【三维设计】（人教通用版）高考化学一轮总复习讲义 第三节 烃的含氧衍生物(1).doc

第三节烃的含氧衍生物明考纲要求理主干脉络1.了解醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点以及它们的相互联系。2.能列举事实说明有机分子中基团之间的相互影响。3.了解取代反应和消去反应。4.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。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，饱和一元醇的组成通式为cnh2n1oh或cnh2n2o。2分类3醇类物理性质的变化规律(1)在水中的溶解性：低级脂肪醇易溶于水。(2)密度：一元脂肪醇的密度一般小于1 g/cm3。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，醇的沸点远远高于烷烃。4醇类的化学性质(以乙醇为例)反应物及条件断键位置反应类型化学方程式na置换反应2ch3ch2oh2na2ch3ch2onah2hbr，取代反应ch3ch2ohhbr ch3ch2brh2oo2(cu)，氧化反应2ch3ch2oho22ch3cho2h2o浓硫酸，170消去反应ch3ch2ohch2=ch2h2o浓硫酸，140取代反应2ch3ch2oh ch3ch2och2ch3h2och3cooh(浓硫酸)取代反应ch3coohch3ch2oh ch3cooch2ch3h2o5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1.判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(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在水中的溶解度。()(3)ch3oh、ch3ch2oh、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。()提示：(1)(2)(3)(4)(5)2怎样证明某酒精产品中是否含有水分？提示：取少量试样于一洁净试管中，加入少量无水硫酸铜固体，若固体由白色变为蓝色，说明酒精中含有水分，否则不含水分。3灼烧后的铜丝趁热伸入到乙醇蒸气中会由黑变红，请用方程式解释之。提示：2cuo22cuocuoc2h5ohcuch3choh2o4向甲醇和乙醇的混合物中滴加浓h2so4并加热，可能会生成哪些有机物？提示：(1)乙醇发生消去反应生成ch2=ch2(2)分子间脱水可生成ch3och3ch3och2ch3ch3ch2och2ch35等物质的量的甲醇、乙二醇、丙三醇和足量的金属钠发生反应，生成h2的物质的量比为多少？提示：根据关系式ohh2可知，三者生成h2的物质的量之比为123。6现有以下几种物质：ch3ch2ch2oh(1)其中能发生催化氧化反应的有哪些？被氧化后生成醛的有哪些？(2)其中能发生消去反应的有哪些，消去反应得到的产物相同的有哪些？提示：(1)(2)1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。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。(2)表示：应用体验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()abcd2有机物c7h15oh，若它的消去反应产物有三种，则它的结构简式为()abcd答案专区1.解析：能发生消去反应的其与oh相连的碳原子的相邻碳原子上有h原子，b不符合。能被氧化生成醛的醇其分子中含有ch2oh结构，a、d不符合。答案：c2.解析：醇能发生消去反应的结构条件是：连有羟基的碳原子必须有相邻的碳原子且相邻碳原子上必须连有氢原子。若c7h15oh发生消去反应生成三种产物，则必须符合：连着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连有氢原子。答案：d苯酚1组成与结构分子式结构简式结构特点c6h6o或c6h5oh羟基与苯环直接相连2.