高考化学第11章有机化学基础（必修2选修5）第34讲烃的含氧衍生物学案新人教版.docx

第34讲烃的含氧衍生物考点一醇、酚知识梳理一、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，饱和一元醇分子的通式为CnH2n2O(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()。3醇的分类二、醇的物理性质的递变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三、苯酚的物理性质1纯净的苯酚是无色晶体，有特殊气味，易被空气氧化而呈粉红色。2常温下，苯酚在水中的溶解度不大，当温度高于65_时，能与水混溶。苯酚易溶于乙醇等有机溶剂。3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，再用水冲洗。四、醇、酚的化学性质1以断键方式理解醇的化学性质(以乙醇为例)反应断裂的化学键化学方程式与活泼金属反应2CH3CH2OH2Na2CH3CH2ONaH2催化氧化反应2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O与氢卤酸反应CH3CH2OHHBr CH3CH2BrH2O分子间脱水反应或2CH3CH2OH CH3CH2OCH2CH3H2O分子内脱水反应CH3CH2OH CH2=CH2H2O酯化反应CH3COOHHOCH2CH3 CH3COOCH2CH3H2O2.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，酚羟基的化学性质比醇羟基活泼；由于羟基对苯环的影响，酚中苯环上的氢的化学性质比苯中的氢活泼。(1)弱酸性苯酚的电离方程式为C6H5OHC6H5OH，俗称石炭酸，但酸性很弱，不能使石蕊溶液变红。苯酚与NaOH反应的化学方程式为；苯酚与Na2CO3溶液反应的化学方程式为。不与NaHCO3溶液反应。(2)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。(3)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。自主检测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)CH3OH、CH3CH2OH、的沸点逐渐升高。()(3)所有的醇都能发生氧化反应和消去反应。()(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)除去苯中的苯酚，可加入浓溴水再过滤。()(6)分子式为C7H8O的芳香类有机物有5种同分异构体。()(7) 含有的官能团相同，二者的化学性质相似。()(8)鉴别苯酚溶液与乙醇溶液可滴加FeCl3溶液。()(9)乙醇的分子间脱水反应和酯化反应都属于取代反应。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)2(教材改编题)现有以下物质： CH2= CHCH2OH回答下列问题：(1)其中属于脂肪醇的为_(填序号，下同)，属于芳香醇的为_，属于酚类的为_。(2)其中物质的水溶液显酸性的为_。(3)其中互为同分异构体的为_。(4)列举出所能发生反应的类型：_(任写三种)。答案：(1)(2)(3)(4)取代反应(酯化反应)、氧化反应、消去反应、加成反应、显色反应(任写三种即可)脂肪醇、芳香醇、酚的比较类别脂肪醇芳香醇酚实例CH3CH2OH官能团OH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)与钠反应；(2)取代反应；(3)消去反应；(4)氧化反应；(5)酯化反应；(6)脱水反应(1)弱酸性；(2)取代反应；(3)显色反应；(4)氧化反应特性将红热的铜丝插入醇中，有刺激性气味产生(生成醛或酮)发生显色反应：遇FeCl3溶液显色演练一醇的消去反应和催化氧化反应规律1(2020抚州调研)下列醇类物质中既能发生消去反应，又能发生催化氧化反应生成醛类的物质是()解析：选C。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氢原子，B项不符合。与羟基(OH)相连的碳原子上有氢原子的醇可被氧化，但只有含有两个氢原子的醇(即含有CH2OH)才能转化为醛，C项符合。