人教版高考化学一轮总复习第10章第3节第2课时醛和酮羧酸和羧酸衍生物课时学案

这是一份人教版高考化学一轮总复习第10章第3节第2课时醛和酮羧酸和羧酸衍生物课时学案，共32页。

醛和酮
[以练带忆]
1．对于丙醛(CH3CH2CHO)性质的叙述错误的是( )
A．能使溴水褪色
B．能与新制Cu(OH)2悬浊液反应
C．与足量的氢气反应生成1­丙醇
D．不能发生银镜反应
D 解析：含—CHO，能使溴水褪色，发生氧化反应，A正确；含—CHO，能与新制Cu(OH)2悬浊液反应，发生氧化反应，B正确；含—CHO，与足量的氢气反应生成1­丙醇，发生加成反应，C正确；含—CHO，能发生银镜反应，D错误。
2．某学生做乙醛还原性的实验，取1 ml/L的硫酸铜溶液2 mL和0.4 ml/L的氢氧化钠溶液 4 mL，在一个试管中混合后加入0.5 mL 40%的乙醛溶液加热至沸腾，无红色沉淀，实验失败的原因是( )
A．氢氧化钠的量不够
B．硫酸铜的量不够
C．乙醛溶液太少
D．加热时间不够
A 解析：该实验成功的关键之一是NaOH必须过量，而本次实验中所加的NaOH还不足以使CuSO4完全沉淀为Cu(OH)2。
3．把有机物氧化为，所用的氧化剂最合理的是( )
A．O2B．KMnO4酸性溶液
C．银氨溶液D．溴水
C 解析： 比较两种有机物，前者中的醛基变为后者中的羧基，而碳碳双键不被氧化，所以选择弱氧化剂银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液均可。
[练后梳理]
1．醛的概念：由烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物，可表示为RCHO。甲醛是最简单的醛。饱和一元醛分子的通式为CnH2nO(n≥1)。
2．甲醛、乙醛
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
醇eq \(,\s\up8(氧化),\s\d9(还原))醛eq \(――→,\s\up8(氧化))羧酸
以乙醛为例写出醛类反应的主要化学方程式：
(1)氧化反应
①银镜反应
CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OHeq \(――→,\s\up8(△))CH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O；
②与新制Cu(OH)2悬浊液的反应
CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHeq \(――→,\s\up8(△))CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O。
(2)还原反应(催化加氢)
CH3CHO＋H2eq \(――――→,\s\up8(催化剂),\s\d7(△))CH3CH2OH。
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。
(2)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)。
(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。
5．酮的结构与性质
(1)通式
①酮的结构简式可表示为。
②饱和一元酮的分子通式为CnH2nO(n≥3)。
(2)化学性质
①不能发生银镜反应，不能被新制的Cu(OH)2氧化。
②能发生加成反应
(3)丙酮
丙酮是最简单的酮，无色、有特殊气味的液体，密度比水小，易挥发，易燃烧，可与水、乙醇、乙醚等以任意比例互溶，能溶解多种有机物。
(1)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。
(2)醛基官能团能被弱氧化剂氧化而碳碳双键不能被弱氧化剂氧化，只能被强氧化剂氧化，所以可以用银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液检验醛基。而在—CHO与都存在时，要检验的存在，必须先用弱氧化剂将—CHO氧化后，再用强氧化剂检验的存在。
羧酸、酯和油脂
[以练带忆]
1．下列说法中正确的是( )
A．RCOOH与R′OH发生酯化反应时生成ROOCR′
B．分子式为C2H4O2，能与NaOH溶液反应的有机物一定是羧酸
C．甲酸乙酯、乙酸甲酯、丙酸互为同分异构体
D．甲醛与乙酸乙酯的实验式相同
C 解析：发生酯化反应时，R′OH脱去羟基上的H原子，RCOOH脱去羟基，反应生成RCOOR′，故A错误；分子式为C2H4O2的有机物可能为乙酸或甲酸甲酯，两者都能与氢氧化钠溶液反应，故B错误；甲酸乙酯、乙酸甲酯、丙酸的分子式都是C3H6O2，三者的结构不同，所以它们互为同分异构体，故C正确；甲醛的实验式和分子式都是CH2O，乙酸乙酯的分子式为C4H8O2，实验式为C2H4O，所以甲醛与乙酸乙酯的实验式不同，故D错误。