物理性质色态无色晶体，露置于空气中因被氧化而呈粉红色溶解性常温下，在水中溶解度不大高于65，与水混溶毒性有毒，对皮肤有强烈腐蚀作用，皮肤上沾有苯酚应立即用酒精清洗3化学性质(1)羟基中氢原子的反应弱酸性：电离方程式为c6h5ohc6h5oh，俗称石炭酸，但酸性很弱，不能使紫色石蕊溶液变红。与活泼金属反应：与na反应的化学方程式为2c6h5oh2na2c6h5onah2。与碱的反应：苯酚的浑浊液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naohh2o，h2oco2nahco3。(2)苯环上氢原子的取代反应苯酚与浓溴水反应的化学方程式为：3br2(浓)3hbr。此反应常用于苯酚的定性检验和定量测定。(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)加成反应与h2：3h2 (5)氧化反应苯酚易被空气中的氧气氧化而显粉红色；易被酸性高锰酸钾溶液氧化；容易燃烧。(6)缩聚反应nnhcho(n1)h2o。1.判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1) 和含有的官能团相同，二者的化学性质相似。()(2)实验时手指上不小心沾上苯酚，立即用70以上的热水清洗。()(3)往溶液中通入少量co2的离子方程式为h2oco2co。()(4)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。()(5)苯中含有苯酚杂质可加入浓溴水使苯酚生成三溴苯酚沉淀，然后过滤除去。()提示：(1)(2)(3)(4)(5)2由羟基分别跟下列基团相互结合所构成的化合物中，属于醇类的是_，属于酚类的是_。abc6h5c dehoch2ch2提示：cebd3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ch3coohh2co3c6h5oh。(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？提示：(1)abcf(2)na2co32ch3cooh2ch3coonah2oco2、h2oco2nahco3(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。1脂肪醇、芳香醇、酚类物质的比较脂肪醇芳香醇酚实例ch3ch2ohc6h5ch2ch2ohc6h5oh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2醇、酚的同分异构体含相同碳原子数的酚、芳香醇与芳香醚互为同分异构体，但不属于同类物质。如c7h8o属于芳香族化合物的同分异构体有： (苯甲醇)、 (苯甲醚)、 (邻甲苯酚)、 (间甲苯酚)、 (对甲苯酚)。1.茶是我国的传统饮品，茶叶中含有的茶多酚可以替代食品添加剂中对人体有害的合成抗氧化剂，用于多种食品保鲜等，如图所示是茶多酚中含量最高的一种儿茶素a的结构简式，关于这种儿茶素a的有关叙述正确的是()分子式为c15h14o71 mol儿茶素a在一定条件下最多能与7 mol h2加成等质量的儿茶素a分别与足量的金属钠和氢氧化钠反应消耗金属钠和氢氧化钠的物质的量之比为111 mol儿茶素a与足量的浓溴水反应，最多消耗br2 4 molabc d2某些芳香族化合物与互为同分异构体，其中与fecl3溶液混合后显色和不显色的种类分别有()a2种和1种 b2种和3种c3种和2种 d3种和1种答案专区1.解析：儿茶素a的分子中含有两个苯环，1 mol儿茶素a最多可与6 mol h2加成；分子中含有5个酚羟基、1个醇羟基，只有酚羟基与naoh反应，1 mol儿茶素a最多消耗5 mol naoh，而醇羟基和酚羟基均能与na反应，1 mol儿茶素a最多消耗6 mol na。酚羟基邻对位上的h原子可与溴发生取代反应，因此1 mol儿茶素a最多可消耗4 mol br2。答案：d2.解析：该化合物的分子式为c7h8o，它与甲基苯酚(、)、苯甲醇()、苯甲醚()互为同分异构体，前三者遇fecl3溶液均发生显色反应。答案：c醛1概念醛是由烃基与醛基相连而构成的化合物，官能团为cho，饱和一元醛的分子通式为cnh2no(n1)。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ch2ohcho乙醛c2h4och3cho3.甲醛、乙醛的物理性质颜色状态气味溶解性甲醛无色气态刺激性气味易溶水乙醛液态与水、乙醇等互溶4.