烃的含氧衍生物.pdf

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1、1 第三节烃的含氧衍生物 考纲定位1.掌握醇、酚、醛、羧酸、酯的结构与性质，以及它们的相互转化。 2.掌握有机分子中官能团之间的相互影响。3.了解衍生物的重要应用以及烃的衍 生物的合成方法。 4.根据信息能设计有机化合物的合成路线。 考点 1| 醇与酚 (对应学生用书第 216 页) 考纲知识整合 1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，饱和一元醇的分子 通式为 CnH2n1OH(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 。 (3)醇的分类 提醒：(1)醇与酚的官能团均为羟基(OH)；(2

2、)OH 与链烃基相连构成醇， 如；OH 与苯环直接相连构成酚，如。 2醇、酚的物理性质 (1)醇的物理性质及变化规律 溶解性 低级脂肪醇易溶于水。 密度 一元脂肪醇的密度一般小于1 g cm 3。 沸点 2 a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。 b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。 (2)苯酚的物理性质 纯净的苯酚是无色晶体，有特殊气味，易被空气氧化呈粉红色。 苯酚常温下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，应立即用酒 精洗涤。 3醇、酚的

3、结构与化学性质 (1)醇的结构与化学性质 以乙醇为例 试剂及条件断键位置反应类型化学方程式 Na 置换 2C2H5OH2Na2C2H5ONa H2 HBr，加热取代 C2H5OHHBr C2H5BrH2O O2(Cu)， 加热 氧化 2C2H5OHO2 Cu 2CH3CHO 2H2O 浓硫酸， 170 消去 C2H5OH 浓H2SO4 170 CH2=CH2 H2O 浓硫酸， 140 取代 2C2H5OH 浓H2SO4 140 C2H5OC2H5 H2O CH3COOH (浓硫酸， 加热) 取代 (酯化) CH3COOH C2H5OH 浓H2SO4 3 CH3COOC2H5H2O (2)酚的结

4、构与化学性质 由于苯环对羟基的影响，酚羟基比醇羟基活泼；由于羟基对苯环的影响，苯 酚中苯环上的氢原子比苯中的氢原子活泼。 弱酸性 苯酚电离方程式为C6H5OHC6H5O H ，俗称石炭酸，但酸性很弱， 不能使石蕊试液变红。 苯酚与 NaOH 反应的化学方程式： 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 该反应能产生白色沉淀，常用于苯酚的定性检验和定量测定。 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。 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。 缩聚反应制酚醛树脂 4 高考命题点突破 命

5、题点 1醇、酚的结构及其性质 (2018泰安模拟 )薰衣草醇的分子结构如图所示， 下列有关薰衣草醇的说法不正 确的是 () A分子式为 C10H16O B含有两种官能团 C能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D能发生取代反应、加成反应 A分子式为 C10H18O，A 错误；含有碳碳双键和羟基，B 正确；含有碳碳双 键和CH2OH，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，C 正确；有碳碳双键能发生加成 反应，含有羟基能和羧酸发生酯化反应(取代反应 )，D 正确。 1. (2017 合肥高三段考 )山萘酚 (Kaempferol)结构简式如图所示，且大量存在于水 果、蔬菜、豆类、茶叶中，具有多种生物学作用，如抗氧化、抑制

6、肿瘤生长 及保护肝细胞等作用。下列有关山萘酚的叙述正确的是() 【导学号： 97500201】 A结构式中含有羟基、醚键、酯基、碳碳双键 5 B可发生取代反应、水解反应、加成反应 C可与 NaOH 反应，不能与 NaHCO3反应 D1 mol 山萘酚与溴水反应最多可消耗4 mol Br2 C根据该有机物的结构简式可知不含酯基，A 错误；该有机物含有酚羟基、 醇羟基、酮基能发生取代反应、加成反应，不能发生水解反应，B 错误；该 有机物含有酚羟基，能与NaOH反应，不能与 NaHCO3反应，C正确；酚羟基 的邻位、对位的 H 原子能被 Br 原子取代，碳碳双键可以与 Br2发生加成反应， 所以 1

7、 mol山萘酚与溴水反应最多可消耗5 mol Br2，D 错误。 2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 DN 分子中，可能在同一平面上的原子最多有14个 CM 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 的量不相等， B

8、 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。 3下列四种有机物的分子式均为C4H10O。 (1)能被氧化成含相同碳原子数的醛的是_。 6 (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_。 【解析】能被氧化成醛的醇分子中必含有基团“CH2OH”，和符合 题意；能被氧化成酮的醇分子中必含有基团“” ，符合题意； 若与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上的氢原子类型不同，则发生消去反应 时，可以得到两种产物，符合题意。 【答案】(1)(2)(3) 题后归纳 (1)醇催化氧化规律 醇类的催化氧化的反应情况与跟羟基相连的碳原子上的氢原子个

9、数有关。 (2)醇消去反应的规律 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 (3)酚与溴水反应的定量关系 酚分子中与 OH 处于邻、对位上的氢原子可以被 Br 取代，而间位上的氢原子 不可以被 Br 取代。 命题点 2醇与酚的同分异构体分析 4某些芳香族化合物与互为同分异构体，其中与 FeCl3溶液 7 混合后显色和不显色的种类分别有 () 【导学号：97500202】 A2 种和 1 种B2 种和 3 种 C3 种和 2 种D3 种和 1 种 C 同 分 异 构 体 中 与FeCl3溶 液 混 合