2．某羧酸酯的分子式为C18H26O5,1 ml该酯完全水解可得到1 ml羧酸和2 ml乙醇，该羧酸的分子式为( )
A．C14H18O5B．C14H16O4
C．C16H22O5D．C16H20O5
A 解析：1 ml羧酸酯水解生成1 ml羧酸和 2 ml乙醇，说明1 ml羧酸酯中含有2 ml酯基。该水解过程可表示为C18H26O5＋2H2O―→羧酸＋2C2H5OH，由原子守恒知，该羧酸的分子式为 C14H18O5，A项正确。
3．下列关于油、脂肪、矿物油的说法中，不正确的是( )
A．油是不饱和高级脂肪酸的简单甘油酯，是纯净物
B．脂肪是含饱和烃基较多的高级脂肪酸甘油酯，属于酯类
C．油和脂肪是根据饱和烃基和不饱和烃基的相对含量不同而引起的熔点不同来进行区分的
D．区分植物油和矿物油可采用加入NaOH溶液并加热的方法
A 解析：油和脂肪均为高级脂肪酸甘油酯，有简单甘油酯和混合甘油酯之分，天然油脂多为混合甘油酯，其中油是由不饱和高级脂肪酸形成的，脂肪是由饱和高级脂肪酸形成的，均为混合物。植物油为不饱和高级脂肪酸甘油酯，矿物油为烃类化合物，可以利用酯和烃的性质不同进行区分，加入NaOH溶液并加热，酯水解，不分层，而矿物油不发生反应，分层，可根据现象不同进行区分。
[练后梳理]
1．羧酸
(1)羧酸：由烃基(或氢原子)与羧基相连构成的有机化合物。官能团为—COOH。
饱和一元羧酸分子的通式为CnH2nO2(n≥1)。
(2)甲酸和乙酸的分子组成和结构
(3)羧酸的化学性质
羧酸的性质取决于羧基，反应时的主要断键位置如图：
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CH3COOHCH3COO－＋H＋。
②酯化反应
CH3COOH和CH3CHeq \\al(18,2)OH发生酯化反应的化学方程式为CH3COOH＋C2Heq \\al(18,5)OHeq \(,\s\up8(浓硫酸),\s\d9(△))CH3CO18OC2H5＋H2O。
(4)羟基氢原子的活泼性判断
2．酯
(1)酯：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。
(2)酯的物理性质
eq \x(\a\al(低,级,酯))eq \a\vs4\al(——具有芳香气味的液体,——密度一般比水小,——水中难溶，有机溶剂中易溶)
(3)酯的化学性质
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，反应能完全进行。
3．酯化反应的五大类型
(1)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如
CH3COOH＋HOC2H5eq \(,\s\up8(浓硫酸),\s\d7(△))CH3COOC2H5＋H2O
(2)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应，如
(3)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应，如
(4)多元羧酸与多元醇之间的酯化反应：此时反应有三种情形，可得普通酯、环酯和高聚酯。如
(5)既含羟基又含羧基的有机物自身的酯化反应：此时反应有三种情形，可得到普通酯、环酯和高聚酯。如
4．油脂
(1)组成和结构
①概念：油脂是由一分子甘油与三分子高级脂肪酸脱水形成的酯。
②常见的高级脂肪酸有硬脂酸：C17H35COOH、软脂酸：C15H31COOH、油酸：C17H33COOH、亚油酸：C17H31COOH。
③结构特点
结构简式：，官能团：，有的可能含有。
(2)化学性质
①油脂的氢化(油脂的硬化)
如油酸甘油酯与H2发生加成反应的化学方程式为
②水解反应
a．酸性条件下，如硬脂酸甘油酯水解反应的化学方程式为
b．碱性条件下(即皂化反应)，如硬脂酸甘油酯在NaOH溶液中发生水解反应的化学方程式为
其水解程度比在酸性条件下水解程度大。
5．胺
(1)氨分子中的一个或多个氢原子被烃基取代后的产物称为胺，按照氢被取代的数目，依次分为一级胺RNH2、二级胺R2NH()、三级胺R3N()(—R代表烃基)。
(2)胺与氨相似，分子中的氮原子上含有孤电子对，能与H＋结合而显碱性，另外氨基上的氮原子比较活泼，表现出较强的还原性。
(3)胺的制取
卤代烃氨解：RX＋NH3―→RNH2＋HX
用醇制备：工业上主要用醇与氨合成有机胺：ROH＋NH3―→RNH2＋H2O。醛、酮在氨存在下催化还原也可得到相应的胺。
6．酰胺
(1)酰胺可看作是羧酸分子中羧基中的羟基被氨基或烃氨基(—NHR或—NR2)取代而成的化合物。
(2)酸碱性：酰胺一般是近中性的化合物，但在一定条件下可表现出弱酸性或弱碱性。
(3)酰胺可以通过羧酸铵盐的部分失水，或从酰卤、酸酐、酯的氨解来制取。
考点1 酯的水解定量关系
[抓本质·悟考法]
