高考化学一轮总复习 第十三单元 第3讲 烃的含氧衍生物课件.ppt

第3节 烃的含氧衍生物 1 了解醇 酚 醛 羧酸 酯的典型代表物的组成和结构 特点 2 了解醇 酚 醛 羧酸 酯与其他物质的相互联系 回归教材 烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所取代而衍变成的 物质叫做烃的衍生物 1 醇 与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物 醇的 化学性质 以乙醇为例 主要就是官能团羟基的性质 羟基 2ch3ch2oh 2na 2ch3ch2ona h2 2ch3ch2oh o22ch3cho 2h2o ch3ch2oh hbrch3ch2br h2o ch3ch2ohch2 ch2 h2o 2ch3ch2ohch3ch2och2ch3 h2o ch3cooh ch3ch2ohch3cooch2ch3 h2o 2 苯酚 互溶 易溶 酒精 活泼 活泼 羟基与 直接相连而形成的化合物称为酚 纯净的苯酚是 晶体 有 气味 易被空气氧化呈 苯酚常温下在水中的溶解度是 高于 时能与水 苯酚 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 洗涤 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 苯环 无色 特殊 粉红色 9 3g 65 1 弱酸性 苯酚俗称石炭酸 能与naoh反应 化学方程式为 2 取代反应 苯酚与浓溴水反应 产生白色沉淀 化学方程式为 苯酚与浓溴水反应常用来定性检验苯酚的存在和定量测定苯酚的含量 其 他酚类也有此性质 紫 3 显色反应 苯酚跟fecl3溶液作用显 色 利用这一反应可检验苯酚的存在 也可以检验其他酚类的存在 3 醛 烃基 醛基 与 相连而构成的化合物 可表示为rcho 甲醛是最简单的醛 醛的化学性质 以乙醛为例 就是官能团醛基的性质 1 氧化反应 乙醛能被弱氧化剂ag nh3 2oh氧化 反应的化学方程式为 乙醛也能被新制的cu oh 2悬浊液所氧化 反应的化学方程式为 含 cho的有机物如醛类 甲 ch3cho 2ag nh3 2ohch3coonh4 2ag 3nh3 h2o ch3cho 2cu oh 2 naoh ch3coohna cu2o 3h2o 酸 甲酸盐 甲酸某酯 葡萄糖 麦芽糖都可与上述二者发生反应 乙醛催化氧化生成乙酸 反应的化学方程式为 2 加成反应 乙醛在镍作催化剂的条件下 与h2发生加成反应 2ch3cho o22ch3cooh ch3cho h2ch3ch2oh 4 羧酸 烃基 羧基 强烈刺激性 易 与 相连而构成的化合物称为羧酸 乙酸是一种具有 气味 溶于水和乙醇的液体 低级饱和一元羧酸的溶解性随碳原子数的增加而降低 羧酸的化学性质 以乙酸为例 就是官能团羧基的性质 1 弱酸性 乙酸的电离方程式 酸和醇作用生成酯和水 2 酯化反应 的反应 如生成乙酸乙酯的反应方程式为 ch3coohch3coo h ch3cooh ch3ch2oh ch3cooc2h5 h2o oh rcoor 小于 难 易 酸和醇 5 酯 羧酸分子羧基中的 被 or 取代后的产物叫做酯 简写为 密度一般 水 并 溶于水 溶于有机溶剂 酯的重要化学性质之一是可以发生水解反应 生成相应的 自主测评 1 2015年宁夏银川检测 某有机物是药物生产的中间体 其结构简式如下图 下列有关叙述不正确的是 a 该有机物与浓溴水可发生取代反应b 该有机物与浓硫酸混合共热可发生消去反应c 