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文档介绍
2021届新高考选考化学一轮复习苏教版烃的衍生物学案
第三单元 烃的衍生物 [考点分布] 知识内容 考试要求 2016年 2017年 2018年 2019年 2020年 4月 10月 4月 11月 4月 11月 4月 1月 (1)卤代烃的分类方法 a (2)卤代烃的物理性质 a (3)卤代烃的化学性质 c (4)消去反应 b T32(2) (5)卤代烃的应用以及对人类生活的影响 a (6)醇、酚的组成和结构特点 bT29 (7)乙醇的分子组成、主要性质(跟活泼金属的反应、氧化反应) b T10 T26(2)(4) T14 T15 (8)乙醇在不同温度下的脱水反应 b (9)乙醇的化学性质与用途 c (10)甲醇、乙二醇、丙三醇的性质和用途 b (11)苯酚的物理性质 a (12)苯酚的化学性质与用途 c T32 T14 (13)醇、酚等在生产生活中的应用 a (14)乙醛的分子组成,乙醛的性质(加氢还原、催化氧化),乙醛与银氨溶液、新制氢氧化铜反应的现象 b T26(4) T26(4) T8、T14 T7、T15、T26(4) (15)乙酸的分子组成、主要性质(酸的通性、酯化反应) b (16)乙酸乙酯的制备实验 b (17)醛、羧酸的组成、结构和性质特点 bT29 (18)甲醛的性质、用途以及对健康的危害 b T16、T26 T28Ⅰ(3) (19)有机分子中基团之间的相互影响 b 卤代烃 一、卤代烃 1.卤代烃是烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物。通式可表示为R—X(其中R—表示烃基,X表示F、Cl、Br、I,下同)。 2.官能团是卤素原子。 二、饱和卤代烃的性质 1.物理性质 (1)沸点:比同碳原子数的烷烃沸点要高。 (2)溶解性:水中不溶,有机溶剂中易溶。 (3)密度:一般一氟代烃、一氯代烃比水小,其余液态卤代烃比水大。 2.化学性质 (1)水解反应 R—X+NaOHR—OH+NaX; R—CHX—CH2X+2NaOHR—CH(OH)—CH2OH+2NaX。 (2)消去反应 有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个或几个小分子(如H2O、HBr等),而生成含不饱和键(如双键或叁键)的化合物的反应叫作消去反应。 R—CH2—CH2—X+NaOHR—CH===CH2+NaX+H2O; +2NaOHCH≡CH↑+2NaX+2H2O。 三、卤代烃的获取方法 1.不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应 如CH3—CH==CH2+Br2―→ CH3CHBrCH2Br, CH3—CH==CH2+HBr CH≡CH+HClCH2==CHCl。 2.取代反应 如乙烷与Cl2:CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl, 苯与Br2:+Br2+HBr, C2H5OH与HBr:C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O。 四、卤代烃中卤素原子的检验 1.实验原理 R—X+H2OR—OH+HX HX+NaOH===NaX+H2O HNO3+NaOH===NaNO3+H2O AgNO3+NaX===AgX↓+NaNO3 根据沉淀(AgX)的颜色(白色、浅黄色、黄色)可确定卤素原子种类(氯、溴、碘)。 2.实验步骤 (1)取少量卤代烃; (2)加入NaOH溶液; (3)加热,反应一段时间; (4)冷却; (5)加入稀硝酸酸化; (6)加入硝酸银溶液。 3.实验说明 加入稀硝酸酸化的目的:一是为了中和过量的NaOH,防止NaOH与AgNO3反应对实验产生影响;二是检验生成的沉淀是否溶于稀硝酸。如果不加HNO3中和,则AgNO3溶液直接与NaOH溶液反应产生暗褐色的Ag2O沉淀:NaOH+AgNO3===NaNO3+AgOH↓,2AgOH===Ag2O+H2O。 题组一卤代烃的性质 1.某有机物的结构简式为。下列关于该物质的说法中正确的是( ) A.该物质在NaOH的醇溶液中加热可转化为醇类 B.该物质能和AgNO3溶液反应产生AgBr沉淀 C.该物质可以发生消去反应 D.该物质可与溴的四氯化碳溶液发生加成反应 解析:选D。该物质在NaOH的水溶液中可以发生水解反应转化为醇类,其中—Br被—OH取代,A项错误;该物质中的溴原子必须水解成Br-,才能和AgNO3 溶液反应生成AgBr沉淀,B项错误;该有机物分子中与溴原子相连的碳原子的邻位碳上没有H原子,不能发生消去反应,C项错误;该物质含有碳碳双键,可与Br2发生加成反应,D项正确。 2.(2020·镇海中学期末)从溴乙烷制取1,2二溴乙烷,下列制备方案中最好的是( ) A.CH3CH2BrCH3CH2OH CH2===CH2CH2BrCH2Br B.CH3CH2BrCH2BrCH2Br C.CH3CH2BrCH2===CH2CH3CH2BrCH2BrCH2Br D.CH3CH2BrCH2===CH2CH2BrCH2Br 解析:选D。本题考查卤代烃制取方案的设计。在有机合成中,理想合成方案有以下特点:①尽量少的步骤;②选择生成副产物最少的反应原理;③试剂价廉;④实验安全;⑤符合环保要求。在有机合成中引入卤原子或引入卤原子作中间产物,用加成反应,而不用取代反应,因为光照下卤代反应产物无法控制,得到产品纯度低。