阿司匹林的结构简式为，则1 ml阿司匹林跟足量的NaOH溶液充分反应，消耗NaOH的物质的量为( )
A．1 mlB．2 ml
C．3 mlD．4 ml
【解题关键点】 分析阿司匹林的结构简式，能与NaOH溶液反应的有羧基和酯基，酯基水解后生成的酚羟基还能再与NaOH溶液发生反应。
【易错失分点】 此题易忽略酯基水解后得到的是酚羟基而不是醇羟基，易错选B项。
[自主解答]
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C 解析：阿司匹林水解及水解后的产物与氢氧化钠反应的过程如下：
＋H2O―→＋
＋CH3COONa，共消耗3 ml NaOH。
[多角度·突破练]
⊳角度1 普通醇酯的水解
1．乙酸橙花酯是一种食用香料，其结构如图所示。
下列有关该物质的说法：
①该有机物属于酯
②该有机物的分子式为C11H18O2
③1 ml该有机物最多可与2 ml H2反应
④能发生加成、取代、氧化、加聚反应
⑤在碱性条件下水解，1 ml该有机物最多消耗 2 ml NaOH
其中正确的是( )
A．①③④B．②③⑤
C．①④⑤D．①③⑤
A 解析：乙酸橙花酯属于不饱和酯，分子式为 C12H20O2，分子中含有两个和一个,1 ml该有机物最多可与2 ml H2发生加成反应；在碱性条件下水解，1 ml该有机物最多消耗1 ml NaOH；该有机物可以发生氧化、加聚、取代(酯的水解)、加成等反应。
2．某有机物X的结构如图所示，下列说法正确的是( )
A．X的分子式为C9H12O3
B．X中所有碳原子均可能共面
C．X可与氧气发生催化氧化反应
D．1 ml X最多能消耗2 ml NaOH
C 解析：由结构可知，其分子式为C9H14O3，A项错误；X中的所有碳原子不在同一平面上，B项错误；分子中含有羟基，且与羟基相连的碳原子上含有氢原子，所以在催化剂存在的条件下可与氧气发生催化氧化反应，C项正确；1个分子中仅含有1个酯基能与NaOH溶液反应，所以1 ml该有机物最多能消耗1 ml NaOH，D项错误。
普通醇酯在酸性条件下水解生成羧酸和醇，碱性条件下水解生成羧酸盐和醇，由于生成的醇不能再与碱发生反应，则1 ml醇酯基可消耗1 ml NaOH。
⊳角度2 酚酯的水解
3．结构简式为的有机物分子1 ml，与NaOH溶液混合，并水浴加热，完全反应后，消耗NaOH的物质的量为( )
A．1 mlB．2 ml
C．3 mlD．4 ml
B 解析：该有机物水解所得产物分子中含有1个羧基和1个酚羟基，所以1 ml该有机物水解最终消耗NaOH的物质的量为2 ml。
4．1 ml与足量的NaOH溶液充分反应，消耗的NaOH的物质的量为( )
A．5 mlB．4 ml
C．3 mlD．2 ml
A 解析：该分子中存在两个 (酯基)，每摩尔酯基水解时，生成酚钠和羧酸钠，消耗 2 ml NaOH，故该有机物消耗NaOH的物质的量为1 ml＋2×2 ml＝5 ml。
5．某有机化合物的结构简式为
，下列有关该物质的叙述正确的是( )
A．1 ml该物质最多可以消耗3 ml Na
B．1 ml该物质最多可以消耗7 ml NaOH
C．不能与Na2CO3溶液反应
D．易溶于水，可以发生加成反应和取代反应
B 解析：A项，分子结构中有两个羟基，1 ml该物质最多可以消耗2 ml Na，故A错误；B项，1 ml该物质水解所得产物含 3 ml酚羟基、2 ml羧基、2 ml氯化氢，所以最多可以消耗 7 ml NaOH，故B正确；C项，酚可以和Na2CO3溶液反应生成NaHCO3，故C错误；D项，亲水基团少应该难溶于水，故D错误。
酚酯在水解时生成的酚羟基具有酸性，可再与碱发生反应，故1 ml酚酯基可消耗2 ml NaOH。
⊳角度3 聚酯的水解
6．已知丙烯酸乙酯的结构简式为CH2===CH—COOC2H5，写出聚丙烯酸乙酯在NaOH溶液中水解的化学方程式：__________________________________。
答案：＋nNaOHeq \(――→,\s\up8(加热))＋nCH3CH2OH
1 ml聚酯消耗NaOH的物质的量由聚酯中酯基的个数决定，如1 ml消耗n ml NaOH，1 ml
消耗2n ml NaOH 。
考点2 烃及烃的衍生物的衍变关系及应用
[抓本质·悟考法]
香料E的合成路线如下：
(1)B的化学名称是________。D中官能团的名称为________。
(2)C和D生成E的反应类型为____________，E的结构简式为________。
(3)1 ml B与足量银氨溶液反应生成________ g Ag；A的核磁共振氢谱有________组峰。
(4)同时满足下列条件的C的同分异构体有________种(不含立体异构)。
①遇FeCl3溶液发生显色反应
②能发生银镜反应
【解题关键点】 先根据A的分子式及生成条件判断出A的结构，再利用其他信息判断出各物质的结构简式，按要求解答问题。
【易错失分点】 忽视A的分子式及生成条件，误认为A的苯环上发生取代反应；未按要求书写C的同分异构体。