1mol该有机物与足量naoh溶液反应最多消耗4molnaohd 该有机物经催化氧化后与新制氢氧化铜悬浊液共热生成砖红色沉淀 解析 与醇羟基相连的碳原子的邻位碳上没有氢原子 该有机物与浓硫酸混合共热不能发生消去反应 b错误 该有机物含有一个酚羟基 一个酚酯基 一个溴原子 都能与氢氧化钠反应 1mol该有机物与足量naoh溶液反应最多消耗4molnaoh c正确 该有机物含有醇羟基 经催化氧化后生成醛 醛与新制氢氧化铜悬浊液共热生成砖红色沉淀 d正确 答案 b 2 2014年福建卷 下列关于乙醇的说法不正确的是 a 可用纤维素的水解产物制取b 可由乙烯通过加成反应制取c 与乙醛互为同分异构体d 通过取代反应可制取乙酸乙酯解析 a项纤维素水解可得葡萄糖 葡萄糖在酒化酶的作用下产生乙醇 正确 b项乙烯与水加成得乙醇 正确 c项乙醇与乙醛的分子式不同 不是同分异构体 错误 d项乙醇与乙酸通过酯化反应 或取代反应 得乙酸乙酯 正确 答案 c 3 西瑞香素是具有较强的抗肿瘤活性药物 其结构简式如下图所示 下列关于西瑞香素的结构和性质叙述正确的是 a 分子中所有原子可以处于同一平面b 该物质能发生加成 氧化 水解 消去等反应c 能与fecl3溶液发生显色反应d 1mol该有机物最多可与3molnaoh反应 解析 该分子中有甲基存在 甲基呈四面体结构 不可能共面 所以分子中所有原子不可能处于同一平面 a错误 该物质中存在苯环 碳碳双键可发生加成反应 存在酯基可发生水解反应 存在酚羟基可发生氧化反应 但不能发生消去反应 b错误 因为存在酚羟基 所以可与fecl3溶液发生显色反应 c正确 该分子中的酯基和酚羟基都与氢氧化钠反应 所以1mol该有机物最多可与5molnaoh反应 d错误 答案 c 4 2015年浙江重点中学联考 己烯雌酚是一种激素类药物 其结构简式如下图所示 下列有关叙述中不正确的是 a 己烯雌酚的分子式为c18h20o2b 己烯雌酚分子中一定有16个碳原子共平面c 己烯雌酚为芳香族化合物d 己烯雌酚可发生加成 取代 氧化 加聚 酯化 硝化反应 解析 根据己烯雌酚的结构简式可知己烯雌酚的分子式为c18h20o2 a正确 与苯环直接相连的原子是共面的 与碳碳双键直接相连的原子是共面的 碳碳单键可以旋转 所以该分子中一定共面的碳原子有8个 b错误 己烯雌酚分子中含有苯环 属于芳香族化合物 c正确 己烯雌酚分子中含有碳碳双键 苯环 可发生取代 加成 氧化 加聚反应 分子中含有酚羟基 可发生酯化 硝化反应 d正确 答案 b 5 2014年天津卷 对下图两种化合物的结构或性质描述正 确的是 a 不是同分异构体b 分子中共平面的碳原子数相同c 均能与溴水反应d 可用红外光谱区分 但不能用核磁共振氢谱区分 解析 两种有机物的分子式均为c10h14o 但结构不同 故二者互为同分异构体 a项错误 第一种有机物分子中含有苯环 第二种有机物分子中不含苯环 可知前者分子中共面的碳原子比后者分子中共面的碳原子多 b项错误 第一种有机物分子中含有酚羟基 苯环上酚羟基的邻对位氢原子能与浓溴水发生取代反应 第二种有机物分子中含有碳碳双键 能与溴水发生加成反应 c项正确 两种有机物分子中的氢原子的化学环境不相同 故可用核磁共振氢谱区分 d项错误 答案 c 考点一考向1 醇和酚醇的氧化反应和消去反应 例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 解析 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 但只有含有两个或两上以上氢原子的醇 即含有 ch2oh或ch3oh 