A项,发生三步反应,步骤多,产率低;B项,溴与烷烃发生取代反应,是连续反应,不能控制产物种类,副产物多;C项,步骤多,且发生卤代反应难控制产物纯度;D项,步骤少,产物纯度高。 3.卤代烃在生产生活中具有广泛的应用,回答下列问题: (1)多氯代甲烷常作为有机溶剂,其中分子结构为正四面体的是________。工业上分离这些多氯代物的方法是________。 (2)三氟氯溴乙烷(CF3CHClBr)是一种麻醉剂,写出其所有同分异构体的结构简式:______________________________________________________________(不考虑立体异构)。 (3)聚氯乙烯是生活中常用的塑料。工业生产聚氯乙烯的一种工艺路线如下: 反应①的化学方程式为_______________________,反应类型为________;反应②的反应类型为____________。 解析:(1)甲烷属于正四面体结构。由类推的思想可知多氯代甲烷中分子结构为正四面体的是CCl4。多氯代甲烷均是液体且沸点不同,故可以通过分馏的方法分离这些多氯代物。(2)三氟氯溴乙烷(CF3CHClBr)的同分异构体有3种。(3)由1,2二氯乙烷与氯乙烯的组成差异可推知,1,2二氯乙烷可通过消去反应转化为氯乙烯。 答案:(1)四氯化碳 分馏 (2)CHFClCF2Br、CHBrFCF2Cl、CFBrClCF2H (3)H2C===CH2+Cl2―→CH2ClCH2Cl 加成反应 消去反应 (1)注意看清卤代烃发生水解反应和消去反应的条件,书写化学方程式时容易混淆。 (2)烯烃与卤素单质或卤化氢加成可以去掉碳碳双键,卤代烃消去又会产生碳碳双键, 有机合成中这两个反应组合使用,通常是为了保护碳碳双键,而不是其他目的。 (3)卤代烃是非电解质,检验卤素种类时,应先让其在碱性条件下发生水解反应,然后用稀硝酸中和使溶液呈酸性才能加硝酸银溶液。在做题时容易忽视加硝酸中和碱这个环节。 题组二有机合成中的重要桥梁——卤代烃 4.(1)化合物A( )可由环戊烷经三步反应合成: XY 反应1的试剂与条件为____________;反应2的化学方程式为______________;反应3可用的试剂为________。 (2)下面是以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线: 其中,反应①的产物名称是______________;反应②的反应试剂和反应条件是__________________;反应③的反应类型是______________。 解析:(1)化合物A可由合成,合成路线为 ,故反应1的试剂与条件为Cl2、光照,反应3可用的试剂为O2、Cu。 (2)为氯代环戊烷。反应②是卤代烃的消去反应,所用的试剂是NaOH的乙醇溶液,反应条件为加热。反应③是碳碳双键与Br2的加成反应。 答案:(1)Cl2、光照 O2、Cu(其他合理答案也可) (2)氯代环戊烷 氢氧化钠的乙醇溶液、加热 加成反应 5.已知:R—CH===CH2+HX―→。 A、B、C、D、E有如下转化关系: 其中A、B是化学式均为C3H7Cl的两种同分异构体。根据图中各物质的转化关系, 填写下列空白。 (1)A、B、C、D、E的结构简式:A__________;B__________;C__________;D__________;E__________。 (2)完成下列反应的化学方程式。 ①A―→E:__________________________________________; ②B―→D:__________________________________________; ③C―→E:__________________________________________。 解析:C3H7Cl的两种同分异构体分别为 CH3CH2CH2Cl和,由图中的转化关系可知E为丙烯(CH3CH===CH2)。根据题目信息可知B为,即A为CH3CH2CH2Cl,进一步推知C为CH3CH2CH2OH,D为。 答案:(1)CH3CH2CH2Cl CH3CH2CH2OH CH3CH===CH2 (2)①CH3CH2CH2Cl+NaOHCH3CH===CH2↑+NaCl+H2O ②+NaOHCH3CHOHCH3+NaCl ③CH3CH2CH2OHCH3CH===CH2↑+H2O 6.(2020·杭州学军中学检测)富马酸(反式丁烯二酸)与Fe2+形成的配合物——富马酸铁又称“富血铁”,可用于治疗缺铁性贫血。以下是合成富马酸铁的一种工艺路线: 回答下列问题: (1)A的化学名称为________;由A生成B的反应类型为________________。 (2)C的结构简式为__________________。 (3)富马酸的结构简式为__________________。 (4)检验富血铁中是否含有Fe3+的实验操作步骤是_____________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)富马酸为二元羧酸,1 mol富马酸与足量饱和NaHCO3溶液反应可放出________L CO2(标况);富马酸的同分异构体中,同为二元羧酸的还有____________________(写出结构简式)。 解析:由框图转化信息可知A、B、C分子的碳骨架无变化,可知B为、C为;由强酸制弱酸可知:丁烯二酸钠酸化可得富马酸( );富马酸为二元羧酸,1 mol富马酸可与2 mol NaHCO3反应,产生2 mol CO2。 答案:(1)环己烷 取代反应 (2) (3) (4)取少量富血铁,加入稀硫酸溶解,再滴加KSCN溶液,若溶液显血红色,则产品中含有Fe3+;反之,则无 (5)44.8 (1)卤代烃在有机合成中的主要应用 ①在烃分子中引入官能团,如引入羧基、羟基等。 ②改变官能团在碳链上的位置 由于不对称的烯烃与HX 加成时,条件不同会引起卤素原子连接的碳原子不同,又有卤代烃在NaOH的水溶液中可发生取代反应生成醇,在NaOH的醇溶液中发生消去反应生成不饱和键,这样可通过:卤代烃a→消去→加成→卤代烃b→水解,会使卤素原子的位置发生改变或引起其他官能团(如—OH)的位置发生改变。 ③增加官能团的数目 在有机合成中,通过卤代烃在强碱的醇溶液中消去小分子HX后而生成不饱和的碳碳双键或碳碳叁键,再与X2加成,从而使在碳链上连接的卤素原子增多,达到增加官能团的目的。 (2)卤代烃在有机合成中的经典路线 ①一元合成路线 RCH===CH2→一卤代烃→一元醇→一元醛→一元羧酸→酯(R代表烃基或H原子,下同) ②二元合成路线 RCH===CH2→二卤代烃→二元醇→二元醛→二元羧酸→酯(链酯、环酯、聚酯) 醇 酚 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CnH2n+1OH(n≥1)。 (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 2.醇类物理性质的变化规律 (1)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·cm-3。 (3)沸点 ①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。 ②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。 3.苯酚的物理性质 (1)纯净的苯酚是无色晶体,有特殊气味,易被空气氧化呈粉红色。 (2)苯酚常温下在水中的溶解度不大,当温度高于65__℃时,能与水以任意比例互溶,苯酚易溶于酒精。 (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酒精洗涤,再用水冲洗。 4.醇和酚的化学性质 (1)由断键方式理解醇的化学性质 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表所示: 反应 断裂的化学键 化学方程式(以乙醇为例) 与活泼金属反应 ① 2CH3CH2OH+2Na―→ 2CH3CH2ONa+H2↑ 催化氧化反应 ①③ 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O 与氢卤酸反应 ② CH3CH2OH+HBr CH3CH2Br+H2O 分子间脱水反应 ①② 2CH3CH2OH CH3CH2OCH2CH3+H2O 分子内脱水反应 ②⑤ 酯化反应 ① (2)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。 ①弱酸性 苯酚电离方程式为C6H5OHC6H5O-+H+,俗称石炭酸,但酸性很弱,不能使石蕊溶液变红。 苯酚与NaOH反应的化学方程式:+NaOH―→+H2O。 ②苯环上氢原子的取代反应 苯酚与浓溴水反应,产生白色沉淀,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。 题组一醇的性质 1.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:选C。A.正确,纤维素水解最终产物为葡萄糖,葡萄糖在酒化酶作用下能转化为酒精(乙醇)。B.正确,乙烯与水在一定条件下通过加成反应可生成乙醇。C.错误,乙醇的分子式为C2H6O,乙醛的分子式为C2H4O,二者的分子式不同,不是同分异构体。D.正确,乙醇和乙酸通过取代反应(酯化反应)生成乙酸乙酯。 2.化合物甲、乙、丙有如下转化关系: 甲(C4H10O)乙(C4H8)丙(C4H8Br2) 请回答下列问题: (1)甲中官能团的名称是________,甲属________类物质,甲可能的结构有________种,其中可催化氧化为醛的有________种。 (2)反应条件①为________,条件②为____________。 (3)甲→乙的反应类型为___________,乙→丙的反应类型为_______________。 (4)丙的结构简式不可能是____________。 A.CH3CH2CHBrCH2Br B.CH3CH(CH2Br)2 C.CH3CHBrCHBrCH3 D.(CH3)2CBrCH2Br 解析:依甲、乙、丙间发生的变化,知条件①下发生消去反应,条件②下发生加成反应,然后进一步推出甲是醇类,乙是烯烃。丁基的结构有4种,则丁醇的结构也有4种。CH3CH(CH2Br)2中两个Br原子连在不相邻的两个碳原子上,不可能由加成反应生成。 答案:(1)羟基 醇 4 2 (2)浓H2SO4、加热 溴水(或溴的CCl4溶液) (3)消去反应 加成反应 (4)B 3.(2020·温州教学质评)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________(填序号,下同)。 (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:(1)能被氧化成醛的醇分子中必含有基团“—CH2OH”,②和③符合题意;(2)能被氧化成酮的醇分子中必含有基团“”,①符合题意;(3)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,①符合题意。 答案:(1)②③ (2)① (3)① 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。 