[自主解答]
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解析：甲苯在光照条件下与氯气发生侧链取代生成A，A为，由于两个羟基连在同一个碳原子上会自动脱水生成羰基，因此A在氢氧化钠溶液中水解生成的B为，B发生银镜反应酸化后得到C，C为苯甲酸，苯甲酸与环己醇发生酯化反应生成E：。
(1)根据上述分析，B为，化学名称为苯甲醛。D为环己醇，官能团为羟基。
(2)C(苯甲酸)和D(环己醇)发生酯化反应生成E，E的结构简式为。
(3)1 ml B()与足量银氨溶液反应生成2 ml银，质量为216 g。A()中有4种氢原子，核磁共振氢谱有4个峰。
(4)C为苯甲酸，遇FeCl3溶液发生显色反应，说明结构中含有酚羟基；能发生银镜反应，说明结构中含有醛基，满足条件的C的同分异构体的苯环上含有酚羟基和醛基2个侧链，有3种结构。
答案：(1)苯甲醛 羟基
(2)酯化反应(或取代反应)
(3)216 4 (4)3
[多角度·突破练]
⊳角度1 多官能团有机物质性质的判断
1．(2020·山东高考)从中草药中提取的 calebin A(结构简式如下)可用于治疗阿尔茨海默症。下列关于 calebin A的说法错误的是( )
A．可与FeCl3溶液发生显色反应
B．其酸性水解的产物均可与Na2CO3溶液反应
C．苯环上氢原子发生氯代时，一氯代物有6种
D．1 ml该分子最多与8 ml H2发生加成反应
D 解析： 该有机物中含有酚羟基，可以与FeCl3溶液发生显色反应，A正确； 该有机物中的酸性水解产物中分别含有羧基和酚羟基，均可以与Na2CO3溶液反应，B正确； 该有机物中含有两个苯环，每个苯环上都含有三个氢原子，且无对称结构，所以苯环上一氯代物有6种，C正确； 该有机物中含有两个苯环、两个碳碳双键、一个羰基，每个苯环可以与3个氢气加成，每个双键可以与1个氢气加成，每个羰基可以与1个氢气加成，所以1 ml分子最多可以与2×3＋2×1＋1＝9 ml氢气发生加成反应，D错误。
2．(2020·全国卷Ⅰ)紫花前胡醇可从中药材当归和白芷中提取得到，能提高人体免疫力。有关该化合物，下列叙述错误的是( )
A．分子式为C14H14O4
B．不能使酸性重铬酸钾溶液变色
C．能够发生水解反应
D．能够发生消去反应生成双键
B 解析：根据该有机物的分子结构可以确定其分子式为C14H14O4，A叙述正确；该有机物的分子结构中有羟基，且与羟基相连的碳原子上有氢原子，故其可以被酸性重铬酸钾溶液氧化，能使酸性重铬酸钾溶液变色，B叙述不正确；该有机物的分子中有酯基，能够发生水解反应，C叙述正确；该有机物分子中与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子，故其可以在一定的条件下发生消去反应生成碳碳双键，D叙述正确。
3．(2020·全国卷Ⅲ)金丝桃苷是从中药材中提取的一种具有抗病毒作用的黄酮类化合物，结构式如下：
下列关于金丝桃苷的叙述，错误的是( )
A．可与氢气发生加成反应
B．分子含21个碳原子
C．能与乙酸发生酯化反应
D．不能与金属钠反应
D 解析：该物质含有苯环和碳碳双键，一定条件下可以与氢气发生加成反应，故A正确；根据该物质的结构简式可知该分子含有21个碳原子，故B正确；该物质含有羟基，可以与乙酸发生酯化反应，故C正确；该物质含有醇羟基和酚羟基，可以与金属钠反应放出氢气，故D错误。
确定多官能团有机物性质的三步骤
注意：有些官能团性质会交叉。例如，碳碳三键与醛基都能被酸性高锰酸钾溶液氧化，也能与氢气发生加成反应等。
⊳角度2 烃及烃的衍生物的衍变关系
4．某酯A，其分子式为C6H12O2，已知
，又知C、D、E均为有机物，D不与Na2CO3溶液反应，E不能发生银镜反应，则A的结构可能有( )
A．3种B．4种
C．5种D．6种
C 解析：A的分子式为C6H12O2，A能在碱性条件下反应生成B和D，B与酸反应，应为羧酸盐，D能在Cu催化作用下发生氧化反应生成E，应为醇，E不能发生银镜反应，说明E不含醛基，则E为酮，则D不能为伯醇，只能为仲醇，D可为CH3CHOHCH3、CH3CHOHCH2CH3、CH3CHOHCH2CH2CH3、CH3CH2CHOHCH2CH3、(CH3)2CHCHOHCH3，则对应的酯有5种。
5．药用有机化合物A(C8H8O2)为一种无色液体。从A出发可发生如图所示的一系列反应。
则下列说法正确的是( )
A．根据D和浓溴水反应生成白色沉淀可推知D为三溴苯酚
B．G的同分异构体中属于酯类且能发生银镜反应的只有一种
C．上述各物质中能发生水解反应的有A、B、D、G
D．A的结构简式为
D 解析：根据现象及化学式，推知A为乙酸苯酚酯，B为苯酚钠，D为苯酚，F为2,4,6­三溴苯酚。G的符合题意条件的同分异构体有HCOOCH2CH2CH3和HCOOCH(CH3)2两种。D为苯酚，不能发生水解反应。
牢记常见烃的衍生物的转化关系
⊳角度3 烃及烃的衍生物的衍变关系在有机合成中的应用
