。①若B能发生银镜反应，C不能发生消去反应，则X的结构简式为________；②若B、D均不能发生银镜反应，则Y可能的结构简式有________。(3)若Z与A为不同类别的同分异构体，并且具有下列性质：①Z不能与NaHCO3溶液反应；②Z不能使溴水褪色；③1molZ与足量金属钠反应可以生成1molH2；④Z在光照条件下与氯气取代所得一氯取代产物只有两种(不考虑立体异构现象)。则Z的结构简式为________。答案(1)CH3CH2COOCH2CH2CH3解析(1)“D在一定条件下可以被氧化为B”，结合C转化为D的反应条件及整个转化流程可知：A、B、C、D分别为酯、羧酸、醇、醛，A中只有两个氧原子，说明A中只有一个酯基。“D在一定条件下可以被氧化为B”，说明B、D所含碳原子数相同，且所含碳原子数之和等于6，所以B、D分子中所含碳原子数均为3，则C为CH3CH2CH2OH，D为CH3CH2CHO，B为CH3CH2COOH，A为CH3CH2COOCH2CH2CH3。(2)①B为酸，若B能发生银镜反应，说明B为甲酸，C应为不能发生消去反应的含5个碳原子的醇(CH3)3CCH2OH；②若B、D均不能发生银镜反应，则B为不是甲酸的饱和一元羧酸，C为能催化氧化为酮的醇，且B、C分子中所含碳原子数之和为6，根据以上分析即可得出Y可能的结构简式。(3)“Z不能与NaHCO3溶液反应”，说明Z中没有羧基；“Z不能使溴水褪色，1molZ与足量金属钠反应可以生成1molH2”，说明Z中没有碳碳双键，且有两个羟基；结合A的分子式知Z中应有一个环，又因Z的一氯取代产物只有两种，所以Z的结构简式应为。题组三酯化反应及其应用5．1­丁醇和乙酸在浓硫酸作用下，通过酯化反应制得乙酸丁酯，反应温度为115～125℃A．不能用水浴加热B．长玻璃管起冷凝回流作用C．提纯乙酸丁酯需要经过水、氢氧化钠溶液洗涤D．加入过量乙酸可以提高1­丁醇的转化率答案C解析反应温度为115～125℃，用水浴加热达不到该温度，A正确；提纯乙酸丁酯时若加入NaOH溶液洗涤，会使酯水解，故C错误。6．近年来，乳酸成为研究热点，其结构简式为：请回答：(1)乳酸中含有的官能团的名称是________、________；若乳酸发生下列变化，请在箭头上填写所用试剂的化学式：(2)写出乳酸在浓硫酸作用下发生反应，生成分子式为C3H4O2的酸的结构简式并注明反应类型：______________________________。(3)聚乙烯、聚氯乙烯等高分子材料因难分解而给环境带来“白色污染”。①某公司首先开发出以乳酸为单体，能在60天内自然降解的聚乳酸高分子材料，聚乳酸的结构简式为______________________。②聚乳酸的降解可分为两个阶段，先在乳酸菌的作用下水解成乳酸单体，再在好氧细菌的作用下与O2反应转化为________和________。(4)写出乳酸在浓硫酸作用下发生反应，生成分子式为C6H8O4的六原子环状酯的化学方程式及反应类型：________________。(5)乳酸的同分异构体有下列性质：能发生银镜反应；1mol该物质与足量金属钠反应可生成2g氢气；该物质分子中有一个碳原子与4种不同的原子或原子团相连。写出该同分异构体发生银镜反应的化学方程式：_____________________________________。答案(1)羟基羧基NaOH(或Na2CO3或NaHCO3)Na(2)CH2=CH—COOH，消去反应解析(1)根据乳酸的结构简式可知，分子中含有的官能团是羟基和羧基。前一步反应中羟基不变，试剂是氢氧化钠或碳酸钠或碳酸氢钠，后一步反应中羟基生成—ONa，所以试剂只能是金属钠。(2)乳酸在浓硫酸作用下发生消去反应，生成分子式为C3H4O2的酸的结构简式为CH2=CH—COOH。(3)乳酸含有双官能团，可以通过发生缩聚反应生成聚乳酸，聚乳酸可降解为不带来污染的CO2和H2O。(4)两分子聚乳酸通过酯化反应生成环状酯C6H8O4的反应方程式为(5)能发生银镜反应，说明分子中含有醛基，1mol该物质与足量金属钠反应可生成2g氢气，说明分子中含有2mol羟基，再由该物质分子中有一个碳原子与4种不同的原子★总结提升酯化反应的类型(1)与酯有关的反应中物质的量的关系①酯化反应中，生成的酯基个数等于生成的水分子个数；②酯水解时，水解的酯基个数等于消耗的水分子个数。