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：醇醛羧酸。5在生产、生活中的作用和影响(1)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。(2)劣质的装饰材料中挥发出的甲醛，是室内主要污染物之一。1.判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)醛基的结构简式可以写成cho，也可以写成coh。()(2)乙醛分子中的所有原子都在同一平面上。()(3)凡是能发生银境反应的有机物都是醛。()(4)醛类既能被氧化为羧酸，又能被还原为醇。()(5)完全燃烧等物质的量的乙醛和乙醇，消耗o2的质量相等。()(6)1 mol hcho与足量银氨溶液在加热的条件下充分反应，可析出2 mol ag。()提示：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2乙醛能否使溴水或酸性kmno4溶液褪色？提示：能，乙醛能被银氨溶液及新制cu(oh)2悬浊液等弱氧化剂氧化，因此更容易被kmno4、溴水等强氧化剂氧化，所以酸性kmno4溶液及溴水能被乙醛还原而褪色。3醛类物质发生银境反应或与新制cu(oh)2浊液反应为什么需在碱性条件下进行？提示：酸性条件下，银氨溶液、cu(oh)2与h反应被消耗，会导致实验失败。41 mol 某醛与足量的新制cu(oh)2充分反应，生成2 mol 砖红色物质，则1 mol该醛中含有几摩尔醛基？提示：根据关素式chocu2o可知1 mol该醛中含有2 mol醛基。检验醛基的两种方法银镜反应与新制cu(oh)2悬浊液的反应反应原理rcho2ag(nh3)2ohrcoonh43nh32agh2orcho2cu(oh)2naohrcoonacu2o3h2o反应现象产生光亮的银镜产生砖红色沉淀定量关系rcho2aghcho4agrcho2cu(oh)2cu2o hcho4cu(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)醛用量不宜太多，如乙醛一般加入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。1.某学生做乙醛还原性的实验，取1 moll1的硫酸铜溶液2 ml和0.4 moll1的氢氧化钠溶液4 ml，在一个试管里混合后加入0.5 ml 40%的乙醛溶液加热至沸腾，无红色沉淀，实验失败的原因是()a氢氧化钠的量不够b硫酸铜的量不够c乙醛溶液太少d加热时间不够2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专区1.解析：该实验成功的关键之一是naoh必须过量，而本次实验中所加naoh还不足以使cuso4完全沉淀为cu(oh)2。答案：a2.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；对于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a中是否含有碳碳双键。答案：d羧酸酯1羧酸(1)概念及分子结构特点概念：由烃基与羧基相连构成的有机化合物。官能团：cooh(填化学式)。饱和一元羧酸的通式cnh2no2(n1)。(2)物理性质乙酸：状态气味溶解性液态刺激性气味易溶于水和乙醇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多而降低。(3)化学性质(以ch3cooh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。酯化反应：ch3cooh和ch3choh发生酯化反应的化学方程式为：ch3coohch3chohch3co18och2ch3h2o。2酯(1)概念及分子结构特点羧酸分子羧基中的oh被or取代后的产物，可简写为：rcoor，官能团为。(2)酯的性质低级酯的物理性质：气味状态密度溶解性芳香气味液体比水小水中难溶，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂中化学性质(以乙酸乙酯为例)：1.判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)羧酸和酯可构成同分异构体。