苏教版高考化学一轮复习专题11有机化学基础第35讲烃的含氧衍生物学案

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第35讲　烃的含氧衍生物【课标要求】　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.了解烃的含氧衍生物的重要应用以及烃的含氧衍生物的合成方法。3.根据信息能设计有机化合物的合成路线。 考点1　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。(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)几种常见的醇名称甲醇乙二醇丙三醇俗称木精、木醇—甘油结构简式状态液体液体液体溶解性易溶于水和乙醇2.醇类、苯酚的物理性质(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1 g·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3．醇和酚的官能团及化学性质 官能团主要化学性质醇—OH①跟活泼金属Na等反应产生H2；②消去反应，分子内脱水生成烯烃；③催化氧化；④与羧酸及无机含氧酸发生酯化反应酚—OH①弱酸性；②遇浓溴水生成白色沉淀(定性检验，定量测定)；③遇FeCl3发生显色反应(定性检验)4.由基团之间的相互影响理解苯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，苯酚中苯环上的氢比苯中的氢活泼。(1)弱酸性苯酚电离方程式为C6H5OH⇌C6H5O－＋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： (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溶液作用显紫色，利用这一反应可检验苯酚的存在。　(1)除去苯中的苯酚，加入浓溴水再过滤。(　　)(2)CH3CH2OH在水中的溶解度大于在水中的溶解度。(　　)(3)所有的醇都能发生氧化反应和消去反应。(　　)(4)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。(　　)(5)鉴别苯酚溶液与乙醇溶液可滴加FeCl3溶液。(　　)(6)CH3OH和都属于醇类，且二者互为同系物。(　　)答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√　(6)×题组一　醇的消去、催化氧化规律1．下列四种有机物的分子式均为C4H10O。分析其结构特点，用序号解答下列问题：(1)其中能与钠反应产生H2的有______(填序号，下同)。(2)能被氧化成含相同碳原子数的醛的是________。(3)能被氧化成酮的是________。(4)能发生消去反应且生成两种产物的是________。答案：(1)①②③④　(2)①③　(3)②　(4)②题组二　醇、酚的结构与性质2．白藜芦醇()广泛存在于食物(如桑葚、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或H2的最大用量分别是________(填字母，下同)。a．1 mol，1 mol　　　　　　 b．3.5 mol，7 molc．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．Na2CO3溶液       b．FeCl3溶液c．NaHCO3溶液       d．酸性KMnO4溶液答案：(1)d　(2)c3．A和B两种物质的分子式都是C7H8O，它们都能跟金属钠反应放出氢气。A不溶于NaOH溶液，而B能溶于NaOH溶液。B能使适量溴水褪色，并产生白色沉淀，而A不能。B苯环上的一溴代物有两种结构。(1)写出A和B的结构简式：A____________________________，B________________________。(2)写出B与NaOH溶液发生反应的化学方程式：_____________________________________________________________。(3)A与金属钠反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________________________；与足量金属钠反应生成等量H2，分别需A、B、H2O三种物质的物质的量之比为________。答案： 