6．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反应生成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＋HOOCCOOHeq \(,\s\up8(浓硫酸),\s\d9(△))＋2H2O
7．对羟基苯甲酸丁酯(俗称尼泊金丁酯)可用作防腐剂，对酵母和霉菌有很强的抑制作用，工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应而制得。以下是某课题组开发的从廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线：
已知以下信息：
①通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基；
②D可与银氨溶液反应生成银镜；
③F的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢，且峰面积比为1∶1。
回答下列问题：
(1)A的化学名称为________。
(2)由B生成C的化学方程式为_____________________________________，
该反应的类型为__________。
(3)D的结构简式为________________________________________________。
(4)F的分子式为__________。
(5)G的结构简式为__________。
(6)E的同分异构体中含有苯环，氯原子直接连在苯环上且能发生银镜反应的共有________种，其中核磁共振氢谱有三种不同化学环境的氢，且峰面积比为2∶2∶1的是________________________________________________________
(写结构简式)。
解析：(1)由题意知A为甲苯，根据反应的条件和流程分别确定B、C、D、E、F、G的结构。(2)由光照条件知B生成C的反应为甲基上的取代反应。(3)由信息①知(C)发生取代反应，然后失水生成 (D)。(4)E为，在碱性条件下水解生成 (F)。(5)F在酸性条件下反应生成对羟基苯甲
酸。(6)符合题意的同分异构体有两类：①两个支链：—Cl、，邻、间对位3种，②三个支链：—Cl、—CHO、—OH，—Cl和—CHO邻间对三种位置关系，—OH在苯环上位置如图、，共有13种，有3种氢原子，且峰面积比为 2∶2∶1。
答案：(1)甲苯 (2)＋2HCl 取代反应
(3) (4)C7H4O3Na2
(5)HOCOOH
(6)13 ClOOCH
解该类题，需准确掌握各官能团的性质及取代、加成、消去反应的反应特点。认真审题，注意从结构、组成上对比上、下步物质的差别，从而确定反应物、反应条件、反应类型及产物。尤其要熟练掌握反应的特征条件，如碱的醇溶液、加热为卤代烃的消去反应的特征条件，碱的水溶液、加热为卤代烃水解反应的特征条件，X2、光照为烷烃取代反应的特征条件等。
常见有机反应类型与有机物类别的关系
[知识对接]
[应用体验]
1．有机化学反应种类比较多，常见的有：①卤代反应；②烯烃与水的反应；③氧化反应；④还原反应；⑤硝化反应；⑥水解反应；⑦酯化反应；⑧消去反应；⑨加聚反应；⑩缩聚反应等。其中属于取代反应的是 ( )
A．①⑤⑥⑦B．②③④⑧⑨⑩
C．①②⑤⑥⑦D．①⑤⑥⑦⑨⑩
A 解析：取代反应是指有机物中原子或者原子团被其他原子或者原子团所替代的反应。①卤代反应是烃中的氢原子被卤素原子取代的反应，是取代反应；⑤硝化反应是氢原子被硝基取代的反应，是取代反应；⑥水解反应是水和另一种化合物的反应，该化合物分为两部分，水中的氢原子加在其中的一部分上，羟基加在另一部分上，水解反应属于取代反应，⑦酯化反应是羧酸和醇脱去水的反应，即酸脱羟基醇脱氢，是取代反应，所以属于取代反应的是①⑤⑥⑦。
2．下列各组中的反应，属于同一反应类型的是( )
A．溴丙烷和氢氧化钠溶液反应制丙醇；丙烯与水反应制丙醇
B．甲苯硝化制对硝基甲苯；甲苯和高锰酸钾反应制苯甲酸
C．氯代环己烷制环己烯；丙烯与溴反应制1,2­二溴丙烷
D．苯甲酸乙酯水解制苯甲酸和乙醇；乙酸和乙醇制乙酸乙酯
D 解析：溴丙烷和氢氧化钠溶液反应制丙醇，为水解反应，丙烯与水反应制丙醇，为加成反应，反应类型不同，故A项不选；甲苯硝化制对硝基甲苯，为取代反应，甲苯和高锰酸钾反应制苯甲酸，为氧化反应，反应类型不同，故B项不选；氯代环己烷制环己烯，为消去反应，丙烯与溴反应制1,2­二溴丙烷，为加成反应，反应类型不同，故C项不选；苯甲酸乙酯水解制苯甲酸和乙醇，为水解反应，乙酸和乙醇制乙酸乙酯为酯化反应，水解反应与酯化反应均属于取代反应，故D选。
3．下列化合物中，能发生酯化、还原、加成、消去四种反应的是( )
A．CH3—CH===CH—CHO
B．
C．HOCH2—CH2—CH===CH—CHO
D．