才能转化为醛 答案 c 方法技巧 醇的氧化反应和消去反应规律 若 c上有2个氢原子 醇被氧化成醛 如ch3 ch2 ohch3cho 若 c上有1个氢原子 醇被氧化成酮 氧化规律如 o 若 c上没有氢原 子 该醇不能被催化氧化 如 续表 消去规律 只有1个碳原子的醇不能发生消去反应 c上有氢原子 才能发生消去反应 否则不能 如 考向2 醇 酚的结构与性质对比 例2 下列四种有机化合物的结构简式如下 均含有多个官 能团 下列有关说法中正确的是 a 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c 1mol 最多能与3molbr2发生反应d 属于醇类 可以发生消去反应 解析 物质 中羟基直接连在苯环上 属于酚类 但酚羟基不能与nahco3溶液反应 a项错误 物质 中羟基连在链烃基的饱和碳原子上 属于醇类 不能使fecl3溶液显紫色 b项错误 物质 属于酚类 苯环上酚羟基的邻 对位氢原子可以被溴取代 根据物质 的结构简式可知1mol 最多能与2molbr2发生反应 c项错误 物质 中羟基连在烃基的饱和碳原子上属于醇类 并且羟基的邻位碳原子上有h原子 所以物质 可以发生消去反应 d项正确 答案 d 方法技巧 酚类与醇类的比较 考点练透 1 醇类化合物在香料中占有重要的地位 下面所列的是一 些天然的或合成的醇类香料 下列说法中正确的是 a 可用酸性kmno4溶液检验 中是否含有碳碳双键b 和 互为同系物 均能催化氧化生成醛c 和 互为同系物 可用核磁共振氢谱检验d 等物质的量的上述5种有机物与足量的金属钠反应 消耗钠的量相同 解析 中醇羟基也能使酸性kmno4溶液褪色 a错误 和 是同系物的关系 但均不能发生催化氧化生成醛 b错误 和 不是同系物关系 两者可以用核磁共振氢谱检验 c错误 答案 d 2 2015年安徽淮南模拟 有机物分子中的原子间 或原子与原子团间 的相互影响会导致物质化学性质的不同 下列各项 的事实不能说明上述观点的是 苯 a 苯酚与浓硝酸 浓硫酸反应生成与浓硝酸 浓硫酸反应生成硝基苯b 乙烯能发生加成反应 乙醇不能发生加成反应 c 苯酚能和氢氧化钠溶液反应 而乙醇不能和氢氧化钠 溶液反应 d 苯酚苯环上的氢比苯分子中的氢更容易被卤原子取代解析 乙烯与乙醇性质的差异是由于官能团不同导致的 答案 b 3 2015年安徽阜阳模拟 麦角醇 ergosterol 在紫外光照射下可转化为抗软骨病的维生素d2 麦角醇的结构为 下列关于该化合物的说法正确的是 a 属于芳香族化合物b 分子式为c27h42oc 核磁共振氢谱证明分子中的5个甲基上的氢等效d 不能使酸性kmno4溶液褪色 解析 分析该题所给信息 该有机物结构中不含有苯环结构 a错误 该有机物结构中的5个甲基位置不同 甲基上的氢原子不是等同氢 c错误 因为含有碳碳双键 能够使酸性kmno4溶液褪色 d错误 答案 b 考点二考向1 醛 羧酸 酯羟基氢的活泼性比较 例3 2014年山东卷 苹果酸的结构简式为 下列说法正确的是 a 苹果酸中能发生酯化反应的官能团有2种b 1mol苹果酸可与3molnaoh发生中和反应c 1mol苹果酸与足量金属na反应生成1molh2 d 与苹果酸互为同分异构体 解析 苹果酸中有羟基和羧基 都能发生酯化反应 a正确 分子中含有两个 cooh 1mol苹果酸能与2molnaoh发生中和反应 b错误 分子中 oh与 cooh都能与na反应 故1mol苹果酸与足量金属na反应能生成1 5molh2 c错误 d中该物质与苹果酸结构相同 两者是同种物质 d错误 答案 a 方法技巧 羟基的活泼性 考向2 醛的结构与性质 