第3章 烃的含氧衍生物（八大题型）-【举一反三】2024-2025学年高二化学同讲与练（沪科版2020选择性必修3）

第3章 烃的含氧衍生物 题型01 醇的分类与物理、化学性质 题型02 醇的取代、消去及氧化反应总结 题型03 酚的结构组成及物理性质与应用 题型04 醛酮的结构及物理、化学性质 题型05 醛的主要性质及醛基的检验 题型06 羧基与羧酸的化学性质 题型07 酯基与酰胺 题型01 醇的分类与物理、化学性质 知识积累 一、醇的分类、组成与物理性质 1．醇与酚的定义 (1)醇是指羟基与饱和碳原子相连的化合物。如1­丙醇CH3CH2CH2OH，苯甲醇，可命名为3­甲基­2­戊醇。 (2)酚是指羟基与苯环直接相连而形成的化合物。如苯酚。 微点拨：醇的命名步骤：①选主链：含—OH的最长碳链，称“某醇”；②编号码：从离羟基最近的一端的碳原子依次编号；③写名称：醇的名称前用阿拉伯数字标出羟基位置，用汉字数字标出羟基个数。如命名为1,2­丙二醇。 2．醇的分类与组成 按羟基数目分为一元醇、二元醇和多元醇，其中饱和一元醇的分子通式为CnH2n＋1OH。乙二醇和丙三醇的分子式分别为C2H6O2、C3H8O3，结构简式分别为、。 3．醇的物理性质 (1)甲醇、乙二醇与丙三醇(又叫甘油)及应用 甲醇(CH3OH)是无色、具有挥发性的液体，易溶于水，沸点为65 ℃。甲醇有毒，误服会损伤视神经，甚至致人死亡。甲醇广泛应用于化工生产，也可作为车用燃料。乙二醇和丙三醇都是无色、黏稠的液体，都易溶于水和乙醇，是重要的化工原料。 (2)溶解性：①醇在水中的溶解度随着分子中碳原子数的增加而降低，原因是极性的—OH在分子中所占的比例逐渐减少。羟基越多，溶解度越大。 ②醇的溶解度大于含有相同碳原子数烃类的溶解度，原因是醇分子中的羟基属于极性基团且能与水形成氢键。 (3)熔沸点：①随分子中碳原子数的增多，熔沸点逐渐升高。 ②醇的沸点远远高于相对分子质量相近的烃、卤代烃等的沸点，原因是醇分子之间形成了氢键(醇分子中羟基的氧原子与另一醇分子中羟基的氢原子间存在着氢键)。 微点拨：多元醇分子中存在多个羟基，彼此形成分子间氢键的概率增加，分子间作用力增强，故碳原子数相同的醇，随着羟基数的增多，其沸点逐渐升高；此外，与水分子间形成氢键的概率也增大，从而使多元醇具有易溶于水的性质。 二、醇的化学性质(以乙醇为例) 醇的化学性质主要由羟基官能团决定。在醇分子中由于氧原子吸引电子能力比氢原子和碳原子强，使O—H和C—O的电子对都向氧原子偏移，使O—H和C—O易断裂，即。 1．置换反应 与活泼金属(如Na)发生置换反应，其反应方程式为 2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑，反应时乙醇分子断裂的化学键为O—H。 2．取代反应 (1)酯化反应：与乙酸发生反应的方程式为 。 (2)与氢卤酸反应 与HBr反应的化学方程式为 C2H5OH＋HBrC2H5—Br＋H2O，反应时，乙醇分子断裂的键为C—O。 (3)分子间脱水生成醚 乙醇在浓硫酸作用下加热至140 ℃时，生成乙醚，其反应方程式为CH3CH2OH＋CH3CH2OHCH3CH2—O—CH2CH3＋H2O。 注意：①乙醚是一种无色、易挥发的液体，沸点34.5 ℃，有特殊气味，具有麻醉作用。乙醚微溶于水，易溶于有机溶剂，它本身是一种优良溶剂，能溶解多种有机物。 ②醚的官能团叫醚键，表示为，醚的结构可用R—O—R′表示，R、R′都是烃基，可以相同也可以不同。 3．消去反应 乙醇在浓硫酸的作用下，加热至170_℃时生成乙烯，反应方程式为CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O，浓硫酸的作用是催化剂和脱水剂。反应时乙醇分子断的键是C—H与C—O。 4．氧化反应 (1)实例： ②乙醇被酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液氧化的过程为 (2)有机反应中的氧化、还原反应 ①有机物分子中失去氢原子或加入氧原子的反应叫氧化反应。如乙醇在氧化剂的作用下失去氢原子转化为乙醛，乙醛在氧化剂的作用下加入氧原子转化为乙酸。 ②有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应叫还原反应。如烯烃与H2的加成反应，也属于还原反应。 