考点2　醛、羧酸、酯  1．醛、羧酸、酯的概述(1)概念比较物质通式概念醛RCHO饱和一元醛：CnH2nO(n≥1)由烃基或氢原子与醛基相连而构成的化合物羧酸RCOOH饱和一元羧酸：CnH2nO2(n≥1)由烃基或氢原子与羧基相连构成的有机化合物酯RCOOR′饱和一元酯：CnH2nO2(n≥2)羧酸分子羧基中—OH被—OR′取代后的产物(2)甲醛、乙醛的物理性质物质颜色气味状态密度水溶性甲醛无色刺激性气味气体—易溶于水乙醛无色刺激性气味液体比水小与水互溶(3)几种重要的羧酸物质及名称结构类别性质特点或用途甲酸(蚁酸)饱和一元脂肪酸　酸性，还原性(醛基)乙二酸(草酸)二元羧酸　酸性，还原性(＋3价碳)苯甲酸(安息香酸)芳香酸防腐剂高级脂肪酸RCOOH(R为碳原子数较多的烃基)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(4)酯的物理性质2．醛、羧酸、酯的官能团及特征性质 官能团主要化学性质醛①与H2加成生成醇；②被氧化剂(如O2、银氨溶液、新制氢氧化铜等)氧化为羧酸羧酸①酸的通性；②酯化反应酯发生水解反应，生成羧酸(盐)和醇　(1)醛基能写成或，不能写成。(　　)(2)凡是能发生银镜反应的有机物都是醛。(　　)(3)醛类既能被氧化为羧酸，又能被还原为醇。(　　)(4)乙醛能被弱氧化剂(新制氢氧化铜悬浊液或银氨溶液)氧化，所以也能被酸性KMnO4溶液氧化，使酸性KMnO4溶液褪色。(　　)(5)在酸性条件下，CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH。(　　)(6)乙醛分子中的所有原子都在同一平面上。(　　)答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×题组一　依据官能团预测有机物的性质1．某有机物的结构简式为，在一定条件下此有机物可能发生的反应有(　　)①中和反应　②银镜反应　③消去反应　④酯化反应　⑤加成反应　⑥水解反应A．②③　　　　　　　B．①②③C．①④⑤⑥     D．①③④⑥解析：该物质不含有醛基，不能发生银镜反应。不符合发生消去反应的条件。答案：C2．已知：C6H5ONa＋CO2＋H2O―→C6H5OH＋NaHCO3。某有机物的结构简式为分别与等物质的量的该物质恰好反应时，则消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为(　　)A．3∶3∶2        B．3∶2∶1C．1∶1∶1        D．3∶2∶2解析：此有机物所含有的官能团中，—OH、—COOH均能与Na反应，—COOH与连在苯环上的—OH能与NaOH反应，NaHCO3只能与—COOH发生反应，故当分别与等物质的量的该有机物反应时消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为3∶2∶1。答案：B3．肉桂醛的结构简式为。(1)向肉桂醛中滴加酸性高锰酸钾溶液，酸性高锰酸钾溶液褪色，能否说明肉桂醛中含有碳碳双键？为什么？_____________________________________________________________ _____________________________________________________________。(2)设计实验证明肉桂醛中含有碳碳双键。_____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________。答案：(1)不能，肉桂醛中含有碳碳双键、醛基，均可以使酸性高锰酸钾溶液褪色(2)取少量肉桂醛，加入足量新制Cu(OH)2悬浊液，加热充分反应；取实验后试管中的清液少许，向其中加入稀硫酸酸化，再加入KMnO4溶液(或溴水)，KMnO4溶液(或溴水)褪色，说明肉桂醛中含有碳碳双键(或向盛有少量溴的CCl4溶液的试管中滴加肉桂醛，边滴边振荡，若溶液变为无色，则可证明肉桂醛分子结构中含有碳碳双键)题组二　有机物之间的转化4．如图是一些常见有机物的转化关系，关于反应①～⑦的说法不正确的是(　　)A.反应①是加成反应B．只有反应②是加聚反应C．反应④⑤⑥是取代反应D．反应③和⑦反应类型相同，均属于氧化反应解析：①是乙烯与溴的加成反应，②是乙烯的加聚反应，③是乙醇催化氧化成乙醛的反应，④是乙酸乙酯的水解反应，⑤是乙醇的酯化反应，⑥是乙酸乙酯的水解反应，⑦是乙酸的酯化反应。A、B项正确。C项，水解反应和酯化反应都是取代反应，正确；D项，③是氧化反应，⑦是取代反应，错误。答案：D5．由乙烯和其他无机原料合成环状化合物E，其合成过程如下(水及其他无机产物均已省略)： 试通过分析回答下列问题：(1)写出C的结构简式：_____________________________________________________________。(2)物质X与A互为同分异构体，则X可能的结构简式为________。(3)指出上图变化过程中①的反应类型：_____________________________________________________________。(4)D物质中官能团的名称为_____________________________________________________________。(5)写出B和D生成E的化学方程式(注明反应条件)：_____________________________________________________________ _____________________________________________________________。