()(2)在水溶液里，乙酸分子中的ch3可以电离出h。()(3)冰醋酸是混合物。()(4)甲酸能发生银境反应，能与新制cu(oh)2的碱性悬浊液反应生成红色沉淀。()(5)羧基和酯基中的碳氧双键均能与h2加成。()(6)酯化反应和酯的水解反应都属于取代反应。提示：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2丙烯酸ch2=chcooh和油酸c17h33cooh是同系物吗？提示：是同系物，因为它们分子中都含有羧基和同类型的烃基，即分子结构相似，并且在组成上相差15个ch2原子团符合同系物的定义。3酯化反应实验中试剂混合时，先加乙醇和乙酸，再缓缓滴加浓h2so4，能否颠倒顺序？为什么？提示：不能，因浓h2so4溶解于乙醇或乙酸会放出大量的热，若把乙醇、乙酸向浓h2so4中滴加易引发事故。4制备乙酸乙酯实验中产生的ch3cooc2h5常用饱和na2co3溶液来承接，其作用是什么？提示：消耗乙酸，溶解乙醇，降低乙酸乙酯的溶解度。(接下页右栏)5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：ch3cooc2h5h2och3coohc2h5oh，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。1乙酸乙酯的实验室制法(1)反应原理：ch3coohc2h5ohch3cooc2h5h2o其中浓硫酸的作用为：催化剂、吸水剂。(2)反应特点：属于取代反应；通常反应速率很慢；属于可逆反应。(3)装置(液液加热反应)及操作：用烧瓶或试管，试管倾斜成45角，长导管起冷凝回流和导气作用。(4)饱和na2co3溶液的作用及现象：作用：降低乙酸乙酯的溶解度、消耗乙酸、溶解乙醇；现象：在饱和na2co3溶液上方有香味的油状液体。(5)反应的断键部位：乙酸断，脱去oh，乙醇断oh，脱去上的h。(6)提高乙酸乙酯产率的措施：用浓硫酸吸水；加热将酯蒸出； 适当增加乙醇的用量。2酯化反应类型(1)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如：ch3coohhoc2h5ch3cooc2h5h2o(2)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应，如：2ch3coohhoch2ch2ohch3cooch2ch2oocch32h2o(3)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如：hooccooh2ch3ch2ohch3ch2ooccooch2ch32h2o(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：hooccoohhoch2ch2ohhooccooch2ch2ohh2o(普通酯)nhooccoohnhoch2ch2oh(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： (高聚酯)1.如右图所示为实验室制取少量乙酸乙酯的装置图。下列关于该实验的叙述中，不正确的是()a向a试管中先加入浓硫酸，然后边摇动试管边慢慢加入乙醇，再加入冰醋酸b试管b中导气管下端管口不能浸入液面的目的是防止实验过程中产生倒吸现象c实验时加热试管a的目的之一是及时将乙酸乙酯蒸出，使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动d试管b中饱和na2co3溶液的作用是吸收随乙酸乙酯蒸出的少量乙酸和乙醇2.如图是某学生设计的制取乙酸乙酯的实验装置图，并采取了以下主要实验操作：在甲试管中依次加入适量浓硫酸、乙醇、冰醋酸；小心均匀加热35分钟。(1)该学生所设计的装置图及所采取的实验操作中，错误的是_(填下列选项的标号)。a乙试管中的导管插入溶液中b导气管太短，未起到冷凝回流作用c先加浓硫酸后加乙醇、冰醋酸(2)需小心均匀加热的原因是_。(3)从反应后的混合物中提取乙酸乙酯，宜采用的简便方法是_(填下列选项的标号)。a蒸馏b渗析c分液d过滤e结晶3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可能的结构简式为_。(3)指出上图变化过程中的有机反应的反应类型：_。