化学一轮复习有机化学基础第3节烃的含氧衍生物学案选修504142149【精品教案】

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。(3)醇的分类提醒：(1)醇与酚的官能团均为羟基(—OH)；(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1g·cm－3。③沸点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2①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，能与水混溶，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。3．醇、酚的结构与化学性质(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Na①置换2C2H5OH＋2Na―→2C2H5ONa＋H2↑HBr，加热②取代C2H5OH＋HBr――→△C2H5Br＋H2OO2(Cu)，加热①③氧化2C2H5OH＋O2――→Cu△2CH3CHO＋2H2O浓硫酸，170℃②④消去C2H5OH――→浓H2SO4170℃CH2===CH2↑＋H2O浓硫酸，140℃①②取代2C2H5OH――→浓H2SO4140℃C2H5OC2H5＋H2OCH3COOH(浓硫酸，加热)①取代(酯化)CH3COOH＋C2H5OH浓H2SO4△CH3COOC2H5＋H2O(2)酚的结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。①弱酸性苯酚电离方程式为C6H5OHC6H5O－＋H＋，俗称石炭酸，但酸性很弱，不能使石蕊试液变红。苯酚与NaOH反应的化学方程式：3②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。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。④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。⑤缩聚反应制酚醛树脂[高考命题点突破]命题点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C10H16OB．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4A[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()A．结构式中含有羟基、醚键、酯基、碳碳双键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D．1mol山萘酚与溴水反应最多可消耗4molBr2C[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1mol山萘酚与溴水反应最多可消耗5molBr2，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D．N分子中，可能在同一平面上的原子最多有14个C[M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。]53．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________。(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”，②和③符合题意；能被氧化成酮的醇分子中必含有基团“”，①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，①符合题意。【答案】(1)②③(2)①(3)①[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。6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溶液混合后显色和不显色的种类分别有()【导学号：97500202】A．2种和1种B．2种和3种C．3种和2种D．3种和1种C[同分异构体中与FeCl3溶液混合后显色的有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________________________。①含苯环且苯环上只有两个取代基②能使氯化铁溶液呈紫色③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—OH7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(n≥1)。(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CH2OHCHO—CHO乙醛C2H4OCH3CHO(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(R—CH2OH)醇――→还原醛(R—CHO)――→氧化羧酸(R—COOH)。以乙醛为例在横线上写出有关化学方程式。①氧化反应：a．银镜反应：CH3CHO＋2Ag(NH3)2OH――→△CH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O；b．与新制Cu(OH)2悬浊液反应：CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOH――→△CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O；c．催化氧化反应：2CH3CHO＋O2――→催化剂△2CH3COOH；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。②还原反应：与氢气的加成反应CH3CHO＋H2――→催化剂△CH3CH2OH。8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。②35%～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)。③劣质的装饰材料中挥发出的甲醛是室内主要污染物之一。④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(n≥1)，通式可表示为R—COOH。(4)甲酸和乙酸的分子组成和结构分子式结构简式官能团甲酸CH2O2HCOOH—CHO、—COOH乙酸C2H4O2CH3COOH—COOH(5)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，在水溶液里的电离方程式为CH3COOHCH3COO－＋H＋。写出一个证明乙酸比碳酸酸性强的化学方程式2CH3COOH＋CaCO3===(CH3COO)2Ca＋CO2↑＋H2O。②酯化反应：CH3COOH和CH3CH182OH发生酯化反应的化学方程式为CH3COOH＋CH3CH182OH浓H2SO4△CH3CO18OC2H5＋H2O。(6)乙酸乙酯的实验室制法实验问题93．酯(1)概念：羧酸分子羧基中的羟基被—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。[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．能被酸性高锰酸钾溶液氧化10C．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D[A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)2]OH溶液反应与新制Cu(OH)2悬浊液反应注意事项(1)试管内壁必须洁净；(2)银氨溶液随用随配，不可久置；(3)水浴加热，不可用酒精灯直接加热；(4)乙醛用量不宜太多，一般加3滴；(5)银镜可用稀HNO3浸泡洗涤除去(1)新制Cu(OH)2悬浊液要随用随配，不可久置；(2)配制新制Cu(OH)2悬浊液时，所用NaOH必须过量；(3)反应液直接加热煮沸注意：当有机物分子中和—CHO共存检验时应先检验—CHO后，再用溴水检验。命题点2羧酸与酯的结构、性质及应用3．(2018·大庆模拟)分子式为C8H16O2的酯A，能在酸性条件下水解生成B和C，且B在一定条件下能氧化成D。D与C互为同分异构体。则有机物A可能的结构有()A．4种B．3种