例4 2014年全国大纲卷 从香荚兰豆中提取的一种芳香化合物 其分子式为c8h8o3 与fecl3溶液会呈现特征颜色 能 发生银镜反应 该化合物可能的结构简式是 解析 遇氯化铁溶液显特征颜色 说明该物质含有酚羟基 能发生银镜反应 说明该物质中含有醛基 b中无酚羟基 c中无醛基 d的分子式为c8h6o3 a正确 答案 a 方法技巧 检验醛基的两种方法 续表 考向3 多官能团的识别与有机物性质的预测 例5 2015年四川宜宾一模 亮菌甲素为利胆解痉药 适用于急性胆囊炎治疗 其结构简式如图 下列有关叙述中正确的 是 a 分子中所有碳原子不可能共平面b 1mol亮菌甲素与溴水反应最多消耗3molbr2c 1mol亮菌甲素在一定条件下与naoh溶液完全反应最多能消耗2molnaohd 1mol亮菌甲素在一定条件下可与6molh2发生加成反应 解析 从结构简式看 所有碳原子均连接在苯环或碳氧双键上 故所有碳原子可能共面 a项错误 该物质的酚羟基的邻位氢能够与溴水发生取代反应 2molbr2 碳碳双键能够与溴水发生加成反应 1molbr2 共3mol b项正确 酚羟基消耗1molnaoh 酯基水解产生酚羟基和羧基 消耗2molnaoh 故1mol亮菌甲素最多可以消耗3molnaoh c项错误 酯基中的碳氧双键不能与氢气发生加成反应 苯环 羰基和碳碳双键能够与氢气发生加成反应 最多消耗5molh2 d项错误 答案 b 方法技巧 官能团和性质之间的关系 考点练透 4 2015年湖北孝感十校联考 儿茶素 其结构简式如图所示 是茶叶的主要活性成分 具有抗氧化 抗菌 除臭等作用 下列说法正确的是 a 常温下 儿茶素不溶于水 也不溶于有机溶剂b 儿茶素能与fecl3溶液发生显色反应 c 1mol儿茶素最多可与10molnaoh反应d 儿茶素一定不能发生水解反应 解析 在儿茶素分子中含有苯环及多个酚羟基 因此在常温下 儿茶素不溶于水 但是能溶于有机溶剂 错误 儿茶素含有酚羟基 能与fecl3溶液发生显色反应 正确 每个酚羟基都能够与naoh发生反应 在该物质的分子中含有8个酚羟基和一个酯基 酯基水解得到一个羧基和一个醇羟基 醇不能与naoh反应 所以1mol儿茶素最多可与9molnaoh反应 错误 d项在儿茶素中含有酯基 所以能发生水解反应 错误 答案 b 5 2015年河北质检 乙酸橙花酯是一种食用香料 其结构 简式如图 关于该有机物的叙述中正确的是 1mol该有机物可消耗3molh2 不能发生银镜反应 分子式为c12h20o2 它的同分异构体中可能有酚类 1mol该有机物水解时只能消耗1molnaoh a b c d 解析 分子中含有2个碳碳双键 则1mol该有机物可消耗2molh2 酯基与氢气不发生加成反应 错误 分子中不含醛基 则不能发生银镜反应 正确 由结构简式可知分子中含有12个c原子 20个h原子 2个o原子 则分子式为c12h20o2 正确 分子中含有3个双键 则不饱和度为3 而酚类物质的不饱和度为4 则它的同分异构体中不可能有酚类 错误 能与氢氧化钠反应的官能团只有酯基 水解生成羧基和羟基 只有羧基能与氢氧化钠反应 则1mol该有机物水解时只能消耗1molnaoh 正确 答案 d 6 2015年湖北武汉调研 以下是合成香料香豆素的路径 图 1 香豆素的分子式为 2 与h2反应生成邻羟基苯甲醇 邻羟基苯甲醇的结构简 式为 3 反应 的反应类型是 4 反应 的化学方程式为 5 是 的同分异构体 的分子中含有苯环且无碳碳双键 苯环上含有两个邻位取代基 且能够发生酯化反应和银镜反应 的结构简式为 6 一定条件下 与ch3cho两者之间能发生类 似 的两步反应 