（新课标）高考化学总复习第三节烃的含氧衍生物讲义.docx

第三节烃的含氧衍生物高考备考指南考纲定位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.了解烃类及衍生物的重要应用以及烃的衍生物合成方法。 3.了解有机分子中官能团之间的相互影响。核心素养1.宏观辨识从不同角度认识醇、酚、醛、羧酸、酯的主要性质和应用。2.微观探析从组成、结构上探析烃的含氧衍生物的性质，形成“结构决定性质”的观念。3.科学探究根据实验目的或合成目标，设计烃的含氧衍生物的性质或合成探究方案，并进行实验操作。4.模型认识领悟有机物的衍变关系“烯醇醛酸酯”转化模型，了解转化的原理。醇和酚(对应复习讲义第147页)1醇、酚的定义(1)醇是羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物，饱和一元醇的通式为CnH2n1OH。(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OH。(3)醇的分类醇类2醇和酚的物理性质(1)醇类物理性质的变化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。条件断键位置反应类型化学方程式(以乙醇为例)Na2CH3CH2OH2Na2CH3CH2ONaH2HBr，取代反应CH3CH2OHHBrCH3CH2BrH2OO2(Cu)，氧化反应2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O浓硫酸，170 消去反应CH3CH2OHCH2=CH2H2O浓硫酸，140 取代反应2CH3CH2OHC2H5OC2H5H2OCH3COOH(浓硫酸、)取代(酯化)反应CH3COOHC2H5OHCH3COOC2H5H2O(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，苯酚中苯环上的氢原子比苯中的氢原子活泼。弱酸性苯酚电离方程式为OHOH，俗称石炭酸，但酸性很弱，不能使紫色石蕊试液变红。苯酚与NaOH反应的化学方程式为OHNaOHONaH2O。苯环上氢原子的取代反应苯酚与饱和溴水反应，产生白色沉淀，反应的化学方程式为OH3Br2BrBrOHBr3HBr。显色反应 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。提醒OH的酸性很弱，可用ONa溶液与CO2的反应来证明。ONa溶液与CO2反应生成NaHCO3，而不生成Na2CO3，是因为酸性：H2CO3OHHCO。(1)CH3OH和CH2OHCH2OH互为同系物。 ()(2)CH3OH、CH3CH2OH、CH2OHCH2OH的沸点逐渐升高。 ()(3)乙醇的分子间脱水反应和酯化反应都属于取代反应。()(4)CH2OH和CH3OH含有的官能团相同，二者的化学性质相似。 ()(5)鉴别苯酚溶液与乙醇溶液可滴加FeCl3溶液。 ()(6)除去苯中的苯酚，加入浓溴水再过滤。 ()提示(1)(2)(3)(4)(5)(6)1醇的催化氧化反应由醇催化氧化反应时断键成键的位置可知醇的催化氧化反应的产物跟羟基(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，生成不饱和键。可表示为CCHOH CCH2O。CH3OH、CCH3CH3CH3CH2OH、CH2OH等结构的醇不能发生消去反应。3酚与浓溴水发生取代反应时，只有酚羟基邻、对位上的氢原子被Br取代。1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 ()HOOCH3HOH2CCOOHCOOHHOCH3OHOHCH2CHOA属于酚类，可与NaHCO3溶液反应产生CO2B属于酚类，能使FeCl3溶液显紫色C1 mol最多能与含3 mol溴的溴水发生反应D属于醇类，可以发生消去反应 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FeCl3溶液发生显色反应，B错误；1 mol最多能与含2 mol溴的溴水发生反应，C错误。OHOH2.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，其结构简式如图所示，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A根据结构简式可推知其分子式为C9H14O2，A正确；分子结构中含CC，能使溴的四氯化碳溶液褪色，B错误；分子结构中无苯环，不是酚类，C错误；OH能发生酯化反应(取代反应)，D错误。