2020届化学高考二轮复习（浙江）烃的衍生物学案

第4讲　烃的衍生物
[考试说明]
知识内容
考试要求
(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
(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
b
(7)乙醇的化学性质与用途
c
(8)甲醇、乙二醇、丙三醇的性质和用途
b
(9)苯酚的物理性质
a
(10)苯酚的化学性质与用途
c
(11)醇、酚等在生产生活中的应用
a
(12)醛、羧酸的组成、结构和性质特点
b
(13)甲醛的性质、用途以及对健康的危害
b
(14)重要有机物之间的相互转化
c
(15)缩聚反应
b
(16)乙醇的分子组成、主要性质(跟活泼金属的反应、氧化反应)
b
(17)乙醇在不同温度下的脱水反应
b
(18)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
(19)乙酸的分子组成、主要性质(酸的通性、酯化反应)
b
(20)乙酸乙酯的制备实验
b
(21)官能团的概念，常见官能团的性质
b

　卤代烃[学生用书P66]

卤代烃的水解反应与消去反应的反应规律
(1)水解反应
①所有卤代烃在NaOH的水溶液中均能发生水解反应。
②多卤代烃水解可生成多元醇。
例如：
(2)消去反应
①两类卤代烃不能发生消去反应

结构
特点
与卤素原子相连的碳原子没有邻位碳原子
与卤素原子相连的碳原子有邻位碳原子，但邻位碳原子上无氢原子
实例
CH3Cl

②与卤素原子相连的碳原子有两种或三种邻位碳原子，且邻位碳原子上均带有氢原子时，发生消去反应可生成不同的产物。


题组一　卤代烃的性质及制备
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，其中—Br被—OH取代，A项错误；该物质中的溴原子必须水解生成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．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)甲烷的结构是正四面体，所以只有当甲烷的4个H原子全部被Cl原子取代生成四氯化碳时，其结构才是正四面体；多氯代物的组成和结构相似，随着相对分子质量的增大，物质的沸点逐渐升高，可以利用它们之间沸点的差异，采取蒸馏(分馏)法进行分离。
(2)三氟氯溴乙烷(CF3CHClBr)的同分异构体就是F、Cl、Br三种原子之间互换位置，则可以写出三种同分异构体：

(3)乙烯(H2C===CH2)生成1，2­二氯乙烷(CH2ClCH2Cl)是加成反应，化学方程式为H2C===CH2＋Cl2―→CH2ClCH2Cl，1，2­二氯乙烷(CH2ClCH2Cl)生成氯乙烯(CH2===CHCl)属于卤代烃的消去反应。
答案：(1)四氯化碳　分馏
(2)CHFClCF2Br、CHFBrCF2Cl、CFClBrCHF2
(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)烯烃与卤素或卤化氢加成可以消除碳碳双键，卤代烃消去又会引入碳碳双键，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，应先让其发生水解(或消去)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稀硝酸中和碱这个环节。
题组二　卤代烃在有机合成中的“桥梁”作用
3．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。先设计出由CH3CH2CH2Br到
CH3CH(OH)CH2OH的流程图，再看反应类型。
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、水解反应(取代反应)，由对应的反应条件可知B项正确。
4．已知：R—CH===CH2＋HX―→CHRXCH3
A、B、C、D、E有如下转化关系：

其中A、B分别是化学式为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＋NaOHCH3—CH===CH2↑＋NaCl＋H2O
②CH3CHClCH3＋NaOHCH3CHOHCH3＋NaCl
③CH3CH2CH2OHCH3—CH===CH2↑＋H2O

卤代烃在有机合成中的应用
(1)联系烃和烃的衍生物的桥梁
烃通过与卤素发生取代反应或加成反应转化为卤代烃，卤代烃在碱性条件下水解转化为醇或酚，进一步可转化为醛、酮、羧酸、酯等；醇在加热条件下与氢卤酸反应转化为卤代烃，卤代烃通过消去反应可转化为烃。
(2)改变官能团的个数
如CH3CH2BrCH2===CH2CH2BrCH2Br。
(3)改变官能团位置
如CH2BrCH2CH2CH3CH2===CHCH2CH3
。
(4)保护官能团
如烯烃中的碳碳双键易被氧化，常采用以下两步保护碳碳双键：CH2===CH2CH3CH2BrCH2===CH2。
　醇　酚[学生用书P67]