则生成有机物的结构简式为 解析 3 反应 是醇羟基在浓硫酸的作用下发生消去反应生成碳碳双键 即反应类型是消去反应 4 反应 是酚羟基与羧基发生的分子内的酯化反应 5 是 的同分异构体 的分子中含有苯环且无碳碳双键 苯环上含有两个邻位取代基 且能够发生酯化反应和银镜反应 说明含有羧基和醛基 因此 的结构简式为 6 根据 反应前后有机物的结构变化可知 的两步反应是与羰基相连的甲基上的氢原子与醛基发生的加成反应生成羟基 然后羟基再发生消去反应生成碳碳双键 3 消去反应 答案 1 c9h6o2 2 4 h2o 考点三烃的衍生物转化关系及应用 例6 2014年江苏卷 非诺洛芬是一种治疗类风湿性关节炎 的药物 可通过以下方法合成 请回答下列问题 1 非诺洛芬中的含氧官能团为 和 填名 称 2 反应 中加入的试剂x的分子式为c8h8o2 x的结构 简式为 3 在上述五步反应中 属于取代反应的是 填序 号 4 b的一种同分异构体满足下列条件 能发生银镜反应 其水解产物之一能与fecl3溶液发生显色反应 分子中有6种不同化学环境的氢 且分子中含有两个苯环 写出该同分异构体的结构简式 5 根据已有知识并结合相关信息 写出以 为 原料制备 的合成路线流程图 无机试剂任用 合成路线流程图示例如下 ch3ch2oh ch3cooch2 ch3ch2brch3 解析 2 a中溴原子被取代 根据化学式确定应是羟基与之反应 3 为溴原子被取代 是还原反应 羟基被取代 溴原子被取代 为水解反应 但结构发生变化 不是取代反应 4 根据条件得出含有醛基 酯基 物质只有2个氧原子 故含有甲酸酚酯基 有2个苯环还有1个碳原子 答案 1 醚键 羧基 2 3 4 方法技巧 1 烃的衍生物转化关系 naoh 醇 naoh 水 是乙醇消去的条件 浓硫酸 是羧酸和醇发 2 有机物综合推断类试题的常用方法 逆推法 由产物推断未知反应物或中间产物时叫逆推法 根据反应条件推断 在有机合成中 可以根据一些特定 反应的条件 推出未知有机物的结构简式 如 是 卤代烃消去的条件 是卤代烃水解的条件 浓硫酸170 生酯化反应的条件 考点练透 7 2015年山东威海检测 苯乙酸甲酯是一种常见的合成香 料 其合成路线的流程示意图如下 2 d中含氧官能团的名称是 用一种试剂即可鉴 别a x d 则该试剂是 3 f与e互为同分异构体 其苯环上只有一个取代基 在酸性条件下f水解的产物之一能够与fecl3溶液发生显色反应 f的结构简式为 写出f与足量naoh溶液共热反应的化学方程式 请根据上述信息回答 1 写出x的结构简式 反应 的类型是 与氢气发生加成反应得到苯甲醇 x 苯甲醇与hbr发生取代反应生成b 2 a x d含有的官能团分别是醛基 羟基和羧基 可以用新制氢氧化铜悬浊液鉴别 常温下能够溶解新制氢氧化铜的是d 碱性条件下加热能够生成红色沉淀的是a 不反应的为b 3 f水解的产物之一能够与fecl3溶液发生显色反应 f含有酯基 则为 解析 1 对比a b的结构和反应 可知 a的醛基 答案 1 取代反应 新制cu oh 2悬浊液 2 羧基 3 2naoh ch3ch2coona h2o 同分异构体 均含c h o三种元素 并且各有机物间存在如下转化关系 其中c能发生银镜反应 f经连续两步氧化可生成c c 与d是相对分子质量相同的不同类有机物 1 c中所含官能团的名称是 2 a的分子式是 b的结构简式是 8 2015年广西四市联考 已知芳香酯类化合物a b互为 相同 填字母代号 a c3h6o3 b c3h8o c c2h4d c2h6o2 4 c与f反应的化学方程式为 反应类型是 5 水杨酸 的同分异构体很多 