3(2019贵阳模拟)双酚A也称BPA(结构如图所示)，严重威胁着胎儿和儿童的健康，甚至癌症和新陈代谢紊乱导致的肥胖也被认为与此有关。下列关于双酚A的说法正确的是()HOCH2CHCH2CCH3CH3CH2CHCH2OHA该化合物的分子式为C20H24O2B该化合物与三氯化铁溶液反应显紫色C该化合物的所有碳原子处于同一平面D1 mol双酚A与浓溴水反应，最多可与4 mol Br2发生取代反应BA项，该有机物的分子式为C21H24O2；B项，该物质中含有酚羟基能使FeCl3溶液显色；C项，连两个甲基的碳原子成四个共价键，碳原子不可能共平面；D项，溴取代酚羟基的邻对位，有2 mol溴发生取代反应。4(2018唐山模拟)雌二醇的结构简式如图所示，下列说法不正确的是()A能与Na、NaOH溶液、Na2CO3溶液反应 B能发生加成反应、取代反应、消去反应C该分子中所有碳原子不可能在同一个平面内D可与FeCl3溶液发生显色反应，但不能发生氧化反应DA项，该物质含有羟基，可与Na发生反应产生H2；含有酚羟基，可与NaOH溶液、Na2CO3溶液反应，正确。B项，该物质含有苯环，能发生加成反应；含有羟基，可以发生取代反应；由于醇羟基连接的碳原子的邻位碳原子上含有氢原子，所以可以发生消去反应，正确。C项，该物质含有饱和碳原子，由于饱和碳原子是四面体结构，所以该分子中所有碳原子不可能在同一平面内，正确。D项，由于该分子中含有酚羟基，所以可与FeCl3溶液发生显色反应，也能发生氧化反应，错误。脂肪醇、芳香醇、酚类物质的比较脂肪醇芳香醇酚实例CH3CH2OHCH2OHOH官能团OHOHOH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)取代反应(2)脱水反应(3)氧化反应(1)弱酸性(2)取代反应(3)显色反应(4)氧化反应(5)加成反应羟基H的活动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FeCl3溶液显紫色醛、羧酸、酯(对应复习讲义第149页)1醛(1)定义烃基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。(2)甲醛、乙醛物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(3)化学性质醛类物质既有氧化性又有还原性，以乙醛为例完成下列反应的化学方程式： 乙醛(4)醛的应用和对环境、健康产生的影响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。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(1)羧酸：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。(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CH2O2HCOOHCOOH和CHO乙酸C2H4O2CH3COOHCOOH(3)羧酸的代表物乙酸物理性质化学性质(主要取决于羧基)a酸的通性：以乙酸为例，乙酸是一种弱酸，其酸性比碳酸强，其电离方程式为CH3COOHCH3COOH。请写出乙酸表现酸性的主要的现象及化学方程式：乙酸b酯化反应：CH3COOH和CH3CHOH发生酯化反应的化学方程式为CH3COOHCH3CHOHCH3CO18OCH2CH3H2O。羧酸在生产、生活中的作用a乙酸(俗称醋酸)是食醋的成分之一。b许多羧酸是生物体代谢过程中的重要物质，许多动植物体内含有有机酸。c羧酸是重要的有机化工原料。3酯类 (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。 (2)官能团：COO。(3)物理性质：低级酯的物理性质。(4)化学性质酯的水解反应原理CORORH2OCOROHROH；CORORNaOHCORONaROH。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。(5)酯在生产、生活中的作用日常生活中饮料、糖果和糕点等常使用酯类香料。酯是重要的化工原料。提醒(1)醛基写为CHO或CHO，不能写成COH。