2021高考化学一轮复习 专题12 第3讲 烃的含氧衍生物学案 新人教版

第3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，以及它们之间的关系。2.了解烃类及衍生物的重要应用以及烃的衍生物合成方法。3.根据信息能设计有机化合物的合成路线。醇、酚1.醇和酚的概念(1)醇：醇是羟基与_或_上的碳原子相连的化合物，饱和一元醇的分子通式为_。(2)酚：酚是羟基与苯环_相连而形成的化合物，最简单的酚为_。2醇(1)分类：(2)物理性质：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_醇分子间存在_，所以相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点远_烷烃水溶性低级脂肪醇_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_(3)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下所示，以1丙醇为例，完成下列条件下的化学方程式，并指明断键部位。1与na反应_，_。2催化氧化_，_。3与hbr的取代_，_。4浓硫酸，加热分子内脱水_，_。5与乙酸的酯化反应_，_。3苯酚的物理性质(1)纯净的苯酚是_晶体，有_气味，易被空气氧化呈_。(2)苯酚常温下在水中的溶解度_，当温度高于_时，能与水_，苯酚_溶于酒精。(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_洗涤。4苯酚的化学性质(1)弱酸性苯酚电离方程式为_，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：_。(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_色，利用这一反应可检验苯酚的存在。回扣判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)60 g丙醇中存在共价键总数为10na()(2)乙醇的分子间脱水反应和酯化反应都属于取代反应()(3)ch3oh和都属于醇类，且二者互为同系物()(4)ch3ch2oh在水中的溶解度大于在水中的溶解度()(5)ch3oh、ch3ch2oh、的沸点逐渐升高()(6)实验时手指上不小心沾上苯酚，立即用70 以上的热水清洗()(7)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()(8)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()重点提醒与不是同系物，同系物是指结构相似、分子组成上相差一个或若干个ch2原子团的物质。结构相似是指官能团的种类、数目、连接方式均相同，醇和酚的官能团连接方式不同，两者不是同系物。对点速练练点一醇的结构与性质判断1下列有机物分子中不属于醇类的是()2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()3.茉莉香醇是一种具有甜香味的物质，是合成香料的重要原料，其结构简式如图，下列有关茉莉香醇的叙述正确的是()a茉莉香醇的分子式为c9h14o2b不能使溴的四氯化碳溶液褪色c能与fecl3溶液发生显色反应d能发生加成反应而不能发生取代反应练点二酚的结构与性质判断4下列关于酚的说法不正确的是()a酚类是指羟基直接连在苯环上的化合物b酚类都具有弱酸性，在一定条件下可以和naoh溶液反应c酚类都可以和浓溴水反应生成白色沉淀，利用该反应可以检验酚d分子中含有羟基和苯环的含氧衍生物都属于酚类5bht是一种常用的食品抗氧化剂，从出发合成bht的方法有如下两种。下列说法不正确的是()a推测bht在水中的溶解度小于苯酚bbht与都能使酸性kmno4溶液褪色c方法一和方法二的反应类型都是加成反应dbht与具有完全相同的官能团练点三有机合成中的醇和酚6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()ax分子中所有原子一定在同一平面上by与br2的加成产物分子中不含有手性碳原子cx、y均不能使酸性kmno4溶液褪色dxy的反应为取代反应7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：_。(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1：9的结构简式：_。方法总结醇的两个重要反应规律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 如ch3oh、则不能发生消去反应。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。醛、羧酸、酯1.醛(1)概念：由_与_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、乙醛的物理性质比较物质颜色气味状态密度水溶性甲醛_乙醛_比水小_(3)化学性质醛类物质既有氧化性又有还原性，其氧化、还原关系为醇醛羧酸以乙醛为例写出醛类的主要化学方程式：氧化反应a银镜反应_；b与新制cu(oh)2悬浊液的反应_。还原反应(催化加氢)_。(4)用途35%40%的甲醛水溶液俗称_，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_是室内主要污染物之一。2羧酸：(1)羧酸：由_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_。