C 解析：A不能发生酯化、消去反应，B不能发生还原、加成反应，D中含有—COOH和—CHO不能发生消去反应。
根据反应条件或试剂确定反应类型
[知识对接]
1．消去反应
(1)对于醇羟基的消去，控制反应的温度十分重要，如乙醇在浓硫酸存在下，170 ℃时发生消去反应生成乙烯，在140 ℃时发生取代反应(分子间脱水)生成乙醚(CH3CH2OCH2CH3)。浓硫酸的作用是催化剂，同时具有脱水和吸水的作用。
(2)卤素原子的消去，必须使用相应的醇作为溶剂(非水溶剂)，因为卤代烃在NaOH水溶液中发生取代反应(水解反应)生成醇。
2．取代反应
(1)烷烃发生卤代的条件：光照。
(2)芳香烃发生苯环上卤代的条件：催化剂(Fe)。
(3)卤代烃水解的条件：NaOH/水溶液、加热。
(4)醇和羧酸的酯化反应条件：浓硫酸、加热。
(5)苯环上的硝化反应条件：浓硝酸和浓硫酸的混酸、加热。
(6)苯环上的磺化反应条件：浓硫酸、加热。
3．加成反应
含或—C≡C—的加成反应：①H2(催化剂)。②Br2(CCl4)。
4．氧化反应
含—CHO的有机物的氧化反应：与银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液共热。
[应用体验]
4．芳香化合物A是一种基本化工原料，可以从煤和石油中得到。A、B、C、D、E的转化关系如图所示：
(1)A→B的反应类型是____________________________________________；
(2)A→E的反应类型是____________，其化学方程式为________________。
解析：A为，根据分子式变化及反应条件可知，A生成B的反应为取代反应；A→E的化学方程式为＋3H2eq \(――→,\s\up8(Ni),\s\d7(△))，为加成反应。
答案：(1)取代反应 (2)加成反应
5．化合物F是一种食品保鲜剂，可按如下途径合成：
已知：RCHO＋CH3CHOeq \(―――――――→,\s\up8(稀NaOH溶液))RCH(OH)CH2CHO。试回答：
(1)A的化学名称是____________，A→B的反应类型是__________，E→F的反应类型是__________。
(2)B→C的化学方程式为_________________________________________，
反应类型是___________。
(3)C→D所用试剂和反应条件分别是_______________________________。
(4)E的结构简式是____________。F中官能团的名称是____________。
解析：(1)结合F的结构简式及B的分子式C8H9Cl，可得A的结构简式为，所以A的化学名称是对二甲苯(或1,4­二甲苯)，由A→B所用试剂和反应条件分别是Cl2和光照，可得A→B的反应类型为取代反应，E→F的反应类型为消去反应。(2)由B→C所用试剂和反应条件可知该反应为卤代烃的水解反应，化学方程式为H3CCH2Cl＋NaOHeq \(――→,\s\up8(H2O),\s\d7(△))H3CCH2OH＋NaCl。(3)由 D到E所用试剂、反应条件并结合题干已知反应，可知D为醛类物质，所以C→D为醇的催化氧化反应，所用试剂是O2/Cu或Ag，反应条件为加热。(4)结合已知反应可得E的结构简式是。F中官能团的名称是碳碳双键、醛基。
答案：(1)对二甲苯(或1,4­二甲苯) 取代反应 消去反应
(2)H3CCH2Cl＋NaOHeq \(――→,\s\up8(H2O),\s\d7(△))
H3CCH2OH＋NaCl 取代反应
(3)O2/Cu或Ag，加热(或氧气，催化剂、加热)
(4) 碳碳双键、醛基
根据转化前后有机物的结构确定反应类型
[知识对接]
1．加成反应
加成反应的特点：“只上不下”，由反应物和反应特点可判断产物。①烯烃＋H2→烷烃。②羰基＋H2→醇。③烯烃＋H2O→醇。④苯＋H2→环己烷。
2．消去反应
消去反应的特点：“只下不上”，由饱和键变成不饱和键。
3．氧化反应
氧化反应的特点：“加氧或去氢”。
①醇(R—CH2OH)eq \(――→,\s\up8(O2))醛(R—CHO)eq \(――→,\s\up8(O2))羧酸(R—COOH)。
②CH3eq \(―――――――――→,\s\up8(酸性KMnO4溶液))COOH。
4．酯化反应与水解反应(二者均为取代反应)
＋HO—R′eq \(,\s\up8(酯化),\s\d9(水解))＋H2O
[应用体验]
6．有机化合物Ⅰ转化为Ⅱ的反应类型是( )
(Ⅰ) (Ⅱ)
A．氧化反应B．取代反应
C．还原反应D．水解反应
C 解析：根据有机化合物Ⅰ和Ⅱ的结构可知，化合物Ⅰ生成化合物Ⅱ为加氢的反应，即为还原反应。
7．(双选)有机物M是合成治疗癌症的药物中间体，其结构简式如图所示，下列说法正确的是( )
A．有机物M和油脂分子中都含有，两者在酸性或碱性条件下都能发生取代反应
B．M在一定条件下能发生加聚反应，不能发生酯化反应