10、后 显 色 的 有3 种 ， 分 别 为 ； 不 显 色 有2 种 ， 分 别 为 。 5已知香豆素的结构简式为，写出符合下列条件的香豆素的同 分异构体的结构简式为 _ 。 含苯环且苯环上只有两个取代基 能使氯化铁溶液呈紫色 能发生银镜反应 【解析】根据题中条件可知结构中含酚羟基和醛基(CHO)。 题后归纳 脂肪醇、芳香醇、酚的比较 类别脂肪醇芳香醇酚 官能团OH OH OH 结构 特点 OH 与链烃基相 连 OH 与芳香烃侧 链上的碳原子相连 OH 与苯环直接 相连 8 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 ) 遇 FeCl3溶液显紫 色 考点 2| 醛、羧酸和酯 (对应

11、学生用书第 218 页) 考纲知识整合 1醛 (1)醛：醛是由烃基与醛基相连而构成的化合物，官能团为醛基(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CH2O HCHO CHO 乙醛C2H4O CH3CHO (3)甲醛、乙醛的物理性质 颜色状态气味溶解性 甲醛 无色 气体刺激性 气味 易溶于水 乙醛液体与水、乙醇等互溶 (4)醛的化学性质 醛类物质既有氧化性又有还原性， 其氧化、还原关系为 (RCH2OH)醇 还原 醛 (RCHO) 氧化 羧酸(RCOOH)。 以乙醛为例在横线上写出有关化学方程式。 氧化反应： a银镜反

12、应： CH3CHO2Ag(NH3)2OH CH3COONH42Ag 3NH3 H2O； b 与 新 制Cu(OH)2悬 浊 液 反 应 ： CH3CHO 2Cu(OH)2 NaOH CH3COONaCu2O3H2O； c催化氧化反应： 2CH3CHOO2 催化剂 2CH3COOH； 9 d乙醛可被酸性KMnO4溶液氧化生成乙酸，醛类可使酸性KMnO4溶液褪 色。 还原反应：与氢气的加成反应 CH3CHOH2 催化剂 CH3CH2OH。 提醒： (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

13、简单，生成羧酸铵，还有一水二银三个氨。 (5)醛的应用和对环境、健康产生的影响 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。 35%40%的甲醛水溶液俗称福尔马林； 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甲醛是室内主要污染物之一。 甲醛与苯酚发生缩聚反应生成酚醛树脂。 提醒： 几个定量关系 (1) (2) 2羧酸 (1)概念：由烃基与羧基相连构成的有机化合物。 (2)官能团：羧基 (COOH)。 (3)通式：饱和一元羧酸的分子式为CnH2nO2(n1)， 通式可表示为 RCOOH。 (4)甲酸和乙酸的分子组成和结构 分子式结构简

14、式官能团 甲酸CH2O2HCOOH CHO、COOH 乙酸C2H4O2 CH3COOH COOH (5)化学性质 (以乙酸为例 ) 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 10 为 CH3COOHCH3COO H。 写出一个证明乙酸比碳酸酸性强的化学方程式 2CH3COOHCaCO3=(CH3COO)2CaCO2H2O。 酯化反应：CH3COOH 和 CH3CH 18 2OH 发生酯化反应的化学方程式为 CH3COOHCH3CH 18 2OH 浓H2SO4 CH3CO 18OC 2H5H2O。 (6)乙酸乙酯的实验室制法实验问题 3酯 (1) 概 念 ： 羧 酸 分

15、子 羧 基 中 的 羟 基 被 OR 取 代 后 的 产 物 ， 表 示 为 可简写为 RCOOR。 (2)官能团：或COO。 (3)常见低级酯的物理性质：具有芳香气味的液体，密度一般比水的小，难溶 于水，易溶于有机溶剂。 (4)酯的化学性质 水解反应 提醒：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， 能中和产生的羧酸，酯的水解平衡右移，水解程度增大。 11 高考命题点突破 命题点 1醛的结构、性质和醛基的检验 1(2018 昆明模拟 )茉莉醛具有浓郁的茉莉花香，其结构简式如图所示。关于茉 莉醛的下列叙述错误的是() A在加热和催化剂作用下，能被氢气还原 B能被酸性高锰

16、酸钾溶液氧化 C在一定条件下能与溴发生取代反应 D不能与溴化氢发生加成反应 D分子中含有碳碳双键、苯环、醛基，在一定条件下，可以与氢气发生加 成反应被还原， A 正确；分子中含有碳碳双键、醛基等，能被酸性高锰酸钾 溶液氧化， B 正确；含有苯环、烃基，在一定条件下能与溴发生取代反应，C 正确；含有碳碳双键，能与溴化氢发生加成反应，D错误。 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悬浊液，加热至沸，酸化后再加溴水 DA 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。 易错防范 检验CHO应注意的实验问题 与新制 Ag(NH3)2OH 溶液反应与新制 Cu(OH)2悬浊液反应 注(1)试管内壁必须洁净；(1)新制 Cu(OH)2悬浊液要随用随