题组二酚的性质 4.实验室回收废水中苯酚的过程如图所示。下列分析错误的是( ) A.操作Ⅰ中苯作萃取剂 B.苯酚钠在苯中的溶解度比在水中的大 C.通过操作Ⅱ苯可循环使用 D.三步操作均需要分液漏斗 解析:选B。A.苯酚易溶于有机溶剂苯,而难溶于水,水与苯互不相溶,因此可用苯作萃取剂将含酚废水中的苯酚萃取出来,操作Ⅰ中苯作萃取剂,正确。B.苯酚钠易溶于水, 而难溶于苯,因此在苯中的溶解度比在水中的小,错误。C.向萃取分液后的含有苯酚的溶液中加入NaOH溶液,发生反应:NaOH+C6H5OH===C6H5ONa+H2O,C6H5ONa易溶于水,而与苯互不相溶,然后分液,得到的苯可再应用于含酚废水的处理,故通过操作Ⅱ苯可循环使用,正确。D.向含有苯酚钠的水层加入盐酸,发生反应:C6H5ONa+HCl===C6H5OH+NaCl,苯酚难溶于水,密度比水大,在下层,通过分液与水分离开,通过上述分析可知在三步操作中都要进行分液操作,因此均需要使用分液漏斗,正确。 5.异丁香酚可作为合成香料的原料,其结构简式如图所示。下列有关叙述正确的是( ) A.异丁香酚属于芳香族化合物,其分子式为C10H14O2 B.该物质能使酸性高锰酸钾溶液褪色 C.1 mol该物质与足量H2发生加成反应,最多可消耗1 mol H2 D.分子中所有原子有可能在同一平面上 解析:选B。异丁香酚的结构简式中含有苯环,属于芳香族化合物,根据有机物中碳原子的成键特点可知,其分子式为C10H12O2,A项错误;根据结构简式可知,该物质含有酚羟基、碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B项正确;1 mol碳碳双键能与1 mol H2发生加成反应,1 mol苯环最多能与3 mol H2发生加成反应,因此1 mol异丁香酚最多能与4 mol H2发生加成反应,C项错误;—CH3中所有原子不可能在同一平面上,D项错误。 6.白藜芦醇()广泛存在于食物(如桑椹、花生,尤其是葡萄)中,它可能具有抗癌性。 (1)能够跟1 mol该化合物起反应的Br2和H2的最大用量分别是________。 A.1 mol,1 mol B.3.5 mol,7 mol C.3.5 mol,6 mol D.6 mol,7 mol (2)下列不能与白藜芦醇反应的是________。 A.K2CO3溶液 B.FeCl3溶液 C.KHCO3溶液 D.酸性KMnO4溶液 解析:(1)若与H2发生反应,从白藜芦醇的结构可以看出,能发生加成反应的部位有两处,一处是苯环,一处是碳碳双键,总共消耗氢气3 mol+3 mol+1 mol=7 mol。若与Br2发生反应,碳碳双键与Br2发生加成反应,消耗Br2 1 mol,两端的酚羟基的邻、对位均可与Br2发生取代反应(即如图箭头所指的位置),消耗Br2 5 mol,所以共消耗Br2 6 mol。 (2)从白藜芦醇的结构可知,它的官能团有碳碳双键、酚羟基,所以具有烯烃和酚的性质:与K2CO3溶液反应生成酚钠和KHCO3;与FeCl3溶液发生显色反应(显紫色);碳碳双键和酚羟基都能被酸性KMnO4溶液氧化;不能与KHCO3溶液反应。 答案:(1)D (2)C 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 —OH —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) 遇FeCl3溶液显紫色 醛 羧酸 酯 一、醛 1.概念 醛是由烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的有机化合物,可表示为R—CHO,官能团为—CHO。饱和一元醛的通式为CnH2nO(n≥1)。 2.物理性质 颜色 状态 气味 溶解性 甲醛(HCHO) 无色 气体 刺激性气味 易溶于水 乙醛(CH3CHO) 无色 液体 刺激性气味 与H2O、C2H5OH互溶 3.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。 4.醛在生产、生活中的作用和对环境、健康产生的影响 (1)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。 (2)35%~40%的甲醛水溶液俗称福尔马林,具有杀菌、消毒作用和防腐性能,常用作农药和消毒剂,用于种子消毒和浸制生物标本。 (3)劣质的装饰材料中挥发出的甲醛,对环境和人体健康影响很大,是室内主要污染物之一。 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,可表示为R—COOH,官能团为—COOH,饱和一元羧酸的分子式为CnH2nO2(n≥1)。 2.分类 (1)按烃基种类 ①脂肪酸,如乙酸、硬脂酸(C17H35COOH)、油酸(C17H33COOH); ②芳香酸,如苯甲酸。 (2)按羧基数目 ①一元羧酸,如甲酸(HCOOH)、乙酸、硬脂酸; ②二元羧酸,如乙二酸(HOOC—COOH); ③多元羧酸。 3.物理性质 (1)乙酸:有强烈刺激性气味的液体,易溶于水和乙醇。 (2)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加而降低。 4.化学性质(以乙酸为例) (1)酸的通性 乙酸是一种弱酸,其酸性比碳酸强,在水溶液中的电离方程式为CH3COOHH++CH3COO-。 (2)酯化反应 酯化反应的规律:酸脱羟基、醇脱氢。CH3COOH和CH3CH 182OH发生酯化反应的化学方程式为CH3COOH+CH3CHOHCH3CO18OCH2CH3+H2O。 