C．在Ni作催化剂并加热的条件下，1 ml M最多只能与1 ml H2发生加成反应
D．可用酸性高锰酸钾溶液区分苯和M
AD 解析：M分子中含有酯基，在酸性或碱性条件下都能发生水解反应，水解反应属于取代反应，A正确；M分子中含有碳碳双键，在一定条件下能发生加聚反应，含有醇羟基，能发生酯化反应，B错误；苯环和均可与H2发生加成反应，故 1 ml M最多能与4 ml H2发生加成反应，C错误；苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，而有机物M的分子中含有碳碳双键和醇羟基，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，D正确。
1．由CH3CH3―→CH3CH2Cl―→CH2===CH2―→CH3CH2OH的转化过程中，经过的反应类型依次是 ( )
A．取代反应→加成反应→氧化反应
B．裂解反应→取代反应→消去反应
C．取代反应→消去反应→加成反应
D．取代反应→消去反应→裂解反应
C 解析：CH3CH3―→CH3CH2Cl，氯原子取代了乙烷中的一个氢原子，该反应为取代反应；CH3CH2Cl―→CH2===CH2，消去了氯原子和相邻碳原子上的一个氢原子，该反应为消去反应；CH2===CH2―→CH3CH2OH，两个碳原子上分别加了一个氢原子和一个羟基，该反应为加成反应。
2．某有机物的结构如图所示，下列各项性质中，它不可能具有的是( )
①可以燃烧 ②能使酸性高锰酸钾溶液褪色 ③能跟NaOH溶液反应 ④能发生酯化反应 ⑤能发生聚合反应 ⑥能发生水解反应 ⑦能发生取代反应
A．①④B．⑥
C．②③⑤D．④⑥
B 解析：大多数有机物都能燃烧；含有，能使酸性KMnO4溶液褪色，能发生加聚反应；含有—COOH，能与NaOH溶液反应，能发生酯化反应(属于取代反应)；含有—OH，能发生酯化反应。
3．迷迭香酸是从蜂花属植物中提取得到的酸性物质，其结构简式如图所示。下列叙述正确的是( )
A．迷迭香酸与溴单质只能发生取代反应
B．1 ml迷迭香酸最多能和9 ml氢气发生加成反应
C．迷迭香酸可以发生水解反应、取代反应和酯化反应
D．1 ml迷迭香酸最多能和5 ml NaOH发生反应
C 解析：A项，分子中含碳碳双键，可发生加成反应，错误；B项，苯环、碳碳双键能与氢气发生加成反应，则1 ml迷迭香酸最多能和7 ml氢气发生加成反应，错误；C项，含可发生水解反应，含—OH、—COOH可发生取代反应、酯化反应，正确；D项，酚—OH、—COOC—、—COOH均与NaOH反应，则1 ml迷迭香酸最多能和6 ml NaOH发生反应，错误。
4．某有机物的结构简式如图所示，则此有机物可发生反应的类型有( )
①取代反应 ②加成反应 ③消去反应 ④酯化反应 ⑤水解反应 ⑥氧化反应 ⑦中和反应
A．①②③④⑤⑥⑦B．仅②③④⑤⑥
C．仅②③④⑤⑥⑦D．仅①②③⑤⑥
A 解析：该有机物中含有碳碳双键、酯基、醇羟基和羧基。碳碳双键和苯环都可发生加成反应；酯基可发生水解反应(取代反应)；醇羟基可发生酯化反应(取代反应)、消去反应和氧化反应等；羧基可发生中和反应。
1．(命题情境：生活中的有机化学问题)樱桃是一种抗氧化的水果，其表现抗氧化性的一种有效成分M的结构简式为。下列有关M的说法不正确的是( )
A．M的分子式为C4H6O5
B．M中含有两种官能团，分别为羟基和羧基
C．标准状况下，0.1 ml M完全燃烧时消耗 6.72 L O2
D．1 ml M与足量金属钠反应生成3 ml H2
D 解析：根据M的结构简式可知M的分子式为C4H6O5，A项正确；M中含有羟基和羧基两种官能团，B项正确；M燃烧的化学方程式为C4H6O5＋3O2eq \(――→,\s\up8(点燃))4CO2＋3H2O,0.1 ml M完全燃烧时消耗0.3 ml O2,0.3 ml O2在标准状况下的体积为0.3 ml×22.4 L/ml＝6.72 L，C项正确；M中含2个羧基和1个羟基，1 ml M与足量金属钠反应生成1.5 ml H2，D项错误。
2．(命题情境：化学与人体健康的问题)人剧烈运动后肌肉发酸是因为当体内氧气缺少时葡萄糖发生反应产生了乳酸，其结构简式为。下列关于乳酸的说法正确的是( )
A．乳酸的系统命名为1­羟基丙酸
B．与乳酸具有相同官能团的所有同分异构体(包括乳酸，考虑立体异构)共3种
C．乳酸既可发生取代反应、消去反应又可发生加成反应
D．乳酸发生缩聚反应的化学方程式为eq \(―――――→,\s\up8(一定条件))
B 解析：乳酸的系统命名为2­羟基丙酸，故A错误；与乳酸具有相同官能团的同分异构体是，乳酸分子有不对称碳原子，因而有两种旋光异构体，包括乳酸共3种，故B正确；乳酸分子含有羟基、羧基，可发生取代反应、消去反应，不能发生加成反应，故C错误；乳酸分子含有羟基、羧基，乳酸发生缩聚反应生成聚乳酸，反应的化学方程式为
eq \(―――――→,\s\up8(一定条件))＋(n－1)H2O，故D错误。