(2)羧酸的化学性质羧酸的性质取决于羧基，反应时的主要断键位置如图：酸性(以乙酸为例)乙酸是一种弱酸，其酸性比碳酸_，在水溶液中的电离方程式为_。酯化反应ch3cooh和ch3choh发生酯化反应的化学方程式为_。3酯：(1)酯：羧酸分子羧基中的_被_取代后的产物。可简写为_，官能团为_。(2)酯的物理性质(3)酯的化学性质回扣判断(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)凡是能发生银镜反应的有机物都是醛()(4)完全燃烧等物质的量的乙醛和乙醇，消耗o2的质量相等()(5)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()(6)分子式相同的羧酸和酯可构成同分异构体()(7)甲酸能发生银镜反应，能与新制cu(oh)2的碱性悬浊液反应生成砖红色沉淀()(8)羧基和酯基中的碳氧双键均能与h2加成()(9)在酸性条件下，ch3co18oc2h5的水解产物是ch3co18oh和c2h5oh()重点提醒(1)通常状况下甲醛是烃的含氧衍生物中唯一的气体物质。(2)醛类物质发生银镜反应或与新制cu(oh)2悬浊液反应均需在碱性条件下进行。(3)羧酸和酯的分子中都含有，但不能发生加成反应。(4)甲酸酯(hcoor)具有醛基、酯基的双重性质。对点速练练点一醛、羧酸、酯的结构与性质1由下列5种基团中的2个不同基团两两组合，形成的有机物能与naoh反应的有()ohch3coohchoa2种b3种c4种 d5种2已知阿魏酸的结构简式为，则同时符合下列条件的阿魏酸的同分异构体的数目为()苯环上有两个取代基，且苯环上的一溴代物只有2种；能发生银镜反应；与碳酸氢钠溶液反应可生成使澄清石灰水变浑浊的气体；与fecl3溶液发生显色反应a2 b3c4 d53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(如下图)。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)练点二有机合成中的醛、羧酸和酯4有机分析中，常用臭氧氧化分解来确定有机物中碳碳双键的位置与数目。如：(ch3)2c=chch3(ch3)2c=och3cho已知某有机物a经臭氧氧化分解后发生以下一系列的变化：从b合成e通常经过多步反应，其中最佳次序是()a水解、酸化、氧化 b氧化、水解、酸化c水解、酸化、还原 d氧化、水解、酯化5羟甲香豆素是一种治疗胆结石的药物，合成路线如下图所示：已知：rcoorroh rcoorroh(r、r、r代表烃基)(1)a属于芳香烃，其结构简式是_。b中所含的官能团是_。(2)cd的反应类型是_。(3)e属于酯类。仅以乙醇为有机原料，选用必要的无机试剂合成e，写出有关化学方程式：_。(4)已知：2e一定条件,fc2h5oh。f所含官能团有和_。(5)以d和f为原料合成羟甲香豆素分为三步反应，写出有关化合物的结构简式：技能归纳酯化反应的多样性 (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： 2ch3cooh2h2o (3)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如：2ch3ch2oh2h2o。 (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： 2h2o nhooccoohnhoch2ch2oh hoh(2n1)h2o。 (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：1.2019全国卷，36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)。22017全国卷，36化合物h是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物a制备h的一种合成路线如下：已知：rchoch3chorchchchoh2o回答下列问题：(1)a的化学名称是_。(2)由c生成d和e生成f的反应类型分别是_、_。(3)e的结构简式为_。(4)g为甲苯的同分异构体，由f生成h的化学方程式为_。(5)芳香化合物x是f的同分异构体，x能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出co2，其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，峰面积比为6：2：1：1。写出2种符合要求的x的结构简式_。(6)写出用环戊烷和2丁炔为原料制备化合物的合成路线_(其他试剂任选)。第3讲烃的含氧衍生物基础精讲练考点一1知识梳理1(1)烃基苯环侧链cnh2n1oh(n1)(2)直接苯酚()2(1)脂肪芳香(2)增大氢键高于易溶于减小(3)2ch3ch2ch2oh2na2ch3ch2ch2onah22ch3ch2ch2oho22ch3ch2cho2h2och3ch2ch2ohhbrch3ch2ch2brh2och3ch2ch2ohch3ch=ch2h2och3ch2ch2ohch3coohch3cooch2ch2ch3h2o3(1)无色特殊粉红色(2)不大65 混溶易(3)酒精4(1)c6h5ohc6h5ohnaohh2o(2) (3)紫回扣判断答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2对点速练1解析：醇是指羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物，b中有机物羟基与苯环相连，属于酚。答案：b2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，但只有含有两个氢原子的醇(即含有ch2oh)才能转化为醛。