(2)酯化反应汇总①一元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如：CH3COOH＋HOC2H5eq\o(,\s\up17(浓硫酸),\s\do15(△))CH3COOC2H5＋H2O②一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，可得普通酯、环酯和高聚酯。如：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：考点烃的衍生物之间的转化关系及应用写出以溴乙烷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)_____________________________________________________(2)_____________________________________________________(3)_____________________________________________________(4)_____________________________________________________(5)_____________________________________________________(6)_____________________________________________________提示(1)CH3CH2Br＋NaOHeq\o(→,\s\up17(醇),\s\do15(△))CH2=CH2↑＋NaBr＋H2O(消去反应)题组一剖析合成路线，规范解答问题1.[2015·北京高考]“张－烯炔环异构化反应”被《NameReactions》收录。该反应可高效构筑五元环状化合物：(R、R′、R″表示氢、烷基或芳基)合成五元环有机化合物J的路线如下：(1)A属于炔烃，其结构简式是________。(2)B由碳、氢、氧三种元素组成，相对分子质量是30。B的结构简式是________________。(3)C、D含有与B相同的官能团，C是芳香族化合物。E中含有的官能团是________。(4)F与试剂a反应生成G的化学方程式是______________；试剂b是________。(5)M和N均为不饱和醇。M的结构简式是________。(6)N为顺式结构，写出N和H生成I(顺式结构)的化学方程式__________________________________________________________。答案(1)(2)HCHO(3)碳碳双键、醛基解析(1)A属于炔烃，结合A的分子式可知A的结构简式为。(2)根据B的元素种类和相对分子质量可判断B是甲醛。(3)类比题中“已知”反应，可知C与D反应生成的E中的官能团是碳碳双键、醛基。(4)根据题意可推出F的结构简式为，H的结构简式为，由F得到H先发生加成反应，然后发生消去反应，最后酸化。(5)结合题图可知，M为。(6)N为顺式结构，则N为；I(顺式结构)为。2．[2015·衡阳期末]芳香族化合物A1和A2分别与浓H2SO4在一定温度下共热都只生成烃B。B的蒸气密度是同温同压下H2密度的59倍；B的苯环上的一硝基取代物有三种。有关物质在一定条件下的转化关系如下图所示：(1)D的分子式为________；I中官能团名称为________；反应③的反应类型是________反应。(2)写出下列物质的结构简式：A2______________；X______________。(3)写出下列反应的化学方程式：①____________________________________________________；④____________________________________________________。(4)化合物J是比化合物E多一个碳原子的E的同系物。化合物J有多种同分异构体，同时满足：①苯环上有两个取代基，②能使FeCl3溶液显色，③与E含有相同官能团的同分异构体有________种。其中核磁共振氢谱图中峰面积比为1∶1∶2∶2∶6的结构简式为：____________________。答案(1)C9H12O2羧基氧化解析烃B的相对分子质量＝59×2＝118，分子式为C9H10，根据A1、A2分别与浓H2SO4在一定温度下共热都只生成B，B的苯环上的一硝基取代物有三种可知B为题组二多官能团的识别与有机物性质的预测3.[2015·江苏高考](双选)己烷雌酚的一种合成路线如下：下列叙述正确的是()A．