2021高考化学一轮复习 第11章 有机化学基础 第3节 烃的含氧衍生物教学案 新人教版

1第三节烃的含氧衍生物考纲定位要点网络1.掌握醇、酚、醛、羧酸、酯的结构与性质以及它们之间的相互转化。2．了解烃的衍生物的重要应用以及烃的衍生物的合成方法。3．了解有机化合物分子中官能团之间的相互影响。4．根据信息能设计有机化合物的合成路线。醇与酚1．醇、酚的概念和醇的分类(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(OH)。(3)醇的分类[补短板](1)醇与酚的官能团均为羟基(—OH)；(2)酚与芳香醇属于不同类别的有机物，不属于同系物；(3)在醇分子中，同一个碳原子上不能连接2个或2个以上的—OH。因为。2．醇与酚的物理性质2(1)醇类物理性质的变化规律物理性质递变规律密度一元脂肪醇的密度一般小于1g·cm－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(2)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．乙醇与苯酚的组成与结构(1)乙醇的组成和结构(2)苯酚的组成和结构4．醇与酚的化学性质(1)从化学键的变化理解醇的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↑3HBr，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――→浓硫酸170℃CH2===CH2↑＋H2O浓硫酸，140℃①②取代2C2H5OH――→浓硫酸140℃C2H5OC2H5＋H2OCH3COOH(浓硫酸，加热)①取代(酯化)CH3COOH＋C2H5OH浓硫酸△CH3COOC2H5＋H2O(2)酚的化学性质①苯环对羟基的影响——弱酸性(酚—OH比醇—OH活泼)a．电离方程式为C6H5OHC6H5O－＋H＋，苯酚俗称石炭酸，但酸性很弱，不能使石蕊试液变红。b．与活泼金属反应：2C6H5OH＋2Na―→2C6H5ONa＋H2↑。c．与碱的反应：苯酚的浑浊液中―――――――→加入NaOH溶液液体变澄清――――――→再通入CO2气体溶液又变浑浊。该过程中发生反应的化学方程式分别为C6H5OH＋NaOH―→C6H5ONa＋H2O、C6H5ONa＋CO2＋H2O―→C6H5OH＋NaHCO3。②羟基对苯环的影响——苯环上氢原子易发生取代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4(n－1)H2O。5．苯酚的用途和对环境的影响苯酚是重要的医用消毒剂和化工原料，广泛用于制造酚醛树脂、染料、医药、农药等。酚类化合物均有毒，是重点控制的水污染物之一。命题点1醇、酚的结构与性质1．下列说法正确的是()A．苯甲醇和苯酚都能与浓溴水反应产生白色沉淀B．苯甲醇、苯酚在分子组成上相差一个CH2原子团，故两者互为同系物C．互为同分异构体D．乙醇、苯甲醇、苯酚都既能与钠反应，又能与NaOH反应[答案]C2．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()[答案]C3．(2019·贵阳模拟)双酚A也称BPA(结构如图所示)，严重威胁着胎儿和儿童的健康，甚至癌症和新陈代谢紊乱导致的肥胖也被认为与此有关。下列关于双酚A的说法正确的是()A．该化合物的分子式为C20H24O2B．该化合物与三氯化铁溶液反应显紫色5C．该化合物的所有碳原子处于同一平面D．1mol双酚A与浓溴水反应，最多可与4molBr2发生取代反应B[A项，该有机物的分子式为C21H24O2；B项，该物质中含有酚羟基能使FeCl3溶液显色；C项，连两个甲基的碳原子成四个共价键，碳原子不可能共平面；D项，溴取代酚羟基的邻、对位，有2mol溴发生取代反应。]醇、酚的性质规律(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)酚与溴水反应的取代位置酚分子中与—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涉及醇、酚的合成与推断4．(2019·湖北七市联考)用A和B为原料合成E的路线如下。已知B的分子式为C2H2O3，可发生银镜反应且具有酸性，回答下列问题：(1)E中含氧官能团的名称为________。(2)A、B、D的结构简式分别为_______、_______、_______。(3)写出下列转化关系的化学方程式①C→D：_________________________________________________。②D→E：_________________________________________________。6(4)写出符合下列条件的C的所有同分异构体(不考虑立体异构)的结构简式___________________________________________________________。①属于羧酸类芳香族化合物②核磁共振氢谱中出现4组峰③遇FeCl3溶液显紫色(5)1molC与浓溴水反应，最多需________molBr2参加反应。[解析](4)C的同分异构体中含羧基，除去苯环，还有2个—OH,1个—CH3。但是核磁共振氢谱只有4组峰，羧基占了一组峰，其他苯环的氢原子或者侧链上的氢原子只能有3组峰，可从对称位置入手。(5)酚—OH的邻、对位H可被Br取代。[答案](1)羟基、酯基(3)①＋CH3OH――→浓硫酸△＋H2O②＋HBr――→△＋H2O(4)(5)2醛、羧酸和酯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7乙醛液体与水、乙醇等互溶(3)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。②还原反应：与氢气的加成反应CH3CHO＋H2――→催化剂△CH3CH2OH。注意：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醛类使酸性KMnO4溶液或溴水褪色，二者均为氧化反应。(4)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。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)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82CH3COOH＋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浓硫酸△CH3CO18OC2H5＋H2O。其反应机理为—COOH脱—OH，醇—OH脱—H，形成H2O。(5)几种重要的羧酸①甲酸：俗名蚁酸，是最简单的饱和一元羧酸。结构：官能团：醛基、羧基。具有醛和羧酸的性质。②乙二酸：结构简式：，俗名草酸。可用来洗去蓝黑色钢笔水的墨迹。③苯甲酸：COOH，酸性比较(电离出H＋的难易程度)：草酸＞甲酸＞苯甲酸＞乙酸＞碳酸＞苯酚。④高级脂肪酸硬脂酸：C17H35COOH软脂酸：C15H31COOH饱和高级脂肪酸，常温呈固态；油酸：C17H33COOH不饱和高级脂肪酸，常温呈液态。3．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，产生的羧酸被中和，酯的水解平衡右移，水解程度增大。(5)形成环酯和高聚酯的酯化反应9①多元羧酸与多元醇之间的酯化反应nHOOC—COOH＋nHOCH2CH2OH――――→一定条件②羟基酸自身的酯化反应命题点1醛、羧酸与酯的结构与性质1．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，加热至沸腾，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。]102．(2019·洛阳模拟)有机物A、B均为合成某种抗支气管哮喘药物的中间体，A在一定条件下可转化为B(如图所示)，下列说法正确的是()A．A分子中所有碳原子均位于同一平面B．用FeCl3溶液可检验物质B中是否混有AC．物质B既能发生银镜反应，又能发生水解反应D．1molB最多可与5molH2发生加成反应B[A中1个饱和碳原子上连有3个碳原子(2个—CH3中的C、1个苯环上的C)，这4个碳原子中最多有3个碳原子在同一平面上，故A项错误；A含有酚羟基，遇FeCl3溶液显紫色，而B不含酚羟基，因此可用FeCl3溶液检验物质B中是否混有A，B项正确；物质B含有醛基，可以发生银镜反应，但不含酯基或卤原子，不能发生水解反应，C项错误；1molB含有1mol苯环、1mol碳碳双键、1mol醛基、1mol羰基，最多可与6molH2发生加成反应，D项错误。]3．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)D[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