高考化学一轮复习有机化学基础第38讲烃的含氧衍生物课件.pptx

第38讲 烃的含氧衍生物,【考纲要求】 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.了解有机分子中官能团之间的相互影响。3.了解醇、酚、醛、羧酸、酯的重要应用以及合成方法。,考点突破,真题体验,考点突破 梳理、讲解、训练 一站式突破,知识梳理,考点一 醇和酚的结构与性质,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。醇的官能团为 ,饱和一元醇分子通式为 。,羟基,直接,2.醇的分类,3.醇、酚的物理性质 (1)醇的物理性质变化规律,高于,升高,易溶于,减小,(2)酚的物理性质,酒精,4.醇、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表所示。,以乙醇为例,完成下列条件下的化学方程式,并指明断键位置及反应类型。,置换,取代,氧化,2CH3CH2ONa+H2,CH3CH2Br+H2O,2CH3CHO+2H2O,消去,取代,CH3CH2OCH2CH3+H2O,取代,CH3COOCH2CH3+H2O,(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 ;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,活泼,石炭酸,澄清,浑浊,显色反应 苯酚跟FeCl3溶液作用产生 溶液,利用这一反应可以检验苯酚的存在。,紫色,氧化反应 苯酚易被空气中的氧气氧化而显 色;易被酸性KMnO4溶液氧化;易燃烧。,粉红,【思维诊断】 判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。,提示:(1) (2) (3) (4),提示:(5) (6) (7),提示:(8) (9),提示:(1) (2) ,(1)其中能发生催化氧化反应的有 ,被氧化后生成醛的有 。 (2)其中能发生消去反应的有 ,消去反应得到的产物相同的有 。,考点演练,考向一 醇、酚的结构与性质,1.膳食纤维具有突出的保健功能,是人体的“第七营养素”。木质素是一种非糖类膳食纤维,其单体之一是芥子醇,结构简式如图所示。下列有关芥子醇的说法正确的是( ) A.芥子醇的分子式是C11H14O4,属于芳香烃 B.1 mol芥子醇与足量浓溴水反应,最多消耗3 mol Br2 C.芥子醇不能与FeCl3溶液发生显色反应 D.芥子醇能发生的反应类型有氧化反应、取代反应、加成反应,D,解析:芥子醇结构中含有氧元素,故不是烃,A项错误;酚羟基所在苯环上邻对位没有可被取代的氢原子,只有碳碳双键与溴发生加成反应,B项错误;芥子醇中含有酚羟基,能与FeCl3溶液发生显色反应,C项错误;碳碳双键、醇羟基能发生氧化反应,醇羟基能发生取代反应,苯环、碳碳双键能发生加成反应,D项正确。,2.(2018北京石景山区期末)去甲肾上腺素可以调控动物机体的植物性神经功能,其结构简式如图所示,下列说法正确的是( ) A.该有机物的分子式是C8H10NO3 B.1 mol该有机物最多能与2 mol Br2发生反应 C.该有机物不能与Na2CO3溶液反应 D.该有机物既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应,解析:由去甲肾上腺素的结构简式可知,其分子式为 C8H11NO3,A错误;该有机物含2个酚羟基,与Br2发生苯环上酚羟基的邻、对位取代,故1 mol该有机物最多能与3 mol Br2发生反应,B错误;由于酚羟基的酸性强于HC ,故该有机物能与Na2CO3溶液反应,C错误;该有机物含有酚羟基,可与NaOH溶液反应;含有NH2,可与盐酸反应,D正确。,D,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物质的量分别相等 C.一定条件下,两种物质都能发生酯化反应和氧化反应 D.N分子中,可能在同一平面上的原子最多有14个,C,解析:M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物质的量不相等,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。,考向二 醇的消去反应和催化氧化反应规律,4.(2018江西抚州调研)下列醇类物质中既能发生消去反应,又能发生催化氧化生成醛类的物质是( ),C,解析:发生消去反应的条件:与OH相连的碳原子的相邻碳原子上有H原子,上述醇中,B项不符合。与羟基(OH)相连的碳原子上有H原子的醇可被氧化,但只有含有两个氢原子的醇(即含有CH2OH)才能转化为醛。