在NaOH水溶液中加热，化合物X可发生消去反应B．在一定条件下，化合物Y可与HCHO发生缩聚反应C．用FeCl3溶液可鉴别化合物X和YD．化合物Y中不含有手性碳原子答案BC解析卤代烃在NaOH醇溶液中发生消去反应，在NaOH水溶液中发生的是取代反应，A项错误；酚羟基可与HCHO发生缩聚反应，类似于酚醛树脂的制备，B项正确；X中无酚羟基，而Y中有，所以可用FeCl3溶液鉴别X和Y，C项正确；中标“*”的碳原子为手性碳原子，D项错误。4．普伐他汀是一种调节血脂的药物，其结构如图所示(未表示出其空间构型)。下列关于普伐他汀的性质描述不正确的是()A．3个—OH皆可发生催化氧化反应B．能使酸性KMnO4溶液褪色C．能发生加成、取代、消去反应D．1mol该物质最多可与1molNaOH反应答案D解析与3个—OH直接相连的碳上皆有氢原子，可发生催化氧化反应，故A正确；含碳碳双键、—OH，能使酸性KMnO4溶液褪色，故B正确；含碳碳双键可发生加成反应，含—OH可发生取代、氧化和消去反应，故C正确；—COOH、均可与NaOH反应，则1mol该物质最多可与2molNaOH反应，故D错误。★总结提升(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)官能团与反应类型特色专题的归纳整合：有机物的燃烧规律有机物燃烧的规律是中学化学基础中的常见题型，也是高考化学中的热点内容，该类试题中出现较多的是给出反应物或生成物之间的定量关系，进行求解相关问题，是有机化学计算中的一类保留题目。[专题归纳]1．不同有机物完全燃烧时耗氧量相同的几种情况(1)物质的量相同时，有机物的含氧衍生物若可改写为CxHy·(CO2)m·(H2O)n的形式，则该有机物的耗氧量与烃CxHy耗氧量相同，符合此情况的有：①含相同碳原子数的烯烃、环烷烃、饱和一元醇、醚完全燃烧时耗氧量相同；②含相同碳原子数的炔烃、二烯烃、饱和一元醛、酮及饱和二元醇完全燃烧时耗氧量相同；③含相同碳原子数的饱和一元羧酸、酯及饱和三元醇完全燃烧时耗氧量相同。(2)质量相同时，最简式相同则耗氧量相同。最简式相同的物质有：CH2O——甲醛、乙酸、甲酸甲酯；CnH2nO——饱和一元醛、酮与二倍于其碳原子数的饱和一元羧酸或酯(如乙醛与丁酸)。2．燃烧产物为一定量时分子组成需满足的条件(1)等质量的不同有机物完全燃烧燃烧情况产生CO2的量相等产生的H2O的量相等产生CO2、H2O的量均相等需满足的条件不同分子中C%须相等不同分子中H%须相等不同分子中C%、H%均相等(2)等物质的量的不同有机物完全燃烧燃烧情况产生CO2的量相等产生H2O的量相等产生CO2、H2O的量均相等需满足的条件不同的分子中含C原子个数须相等不同分子中含H原子个数须相等不同分子中含C、H原子个数均相等[典例]有总物质的量一定的甲烷和某有机物A(分子式为CaHbOc，a、b、c均为正整数)的混合物。(1)若混合物中甲烷和A不论以何种比例混合，其完全燃烧所生成水的物质的量不变，则A的组成必须满足的条件是_________________________________________________________；符合此条件的A中，相对分子质量最小的A的分子式为__________________________________________________________。(2)若混合物中甲烷和A不论以何种比例混合，其完全燃烧所消耗的氧气和生成水的物质的量均不变，则A的组成必须满足的条件是__________________________________________________________；符合此条件的A中，相对分子质量最小的A的分子式为__________________________________________________________。(3)若有机物CxHy(x、y为正整数)和CaHbOc(a≥x)不论以何种比例混合，只要混合物的总物质的量一定，完全燃烧所消耗的氧气和生成水的物质的量均不变，那么，这两种有机物组成必须满足的条件是(用含x、y、a、b、c的代数式表示)______________________。[答案](1)b＝4CH4O(2)b＝4，a－eq\f(c,2)＝1(a≥2)C2H4O2(3)b＝y，a－eq\f(c,2)＝x(a≥x＋1)[解析](1)总物质的量一定，不论以何种比例混合，生成水的物质的量不变，其中一种为CH4，则A分子中b＝4，含氧衍生物中相对分子质量最小的a＝1，c＝1，即CH4O(CH3OH，甲醇)。