三、酯 1.概念 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,饱和一元酯的分子式为CnH2nO2(n≥2)。 2.物理性质 3.化学性质 题组一醛、羧酸和酯的性质 1.(2020·台州适应性考试)某天然拒食素具有防御非洲大群蚯蚓的作用,其结构简式如图(未表示出原子或原子团的空间排列)。该拒食素与下列某试剂充分反应,所得有机物分子的官能团数目增加,则该试剂是( ) A.Br2的CCl4溶液 B.Ag(NH3)2OH溶液 C.HBr D.H2 解析:选A。根据该拒食素的结构简式确定其性质,进而确定其与不同试剂反应后产物的结构和官能团。有机物中的碳碳双键与Br2发生加成反应,使官能团数目由3个增加为4个,选项A正确。有机物中的醛基被银氨溶液氧化为—COOH,官能团数目不变,选项B不正确。有机物中的碳碳双键与HBr发生加成反应,但官能团数目不变,选项C不正确。有机物中的碳碳双键、醛基与H2发生加成反应,官能团数目减少,选项D不正确。 2.苯甲酸叶醇酯存在于麝香、百合和水仙花中,可用作高档香水的香料配方,留香时间超过两周,其结构简式如图所示。下列关于苯甲酸叶醇酯的说法中错误的是( ) A.能发生氧化反应 B.能使溴的四氯化碳溶液褪色 C.1 mol该物质最多能与4 mol H2发生加成反应 D.1 mol该物质与NaOH溶液反应时,能消耗2 mol NaOH 解析:选D。A项,碳碳双键能被酸性高锰酸钾溶液氧化,燃烧也是氧化反应,正确;B项,碳碳双键能与溴发生加成反应而使溴的四氯化碳溶液褪色,正确;C项,1 mol 该有机物最多能与4 mol H2发生加成反应,正确;D项,1 mol该有机物最多与 1 mol NaOH反应,错误。 3.(2019·浙江4月选考,T26)以煤、天然气和生物质为原料制取有机化合物日益受到重视。E是两种含有碳碳双键的酯的混合物。相关物质的转化关系如下(含有相同官能团的有机物通常具有相似的化学性质): 请回答: (1)A→B的反应类型是________,C中含氧官能团的名称是________。 (2)C与D反应得到E的化学方程式为_____________________________。 (3)检验B中官能团的实验方法:_________________________________。 答案:(1)氧化反应 羧基 (3)加过量银氨溶液,加热,出现银镜,说明有醛基;用盐酸酸化,过滤,滤液中加入溴水,若溴水褪色,说明有碳碳双键 官能团与反应类型 题组二醛基的检验方法 4.(2020·湖州校级期末)下列实验能获得成功的是( ) A.将乙醛滴入银氨溶液中,加热煮沸制银镜 B.苯与浓溴水反应制取溴苯 C.向浓溴水中加几滴苯酚观察沉淀 D.1 mol·L-1CuSO4溶液2 mL和0.5 mol·L-1NaOH溶液4 mL混合后加入40%的乙醛溶液0.5 mL,加热煮沸观察沉淀的颜色 解析:选C。A项中必须水浴加热,B项中苯与液溴在FeBr3催化下才能制得溴苯,D项中NaOH应过量。 5.有机物A是合成二氢荆芥内酯的重要原料,其结构简式如图所示,下列检验有机物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,微热,酸化后再加溴水 解析:选D。选项A中先加酸性高锰酸钾溶液,醛基和碳碳双键均被氧化;选项B中先加溴水,醛基被氧化、碳碳双键发生加成反应;对于选项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。 题组三羧酸、酯的同分异构体的判断 6.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( ) ①—OH ②—CH3 ③—COOH ④ ⑤—CHO A.2种 B.3种 C.4种 D.5种 解析:选D。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、 5种有机物能与NaOH反应。 7.(2020·舟山高三检测)某中性有机物C8H16O2在稀硫酸作用下加热得到M和N两种物质,N经氧化最终可得到M,则该中性有机物的结构可能有( ) A.1种 B.2种 C.3种 D.4种 解析:选B。中性有机物C8H16O2在稀硫酸作用下可生成两种物质,可见该中性有机物为酯类。由“N经氧化最终可得到M”,说明N与M中碳原子数相等,碳架结构相同,且N应为羟基在碳链端位的醇,M则为羧酸,从而推知该中性有机物的结构只有和两种。 8.化合物A的结构简式为。 (1)该化合物不具有的性质是_______________________________。 ①能与钠反应 ②遇FeCl3溶液显紫色 ③与碳酸盐反应产生二氧化碳气体 ④既能与羧酸反应又能与醇反应 ⑤能发生消去反应 (2)芳香酯B与A互为同分异构体,能使FeCl3溶液显紫色,且苯环上两个取代基在对位上,试写出B的所有同分异构体的结构简式:_______________________________。 解析:(1)该化合物中不含酚羟基,不能使FeCl3溶液显紫色,②错误;该化合物中与羟基相连碳的相邻碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,⑤错误。(2)芳香酯B与A互为同分异构体,能使FeCl3溶液显紫色,说明其中含有酚羟基,据苯环上两个取代基在对位上,首先写出去掉酯基余下的各种可能的碳链结构,根据题意只可能为,然后将正向“—COO—”、反向“—OOC—”分别插入C—C键中,再将酯基以反向“—OOC—”插入C—H键中,得到3种符合条件的酯的同分异构体。 