,5.有机物C7H15OH,若它的消去反应产物有三种,则它的结构简式为( ),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。,(1)能被氧化成含相同碳原子数的醛的是 。 (2)能被氧化成酮的是 。 (3)能发生消去反应且生成两种产物的是 。,练后反思,2.醇的催化氧化反应规律 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。,知识梳理,考点二 醛的结构与性质,1.醛的概念:由烃基与 相连而构成的化合物,可表示为RCHO,官能团是 CHO。甲醛是最简单的醛。饱和一元醛分子的通式为 (n1)。,2.常见的醛甲醛、乙醛,醛基,CnH2nO,HCHO,气,刺激性,易溶,CH3CHO,液,4.醛的应用和对环境、健康产生的影响 (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%的甲醛水溶液俗称 ;具有杀菌(用于种子杀菌)和防腐(用于浸制生物标本)性能等。 (3)劣质的装饰材料中挥发出的 是室内主要污染物之一。,福尔马林,甲醛,【思维诊断】 1.判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。 (1)甲醛分子中的所有原子都在同一平面上。( ) (2)醛基的结构简式可以写成CHO,也可以写成 COH。( ) (3)醛类既能被氧化为羧酸,又能被还原为醇。( ) (4)醛类物质发生银镜反应或与新制Cu(OH)2的反应均需在碱性条件下。( ) (5)乙醛能被弱氧化剂(新制氢氧化铜悬浊液或银氨溶液)氧化,所以也能被酸性KMnO4溶液氧化,使酸性KMnO4溶液褪色。( ),提示:(1) (2) (3) (4) (5),提示:(6),2.中学化学中哪些有机物可能发生银镜反应或与新制 Cu(OH)2 反应? 提示:含CHO的有机物,如醛类、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖都可发生以上两种反应。,考点演练,考向一 醛的结构与性质,1.(2018海南三亚模拟)某有机物A,它的氧化产物甲和还原产物乙都能和金属钠反应放出H2。甲和乙反应可生成丙,甲和丙均能发生银镜反应。有机物A是( ) A.甲醇 B.甲醛 C.甲酸 D.甲酸甲酯,B,解析:某有机物A,它的氧化产物甲和还原产物乙都能和金属钠反应放出H2,说明A是醛,甲是羧酸,乙是醇,甲和乙反应可生成丙,丙是酯类。甲和丙均能发生银镜反应,所以有机物A是甲醛。,2.(2018河南郑州二测)2015年,我国科学家屠呦呦因发现青蒿素治疗疟疾新疗法而荣获诺贝尔生理学或医学奖。青蒿素可由香茅醛经过一系列反应合成(如图)。下列说法正确的是( ) A.青蒿素易溶于水,更易溶于乙醇等有机溶剂中 B.向香茅醛中滴加溴水后溴水褪色,证明香茅醛中含有碳碳双键 C.香茅醛与青蒿素均能发生氧化、取代、聚合反应 D.香茅醛的同系物中,含4个碳原子的有机物有3种(不考虑立体异构),D,A,练后反思,1.醛分子中-H的反应 醛分子中,由于羰基氧原子吸电子的能力很强,其吸电子作用波及-C原子,结果使CH键的极性增强,因此醛的-H比烯烃的更活泼,容易发生卤代和羟醛缩合反应。 2.羟醛缩合反应 在稀碱或稀酸的催化作用下,有-H的醛或酮还可以进行自身加成反应,如一分子醛的-H加到另一分子醛的羰基氧原子上,其余加到羰基碳原子上,生成-羟基醛。,考向二 含醛基有机物的特征反应及检验,4.下列操作不合适的是( ) A.银镜反应采用水浴加热 B.用通过盛溴水的洗气瓶的方法除去甲烷气体中含有的乙烯杂质 C.在乙醛还原新制Cu(OH)2的实验中,制 Cu(OH)2 时应保持NaOH过量,可直接加热 D.配制银氨溶液时,将AgNO3溶液滴入氨水中,D,解析:银镜反应采用水浴加热,A正确;乙烯和溴水发生加成反应,因此可用通过盛溴水的洗气瓶的方法除去甲烷气体中含有的乙烯杂质,B正确;在乙醛还原新制 Cu(OH)2 的实验中,应保持NaOH过量,可直接加热,C正确;配制银氨溶液时,应将氨水滴入AgNO3溶液中,D错误。,D,D,解析:A中先加酸性高锰酸钾溶液,醛基和碳碳双键均被氧化,B中先加溴水,醛基被氧化、碳碳双键发生加成反应,A、B错误;C中若先加银氨溶液,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A中是否含有碳碳双键。,练后反思,含醛基有机物的特征反应及检验,知识梳理,考点三 羧酸和酯的结构与性质,1.羧酸 (1)概念:由烃基与羧基相连构成的有机化合物,可表示为RCOOH,官能团为 ,饱和一元羧酸的分子通式为 (n1)。