2下列四种有机物的分子式均为C4H10O。分析其结构特点，用序号回答下列问题：(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有机产物的是_。解析：(1)能被氧化成醛的醇分子中必含有基团“CH2OH”，和符合题意；(2)能被氧化成酮的醇分子中必含有基团“”，符合题意；(3)若与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上有两种不同化学环境的氢原子，则发生消去反应时，可以得到两种有机产物，符合题意。答案：(1)(2)(3)醇的消去反应和催化氧化反应规律(1)醇的消去反应规律醇分子中，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连有氢原子时，才可发生消去反应，生成不饱和键。表示为如不能发生消去反应。(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。 演练二醇、酚的性质及有机推断3(2020武昌高三模拟)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，其单体之一芥子醇的结构简式如图所示。下列有关芥子醇的说法正确的是()A芥子醇分子中有两种官能团B芥子醇分子中所有碳原子不可能在同一平面上C1 mol芥子醇与足量浓溴水反应，最多消耗3 mol Br2D芥子醇能发生的反应类型有氧化反应、取代反应、加成反应解析：选D。芥子醇分子中的官能团分别为碳碳双键、醚键和羟基；苯和乙烯都是平面结构，通过单键的旋转，可以使所有碳原子处于同一平面；由于酚类与溴水反应通常在酚羟基的邻、对位上，但芥子醇中这些位置均被其他基团占据，故只有碳碳双键与溴水发生反应，消耗1 mol Br2；芥子醇分子结构中含有碳碳双键和醇羟基，故能发生加成反应、取代反应和氧化反应。4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，下列关于这种儿茶素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 molABCD解析：选D。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。5A和B两种物质的分子式都是C7H8O，它们都能跟金属钠反应放出氢气。A不溶于NaOH溶液，而B能溶于NaOH溶液。B能使适量溴水褪色，并产生白色沉淀，而A不能。B分子中苯环上的一溴代物有两种结构。(1)写出A和B的结构简式：A为_；B为_。(2)写出B与NaOH溶液发生反应的化学方程式：_。(3)写出A与金属钠反应的化学方程式：_。与足量金属钠反应生成等量H2，分别需A、B、H2O三种物质的物质的量之比为_。解析：依据分子式C7H8O可知，A和B均为不饱和化合物。由于A、B均能与Na反应放出H2，且分子结构中只有一个氧原子，故A、B中均含有OH。A不溶于NaOH溶液，说明A为醇，又不能使溴水褪色，故A为。B能溶于NaOH溶液，且能与适量溴水反应生成白色沉淀，故B为酚，结合其分子中苯环上一溴代物有两种结构，则B为。(3) 、H2O与金属钠反应生成H2的物质的量关系分别为2H2、H2、2H2OH2，所以生成等量H2时分别需三种物质的物质的量之比为111。考点二醛、羧酸、酯 知识梳理一、醛1概念：由烃基或氢原子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。饱和一元醛分子的通式为CnH2nO(n1)。2甲醛、乙醛的物理性质物质颜色气味状态密度水溶性甲醛无色刺激性气味气体易溶于水乙醛无色刺激性气味液体比水小易溶于水3.醛的化学性质(以乙醛为例)醛类物质既有氧化性又有还原性，其氧化、还原关系如下：醇醛羧酸（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）银镜反应口诀：银镜反应很简单，生成羧酸铵，还有一水二银三个氨。（4）醛与银氨溶液反应的定量关系：RCHO2Ag，HCHO4Ag。二、羧酸1概念：由烃基或氢原子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(n1)。2甲酸与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C2H4O2CH3COOHCOOH3.