答案:(1)②⑤ 有机物基团间的相互影响 “结构决定性质”,有机物分子结构中不同基团之间的相互作用,对有机物的化学性质有着深刻影响。 1.不同基团对羟基(—OH)酸性强弱的影响 (1)羟基与脂肪链烃基相连时为醇羟基,醇羟基难电离,溶液呈中性,如CH3CH2OH、CH3CH2CH2OH等均呈中性。 (2)羟基与苯环直接相连时为酚羟基,受苯环影响,酚羟基表现出弱酸性,如苯酚、甲基苯酚等均可与NaOH溶液反应而表现出酸性,但各种酚钠溶液均显碱性的事实说明酚类的酸性很弱(比H2CO3酸性弱)。 (3)羟基与羰基相连成羧酸,受其中羰基的影响,羧基中的羟基较易发生电离而显出明显的酸性(比H2CO3酸性强)。例如:2CH3COOH+Na2CO3―→2CH3COONa+CO2↑+H2O或CH3COOH+NaHCO3―→CH3COONa+CO2↑+H2O。 2.不同基团对羰基()反应活泼性的影响 (1)羰基分别与一个烃基和一个氢原子相连成醛,醛基(—CHO)中的羰基既能被H2还原生成醇(即催化加氢),又可以被催化氧化生成酸。 (2)羰基与两个烃基相连成酮,酮中的羰基虽然能被H2还原生成醇(即催化加氢),但催化氧化却较困难。例如:CH3COCH3+H2CH3CH(OH)CH3。 (3)羧酸中的羰基以及酯类中的羰基都比较稳定,既难被H2还原,也难发生催化氧化。 3.不同基团对碳氢键()反应活泼性的影响 (1)受脂肪链烃基的影响,苯环上的邻、对位氢原子变得活泼,比苯更容易发生取代反应。例如: (2)受羟基的影响,苯环上的邻、对位的氢原子变得活泼, 比苯更容易发生取代反应。例如: (3)受苯环影响,与苯环直接相连的烷烃基上的碳氢键变得活泼,易被酸性KMnO4溶液氧化。例如:。而烷烃(如R—CH3)分子中的碳氢键则不易被酸性KMnO4溶液氧化。 (4)在醇分子中,受羟基影响,与羟基所连碳原子上的氢原子变得活泼,易被催化氧化。例如: +O2不反应。 (5)在卤代烃、醇的分子结构中,受卤原子(—X)、羟基的影响,相邻碳原子上的氢原子变得活泼,易发生消去反应。例如: CH2===CH2↑+HBr; CH2===CH2↑+H2O。 (6)在醛基()中,受羰基()的影响,碳氢键反应活性增强,易被氧化,如。 题组有机物基团间的相互影响 1.有机物分子中原子间(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。下列事实不能说明上述观点的是( ) A.苯酚能跟NaOH溶液反应,乙醇不能与NaOH溶液反应 B.乙烯能发生加成反应,乙烷不能发生加成反应 C.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D.苯与浓硝酸在50~60 ℃时发生取代反应,甲苯与浓硝酸在30 ℃时就能发生取代反应 解析:选B。A项中受苯环的影响,羟基电离H+的能力增强;B项是官能团“”的性质,能发生加成反应;C项中甲基受苯环的影响,活性增强,能被酸性高锰酸钾氧化;D项,甲苯中受甲基的影响,苯环邻、对位H原子活性增强,易发生取代反应。 2.苯在催化剂存在下与液溴发生取代反应,而苯酚与溴水不用加热也不用催化剂便能发生取代反应,其原因是( ) A.苯环与羟基相互影响,使苯环上的氢原子变得更活泼 B.苯环与羟基相互影响,使羟基上的氢原子变得更活泼 C.羟基影响了苯环,使苯环上的氢原子变得更活泼 D.苯环影响了羟基,使羟基上的氢原子变得更活泼 答案:C 3.在有机化合物中,由于基团之间的相互影响,会使有机物分子中相关原子或原子团的反应活性发生显著的变化。 ①实验表明,丙酸(CH3CH2COOH)分子中“—CH2—”上的碳氢键因与“—COOH”相邻,反应活性明显增强,如在红磷存在时,丙酸可与液溴反应生成2溴丙酸(CH3CHBrCOOH)。 ②已知含有“”结构的有机物不能稳定存在。 请结合①②有关信息,分析如下转化关系(图中所用NaOH都是足量的)。 回答下列问题: (1)A的结构简式为______________________;图中A所发生的反应类型是__________________;F中所含官能团的名称是____________________________。 (2)C―→D的化学方程式为_____________________________________。 (3)D不可能发生的反应是________(填字母代号)。 a.水解反应 b.消去反应 c.中和反应 d.酯化反应 e.氧化反应 (4)F有多种同分异构体,其中含有—C≡C—且属于甲酸酯类的有机物共有________种,写出其中在1H核磁共振谱中有四个吸收峰的结构简式:______________________。 答案:(1) 取代反应 碳碳双键、羧基 (3)a (4)4 HCOOCH2CH2C≡CH、HCOOCH(CH3)C≡CH 课后达标检测 一、选择题 1.(2020·杭州二中选考模拟)下列物质的化学用语表达正确的是( ) A.甲烷的球棍模型: B.(CH3)3COH的名称:2,2二甲基乙醇 C.乙醛的结构式:CH3CHO D.羟基的电子式:·H 答案:D 2.(2017·浙江11月选考,T14)下列说法正确的是( ) A.正丁烷和异丁烷均有两种一氯取代物 B.乙烯和苯都能与H2发生加成反应,说明二者的分子中均含碳碳双键 C.乙醇与金属钠能反应,且在相同条件下比水与金属钠的反应更剧烈 D.乙醛能被还原成乙醇,但不能被氧化成乙酸 答案:A 3.(2020·浙江1月选考,T14)下列说法不正确的是( ) A.强酸、强碱、重金属盐等可使蛋白质变性 B.用新制氢氧化铜悬浊液(必要时可加热)能鉴别甲酸、乙醇、乙醛 C.