,COOH,CnH2nO2,(2)分类,C17H35COOH,C17H33COOH,强,(4)其他常见羧酸的结构和性质 甲酸:俗名蚁酸,是最简单的饱和一元羧酸。 既有 ,又有 ,具有羧酸与醛的性质。,COOH,CHO,常见高级脂肪酸,草酸,C17H35COOH,C15H31COOH,2.乙酸乙酯实验室制备问题分析,催化剂、吸水剂,浓硫酸,倒吸,吸收乙醇,中和乙醇,(2)物理性质,OH,OR,RCOOR,难,易,【思维诊断】 1.判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。 (1)分子式相同的羧酸和酯互为同分异构体。( ) (2)甲酸和甲酸酯能发生银镜反应。( ) (3)制备乙酸乙酯时,向浓H2SO4中缓慢加入乙醇和冰醋酸。( ) (4)羧基和酯基中的碳氧双键均能与H2加成。( ) (5)乙酸乙酯中的少量乙酸可用饱和NaOH溶液除去。( ) (6)1 mol酯基(酚酯)水解时,最多可消耗2 mol NaOH。( ) (7)乙酸与硬脂酸、油酸互为同系物。( ),提示:(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7),(8)在酸性条件下,CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH。( ) (9)C4H8O2同分异构体的种类有羧酸、酯、羟基醛等。( ),提示:(8) (9),2.分子式为C5H10O2且可与NaOH反应的有机化合物有(不考虑立体异构)多少种?,提示:分子式为C5H10O2且可与NaOH反应的有机化合物是羧酸或酯。若该有机物是羧酸,则可写为C4H9COOH,C4H9有4种结构,则羧酸有4种;若该有机物是酯,甲酸酯HCOOC4H9有4种,乙酸酯CH3COOC3H7有2种,丙酸酯CH3CH2COOC2H5有 1种,丁酸酯C3H7COOCH3有2种,故分子式为 C5H10O2,且可与NaOH反应的有机化合物共 4+4+2+1+2=13(种)。,考点演练,考向一 羧酸、酯的性质,1.(2018江西五校一模)有机物M的结构简式如图所示,与氢气发生加成反应得到物质甲,下列有关说法错误的是( ) A.有机物M含有2种官能团 B.有机物M的分子式为C4H6O2 C.有机物M能发生取代反应、加聚反应 D.甲的只含有一种官能团的链状同分异构体有6种,D,解析:含有碳碳双键和羧基,A正确;分子式为C4H6O2,B正确;含有羧基,可与醇发生酯化反应(取代反应),含碳碳双键,可发生加聚反应,C正确;满足题给条件的同分异构体有以下5种,酸:CH3CH2CH2COOH,酯:HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、 CH3COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3,D错误。,A.该物质能发生缩聚反应 B.该物质有7种不同化学环境的氢原子 C.该物质遇FeCl3溶液显色,1 mol该物质最多能与含 1 mol Br2的溴水发生取代反应 D.1 mol该物质最多消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为221,B,解析:该物质含有氨基、羟基、羧基等多种官能团,因此可以发生缩聚反应,A项正确;该物质有8种不同化学环境的氢原子,B项不正确;该物质含有酚羟基,所以遇FeCl3溶液显紫色,由于在苯环上羟基邻、对位只有一个H原子,所以1 mol该物质最多能与含1 mol Br2的溴水发生取代反应,C项正确;羧基、羟基可以与Na发生反应,羧基和酚羟基都可以与NaOH发生反应,只有羧基可以与NaHCO3发生反应,在该化合物的一个分子中含有一个酚羟基、一个羧基,所以1 mol该物质最多消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为221,D项正确。,(3)C与B互为同分异构体,苯环上一氯取代物只有两种,C不与NaHCO3反应,能与Na、NaOH反应,等质量C消耗Na、NaOH物质的量之比为23,则C可能的结构简式为 (写出其中任意一种即可)。,练后反思,2.有机物消耗NaOH总结,考向二 酯化反应和水解反应的应用,C,解析: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CH2OH结构的醇能氧化生成醛,戊醇相当于丁基与CH2OH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,所以不可能所有原子共平面,D项错误。,5.