2020版高考化学复习第2部分有机化学基础第3单元烃的含氧衍生物教案苏教版选修.docx

烃的含氧衍生物考纲定位核心素养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烃的衍生物的合成方法。3了解有机化合物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。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。考点一| 醇与酚1醇、酚的概念(1)醇是羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物，饱和一元醇的分子通式为CnH2n1OH(n1)。(2)酚是羟基与苯环直接相连而形成的化合物，最简单的酚为苯酚(OH)。(3)醇的分类提醒：(1)醇与酚的官能团均为羟基(OH)；(2)OH与链烃基相连构成醇，如；OH与苯环直接相连构成酚，如；(3)酚与芳香醇属于不同类别的有机物，不属于同系物；(4)在醇分子中，同一个碳原子上不能连接2个或2个以上的OH。因为。2醇的结构与性质(1)乙醇的组成和结构(2)醇的物理性质及变化规律溶解性低级脂肪醇易溶于水，高级脂肪醇难溶于水。密度一元脂肪醇的密度一般小于1 gcm3。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。(3)从化学键的角度理解醇的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 2C2H5ONaH2HBr，加热取代C2H5OHHBrC2H5BrH2OO2(Cu)，加热氧化2C2H5OHO22CH3CHO2H2O浓硫酸，170 消去C2H5OHCH2=CH2H2O浓硫酸，140 取代2C2H5OHC2H5OC2H5H2OCH3COOH(浓硫酸，加热)取代(酯化)CH3COOHC2H5OHCH3COOC2H5H2O3酚的结构与性质(1)苯酚的组成和结构(2)苯酚的物理性质纯净的苯酚是无色晶体，有特殊气味，易被空气氧化呈粉红色。苯酚常温下在水中的溶解度不大，当温度高于65_时，能与水混溶，苯酚易溶于酒精。苯酚有毒，对皮肤有强烈的腐蚀作用，如果不慎沾到皮肤上，应立即用酒精洗涤。(3)酚的化学性质苯环对羟基的影响弱酸性(酚OH比醇OH活泼)a电离方程式为C6H5OHC6H5OH，苯酚俗称石炭酸，但酸性很弱，不能使石蕊试液变红。b与活泼金属反应：2C6H5OH2Na2C6H5ONaH2。c与碱的反应：苯酚的浑浊液中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C6H5OHNaOHC6H5ONaH2O、C6H5ONaCO2H2OC6H5OHNaHCO3。羟基对苯环的影响苯环上氢原子易发生取代苯酚与饱和溴水反应，产生白色沉淀，反应的化学方程式为3Br23HBr。该反应能产生白色沉淀，常用于苯酚的定性检验和定量测定。显色反应苯酚跟FeCl3溶液作用显紫色，利用这一反应可检验苯酚的存在。氧化反应：苯酚易被空气中的氧气氧化而显粉红色；易被酸性高锰酸钾溶液氧化；容易燃烧。缩聚反应制酚醛树脂(n1)H2O。(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。深度归纳醇、酚的性质规律(1)醇催化氧化规律醇类的催化氧化的反应情况与跟羟基相连的碳原子上的氢原子个数有关。(2)醇消去反应的规律醇分子中，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。表示为(3)酚与溴水反应的取代位置酚分子中与OH处于邻、对位上的氢原子可以被Br取代，而间位上的氢原子不可以被Br取代。