(2)酯的水解反应属于取代反应。(1)凡是能发生银镜反应的有机物都是醛。 ()(2)乙酸分子中的CH3可以电离出H。 ()(3)碳原子数目相同的羧酸和酯可能构成同分异构体。()(4)酯分子中含有CO，可发生加成反应。()(5)乙酸乙酯中的少量乙酸可用饱和NaOH溶液除去。()(6)丙烯酸(CH2=CHCOOH)和油酸(C17H33COOH)是同系物。()提示(1)(2)(3)(4)(5)(6)角度1常见官能团的检验1(2019长春模拟)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先加新制氢氧化铜，微热，再加入溴水D先加入银氨溶液，微热，酸化后再加溴水D先加酸性高锰酸钾溶液，碳碳双键、CHO均被氧化，不能检验，故A错误；先加溴水，碳碳双键发生加成反应，CHO被氧化，不能检验，故B错误；先加新制氢氧化铜，微热，可检验CHO，但没有加酸酸化，后加入的溴水会与碱反应，故C错误；先加入银氨溶液，微热，可检验CHO，酸化后再加溴水，可检验碳碳双键，故D正确。2分子式为C3H6O2的有机物有多种同分异构体，现有其中的四种X、Y、Z、W，它们的分子中均含甲基，将它们分别进行下列实验以鉴别，其实验记录如下：NaOH溶液银氨溶液新制的Cu(OH)2悬浊液金属钠X中和反应无现象溶解产生氢气Y无现象有银镜加热后有砖红色沉淀产生氢气Z水解反应有银镜加热后有砖红色沉淀无现象W水解反应无现象无现象无现象回答下列问题：(1)写出下列物质的结构简式：X_，W_。(2)写出Y与新制的Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式：_。写出Z与NaOH溶液反应的化学方程式：_。解析根据实验现象推知，X分子中含COOH，应是CH3CH2COOH；Y分子中含有OH和CHO，结构简式为CH3CHCHOOH；Z水解后产物含CHO，则Z应是甲酸酯，结构简式为HCOOCH2CH3；W只发生水解反应，应是酯，结构简式为CH3COOCH3。答案(1)CH3CH2COOHCH3COOCH3(2)CH3CHCHOOH2Cu(OH)2NaOHCH3CHCOONaOHCu2O3H2OHCOOCH2CH3NaOHHCOONaCH3CH2OH含醛基有机物的特征反应及检验方法与新制Ag(NH3)2OH溶液反应与新制Cu(OH)2悬浊液反应反应原理RCHO2Ag(NH3)2OHRCOONH43NH32AgH2ORCHO2Cu(OH)2NaOHRCOONaCu2O3H2O反应现象产生光亮的银镜产生砖红色沉淀量的关系RCHO2AgHCHO4AgRCHO2Cu(OH)2Cu2OHCHO4Cu(OH)22Cu2O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)乙醛用量不宜太多，一般加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；(3)反应液直接加热煮沸角度2醇、酚、羧酸中羟基活泼性比较3(2019大庆模拟)COONaOOCCH3转变为COONaOH的方法是()A与足量NaOH溶液共热后，再通CO2B溶液加热，通入足量的SO2C与稀硫酸共热后，加入足量NaOH溶液D与足量稀硫酸共热后，加入足量Na2CO3A对比两种有机物的结构简式，利用碳酸的酸性强于酚羟基，但弱于羧基的性质来设计转化方法，应先将COONaOOCCH3在氢氧化钠的水溶液中水解转化为COONaONa，再通入CO2，即可转化得COONaOH，故A正确。4(2019新余模拟)某种药物合成中间体的结构简式为OHOHCOOHOHOHOOOH3C，有关该物质的说法不正确的是 ()A属于芳香族化合物B能发生消去反应和酯化反应C能分别与金属Na、NaHCO3溶液反应D1 mol该有机物与足量Na2CO3溶液反应，消耗5 mol Na2CO3D分子中含有苯环，为芳香族化合物，A项正确；分子中含有醇羟基，且与醇羟基相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子，可发生消去反应和酯化反应，B项正确；分子中含有羧基，可与金属钠、碳酸氢钠溶液反应，C项正确；分子中含有2个酚羟基和1个羧基，则1 mol该有机物与足量碳酸钠溶液反应，消耗3 mol Na2CO3，D项错误。 醇羟基、酚羟基、羧基的性质比较比较项目羟基类型氢原子活泼性电离酸碱性与Na反应与NaOH反应与NaHCO3反应醇羟基酚羟基羧基极难电离中性反应放出H2不反应不反应微弱电离很弱的酸