(2)要使消耗O2和生成水的物质的量均不变，则b＝4，Ca－eq\f(c,2)H4(CO2)eq\f(c,2)，即a－eq\f(c,2)＝1(a≥2)，相对分子质量最小的为c＝2，a＝2，即C2H4O2。(3)依据(2)得：b＝y，a－eq\f(c,2)＝x，因c最小为正整数2，所以a≥x＋1。[考题集训]1．[2016·河北保定调研]两种有机物以任意比例混合，一定条件下在aL(标准状况)足量O2中充分燃烧，再将剩余的氧气和全部的生成物通过足量的过氧化钠，得到气体的体积大于aL(标准状况)，下列组合中符合此条件的是()A．CH4、C2H4B．CH3OH、CH3COOHC．C6H6、HCOOCH3D．HCOOH、HOCH2CH2COOH答案D解析根据CxHyOz＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)－\f(z,2)))O2eq\o(→,\s\up17(△))xCO2＋eq\f(y,2)H2O，1mol有机物CxHyOz在足量O2中完全燃烧时消耗的n(O2)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x＋\f(y,4)－\f(z,2)))mol；根据2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑、2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，1mol有机物CxHyOz完全燃烧生成的H2O、CO2与Na2O2反应后释放的n(O2)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,2)＋\f(y,4)))mol。由题意知，eq\f(x,2)＋eq\f(y,4)>x＋eq\f(y,4)－eq\f(z,2)，即z>x(有机物中氧原子数大于碳原子数)，D项符合该条件。2．[2016·昆明调研]观察下列①～④组气体有机混合物的分子组成特点：①C2H4和C2H4(H2O)；②C2H2(H2O)和C2H2(H2O)2；③CH4和CH4(CO2)；④C2H6和C2H6(CO2)(H2O)。各组分以任意比混合充分燃烧。下列结论正确的是()A．各组混合物总物质的量不变，消耗氧气的质量不变B．各组混合物总质量不变，消耗氧气的质量不变C．各组混合物总质量不变，生成水的质量不变D．各组混合物总物质的量不变，生成CO2的质量不变答案A解析①组中虽然分子式不一样，但C2H4(H2O)中只有C2H4消耗氧气，所以两者只要物质的量不变，消耗氧气的质量不变，生成CO2的质量不变，但由于两者的相对分子质量不相等，所以B、C项错误。同理可分析②组符合A、D项；③、④组符合A项，不符合D项。3．[2015·乌鲁木齐诊断]总质量一定时，不论以任何比例混合，完全燃烧生成CO2与H2O的量为定值的是()A．C3H8O和C2H6O B．C2H4和C3H8C．和C2H4 D．CH2O和C2H4O2答案D解析本题考查了有机物燃烧的知识，意在考查考生的分析判断及计算能力。两种化合物中只有碳和氢的质量分数相同即二者的最简式相同时，才符合题目要求，符合此条件的只有D选项。1．[2015·课标全国卷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．C14H16O4C．C16H22O5 D．C16H20O5答案A解析1mol羧酸酯水解生成1mol羧酸和2mol乙醇，说明1mol羧酸酯中含有2mol酯基。该水解过程可表示为C18H26O5＋2H2O→羧酸＋2C2H5OH，由原子守恒知，该羧酸的化学式为C14H18O5，A项正确。2．[2015·重庆高考]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D．Y可作加聚反应单体，X可作缩聚反应单体答案B解析X、Z中含有酚羟基，能与溴水发生取代反应使溴水褪色，Y中含有碳碳双键，能与Br2发生加成反应而使溴水褪色，A项正确；酚的酸性小于H2CO3大于HCOeq\o\al(－,3)，所以X、Z均不能与NaHCO3溶液反应放出CO2，B项错误；Y在FeBr3催化下能与Br2发生取代反应，Y中的碳碳双键能与Br2、H2O等发生加成反应，C项正确；Y中的碳碳双键能发生加聚反应，X能与甲醛等物质发生缩聚反应，D