乙酸乙酯中混有的乙酸,可加入足量的饱和Na2CO3溶液,经分液除去 D.向苯和苯酚的混合液中加入浓溴水,充分反应后过滤,可除去苯中少量的苯酚 答案:D 4.向有机物X中加入合适的试剂(可以加热),检验其官能团。下列有关结论不正确的是( ) 选项 试剂 现象 结论 A 金属钠 有气体产生 至少含羟基和羧基中的一种 B 银氨溶液 产生银镜 含有醛基 C 碳酸氢钠溶液 产生气泡 含有羧基 D 溴水 溶液褪色 含有碳碳双键 解析:选D。遇金属钠有气体产生,说明有机物X中至少含羟基和羧基中的一种,A项正确;遇银氨溶液产生银镜,说明有机物X中含醛基,B项正确;与碳酸氢钠溶液反应产生气泡,说明有机物X中含有羧基,C项正确;溴能与碳碳双键、碳碳叁键发生加成反应,能氧化醛基,能与苯酚发生取代反应,因此溴水褪色不能证明有机物X中一定含有碳碳双键,D项错误。 5.某羧酸酯的分子式为C18H26O5,1 mol 该酯完全水解可得到1 mol羧酸和2 mol乙醇,该羧酸的分子式为( ) A.C14H18O5 B.C14H16O4 C.C16H22O5 D.C16H20O5 解析:选A。由1 mol酯(C18H26O5)完全水解可得到1 mol 羧酸和2 mol乙醇可知,该酯为二元酯,分子中含有2个酯基(—COO—),结合酯的水解反应原理可得“1 mol C18H26O5+2 mol H2O1 mol羧酸+2 mol C2H5OH”,再结合质量守恒定律推知,该羧酸的分子式为C14H18O5。 6.(2020·浙江“绿色评估”联盟高三考试)有两种有机物Q,下列有关它们的说法中正确的是( ) A.二者的1H核磁共振谱中均只出现两种峰且峰面积之比均为3∶2 B.二者在NaOH醇溶液中均可发生消去反应 C.一定条件下,二者在NaOH溶液中均可发生取代反应 D.Q的一氯代物只有1种、P的一溴代物有2种 解析:选C。Q中两个甲基上有6个等效氢原子,苯环上有2个等效氢原子,峰面积之比应为3∶1,A项错;苯环上的卤素原子无法发生消去反应,P中与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上缺少氢原子,无法发生消去反应,B项错;在适当条件下, 卤素原子均可被—OH取代,C项对;Q中苯环上的氢原子、甲基上的氢原子均可被氯原子取代,故可得到2种一氯代物,P中有两种不同的氢原子,故P的一溴代物有2种,D项错。 7.由CH3CH2CH2Br制备CH3CH(OH)CH2OH,依次(从左至右)发生的反应类型和反应条件都正确的是( ) 选项 反应类型 反应条件 A 加成反应、取代反应、消去反应 KOH醇溶液/加热、KOH水溶液/加热、常温 B 消去反应、加成反应、取代反应 NaOH醇溶液/加热、常温、NaOH水溶液/加热 C 氧化反应、取代反应、消去反应 加热、KOH醇溶液/加热、KOH水溶液/加热 D 消去反应、加成反应、水解反应 NaOH水溶液/加热、常温、NaOH醇溶液/加热 解析:选B。CH3CH2CH2Br―→CH3CH===CH2―→CH3CHXCH2X(X代表卤素原子)―→CH3CH(OH)CH2OH。依次发生消去反应、加成反应、取代反应(或水解反应),由对应的反应条件可知B项正确。 8.(2020·温州检测)绿原酸是咖啡的热水提取液成分之一,结构简式如图所示,下列关于绿原酸判断正确的是( ) A.1 mol绿原酸与足量NaHCO3溶液反应,最多消耗3 mol NaHCO3 B.1 mol绿原酸与足量溴水反应,最多消耗2.5 mol Br2 C.1 mol绿原酸与足量NaOH溶液反应,最多消耗4 mol NaOH D.绿原酸的水解产物均可以与FeCl3溶液发生显色反应 解析:选C。1 mol绿原酸与足量NaHCO3溶液反应,最多消耗1 mol NaHCO3,A项错误;绿原酸分子中苯环上的氢原子均能与溴发生取代反应,碳碳双键能与溴发生加成反应,因此,1 mol绿原酸最多能与4 mol Br2发生反应,B项错误;1个绿原酸分子中含2个酚羟基、1个羧基和1个酯基,故1 mol绿原酸最多能与4 mol NaOH发生反应,C项正确;绿原酸的水解产物有两种,其中不含苯环的水解产物不能与FeCl3溶液发生显色反应,D项错误。 9.已知吡啶()与苯环性质相似。有机物M与磷酸在一定条件下形成磷酸吡醛,磷酸吡醛是细胞的重要组成部分。下列说法不正确的是( ) A.M能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B.1 mol M与金属钠反应,能消耗2 mol Na C.1 mol磷酸吡醛与NaOH溶液反应,最多消耗3 mol NaOH D.M与足量H2反应后所得有机物的分子式为C8H17O3N 解析:选C。M中的醇羟基、醛基等都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;1 mol M中含有2 mol—OH,故消耗金属钠2 mol,B正确;1 mol磷酸吡醛水解生成1 mol M和1 mol磷酸,又吡啶与苯环性质相似,故直接连在吡啶环上的羟基也能与NaOH溶液反应,即1 mol磷酸吡醛最多消耗4 mol NaOH,C错误;根据M的分子式为C8H9O3N,1 mol M可以消耗4 mol H2,故生成物分子式为C8H17O3N,D正确。 10.己烷雌酚的一种合成路线如下: 下列叙述正确的是( ) A.在NaOH 水溶液中加热,化合物X 可发生消去反应 B.在一定条件下,化合物Y可与HCHO发生缩聚反应 C.不可用FeCl3溶液鉴别化合物X和Y D.化合物Y中不含有手性碳原子 解析:选B。