3．(命题情境：化学与药物的联系)磷酸奥司他韦是临床常用的抗病毒药物，常用于甲型和乙型流感治疗，其中间体结构简式如图所示。关于该有机物下列说法错误的是( )
A．分子式为C16H28N2O4
B．该有机物既能与酸反应又能与碱反应
C．该有机物分子中含有3个手性碳原子
D．1 ml 该有机物最多能与3 ml H2发生加成反应
D 解析：根据中间体结构简式可知，分子式为 C16H28N2O4，A正确；在中间体结构简式中，—NH2可以与酸反应，同时又存在酯基与酰胺键，既能与酸反应又能与碱反应，B正确；手性碳指碳原子连接四个不同的原子或原子团，该有机物分子中含有3个手性碳原子，C正确；1 ml 该有机物含1 ml碳碳双键、1 ml羰基，最多能与2 ml H2发生加成反应，而酯基不能与H2发生加成，D错误。
4.(命题情境：生活中的有机化学问题)(2020·日照模拟)苯甲酸乙酯(无色液体，难溶于水，沸点 213 ℃)天然存在于桃、菠萝、红茶中，稍有水果气味，常用于配制香精和人造精油，也可用作食品添加剂。实验室利用如图所示装置，在环己烷中通过反应
＋H2O制备。已知：环己烷沸点为80.8 ℃，可与乙醇和水形成共沸物，其混合物沸点为62.1 ℃。下列说法错误的是( )
A．实验时最好采用水浴加热，且冷却水应从b口流出
B．分水器可及时放出水层，避免水层升高流入烧瓶
C．环己烷的作用是在较低温度下带出生成的水，促进酯化反应向右进行
D．实验时应依次向圆底烧瓶中加入碎瓷片、浓硫酸、苯甲酸、无水乙醇、环己烷
D 解析：由题干信息，该反应需控制温度在65～70 ℃进行加热回流，最好采用水浴加热的方式，冷凝管的冷凝水应该下进上出，即从a口流入，b口流出，A选项正确；合成反应中，分水器中会出现分层现象，上层是油状物，下层是水，当油层液面高于支管口时，油层会沿着支管口流回烧瓶，以达到反应物冷凝回流，提高产率的目的，当下层液面高度超过距分水器支管约2 cm时，及时放出水层，避免水层升高流入烧瓶，B选项正确；根据已知信息“环己烷沸点为80.8 ℃，可与乙醇和水形成共沸物，其混合物沸点为62.1 ℃”，所以环己烷的作用是在较低温度下带出生成的水，促进酯化反应向右进行，C选项正确；实验时应依次向圆底烧瓶中加入碎瓷片、苯甲酸、无水乙醇、环己烷，搅拌后再加入浓硫酸，D选项错误。
5．(命题情境：化学与药物的联系)(2020·德州模拟)我国中草药文化源远流长，通过临床试验，从某中草药中提取的有机物具有较好的治疗癌症的作用，该有机物的结构如图所示。下列说法中错误的是( )
A．分子式为C13H12O6
B．该有机物能发生取代反应、加成反应、氧化反应
C．1 ml该有机物与NaOH反应最多消耗 2 ml NaOH
D．1 ml该有机物与溴水反应最多消耗3 ml Br2
C 解析：由有机物的结构可知，该有机物的分子式为C13H12O6，故A正确； 该有机物的官能团为碳碳双键、羧基、酯基、羟基和醚键，能发生取代反应(羧基发生酯化反应、酯基发生水解反应、酚羟基与浓溴水发生取代反应)、加成反应(碳碳双键和苯环能与氢气发生加成反应)、氧化反应(酚羟基具有还原性易被氧化或燃烧发生氧化反应)，故B正确； 该有机物含有的羧基、酯基和酚羟基均能与氢氧化钠溶液反应，1 ml该有机物与NaOH反应最多消耗3 ml NaOH，故C错误； 该有机物含有的碳碳双键和酚羟基能与溴水反应，1 ml该有机物碳碳双键能与1 ml溴发生加成反应、酚羟基的邻对位氢原子能与2 ml溴发生取代反应，共消耗 3 ml Br2，故D正确。
考试评价解读
核心素养达成
1.能描述说明、分析解释醛、酮、羧酸、羧酸衍生物的重要反应，能书写相应的化学方程式。
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。了解有机物分子中官能团之间的相互影响。
宏观辨识
与
微观探析
从不同角度认识醛、羧酸、酯的主要性质和应用，从组成、结构上探析烃的含氧衍生物的性质，形成“结构决定性质”的观念。
证据推理
与
模型认知
领悟有机物的衍变关系“烯→醇→醛→羧酸→酯”转化模型，了解转化的原理。
科学态度
与
社会责任
认识醛、酮、羧酸、酯、油脂、酰胺等物质对人类生活的影响及在生产、生活中的重要应用。
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
物质
分子式
结构简式
官能团
甲酸
CH2O2
HCOOH
—COOH和—CHO
乙酸
C2H4O2
CH3COOH
—COOH
乙酸(CH3COOH)
水(H—OH)
乙醇(C2H5OH)
碳酸()
石蕊溶液
变红
不变红
不变红
变浅红
与Na
反应
反应
反应
反应
与NaOH
反应
不反应
不反应
反应
与Na2CO3
反应
水解
不反应
反应
与NaHCO3
反应
水解
不反应
不反应
羟基氢的
活泼性强弱
CH3COOH>H2CO3>H2O>CH3CH2OH
反应类型
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