(2018山东济南一模)某酯R在稀硫酸和加热条件下水解,生成1 mol HOCH2CH2OH(乙二醇)和2 mol羧酸C5H10O2,则R的结构有(不考虑立体异构)( ) A.6种 B.10种 C.12种 D.14种,解析:羧酸C5H10O2有4种结构,分别记作a、b、c、d,羧酸与二元醇形成酯时羧酸的组合方式有如下情况:aa、ab、ac、ad、bb、bc、bd、cc、cd、dd,共10种。,B,6.已知葡萄糖在乳酸菌作用下可转化为乳酸(C3H6O3)。 (1)取9 g乳酸与足量的金属Na反应,可生成2.24 L H2(标准状况),另取等量乳酸与等物质的量的乙醇反应,生成 0.1 mol乳酸乙酯和1.8 g水,由此可推断乳酸分子中含有的官能团名称为 。,(3)两个乳酸分子在一定条件下脱水生成环酯(C6H8O4),则此环酯的结构简式是 。 (4)乳酸在浓H2SO4作用下,三分子相互反应,生成链状结构的物质,写出其生成物的结构简式: 。 (5)在一定条件下,乳酸发生缩聚反应生成聚酯,该高聚物可表示为 。,练后反思,强化突破28 官能团与有机反应类型,要点解读,1.有机物有什么样的结构,有什么样的官能团,就能发生什么类型的有机反应,常见官能团与反应类型总结如下:,2.确定多官能团有机物性质的三步骤,注意:有些官能团性质会交叉。例如,碳碳三键与醛基都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,也能与氢气发生加成反应等。,对点专训,1.(2018福建漳州八校联考)某有机物的结构如图所示,这种有机物不可能具有的性质是( ),可以与氢气发生加成反应 能使酸性KMnO4溶液褪色 能跟NaOH溶液反应 能发生酯化反应 能发生加聚反应 能发生水解反应 A. B.只有 C.只有 D.,B,解析:该有机物中含有苯环和碳碳双键,可与氢气发生加成反应,正确;该有机物中含有OH和碳碳双键,能被酸性KMnO4溶液氧化,使酸性KMnO4溶液褪色,正确;该有机物中含有羧基,可以和NaOH反应,正确;该有机物中含有羧基,可以和醇发生酯化反应,正确;该有机物中含有碳碳双键,可以发生加聚反应,正确;该有机物中没有可以水解的官能团,不能发生水解反应,错误。,A,解析:X与Y互为同分异构体,Y中含有酚羟基,故可用FeCl3溶液鉴别,A项正确;题给有机物分子不能发生水解反应,B项错误;3-甲基-3-乙基戊烷的一氯代物有3种,C项错误;乙醇为常见的有机溶剂,乙酸乙酯在乙醇中的溶解度比其在水中的溶解度大,D项错误。,3.(2018山西高三模拟)指甲花中存在的-紫罗兰酮属于一种萜类化合物,可作为合成维生素A的原料。下列有关-紫罗兰酮的说法正确的是( ) A.紫罗兰酮的分子式为C10H14O B.分子中所有碳原子可能处于同一平面 C.与足量的H2反应后,分子中官能团的种类减少一种 D.和酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液发生的反应类型相同,C,解析:由-紫罗兰酮的结构简式可知,该物质的分子式为C13H20O,故A错误;由-紫罗兰酮的结构简式可知,-紫罗兰酮分子中含有多个饱和碳原子,分子中所有碳原子不可能处于同一平面,故B错误;与足量的H2反应后,分子中碳碳双键发生加成反应而消失,羰基发生加成反应变成羟基,官能团种类由两种变为一种,故C正确;-紫罗兰酮和酸性KMnO4溶液发生氧化反应,和溴的四氯化碳溶液发生加成反应,反应类型不同,故D错误。,真题体验 考题、考向、考法 感悟中升华,1.(双选题)(2018江苏卷,11)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: 下列有关化合物X、Y的说法正确的是( ) A.X分子中所有原子一定在同一平面上 B.Y与Br2的加成产物分子中含有手性碳原子 C.X、Y均不能使酸性KMnO4溶液褪色 D.XY的反应为取代反应,BD,2.(2017江苏卷,11)萜类化合物广泛存在于动植物体内,关于下列萜类化合物的说法正确的是( ) A.a和b都属于芳香族化合物 B.a和c分子中所有碳原子均处于同一平面上 C.a、b和c均能使酸性KMnO4溶液褪色 D.b和c均能与新制的Cu(OH)2反应生成红色沉淀,C,解析:a中没有苯环,不属于芳香族化合物,A项错误;a、c中所有碳原子不可能共平面,B项错误;a中的碳碳双键、b中的羟基以及与苯环相连的甲基、c中的醛基均可以被酸性 KMnO4溶液氧化,C项正确;与新制Cu(OH)2反应的官能团为醛基,只有c可以与新制Cu(OH)2反应,而b不能,D项错误。,3.(2015上海卷,9)已知咖啡酸的结构如图所示。关于咖啡酸的描述正确的是( ) A.分子式为C9H5O4 B.1 mol咖啡酸最多可与5 mol氢气发生加成反应 C.与溴水既