写出其中含苯 环且属于酯类的所有同分异构体的结构简式 3 完全燃烧时 1mold与1mol下列 的耗氧量 机物 则d为乙醇 a的结构简式为 因f经连续两步氧化生成甲酸 则f是甲醇 e是乙酸 b的 结构简式为 3 1mol乙醇完全燃烧消 解析 酯a在酸性条件下水解能够生成发生银镜反应的物质c 则c为甲酸 d与甲酸相对分子质量相等的不同类有 耗3mol氧气 根据含氧有机物 cxhyoz 耗氧量为 1molc3h6o3耗氧3mol 1molc3h8o耗氧4 5mol 1molc2h4耗氧3mol 1molc2h6o2耗氧2 5mol 2 c10h10o4 3 ac 4 ch3oh hcooh hcooch3 h2o 酯化 或 取代 反应 5 答案 1 醛基 羧基 种香料 其合成路线如图所示 其中a的相对分子质量通过质谱法测得为56 它的核磁共振氢谱显示只有两组峰 d可以发生银镜反应 在催化剂存在条件下1mold与2molh2反应可以生成乙 丙中含有两个 ch3 它们之间的转化关系如图所示 9 2015年陕西五校第一次联考 有机物丙 c13h18o2 是一 已知 r ch ch2 r ch2ch2oh 1 a的结构简式为 乙的分子式为 2 c与新制cu oh 2悬浊液反应的化学方程式 3 d所含官能团的名称是 d有多种同分异构体 其中与其所含官能团相同的同分异构体有 种 不考虑立体异构 4 甲与乙反应的化学方程式为 5 写出满足下列条件的有机物的结构简式 与乙互为同分异构体 遇fecl3溶液显紫色 其苯环上的一溴代物只有两种 解析 由已知可得a是烯烃 相对分子质量是56 所以a的分子式是c4h8 它的核磁共振氢谱显示只有两组峰 则a是 ch3 2c ch2 根据流程图 则b为 ch3 2chch2oh c为 ch3 2chcho 醛被氧化为羧酸 则甲是 ch3 2chcooh 丙是一种香料 则丙属于酯类 根据丙的分子式可计算乙的分子式 丙 h2o 甲 乙的分子式 所以乙的分子式为c9h12o d可以发生银镜反应 说明d分子中含有醛基 在催化剂存在条件下1mold与2molh2反应 则d中还应含有1个碳碳双键 d分子中含有9个c原子 且丙中有2个甲基 甲中含有 2个 则乙中无甲基 所以d为 乙的结 构简式为 3 d中官能团的名称是碳碳 双键 醛基 与d官能团相同的同分异构体是把醛基与乙烯基分开有3种 或者是苯丙烯醛 所以共有4种 5 乙的结构简 式为 乙的同分异构体中 遇fecl3溶液 显紫色 说明分子中含有酚羟基 其苯环上的一溴代物只有两种 说明该分子的苯环上有两个不同的对位取代基 符合题意 的乙的同分异构体的结构简式为 或 答案 1 ch3 2c ch2 c9h12o ch3 2chcoona 2 ch3 2chcho 2cu oh 2 naoh cu2o 3h2o 3 碳碳双键 醛基 4 4 ch3 2chcooh ch3 2chcooch2ch2ch2 5 有机物的制备 有机实验 在新课标中频频出现 主要涉及有机物的制备 有机物官能团性质实验探究等 常常考查蒸馏和分液操作 反应条件的控制 产率的计算等问题 1 分离液体混合物的方法 2 蒸馏装置 如图 3 实验操作中的注意事项 1 温度计水银球的位置 如果是收集某温度下的馏分 应放在支管口附近 如果要控制反应的温度 应插入反应液中 2 冷凝管的水流方向 下进上出 3 防止暴沸 加碎瓷片 防止溶液暴沸 如果开始忘记加 需冷却后补加 例7 2014年新课标 乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一 具有香蕉的香味 实验室制备乙酸异戊