乙酸的物理性质具有强烈刺激性气味的液体。乙酸易溶于水和乙醇，当温度低于其熔点(16.6 )时，乙酸凝结成类似冰一样的晶体，所以纯净的乙酸又称为冰醋酸。4乙酸的化学性质(1)酸的通性乙酸是一种弱酸，其酸性比碳酸强，能使紫色石蕊试液变红，在水中的电离方程式为CH3COOHCH3COOH。(2)酯化反应CH3COOH和C2HOH发生酯化反应的化学方程式为CH3COOHC2HOHCH3CO18OC2H5H2O。三、酯1概念：羧酸分子羧基中的OH被OR取代后的产物。简写为RCOOR，官能团为(R)。2物理性质3化学性质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，碱能中和产生的羧酸，反应能完全进行。四、酯化反应的五大类型(热点知识)1一元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如CH3COOHC2H5OHCH3COOC2H5H2O。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HOOCCOOHHOCH2CH2OHHOOCCOOCH2CH2OH(普通酯)H2O，nHOOCCOOHnHOCH2CH2OH(2n1)H2O。5羟基酸自身的酯化反应。此时反应有三种情形，可得普通酯、环酯和高聚酯，如 自主检测1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)凡是能发生银镜反应的有机物都是醛。()(2)醛类既能被氧化为羧酸，又能被还原为醇。()(3)醛类物质发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液的反应均需在碱性条件下进行。()(4)欲检验CH2=CHCHO分子中的官能团，应先检验“CHO”后检验“”。()(5)1 mol HCHO与足量银氨溶液在水浴加热条件下充分反应，最多生成2 mol Ag。()(6)在酸性条件下，CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH。()(7)羧基和酯基中的均能与H2加成。()(8)C4H8O2同分异构体的类型有羧酸、酯、羟基醛等。()(9)1 mol 酚酯基水解时，最多可消耗2 mol NaOH。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)醛基能被弱氧化剂氧化而碳碳双键不能被弱氧化剂氧化，只能被强氧化剂氧化，所以可以用银氨溶液或新制Cu(OH)2 悬浊液检验醛基。而在CHO与都存在时，要检验的存在，必须先用弱氧化剂将CHO 氧化后，再用强氧化剂检验的存在。 2现有四种有机化合物：试回答下列问题：(1)甲、乙、丁都含有的官能团的名称是_，四种物质中互为同分异构体的是_(填编号，下同)。(2)相同物质的量的甲、乙、丁分别与足量Na反应，生成H2最多的是_。(3)丁与醋酸在催化剂作用下发生取代反应生成的酯有_种。(4)写出甲与乙醇发生酯化反应的化学方程式：_。写出乙与新制氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式：_。答案：(1)羟基乙、丙(2)甲(3)3演练一多官能团有机物性质的分析1(2020长郡中学月考)某有机化合物的结构简式为，下列有关该物质的叙述正确的是()A1 mol该物质最多可以消耗3 mol NaB1 mol该物质最多可以消耗7 mol NaOHC不能与Na2CO3溶液反应D易溶于水，可以发生加成反应和取代反应解析：选B。1 mol该物质中含有2 mol羟基，最多可以消耗2 mol Na，故A错误；1 mol该物质最多可以消耗7 mol NaOH，故B正确；该物质分子中含酚羟基，可以和Na2CO3溶液反应生成NaHCO3，故C错误；该物质难溶于水，故D错误。2樱桃是一种抗氧化的水果，其表现抗氧化性的一种有效成分M的结构简式为。下列有关M的说法不正确的是()AM的分子式为C4H6O5BM中含有两种官能团，分别为羟基和羧基C标准状况下，0.1 mol M完全燃烧时消耗6.72 L O2D1 mol M与足量金属钠反应生成3 mol H2解析：选D。