【典例1】下列物质中既属于芳香族化合物又属于醇的是(　　) 【变式1-1】结合下表数据分析，下列说法不合理的是 (　　) 物质 分子式 沸点/℃ 溶解性 乙醇 C2H6O 78.5 与水以任意比混溶 乙二醇 C2H6O2 197.3 与水和乙醇以任意比混溶 A.二者的溶解性与其在水中能够形成氢键有关 B．可以采用蒸馏的方法将二者进行分离 C．丙三醇的沸点应该高于乙二醇的沸点 D．二者组成和结构相似，互为同系物 　 【变式1-2】3．以下四种有机化合物分子式均为C4H10O： 其中既能发生消去反应生成相应的烯烃，又能氧化生成相应醛的是 (　　) A．①和② B．只有② C．②和③ D．③和④ 　 【变式1-3】有关下列两种物质的说法正确的是(　　) A．二者都能发生消去反应 B．二者都能在Cu作催化剂条件下发生催化氧化反应 C．相同物质的量的①和②分别与足量Na反应，产生H2的量：①>② D．二者在一定条件下可与乙酸、氢溴酸发生取代反应 　 题型02 醇的取代、消去及氧化反应总结 知识积累1．醇的取代反应规律 醇分子中，—OH或—OH上的氢原子在一定条件下可被其他原子或原子团取代，如醇与羧酸的酯化反应、醇分子间脱水及与HX的取代反应。 2．醇的消去反应规律 (1)醇分子中，连有—OH的碳原子的相邻碳原子上连有氢原子时，才能发生消去反应而形成不饱和键。 (2)若醇分子中与—OH相连的碳原子无相邻碳原子或其相邻碳原子上无氢原子，则不能发生消去反应。如CH3OH、(CH3)3CCH2OH不能发生消去反应生成烯烃。 3．醇的催化氧化规律 醇能否被氧化以及被氧化的产物的类别，取决于与羟基相连的碳原子上的氢原子的个数，具体分析如下： 【典例2】将一定量的饱和一元醇平均分成两份，将其中一份完全燃烧，消耗28.8 g氧气，在另一份中加入过量金属钠，产生2.24 L(标准状况)H2，则该醇为 (　　) A．乙醇 B．丙醇 C．丁醇 D．甲醇 　 【变式2-1】(素养题)用如图所示装置进行制取乙烯和验证乙烯性质实验。 请回答： (1)圆底烧瓶中碎瓷片的作用是____________，装置中的明显错误是_____________________________________________________。 (2)实验步骤： a．___________________________________________________； b．在各装置中注入相应的试剂(如图所示)； c．___________________________________________________。 实验时，圆底烧瓶中液体混合物逐渐变黑。 (3)能够说明乙烯具有还原性的现象是________________；装置甲的作用是________________；若无甲装置，是否也能检验乙烯具有还原性，简述其理由：______________________________________ _____________________________________________________。 【变式2-2】将浓硫酸和分子式为C2H6O、C3H8O的醇的混合物共热，所得到的有机产物最多有(　　) A．5种　　　　　　　 B．6种 C．7种 D．8种 　 题型03 酚的结构组成及物理性质与应用 知识积累一、苯酚的组成、结构与物理性质 1．组成与结构 苯酚是一元酚，是酚类化合物最简单的，分子式为C6H6O，结构可表示为或，官能团为羟基(—OH)。 2．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)苯酚室温下在水中的溶解度为9.2 g，当温度高于65 ℃时能与水混溶，苯酚易溶于有机溶剂。 (3)苯酚有毒，对皮肤有腐蚀性，如不慎沾到皮肤上，应立即用乙醇冲洗，再用水冲洗。 二、苯酚的化学性质及应用 1．化学性质 (1)酸性——弱酸性，俗称石炭酸 实验步骤 实验现象 得到浑浊液体 液体变澄清 液体变浑浊 反应方程式 结论 室温下，苯酚在水中溶解度较小 苯酚能与NaOH溶液反应，表现出酸性 酸性： <H2CO3 解释 苯环对羟基的影响，使羟基上的氢原子更活泼，在水溶液中发生电离，显示酸性 微点拨：①苯酚与活泼金属(如Na)也反应生成H2。 ②苯酚钠溶液通入CO2生成NaHCO3，酸性比HCO强。 (2)取代反应 实验操作 实验现象 试管中立即产生白色沉淀 化学方程式 应用 用于苯酚的定性检验和定量测定 解释 羟基对苯环的影响，使苯环上羟基邻、对位氢原子更活泼，易被取代 　1 mol与浓溴水发生反应，最多消耗Br2多少mol? [提示]　2 mol (3)显色反应 苯酚与FeCl3溶液作用显紫色，利用此性质也可以检验苯酚的存在。