解析：由框图关系结合所给信息可推出：A是BrCH2CH2Br，B是HOCH2CH2OH，C是OHCCHO，D是HOOCCOOH。答案：(1)OHCCHO　(2)CH3CHBr2　(3)加成反应(4)羧基　(5)HOCH2CH2OH＋HOOCCOOH 　一种含复杂有机化合物配平的好方法——失H得O法  一、问题提出CH3CH2OH＋O2——CH3CHO＋H2O的配平(1)传统“化合价升降法”的配平CH3CH2OH＋O2——CH3CHO＋H2O(CH3CH2OH分子式C2H6O中C化合价－2，CH3CHO分子式C2H4O中C化合价－1)所以C：—2→－1；2个C共升2；O2共降4。配平方程式如下：2CH3CH2OH＋O2―→2CH3CHO＋2H2O不足之处：每种有机物均写为分子式，再计算C的平均化合价，若有复杂有机物则比较麻烦。(2)新法“失H得O法”的配平CH3CH2OH＋O2——CH3CHO＋H2O(CH3CH2OH―→CH3CHO，失2个H，相等于C化合价总共升了2，1个O2共降4)配平方程式如下：2CH3CH2OH＋O2―→2CH3CHO＋2H2O由于在含有机化合物的氧化还原反应方程式中，有机化合物通常都是失H或得O而被氧化的，故称此法为“失H得O法”。二、方法应用(1)配平方程式：ph­CH2OH＋KMnO4＋H2SO4——ph­COOH＋K2SO4＋MnSO4＋H2O注：ph­为苯基ph­CH2OH―→ph­COOH，失2个H，得1个O，C化合价共升高4。KMnO4―→MnSO4，Mn化合价降5。(2)配平系数：5ph­CH2OH＋4KMnO4＋6H2SO4―→5ph­COOH＋2K2SO4＋4MnSO4＋11H2O“失H得O法”是对“化合价升降法”配平方程式的深化与升华，可以轻松、快捷、准确配平含复杂有机化合物的氧化还原反应方程式。[考能突破练]　用失H得O法配平下列化学方程式。(1)ph­CH3＋KMnO4＋H2SO4―→ph­COOH＋MnSO4＋K2SO4＋H2O(2)ph­CH===CH2＋K2Cr2O7＋H2SO4―→ph­COOH＋CO2＋Cr2(SO4)3＋K2SO4＋H2O(3)ph­CH2CH(CH3)2＋KMnO4＋H2SO4―→ph­COOH＋(CH3)2C===O＋MnSO4＋K2SO4＋H2O解析：(1)ph­CH3―→ph­COOH，失2个H，得2个O，C化合价共升高6，然后配平。(2)ph­CH===CH2―→ph­COOH＋CO2，失2个H，得4个O，C化合价共升高10，然后配平。(3)ph­CH2CH(CH3)2―→ph­COOH＋(CH3)2C===O，失2个H，得3个O，C化合价共升高8，然后配平。答案：(1)5　6　9　5　6　3　14(2)3　5　20　3　3　5　5　23(3)5　8　12　5　5　8　4　17　常见有机反应类型总结  1．常见有机反应类型与有机物类型的关系基本类型有机物类别取代反应卤代反应饱和烃、苯和苯的同系物、卤代烃等酯化反应醇、羧酸、糖类等水解反应卤代烃、酯、低聚糖、多糖、蛋白质等硝化反应苯和苯的同系物等磺化反应苯和苯的同系物等加成反应 烯烃、炔烃、苯和苯的同系物、醛等消去反应卤代烃、醇等氧化反应燃烧绝大多数有机物酸性KMnO4溶液烯烃、炔烃、苯的同系物等直接(或催化)氧化酚、醇、醛、葡萄糖等 还原反应醛、葡萄糖等聚合反应加聚反应烯烃、炔烃等缩聚反应苯酚与甲醛、多元醇与多元羧酸等与浓硝酸的颜色反应蛋白质(含苯环的)与FeCl3溶液的显色反应酚类物质2.判断有机反应类型的常用方法(1)根据官能团种类判断发生的反应类型。(2)根据特定的反应条件判断反应类型。(3)根据反应物和产物的结构不同判断反应类型。[考能突破练]1．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===CH—CH3(CH3)2C===O＋CH3CHO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、酯化答案：B2．请观察如图中化合物A～H的转化反应的关系(图中副产物均未写出)，并填写空白：已知：(1)写出图中化合物C、G、H的结构简式：C_____________________________________________________________， G_____________________________________________________________， H_____________________________________________________________。(2)属于取代反应的有________(填数字代号)。解析：框图中只给出一种化合物的分子式，解题时应以其为突破口。结合框图可以推断C8H10是乙苯(C6H5CH2CH3)。由乙苯逆推，可知化合物A是乙苯侧链乙基上的氢原子被溴原子取代的产物，进一步可推知，化合物C是苯乙烯，化合物G是苯乙炔。