1．脂肪醇、芳香醇、酚的比较

类别
脂肪醇
芳香醇
酚
实例
CH3CH2OH
C6H5CH2OH
C6H5OH
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
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
2.醇类物质的反应规律
(1)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。

(2)醇的消去反应规律
①结构条件：醇分子中连有羟基的碳原子必须有相邻的碳原子，该相邻的碳原子上必须连有氢原子。CH3OH(无相邻碳原子)， (相邻碳原子上无氢原子)等结构的醇不能发生消去反应。
②醇消去反应的条件是浓硫酸、加热。
③一元醇消去反应生成的烯烃种数等于与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上不同化学环境下的氢原子的种数。
如的消去产物有2种。

题组一　醇、酚的结构特点及性质
1．下列关于酚的说法不正确的是(　　)
A．酚类指羟基直接连在苯环上的化合物
B．酚类都具有弱酸性，在一定条件下可以和NaOH溶液反应
C．酚类遇FeCl3溶液都显紫色，利用该反应可以检验酚
D．分子中含有羟基和苯环的含氧衍生物都属于酚类
解析：选D。羟基直接连在苯环上的化合物属于酚类，A对；酚羟基可以电离出氢离子，所以酚类可以和NaOH溶液反应，B对；酚类遇FeCl3溶液都显紫色，利用该反应可以检验酚，C对；分子中含有苯环和羟基的物质不一定属于酚类，如属于芳香醇，D错。
2．气态烃A中碳元素与氢元素的质量比为6∶1。淀粉在一定条件下水解可生成B，B在人体组织中发生缓慢氧化，放出热量，提供生命活动所需能量。有关物质的转化关系如下图：

请回答：
(1)①的反应类型是________。
(2)向试管中加入2 mL 10%氢氧化钠溶液，滴加4～5滴5%硫酸铜溶液，振荡后加入2 mL 10% B溶液，加热。写出加热后观察到的现象：_______________________________________________。
(3)反应③的化学方程式是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)加成反应　(2)产生砖红色沉淀
(3)2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O
题组二　醇、酚性质的定性和定量判断
3．茶是我国的传统饮品，茶叶中含有的茶多酚可以替代食品添加剂中对人体有害的合成抗氧化剂，用于多种食品保鲜等，如图所示是茶多酚中含量最高的一种儿茶素A的结构简式，关于这种儿茶素A的有关叙述正确的是(　　)

①分子式为C15H14O7　②1 mol 儿茶素A在一定条件下最多能与7 mol H2加成　③等质量的儿茶素A分别与足量的金属钠和氢氧化钠反应消耗金属钠和氢氧化钠的物质的量之比为1∶1　④1 mol儿茶素A与足量的浓溴水反应，最多消耗Br2 4 mol
A．①②　　　　　　　 B．②③
C．③④ D．①④
解析：选D。儿茶素A分子中含有两个苯环，所以1 mol儿茶素A最多可与6 mol H2加成；分子中有5个酚羟基、1个醇羟基，只有酚羟基与NaOH反应，1 mol儿茶素A消耗Na 6 mol，消耗NaOH 5 mol，物质的量之比为6∶5。
4．下列四种有机化合物均含有多个官能团，其结构简式如下所示，下列有关说法中正确的是(　　)


A．a属于酚类，可与NaHCO3溶液反应产生CO2
B．b属于酚类，能使FeCl3溶液显紫色
C．1 mol c与足量浓溴水发生反应，最多消耗3 mol Br2
D．d属于醇类，可以发生消去反应
解析：选D。a物质中羟基直接连在苯环上，属于酚类，但酚羟基不能和NaHCO3溶液反应，A项错误。b物质中羟基连在链烃基的饱和碳原子上，属于醇类，不能使FeCl3溶液显紫色，B项错误。c物质属于酚类，苯环上酚羟基的邻、对位氢原子可以被溴取代，根据c物质的结构简式可知1 mol c最多能与2 mol Br2发生反应，C项错误。d物质中羟基连在烃基的饱和碳原子上属于醇类，并且与羟基相连的碳的邻位碳原子上有H原子，所以d物质可以发生消去反应，D项正确。
　醛　羧酸[学生用书P68]