A选项,化合物X在氢氧化钠水溶液作用下,只能发生取代反应,在氢氧化钠醇溶液作用下才能发生消去反应,所以错误;B选项,Y分子中含有酚羟基,使苯环邻位上的氢原子变得比较活泼,因此可以与甲醛发生缩聚反应,所以正确;C选项,X分子中没有酚羟基,Y分子中有酚羟基,因此可以用氯化铁溶液来鉴别,所以错误;D选项,Y分子中苯环中间的两个碳原子均为手性碳原子,所以错误。 二、非选择题 11.(2019·浙江4月选考,T29)由C、H、O三种元素组成的链状有机化合物X,只含有羟基和羧基两种官能团,且羟基数目大于羧基数目。称取2.04 g纯净的X,与足量金属钠充分反应,生成672 mL氢气(标准状况)。请确定摩尔质量最小的X分子中羟基、羧基数目及该X的相对分子质量(要求写出简要推理过程)。 答案:n(H2)=0.03 mol 设X中羟基和羧基的总数为m个(m>2) 则n(X)== mol M(X)==34m g·mol-1 m=3时,经计算得不合题意; m=4时,M(X)=136 g·mol-1,含有3个羟基和1个羧基,相对分子质量为136。 12.(2017·浙江11月选考,T26)A与CO、H2O以物质的量1∶1∶1的比例形成B,B中的两个官能团分别具有乙烯和乙酸中官能团的性质。E是有芳香气味、不易溶于水的油状液体。有关物质的转化关系如下: 请回答: (1)A的结构简式:________。 (2)D→E的反应类型:________________________。 (3)C→E的化学方程式:________________________。 (4)下列说法不正确的是________。 A.可用金属钠鉴别B和C B.A在一定条件下可与氯化氢发生加成反应 C.乙酸和乙醇在浓硫酸作用下加热也可生成E D.与A的最简式相同、相对分子质量为78的烃一定不能使酸性KMnO4溶液褪色 答案:(1)CH≡CH (2)加成反应(或还原反应) (3)CH3CH2COOH+CH3OH CH3CH2COOCH3+H2O (4)ACD 13.已知:X为具有浓郁香味、不易溶于水的油状液体,食醋中约含有3%~5%的D,其转化关系如下图所示。 请回答: (1)X的结构简式是______________________________________________。 (2)A→B的化学方程式是_________________________________________。 (3)下列说法不正确的是________。 A.A+D→X的反应属于取代反应 B.除去X中少量D杂质可用饱和Na2CO3溶液 C.A与金属钠反应比水与金属钠反应要剧烈得多 D.等物质的量的A、B、D完全燃烧消耗O2的量依次减小 答案:(1)CH3COOCH2CH3 (2)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O (3)C 14.化合物X是一种环境激素,存在如下转化关系: 化合物A能与FeCl3溶液发生显色反应,分子中含有两个化学环境完全相同的甲基,其苯环上的一硝基取代物只有两种。1HNMR谱显示化合物G的所有氢原子化学环境相同。F是一种可用于制备隐形眼镜的高聚物。 根据以上信息回答下列问题: (1)下列叙述正确的是________。 a.化合物A分子中含有联苯结构单元 b.化合物A可以和NaHCO3溶液反应,放出CO2气体 c.X与NaOH溶液反应,理论上1 mol X最多消耗6 mol NaOH d.化合物D能与Br2发生加成反应 (2)化合物C的结构简式是_______________________,A→C的反应类型是________。 (3)写出同时满足下列条件的D的所有同分异构体的结构简式(不考虑立体异构):________________________________________________________。 a.属于酯类 b.能发生银镜反应 (4)写出B→G反应的化学方程式:__________________________________。 (5)写出E→F反应的化学方程式:___________________________________。 解析:A能与FeCl3溶液发生显色反应,则A分子中含有酚羟基。A分子苯环上的一硝基取代物只有两种,则A分子苯环上有两种不同的H原子。A分子中有两个相同的—CH3,且分子式为C15H16O2,与足量溴水反应生成C(C15H12O2Br4),对比A和C的分子组成可知该反应为取代反应,结合A分子中含酚羟基,A与溴水可能发生苯环上酚羟基的邻、对位取代反应,综上所述,推知A的结构简式为,C为。B(C4H8O3)分子中的碳原子若全部饱和,分子式应为C4H10O3, 据此可知B分子中存在1个或1个,结合B在浓H2SO4作用下生成环状化合物G,则B分子中应含有1个—COOH和1个—OH。G(C8H12O4)为环状化合物,应为环状二元酯,G分子中只有1种H原子,则其结构简式为,从而推知,B为, E为,F为。由A和B的结构简式可知X为 。 (1)A分子中不含联苯结构单元,a错。A分子中含有酚羟基,不能与NaHCO3反应,b错。经分析知1 mol X最多消耗6 mol NaOH,c对。D分子中含有,可与Br2、H2等发生加成反应,d 对。(2)C为Br原子取代了A中酚羟基的邻位H原子生成的,故应为取代反应。(3)符合条件的D的同分异构体应满足:①分子式为C4H6O2;②分子中含有酯基()和醛基(),有以下四种:HCOOCH===CHCH3、HCOOCH2CH===CH2、。(4)B(C4H8O3)在浓H2SO4作用下发生分子间酯化反应,生成环状酯G:+2H2O。(5)E(C6H10O3)在一定条件下发生加聚反应生成F[(C6H10O3)n]: 答案:(1)cd (2) 取代反应查看更多