考法1醇、酚的结构与性质1下列关于有机化合物M和N的说法正确的是() M NA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CM分子中的醇羟基不能与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，所有原子均可能在同一平面上，即可能共面的原子最多有18个，D错误。2(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()A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。3对于C5H12O的同分异构体中(1)能催化氧化生成醛的醇有(结构简式，下同)_。(2)催化氧化生成酮的醇有_。(3)不能发生消去反应的醇有_。答案：(1) 考法2醇、酚的综合推断4(2019武汉模拟)酯类化合物H是一种医药中间体，常用作防晒霜中紫外线的吸收剂。实验室由化合物A和E制备H的一种合成路线如图：已知：OHOCH3OHCH3CH2ClCH2CH3回答下列问题：(1)经测定E的相对分子质量为28，常用来测定有机物相对分子质量的仪器为_。F中只有一种化学环境的氢原子，其结构简式为_。G中只有一种官能团，其结构简式为_。(2)(CH3)2SO4是一种酯，其名称为_。(3)A能与Na2CO3溶液及浓溴水反应，且1 mol A最多可与2 mol Br2反应。核磁共振氢谱表明A的苯环上有四种不同化学环境的氢原子。A的结构简式为_。C中含氧官能团的名称为_。(4)DGH的化学方程式为_。(5)C的同分异构体中能同时满足下列条件的共有_种。(不含立体异构)遇FeCl3溶液发生显色反应能发生水解反应(6)参照上述合成路线，设计一条由和(CH3)3CCl为起始原料制备的合成路线(其他试剂任选)：解析：(1)常用来测定有机物相对分子质量的仪器为质谱仪。经测定E的相对分子质量为28，应该为乙烯，乙烯氧化生成F，F中只有一种化学环境的氢原子，分子式为C2H4O，则F为环氧乙烷，其结构简式为 (或)。F与水反应生成G，G中只有一种官能团，根据G的分子式可知G为乙二醇。(2)(CH3)2SO4是一种酯，由甲醇与硫酸发生酯化反应而得，其名称为硫酸二甲酯。(3)A能与Na2CO3溶液及浓溴水反应，则A为酚，根据已知反应和B的分子式可推知A为甲基苯酚；酚羟基的邻、对位上的氢原子能被溴原子取代，1 mol A最多可与2 mol Br2反应，说明甲基在邻位或对位上；核磁共振氢谱表明A的苯环上有四种不同化学环境的氢原子，则甲基在邻位(若在对位，则苯环上只有两种不同化学环境的氢原子)。故A的结构简式为在碱性条件下与(CH3)2SO4反应生成B，B为被酸性高锰酸钾氧化生成C，C为，含氧官能团的名称为羧基、醚键。(4)C在浓HI溶液中反应生成D，D为，与HOCH2CH2OH在催化剂及加热条件下反应生成H和水，H为。(5) 的同分异构体满足：含有酚羟基；含有酯键。结合C的结构简式可推知，若苯环上有2个取代基，则取代基可以是酚羟基和HCOOCH2或CH3COO或CH3OOC，2个取代基有邻、间、对3种位置关系，则有339种；若取代基有3个，则为CH3、HCOO、酚羟基，先定2个取代基，再定第3个取代基，则甲基和酚羟基在邻位时HCOO有4种位置，甲基和酚羟基在间位时HCOO有4种位置，甲基和酚羟基在对位时HCOO有2种位置，共10种。故符合条件的同分异构体有19种。(6)根据已知反应知，和(CH3)3CCl在AlCl3、加热条件下反应生成，根据已知反应知，在碱性条件下与(CH3)2SO4反应生成在浓硫酸、加热条件下与浓硝酸发生硝化反应生成在浓HI溶液中反应生成，依此可设计出合成路线。答案：(1)质谱仪 (或)(2)硫酸二甲酯(3) 羧基、醚键考点二| 醛、羧酸和酯1醛(1)醛：醛是由烃基与醛基相连而构成的化合物，官能团为醛基(CHO)，饱和一元醛的分子通式为CnH2nO(n1)或CnH2n1CHO。