根据M的结构简式可知，其分子式为C4H6O5，A项正确；M中含有羟基和羧基两种官能团，B项正确；M燃烧的化学方程式为C4H6O53O24CO23H2O，0.1 mol M完全燃烧时消耗0.3 mol O2，在标准状况下的体积为0.3 mol22.4 Lmol16.72 L，C项正确；M分子中含2个羧基和1个羟基，1 mol M与足量金属钠反应生成1.5 mol H2，D项错误。3有机物A的结构简式如图所示，某同学对其可能具有的化学性质进行了如下预测，其中正确的是()可以使酸性KMnO4溶液褪色可以和NaOH溶液反应在一定条件下可以和乙酸反应在一定条件下可以发生催化氧化反应在一定条件下可以和新制Cu(OH)2悬浊液反应ABC D解析：选D。有机物A分子中含羟基、酯基和醛基(甲酸酯基)，所以可以发生题中给出的所有反应。1官能团与反应类型的关系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：碳碳双键和醛基都能被酸性高锰酸钾溶液氧化，都能与溴水反应使其褪色(碳碳双键使溴水褪色是加成反应，醛基使溴水褪色是氧化反应)，都能与氢气发生加成反应等。 演练二烃的衍生物转化关系及应用4香料E的合成路线如下：(1)B的化学名称是_。D中官能团的名称为_。(2)C和D生成E的反应类型为_，E的结构简式为_。(3)1 mol B与足量银氨溶液反应生成_g Ag；A的核磁共振氢谱有_组峰。(4)同时满足下列条件的C的同分异构体有_种(不含立体异构)。遇FeCl3溶液发生显色反应能发生银镜反应解析：甲苯在光照条件下与氯气发生苯环侧链上的取代反应生成A，A为，由于两个羟基连在同一个碳原子上会自动脱水生成羰基，因此A在氢氧化钠溶液中水解生成的B为，B发生银镜反应酸化后得到C，C为苯甲酸，苯甲酸与环己醇发生酯化反应生成的E为。(1)根据上述分析可知，B为，化学名称为苯甲醛。D为环己醇，官能团为羟基。(2)C(苯甲酸)和D(环己醇)发生酯化反应生成E，E的结构简式为。(3)1 mol B()与足量银氨溶液反应生成2 mol银，质量为216 g。A()中有4种氢原子，核磁共振氢谱有4组峰。(4)C为苯甲酸，其同分异构体遇FeCl3溶液发生显色反应，说明结构中含有酚羟基；能发生银镜反应，说明结构中含有醛基，满足条件的C的同分异构体的苯环上含有酚羟基和醛基2个取代基，有邻、间、对3种结构。答案：(1)苯甲醛羟基(2)酯化反应(或取代反应) (3)2164(4)35(2019高考全国卷，36，15分)化合物G是一种药物合成中间体，其合成路线如下：回答下列问题：(1)A中的官能团名称是_。(2)碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳称为手性碳。写出B的结构简式，用星号(*)标出B中的手性碳：_。(3)写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式：_。(不考虑立体异构，只需写出3个)(4)反应所需的试剂和条件是_。(5)的反应类型是_。(6)写出F到G的反应方程式：_。(7)设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯(CH3COCH2COOC2H5)制备 的合成路线：_(无机试剂任选)。解析：A为醇，高锰酸钾氧化A生成酮(B)；B与甲醛在碱溶液中发生加成反应生成C，C与酸性高锰酸钾反应生成D()(将CH2OH氧化成COOH)，观察E的结构简式知，D与乙醇在浓硫酸、加热条件下反应生成E，E在一定条件下引入丙基生成F，F水解并酸化生成G。结合E、G的结构简式可知F为。(1)A中的官能团为羟基。(2)根据手性碳原子定义，B中CH2上没有手性碳，上没有手性碳，故B分子中只有2个手性碳原子。(3)B的同分异构体能发生银镜反应，说明含有醛基，所以可以看成环己烷分子中2个氢原子分别被甲基、醛基取代，或一个氢原子被CH2CHO取代。(4)反应所需的试剂和条件是乙醇/浓硫酸、加热。(5)反应中，CH3CH2CH2Br与E发生取代反应。(6)F在碱溶液中水解生成羧酸盐，再酸化得到G。答案：(1)羟基(2)牢记常见烃的衍生物的转化关系1(2019高考全国卷，36，15分)氧化白藜芦醇W具有抗病毒等作用。下面是利用Heck反应合成W的一种方法：回答下列问题：(1)A的化学名称为_。(2) 中的官能团名称是_。(3)反应的类型为_，W的分子式为_。(4)不同条件对反应产率的影响如表：实验碱溶剂催化剂产率/%1KOHDMFPd(OAc)222.32K2CO3DMFPd(OAc)210.53Et3NDMFPd(OAc)212.44六氢吡啶DMFPd(OAc)231.25六氢吡啶DMAPd(OAc)238.66六氢吡啶NMPPd(OAc)224.5上述实验探究了_和_对反应产率的影响。