化合物D是乙酸苯乙酯。答案：(1)  (2)①③⑥⑧3．化合物E是一种医药中间体，常用于制备抗凝血药，可以通过如图所示的路线合成：(1)指出下列反应的反应类型：反应1：______________，反应2：______________，反应3：______________，反应4：______________。(2)写出D与足量NaOH溶液反应的化学方程式： _____________________________________________________________ _____________________________________________________________。答案：(1)氧化反应　取代反应　取代反应(或酯化反应)　取代反应(2) CH3COONa＋CH3OH＋H2O4．现有下列六种化合物：(1)C→D的反应可分为两步，其反应类型为________________、________________。(2)写出E转化为F和无机盐的化学方程式：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)加成反应　消去反应(化学方程式写生成NH4HSO4也正确)授课提示：对应学生用书第249页 1．(2019·高考江苏卷)(双选)化合物Y具有抗菌、消炎作用，可由X制得。下列有关化合物X、Y的说法正确的是(　　)A．1 mol X最多能与2 mol NaOH反应B．Y与乙醇发生酯化反应可得到XC．X、Y均能与酸性KMnO4溶液反应D．室温下X、Y分别与足量Br2加成的产物分子中手性碳原子数目相等解析：A错：由结构简式可知，X中能与NaOH反应的官能团有酚酯基和羧基，1 mol —COOH消耗1 mol NaOH，1 mol —COO—(酚酯基)消耗2 mol NaOH，故1 mol X最多能与3 mol NaOH反应；B错：Y与乙酸发生酯化反应可得到X；C对：X、Y中均有碳碳双键，能与酸性KMnO4溶液反应；D对：X、Y分别与足量Br2加成后的产物分子中，手性碳原子用*标出，如下图所示(两者均含3个手性碳原子)：　　　　　　　答案：CD2．(2019·高考全国卷Ⅰ)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)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 _____________________________________________________________。(2)反应④所需的试剂和条件是_____________________________________________________________ _____________________________________________________________。(3)⑤的反应类型是_____________________________________________________________。(4)写出F到G的反应方程式_____________________________________________________________ _____________________________________________________________。答案：(1)　(2)C2H5OH/浓H2SO4、加热　(3)取代反应(4) ＋C2H5OH、3．(2020·高考全国卷Ⅲ节选)苯基环丁烯酮(　PCBO)是一种十分活泼的反应物，可利用它的开环反应合成一系列多官能团化合物。近期我国科学家报道用PCBO与醛或酮发生[4＋2]环加成反应，合成了具有生物活性的多官能团化合物(E)，部分合成路线如下：已知如下信息：回答下列问题： (1)B的结构简式为__________。(2)由C生成D所用的试剂和反应条件为__________；该步反应中，若反应温度过高，C易发生脱羧反应，生成分子式为C8H8O2的副产物，该副产物的结构简式为__________________。(3)M为C的一种同分异构体。已知：1 mol M与饱和碳酸氢钠溶液充分反应能放出2 mol二氧化碳；M与酸性高锰酸钾溶液反应生成对苯二甲酸。M的结构简式为_____________________________________________________________。解析：(1)结合已知信息“”可知，和CH3CHO在NaOH/H2O条件下发生加成反应和中和反应生成B(C9H9O3Na)，则B为。(2)由转化为，发生的是酯化反应，所需试剂是乙醇、浓硫酸，反应条件是加热。发生脱羧反应生成分子式为C8H8O2的副产物，对比二者的分子组成可知，C8H8O2的结构简式为。(3)C是，M是C的同分异构体，1 mol M与饱和NaHCO3溶液充分反应能放出2 mol CO2，则M分子中含有2个—COOH。M与酸性高锰酸钾溶液反应生成对苯二甲酸，则M分子的苯环上有2个对位取代基，故M的结构简式为。答案：(1) (2)乙醇、浓硫酸/加热　(3)