(2)甲醛、乙醛的分子组成和结构分子式结构简式官能团甲醛CH2OHCHOCHO乙醛C2H4OCH3CHO(3)甲醛、乙醛的物理性质颜色状态气味溶解性甲醛无色气体刺激性气味易溶于水乙醛液体与水、乙醇等互溶(4)醛的化学性质醛类物质既有氧化性又有还原性，其氧化、还原关系为(RCH2OH)醇醛(RCHO)羧酸(RCOOH)。以乙醛为例在横线上写出有关化学方程式。氧化反应：a银镜反应：CH3CHO2Ag(NH3)2OHCH3COONH42Ag3NH3H2O；b与新制Cu(OH)2悬浊液反应：CH3CHO2Cu(OH)2NaOHCH3COONaCu2O3H2O；c催化氧化反应：2CH3CHOO22CH3COOH；d乙醛可被酸性KMnO4溶液氧化生成乙酸。还原反应：与氢气的加成反应CH3CHOH2CH3CH2OH。提醒：(1)醛基只能写成CHO或，不能写成COH；(2)醛与新制的Cu(OH)2悬浊液反应时碱必须过量且应加热煮沸；(3)醛类使酸性KMnO4溶液或溴水褪色，二者均为氧化反应。(5)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。甲醛与苯酚发生缩聚反应生成酚醛树脂。提醒：几个定量关系2羧酸(1)概念：由烃基与羧基相连构成的有机化合物。(2)官能团：羧基(COOH)。(3)通式：饱和一元羧酸的分子式为CnH2nO2(n1)，通式可表示为RCOOH。(4)化学性质(以乙酸为例)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CH3COOHCH3COOH。写出一个证明乙酸比碳酸酸性强的化学方程式2CH3COOHCaCO3=(CH3COO)2CaCO2H2O。酯化反应：CH3COOH和CH3CHOH发生酯化反应的化学方程式为CH3COOHCH3CHOHCH3CO18OC2H5H2O。(5)乙酸乙酯的实验室制法实验问题(6)几种重要的羧酸甲酸：俗名蚁酸，是最简单的饱和一元羧酸。结构：官能团：醛基、羧基。具有醛和羧酸的性质。乙二酸：结构简式：，俗名草酸。可用来洗去蓝黑色钢笔水的墨迹。苯甲酸：COOH，酸性比较(电离出H的难易程度)：草酸甲酸苯甲酸乙酸碳酸苯酚。高级脂肪酸饱和高级脂肪酸，常温呈固态；油酸：C17H33COOH不饱和高级脂肪酸，常温呈液态。3酯(1)概念：羧酸分子羧基中的羟基被OR取代后的产物，表示为可简写为RCOOR。(2)官能团：或COO。(3)常见低级酯的物理性质：具有芳香气味的液体，密度一般比水的小，难溶于水，易溶于有机溶剂。(4)酯的化学性质水解反应提醒：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，酯的水解平衡右移，水解程度增大。深度归纳检验CHO应注意的实验问题与新制Ag(NH3)2OH溶液反应与新制Cu(OH)2悬浊液反应注意事项试管内壁必须洁净；银氨溶液随用随配，不可久置；水浴加热，不可用酒精灯直接加热；乙醛用量不宜太多，一般加3滴；银镜可用稀硝酸浸泡洗涤除去新制Cu(OH)2悬浊液要随用随配，不可久置；配制新制Cu(OH)2悬浊液时，所用NaOH必须过量；反应液直接加热煮沸(5)形成环酯和高聚酯的酯化反应多元羧酸与多元醇之间的酯化反应羟基酸自身的酯化反应考法1醛、羧酸和酯的结构与性质1(2019陕西部分学校一模联考)水杨酸、冬青油、阿司匹林的结构简式如图，下列说法不正确的是()水杨酸 冬青油阿司匹林A由水杨酸制冬青油的反应是取代反应B阿司匹林的分子式为C9H8O4，在一定条件下水解可得水杨酸C冬青油苯环上的一氯取代物有4种D可用NaOH溶液除去冬青油中少量的水杨酸D水杨酸与甲醇发生酯化反应可生成冬青油，酯化反应属于取代反应，A项正确；阿司匹林的分子式为C9H8O4，阿司匹林在酸性条件下水解可得水杨酸，B项正确；冬青油苯环上有4种不同化学环境的氢原子，故其苯环上的一氯取代物有4种，C项正确；冬青油中含有的酚羟基和酯键都能与NaOH溶液反应，故不能用NaOH溶液除去冬青油中少量的水杨酸，D项错误。