此外，还可以进一步探究_等对反应产率的影响。(5)X为D的同分异构体，写出满足如下条件的X的结构简式：_。含有苯环；有三种不同化学环境的氢，个数比为621；1 mol的X与足量金属Na反应可生成2 g H2。(6)利用Heck反应，由苯和溴乙烷为原料制备，写出合成路线：_(无机试剂任选)。解析：(1)A的结构简式为，其名称为间苯二酚或1，3苯二酚。(2) 中的官能团是碳碳双键和羧基。(3)由合成路线可知，反应为取代反应。W中含两个苯环、1个碳碳双键，故C原子数为26214，含4个羟基，故含4个O原子，由苯环及碳碳双键可知，W分子的不饱和度为4219，故W分子中H原子数为21422912，W的分子式为C14H12O4。(4)由表格中的信息可知，实验1、2、3、4中的溶剂和催化剂相同，碱不同，产率不同；实验4、5、6中碱和催化剂相同，溶剂不同，产率不同，故该实验探究了不同碱和不同溶剂对反应产率的影响；因6个实验的催化剂相同，故还可以设计实验探究不同的催化剂对反应产率的影响。(5)D为，其同分异构体X为1 mol 时，与足量Na反应生成2 g H2，则X中含2个羟基，由X中不同化学环境的氢原子的个数比可知，2个羟基在苯环上处于对称位置，且X中含有2个甲基，故符合条件的X的结构简式为、。答案：(1)间苯二酚(或1，3苯二酚)(2)羧基、碳碳双键(3)取代反应C14H12O4(4)不同碱不同溶剂不同催化剂(或温度等)(6)2(2019高考全国卷，36，15分)环氧树脂因其具有良好的机械性能、绝缘性能以及与各种材料的粘结性能，已广泛应用于涂料和胶黏剂等领域。下面是制备一种新型环氧树脂G的合成路线：已知以下信息：回答下列问题：(1)A是一种烯烃，化学名称为_，C中官能团的名称为_、_。(2)由B生成C的反应类型为_。(3)由C生成D的反应方程式为_。(4)E的结构简式为_。(5)E的二氯代物有多种同分异构体，请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式：_、_。能发生银镜反应；核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为321。(6)假设化合物D、F和NaOH恰好完全反应生成1 mol单一聚合度的G，若生成的NaCl和H2O的总质量为765 g，则G的n值理论上应等于_。解析：(1)因A的分子式是C3H6，且为烯烃，故其结构简式为CH3CH=CH2，名称是丙烯。结合B的分子式、C的分子式和D的结构简式可知，B为CH2=CHCH2Cl，C为，故C中所含官能团为氯原子和羟基。(2)由B生成C的反应是CH2=CHCH2Cl 与HOCl发生的加成反应。(4)由已知信息可知，E为。(5)能发生银镜反应说明含醛基；核磁共振氢谱中三组峰的峰面积之比为321，说明含1个甲基，故符合条件的同分异构体为、。(6)D与F生成G的化学方程式为(2n)(2n)NaOH(2n)NaCl(2n)H2O，生成1 mol G同时生成(2n) mol NaCl和(2n) mol H2O，则(2n) mol765 g/(58.5 gmol118 gmol1)，解得n8。答案：(1)丙烯氯原子羟基(2)加成反应(3) NaOHNaClH2O(或NaOHNaClH2O)(6)81合成防晒霜的主要成分E的一种路线图如下：已知：2RCH2CHO请按要求回答下列问题：(1)B的官能团的结构简式为_。(2)反应的反应类型为_。(3)反应的化学方程式：_。(4)E的结构简式为_。(5)A的同分异构体有多种，写出其中核磁共振氢谱吸收峰面积之比为19的结构简式：_。答案：(1)CHO(2)取代反应(或酯化反应)(3)2CH3CH2CH2CH2OHO22CH3CH2CH2CHO2H2O(5)(CH3)3COH2苯的含氧衍生物A的相对分子质量为180，其中碳元素的质量分数为60%，A完全燃烧消耗O2的物质的量与生成CO2的物质的量相等。请回答下列问题：(1)A的分子式为_。(2)已知A的苯环上的取代基彼此相间，A能发生银镜反应，也能与NaHCO3溶液反应生成CO2，还能与FeCl3溶液发生显色反应，则A含有的官能团名称是_，满足上述条件的A的结构有_种。(3)A的一种同分异构体B是邻位二取代苯，其中一个取代基是羧基，B能发生如图所示转