(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)：_。4(2014芜湖模拟)最近，我国科学家发现有机化合物a可用于合成可降解塑料。(1)0.1 mol a与足量金属na反应生成2.24 l气体(标准状况)，0.1 mol a与足量nahco3溶液反应也生成2.24 l气体(标准状况)，由此可推断有机物a中含有的官能团名称为_。(2)有机物a在cu作催化剂时可被氧气氧化为，则a的结构简式为_；(3)两分子a在一定条件下可以生成一种环酯，该环酯的结构简式为_。(4)a在一定条件下生成一种可降解塑料(聚酯)的化学方程式为_。答案专区1.解析：浓硫酸的密度大，与乙醇和乙酸混合时放出大量的热。三种物质混合顺序为：将浓硫酸逐滴加入乙醇中，冷却后再加入醋酸。故a不正确。答案：a2.解析：(1)做制取乙酸乙酯的实验时，应先将乙醇注入到甲试管中，再将浓硫酸慢慢注入到乙醇中，最后加入冰醋酸，导管不能插入饱和na2co3溶液中。(2)加热温度不能太高，是为了避免乙醇、乙酸的挥发和发生炭化。(3)乙酸乙酯在饱和na2co3溶液中溶解度很小，比水轻，用分液的方法就可将乙酸乙酯与溶液分开。答案：(1)a、c(2)避免液体剧烈沸腾，减少乙醇、乙酸的挥发，防止温度过高时发生炭化(3)c3.解析：由框图关系结合所给信息可直接推出：a是brch2ch2br，b是hoch2ch2oh，c是ohccho，d是hooccooh。答案：(1)ohccho(2)ch3chbr2(3)加成反应(4)羧基(5)hoch2ch2ohhooccooh2h2o4.(1)羟基、羧基(2) (3) (4) 有机物的检验和鉴别1溴水法溴水与有机物混合后会发生不同的变化并产生多种不同的现象，具体情况如表中所示。褪色原理相应物质(溶液)主要现象加成反应含有碳碳双键、碳碳叁键的有机物整个体系分为两层，有机层在下且为无色，水层在上为无色(溴水褪色)取代反应苯酚溴水褪色，同时生成白色沉淀萃取作用饱和烃及其一氯代物、饱和油脂及酯(密度均小于水的密度)整个体系分为两层，有机层在上为橙红色，水层在下为无色卤代烃(链状一氯代物除外)、硝基苯整个体系分为两层，有机层在下为橙红色，水层在上为无色2.银氨溶液法凡是含有醛基的物质如醛类、甲酸、甲酸盐及甲酸酯类、还原性糖等在水浴加热条件下均可与银氨溶液作用得到“银镜”。3氢氧化铜法含有醛基的物质在加热条件下与新制氢氧化铜悬浊液作用可得到砖红色沉淀，羧酸能与氢氧化铜悬浊液发生中和反应而得到蓝色溶液。4高锰酸钾酸性溶液氧化法高锰酸钾酸性溶液能氧化含有碳碳双键、碳碳叁键、oh、cho的物质及苯环上含有烃基的物质，同时本身的紫色褪去。5燃(灼)烧法该法是利用点燃后火焰的明亮程度及产生烟的浓黑程度的差异或灼烧时产生气味的差异进行鉴别的一种方法。6显色法部分有机物与某些特殊试剂作用而呈现出一定的颜色变化，如淀粉遇碘显蓝色；酚类物质遇fecl3溶液显紫色；含有苯环结构的蛋白质遇浓硝酸呈黄色。此外卤代烃的检验是先水解，再酸化，最后再加agno3溶液。1(2013海南高考)下列鉴别方法不可行的是()a用水鉴别乙醇、甲苯和溴苯b用燃烧法鉴别乙醇、苯和四氯化碳c用碳酸钠溶液鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯d用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯、环己烯和环己烷解析：选da中，乙醇溶于水，甲苯比水密度小，溴苯比水密度大；b中，乙醇、苯燃烧火焰有明显差别，而四氯化碳不燃烧；c中，乙醇溶于碳酸钠溶液，乙酸与碳酸钠反应产生气泡，乙酸乙酯与碳酸钠溶液分层，且油层在上层；d中，苯和环己烷无法鉴别。2(2011全国高考)下列叙述错误的是()a用金属钠可区分乙醇和乙醚b用高锰酸钾酸性溶液可区分己烷和3己烯c用水可区分苯和溴苯d用新制的银氨溶液可区分甲酸甲酯和乙醛解析：选d乙醇含有羟基，能与金属钠反应放出氢气，乙醚不能与金属钠反应；3己烯中含有碳碳双键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，己烷不能与高锰酸钾酸性溶液反应；苯的密度比水小，溴苯的密度比水大，可以用水将二者区别开来；甲酸甲酯和乙醛中均含有醛基，均能与新制的银氨溶液反应。 3可用来鉴别己烯、甲苯、乙酸乙酯、苯酚溶液的一组试剂是()a氯化铁溶液、溴水b碳酸钠溶液、溴水c酸性高锰酸钾溶液、溴水d酸性高锰酸钾溶液、氯化