2(2019洛阳模拟)有机物A、B均为合成某种抗支气管哮喘药物的中间体，A在一定条件下可转化为B(如图所示)，下列说法正确的是()AA分子中所有碳原子均位于同一平面B用FeCl3溶液可检验物质B中是否混有AC物质B既能发生银镜反应，又能发生水解反应D1 mol B最多可与5 mol H2发生加成反应BA中1个饱和碳原子上连有3个碳原子(2个CH3中的C、1个苯环上的C)，这4个碳原子中最多有3个碳原子在同一平面上，故A项错误；A含有酚羟基，遇FeCl3溶液显紫色，而B不含酚羟基，因此可用FeCl3溶液检验物质B中是否混有A，B项正确；物质B含有醛基，可以发生银镜反应，但不含酯键或卤原子，不能发生水解反应，C项错误；1 mol B含有1 mol苯环、1 mol碳碳双键、1 mol醛基、1 mol羰基，最多可与6 mol H2发生加成反应，D项错误。考法2烃及烃的衍生物的衍变关系及应用3(2019太原模拟)环丁基甲酸是重要的有机合成中间体，其一种合成路线如下：(1)A属于烯烃，其结构简式是_。(2)BC的反应类型是_，该反应生成的与C互为同分异构体的副产物是_(写结构简式)。(3)E的化学名称是_。(4)写出DE的化学方程式：_。(5)H的一种同分异构体为丙烯酸乙酯(CH2=CHCOOC2H5)，写出聚丙烯酸乙酯在NaOH溶液中水解的化学方程式：_。解析：根据A为烯烃和A的分子式可确定A为CH2=CHCH3，结合AB的反应条件和B的分子式、C的结构简式可确定B为CH2=CHCH2Br；根据D的分子式、E的结构简式和DE的反应条件可知D为HOOCCH2COOH。答案：(1)CH2=CHCH3(2)加成反应(3)丙二酸二乙酯专项突破(二十九)有机反应类型的分类归纳类型一常见有机反应类型与有机物类别的关系反应类型有机物类别取代反应卤代反应饱和烃、苯和苯的同系物、卤代烃等酯化反应醇、羧酸、糖类等水解反应卤代烃、酯、低聚糖、多糖、蛋白质等硝化反应苯和苯的同系物等磺化反应苯和苯的同系物等加成反应烯烃、炔烃、苯和苯的同系物、醛等消去反应卤代烃、醇等氧化反应燃烧绝大多数有机物酸性KMnO4溶液烯烃、炔烃、苯的同系物等直接(或催化)氧化酚、醇、醛、葡萄糖等还原反应醛、葡萄糖等聚合反应加聚反应烯烃、炔烃等缩聚反应苯酚与甲醛、多元醇与多元羧酸等与浓硝酸的颜色反应蛋白质(含苯环的)与FeCl3溶液的显色反应酚类物质对点训练1有机物的结构简式如图所示，则此有机物可发生的反应类型有()取代加成消去酯化水解氧化中和ABCDB该有机物含有碳碳双键、酯键、羧基、羟基等官能团，碳碳双键可发生加成、加聚、氧化反应，酯键可以发生水解反应(属于取代反应)，羧基、羟基可以发生酯化反应(属于取代反应)，羟基还可发生氧化反应和消去反应，羧基还可以发生中和反应，故B项正确。2迷迭香酸是从蜂花属植物中提取得到的酸性物质，其结构简式如图所示。下列叙述正确的是()A迷迭香酸与溴单质只能发生取代反应B1 mol迷迭香酸最多能和9 mol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D1 mol迷迭香酸最多能和5 mol NaOH发生反应CA项，分子中含碳碳双键，可发生加成反应，错误；B项，苯环、碳碳双键能与氢气发生加成反应，则1 mol迷迭香酸最多能和7 mol氢气发生加成反应，错误；C项，含COOC可发生水解反应，含OH、COOH可发生取代反应、酯化反应，正确；D项，酚OH、COOC、COOH均与NaOH反应，则1 mol迷迭香酸最多能和6 mol NaOH发生反应，错误。类型二根据反应条件或试剂确定反应类型1消去反应(1)对于醇羟基的消去，控制反应的温度十分重要，如乙醇在浓硫酸存在下，170 时发生消去反应生成乙烯，在140 时发生取代反应(分子间脱水)生成乙醚(CH3CH2OCH2CH3)。