1．常见醛的物理性质

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
2.醛类的化学性质(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。

3．乙酸的结构和物理性质
乙酸是人类最熟悉的羧酸，分子式为C2H4O2，结构简式为，是具有强烈刺激性气味的液体。乙酸易溶于水和乙醇，当温度低于熔点(16.6 ℃)时，乙酸凝结成类似冰一样的晶体，所以纯净的乙酸又称为冰醋酸。
4．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下：

(1)酸的通性
乙酸是一种弱酸，其酸性比碳酸强，能使紫色石蕊试液变红，在水溶液里的电离方程式为CH3COOHCH3COO－＋H＋。
(2)酯化反应
CH3COOH和CH3CHOH发生酯化反应的化学方程式为CH3COOH＋C2HOHH2O＋CH3CO18OC2H5。

题组一　醛类的综合应用
1．有机物M是合成二氢荆芥内酯的重要原料，其结构简式为，下列检验M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，再加溴水
D．先加新制氢氧化铜，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，选项A、B错误；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，则无法确定有机物M中是否含有碳碳双键，错误。
2．某一元醛发生银镜反应，得到21.6 g银；将等质量的此醛完全燃烧，生成3.6 g水，则此醛可能是(　　)
A．甲醛　　　　　　　 B．丙醛
C．丙烯醛 D．丁醛
解析：选C。生成银的物质的量是21.6 g÷108 g/mol＝0.2 mol，如果是甲醛，则甲醛的物质的量是0.2 mol÷4＝0.05 mol。而0.05 mol甲醛完全燃烧生成0.05 mol水，质量是0.9 g，不符合题意。这说明醛的物质的量是0.2 mol÷2＝0.1 mol，而生成的水是3.6 g÷18 g/mol＝0.2 mol，因此根据氢原子守恒可知，醛分子中含有4个氢原子，即是丙烯醛，答案选C。
3.

科学家研制出多种新型杀虫剂代替DDT，化合物A是其中的一种，其结构如图所示。下列关于A的说法正确的是(　　)
A．A的分子式为C15H22O3
B．与FeCl3溶液发生反应后溶液显紫色
C．1 mol A最多可以与2 mol 新制Cu(OH)2反应
D．1 mol A最多与1 mol H2加成
解析：选A。B项，该化合物不含酚羟基，所以遇FeCl3溶液不显紫色；C项，1 mol A最多可以与4 mol Cu(OH)2反应；D项，1 mol A最多与3 mol H2加成。

醛基的检验及定量规律

银镜反应
与新制Cu(OH)2悬浊液反应
反应原理
R—CHO＋2Ag(NH3)2OHRCOONH4＋3NH3＋2Ag↓＋H2O
R—CHO＋2Cu(OH)2＋NaOH
RCOONa＋Cu2O↓＋3H2O
反应现象
产生光亮的银镜
产生砖红色沉淀
定量关系
R—CHO～2Ag；HCHO～4Ag
R—CHO～2Cu(OH)2～Cu2O；
HCHO～4Cu(OH)2～2Cu2O
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)醛用量不宜太多；
(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

题组二　羧酸的综合应用
4．分枝酸可用于生化研究，其结构简式如图所示。下列关于分枝酸的叙述正确的是(　　)

A．分子中含有2种官能团
B．可与乙醇、乙酸反应，且反应类型相同
C．1 mol分枝酸最多可与3 mol NaOH发生中和反应
D．可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色，且原理相同
解析：选B。A.分子中含有4种官能团：羧基、羟基、碳碳双键、醚键。B.可与乙醇、乙酸发生取代反应。C.1 mol 分枝酸最多可与2 mol NaOH发生中和反应，因为分子中只有2个羧基。D.可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色，但反应原理不相同，使溴的四氯化碳溶液褪色是加成反应，使酸性高锰酸钾溶液褪色是氧化反应。
5．(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。
6．最近，我国科学家发现有机化合物A可用于合成可降解塑料。
(1)0.1 mol A与足量金属Na反应生成2.24 L气体(标准状况)，0.1 mol A与足量NaHCO3溶液反应也生成2.24 L 气体(标准状况)，由此可推断有机物A中含有的官能团名称为________________；
(2)有机物A在Cu作催化剂时可被氧气氧化为
，则A的结构简式为____________________________
________________________________________________________________________；
(3)两分子A在一定条件下可以生成一种环酯，该环酯的结构简式为________________________________________________________________________；
(4)A在一定条件下生成一种可降解塑料(聚酯)的反应方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：“0.1 mol A与足量金属Na反应生成2.24 L气体(标准状况)，0.1 mol A与足量NaHCO3溶液反应也生成2.24 L气体(标准状况)”说明有机物A中含有一个羟基和一个羧基，结合A可被氧气氧化为，可推知A为