答案：c3解析：根据茉莉香醇的结构简式先找出碳原子数，再根据不饱和度算出氢原子数，它的分子式为c9h14o2，a项正确；该分子中含有碳碳双键，能使溴的四氯化碳溶液褪色，b项错误；该分子没有苯环，不能与fecl3溶液发生显色反应，c项错误；该分子含有醇羟基，能发生取代反应，d项错误。答案：a4解析：羟基直接连在苯环上的化合物都属于酚类，a项对；酚羟基可以电离出氢离子，所以酚类可以和naoh溶液反应，b项对；酚类中羟基的邻、对位易与溴发生取代反应生成白色沉淀，c项对；分子中含有苯环和羟基的物质不一定属于酚类，如属于芳香醇，d项错。答案：d5解析：bht分子含有2个c(ch3)3和1个ch3，而烃基是憎水基，故其溶解度小于苯酚，a项正确；酚羟基能被酸性kmno4溶液氧化，故bht与都能使酸性kmno4溶液褪色，b项正确；方法一是加成反应，方法二是取代反应，c项错误；bht与的官能团都是酚羟基，d项正确。答案：c6解析：y分子含有碳碳双键，与br2加成后，连接甲基的碳原子连有4个不同基团，该碳原子为手性碳原子，b项错误；x分子中酚羟基上的氢原子被ch2=c(ch3)co取代生成y，y中的酯基是取代反应的结构，d项正确；x分子中含有苯环，与苯环直接相连的原子处于苯环所在的平面内，3个br原子和oh中的o原子在苯环所在平面内，coh键呈v形且单键可以任意旋转，故x分子中oh上的氢原子不一定在苯环所在平面内，a项错误；x分子中含有酚羟基，y分子中含有碳碳双键，都能被酸性高锰酸钾溶液氧化，mno被还原为mn2而褪色，c项错误。答案：d7解析：根据a为无支链醇，且b能发生已知信息反应，可知b中含有醛基，可得a为ch3ch2ch2ch2oh，在铜催化氧化下生成b，则b为ch3ch2ch2cho，根据信息可知c为ch3ch2ch2ch=c(ch2ch3)cho，d为ch3ch2ch2ch2ch(ch2ch3)ch2oh。(1)由以上分析可知b中的官能团为cho。(2)反应为酸和醇的酯化反应，也叫取代反应。(3)反应为醇的催化氧化，故化学方程式为2ch3ch2ch2ch2oho22ch3ch2ch2cho2h2o。(4)结合上面分析可知e的结构简式为(5)根据a的结构，结合核磁共振氢谱吸收峰面积之比为1：9可知分子中含有3个甲基，则其结构为(ch3)3coh。答案：(1)cho(2)取代反应(或酯化反应)(3)2ch3ch2ch2ch2oho22ch3ch2ch2cho2h2o(4) (5)(ch3)3coh考点二1知识梳理1(1)烃基或氢原子醛基(2)无色刺激性气味气体易溶于水无色刺激性气味液体与水互溶(3)ch3cho2ag(nh3)2ohch3coonh42ag3nh3h2och3cho2cu(oh)2naohch3coonacu2o3h2och3choh2ch3ch2oh(4)福尔马林甲醛2(1)烃基或氢原子与羧基cnh2no2(n1)(2)强ch3coohch3coohch3coohc2hohch3co18oc2h5h2o3(1)ohorrcoor(2)难易(3)roh回扣判断答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6) (7)(8)(9)2对点速练1解析：两两组合形成的化合物有10种，其中oh与cooh组合形成的h2co3为无机物，不合题意。只有、 (甲酸)、ch3cooh、ohccooh 5种有机物能与naoh反应。答案：d2解析：根据条件，则两个取代基处于对位；根据条件，则含有醛基；根据条件，则含有羧基；根据条件，则含有酚羟基，结合阿魏酸的分子式，故其同分异构体的可能结构为答案：c3解析：青蒿素中不含亲水基团，难溶于水，a项错误；香茅醛中还含有醛基，醛基具有较强的还原性，可与溴水发生氧化还原反应而使溴水褪色，b项错误；青蒿素不能发生聚合反应，c项错误；香茅醛的同系物应含有一个碳碳双键和一个醛基，满足以上条件且含有4个碳原子的有机物有3种，分别为ch2=ch ch2cho、ch3ch=chcho、，d项正确。答案：d4解析：由知，e为，h为，逆推知：b为故b正确。答案：b5解析：(1)根据a到b的条件，确定是硝化反应，b到c是硝基发生还原反应，都不影响碳原子数，所以a碳原子数为6，故a为苯；b的官能团为硝基。(2)根据d的分子式c6h6o2，不饱和度为4的芳香化合物，即苯环上有两个羟基的结构，而c中有两个氨基，故可以确定是氨基被羟基所取代，故为取代反应。(3)e是分子式为c4h8o2的酯类物质，仅以乙醇为有机原料制备得到，只能是乙醇发生连续氧化先制乙酸，然后发生酯化反应，制得乙酸乙酯。(4)2e到f属于陌生信息推导，直接推出f的准确结构有一定难度，但是根据断键方式，从2分子乙酸乙酯中脱出1分子乙醇，说明必须断开一个乙酸乙酯的碳氧单键，得到oc2h5，到乙醇必须还有一个h，故另一个酯只需要断碳氢单键，剩余两部分拼接在一起，第一个乙酸乙酯保留羰基，第二个乙酸乙酯保留酯基，故答案为酯基。(5)d中有两个酚羟基，f中有羰基，故d与f第一步发生信息反应1羰基与酚羟基邻位h加成，得到中间产物1；中间产物1的侧链必有醇羟基，根据最终产物，发现羟基发生消去反应，得到具有双键的中间产物2；中间产物2中侧链有酯基，与其邻位酚羟基发生信息反应2酯交换，得到羟甲香豆素，并有一分子乙醇脱出。从而倒推出中间产物2结构为：倒推出中间产物1的结构为：从而d与f的结构也能确定。答案：(1) 硝基(2)取代反应(3)2ch3ch2oho22ch3cho2h2o、2ch3choo22ch3cooh、ch3coohch3ch2ohch3cooc2h5h2o(4) (酯基)(5)d为；f为；中间产物1为中间产物2为真题全体验1解析：本题涉及的考点有官能团的判断、同分异构体的书写、有机反应类型的判断、常见有机反应的完善及书写、有机合成路线的设计，考查学生对中学有机化学基础知识的掌握程度和运用化学原理和科学方法设计合理方案的能力，体现了以科学探究与