浓硫酸的作用是催化剂，同时具有脱水和吸水的作用。(2)卤素原子的消去，必须使用相应的醇作为溶剂(非水溶剂)，因为卤代烃在NaOH水溶液中发生取代反应(水解反应)生成醇。2取代反应(1)烷烃发生卤代的条件：光照。(2)芳香烃发生苯环上卤代的条件：催化剂(Fe)。(3)卤代烃水解的条件：NaOH/水溶液。(4)醇和羧酸的酯化反应条件：浓硫酸、加热。(5)苯环上的硝化反应条件：浓硝酸和浓硫酸的混酸、加热。(6)苯环上的磺化反应条件：浓硫酸、加热。3加成反应含或CC的加成反应：H2(催化剂)。Br2(CCl4)。4氧化反应含CHO的有机物的氧化反应：与银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液共热。对点训练3(2019绵阳模拟)化合物F是一种食品保鲜剂，可按如下途径合成：H3CCHCHCHO F已知：RCHOCH3CHORCH(OH)CH2CHO。试回答：(1)A的化学名称是_，AB的反应类型是_，EF的反应类型是_。(2)BC的化学方程式为_，反应类型_。(3)CD所用试剂和反应条件分别是_。(4)E的结构简式是_。F中官能团的名称是_。解析：(1)结合F的结构简式及B的分子式C8H9Cl，可得A的结构简式为H3CCH3，所以A的化学名称是对二甲苯(或1,4二甲苯)，由AB所用试剂和反应条件分别是Cl2和光照，可得AB的反应类型为取代反应，EF的反应类型为消去反应。(2)由BC所用试剂和反应条件分别是NaOH/H2O、可知该反应为卤代烃的水解反应，化学方程式为H3CCH2ClNaOHH3CCH2OHNaCl。(3)由D到E所用试剂、反应条件并结合已知反应，可知D为醛类物质，所以CD为醇的催化氧化反应，所用试剂是O2/Cu或Ag，反应条件为加热。(4)结合已知反应可得E的结构简式是。F中官能团的名称是碳碳双键、醛基。答案：(1)对二甲苯(或1,4二甲苯)取代反应消去反应(2)H3CCH2ClNaOHH3CCH2OHNaCl取代反应(3)O2/Cu或Ag，加热(或氧气，催化剂、加热)(4) 碳碳双键、醛基类型三根据转化前后有机物的结构确定反应类型1加成反应加成反应的特点：“只上不下”，由反应物和反应特点可判断产物。烯烃H2烷烃。羰基H2醇。烯烃H2O醇。苯H2环己烷。2消去反应消去反应的特点：“只下不上”，由饱和键变成不饱和键。3氧化反应氧化反应的特点：“加氧或去氢”。醇醛酸。CH3COOH。4酯化反应与水解反应(二者均为取代反应)对点训练4(2019福州模拟)己二酸环酯类化合物是一种重要的化工试剂。其一种合成路线如下：已知：(CH3)2C= (试剂)回答下列问题：(1)按系统命名法，CH2(COOC2H5)2的名称为_。(2)A生成B的反应类型为_，化合物E中官能团的名称为_，F的分子式为_。(3)D生成E的化学方程式为_，反应类型为_。解析：(2)根据A、试剂和B的结构差别，试剂中的C=C变成CC，可知AB为加成反应。(3)根据D中的COOH和OH变成E中的，可知DE为酯化反应(取代反应)。答案：(1)丙二酸二乙酯(2)加成反应酯键和氰基C9H14O4(3) 取代反应(或酯化反应)课堂反馈真题体验1(2018全国卷，T36节选)近来有报道，碘代化合物E与化合物H在CrNi催化下可以发生偶联反应，合成一种多官能团的化合物Y，其合成路线如下：已知：RCHOCH3CHORCH=CHCHOH2O回答下列问题：(1)A的化学名称是_。(2)B为单氯代烃，由B生成C的化学方程式为_。(3)由A生成B、G生成H的反应类型分别是_、_。(4)D的结构简式为_。(5)Y中含氧官能团的名称为_。(6)E与F在CrNi催化下也可以发生偶联反应，产物的结构简式为_。解析：(2)CH3CCH与Cl2在光照条件下发生取代反应生成ClCH2CCH(B)，ClCH2CCH与NaCN在加热条件下发生取代反应生成HCCCH