答案：(1)羟基、羧基


　烃及其衍生物的转化关系与应用[学生用书P70]

1．烃之间的相互转化

2．烃及其衍生物的转化关系


(1)多官能团有机物性质的确定步骤
第一步，找出有机物所含的官能团，如碳碳双键、碳碳叁键、醇羟基、酚羟基、醛基等；第二步，联想每种官能团的典型性质；第三步，结合选项分析对有机物性质描述的正误(注意：有些官能团性质会交叉，如碳碳叁键与醛基都能被溴水、酸性高锰酸钾溶液氧化，也能与氢气发生加成反应等)。
(2)官能团与反应类型

一般情况下，羧酸与酯的官能团(即—COOH、COO)不能被氧化，也不能与H2加成，而酯类物质的碳链上若存在碳碳双键，则碳碳双键易被氧化，也能与H2加成。

1．(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
2．(2017·浙江4月选考，T26)A是天然气的主要成分，以A为原料在一定条件下可获得有机物B、C、D、E、F，其相互转化关系如图。已知烃B在标准状况下的密度为1.16 g·L－1，C能发生银镜反应，F为有浓郁香味、不易溶于水的油状液体。

请回答：
(1)有机物D中含有的官能团名称是________。
(2)D＋E→F的反应类型是________。
(3)有机物A在高温下转化为B的化学方程式是__________________________。
(4)下列说法正确的是________。
A．有机物E与金属钠反应比水与金属钠反应要剧烈
B．有机物D、E、F可用饱和Na2CO3溶液鉴别
C．实验室制备F时，浓硫酸主要起氧化作用
D．有机物C能被新制碱性氢氧化铜悬浊液、酸性KMnO4 溶液氧化
答案：(1)羧基　(2)取代反应(或酯化反应)
(3)2CH4CHCH＋3H2　(4)BD
3．烃A是一种重要的化工原料。已知A在标准状况下的密度为1.25 g·L－1，B可发生银镜反应。它们之间的转化关系如图：

请回答：
(1)有机物B中含有的官能团名称是________。
(2)第⑤步发生加成反应，该反应的化学方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)将金属钠与有机物D反应所得的少量产物溶于水，滴加2滴酚酞试液，水溶液显红色，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(用化学方程式表示)。
(4)下列说法正确的是________。
A．有机物A与D在一定条件下可反应生成乙醚[(CH3CH2)2O]
B．用新制碱性氢氧化铜悬浊液无法区分有机物B、C和D
C．通过直接蒸馏乙酸乙酯和有机物C的混合物，可分离得到纯的乙酸乙酯
D．相同条件下乙酸乙酯在氢氧化钠溶液中水解较在稀硫酸中更完全
解析：由题意知：烃A的相对分子质量为28，则A为CH2===CH2，B为CH3CHO，C为CH3COOH，D为CH3CH2OH。(1)B为CH3CHO，官能团为醛基；(2)A＋C―→CH3COOCH2CH3，即CH2===CH2＋CH3COOHCH3COOCH2CH3；(3)D为CH3CH2OH，与Na反应生成CH3CH2ONa，CH3CH2ONa溶于水发生水解反应，溶液呈碱性，加入酚酞试液，使溶液显红色；(4)CH2===CH2与CH3CH2OH在一定条件下发生加成反应生成乙醚，A正确；用新制Cu(OH)2悬浊液可以区分CH3CHO、CH3COOH、CH3CH2OH，B错误；乙酸乙酯在碱液中比酸液中水解更完全，D正确。
答案：(1)醛基
(2)CH2===CH2＋CH3COOHCH3COOCH2CH3
(3)CH3CH2ONa＋H2O―→CH3CH2OH＋NaOH
(4)AD
4．(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＋CH3OHCH3CH2COOCH3＋H2O
(4)ACD