酚类物质一般都可以与FeCl3作用显色，可用于检验其存在。 2．应用 (1)苯酚是一种重要的化工原料，广泛用于制造酚醛树脂、染料、医药、农药等。 (2)苯酚的稀溶液可以直接杀菌消毒，如日常药皂中常加入少量的苯酚。 3．危害：含酚类物质的废水对生物具有毒害作用，会对水体造成严重污染。化工厂和炼焦厂的废水中常含有酚类物质，在排放前必须经过处理。 【典例3】关于的说法中，不正确的是(　　) A．都能与金属钠反应放出氢气 B．三者互为同系物 C．都能使酸性KMnO4溶液褪色 D．都能在一定条件下发生取代反应 【变式3-1】下列说法正确的是(　　) A．苯甲醇和苯酚都能与饱和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 　 【变式3-2】已知酸性强弱顺序为H2CO3＞C6H5OH>HCO，下列化学方程式正确的是(　　) A．2C6H5ONa＋H2O＋CO2―→2C6H5OH＋Na2CO3 B．C6H5OH＋NaHCO3―→C6H5ONa＋H2O＋CO2↑ C．2C6H5OH＋Na2CO3―→2C6H5ONa＋H2O＋CO2↑ D．C6H5OH＋Na2CO3―→C6H5ONa＋NaHCO3 　 【变式3-3】(素养题)含苯酚的工业废水必须处理达标后才能排放，苯酚含量在1 g·L－1以上的工业废水应回收苯酚。某研究性学习小组设计下列流程，探究废水中苯酚的回收方法。 (1)可用________为试剂检验水样中是否含有苯酚。 (2)操作Ⅰ的名称为________，试剂a为________。 (3)通入CO2发生反应生成苯酚的化学方程式为 _______________________________________________________ _____________________________________________________。 题型04 醛酮的结构及物理、化学性质 知识积累一、乙醛 1．醛的定义与通式 (1)定义：由烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物，其官能团的结构简式为，简写为—CHO。 (2)通式：饱和一元醛的通式为CnH2nO。 微点拨：醛基的结构简式为—CHO，不能写成—COH。 2．乙醛的物理性质与结构 (1)物理性质 乙醛是无色、具有刺激性气味的液体，密度比水的小，沸点20.8 ℃，易挥发，易燃烧，能与水、乙醇等互溶。 (2)结构：分子式为C2H4O，结构式为，简写为CH3CHO，乙醛的核磁共振氢谱有2组峰，峰面积比为3∶1。 3．乙醛的化学性质 (1)加成反应 ①催化加氢又称为还原反应 化学方程式为CH3CHO＋H2CH3CH2OH。 ②与HCN加成 a．化学方程式为。 b．反应原理： 　醛基与极性分子加成时，基团如何连接？ [提示]　极性分子中带正电荷的原子或原子团连接在醛基的氧原子上，带负电荷的原子或原子团连接在碳原子上。 (2)氧化反应 ①与银氨溶液的反应方程式为 CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O。 ②与新制的Cu(OH)2反应方程式为 CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O。 ③与O2的催化氧化反应方程式为 。 微点拨：①检验—CHO可选用银氨溶液或新制Cu(OH)2。 ②从氧化还原的角度理解醇、醛、羧酸的相互转化关系为 二、醛类 1．甲醛——最简单的醛 甲醛又叫蚁醛，是一种无色、有强烈刺激性气味的气味，易溶于水。其水溶液又称福尔马林，具有杀菌、防腐性能，可用于消毒和制作生物标本。 2．苯甲醛是最简单的芳香醛，俗称苦杏仁油，是一种有苦杏仁气味的无色液体。苯甲醛是制造染料、香料及药物的重要原料。 微点拨：桂皮中含肉桂醛()；杏仁中含苯甲醛()。 三、酮 1．酮的概念和结构特点 2．丙酮的性质及应用 (1)性质 常温下，丙酮是无色透明的液体，易挥发，能与水、乙醇等互溶。丙酮不能被银氨溶液、新制的氢氧化铜等弱氧化剂氧化。在催化剂存在的条件下，丙酮催化加氢的化学方程式为 。 (2)应用 酮是重要的有机溶剂和化工原料。例如，丙酮可用作化学纤维、钢瓶储存乙炔等的溶剂，还用于生产有机玻璃、农药和涂料等。 微点拨：酮与醛可能为官能团异构，如丙醛与丙酮互为同分异构体。 【典例4】下列关于醛的说法正确的是 (　　) A．甲醛是甲基跟醛基相连而构成的醛 B．醛的官能团是—COH C．饱和一元脂肪醛的分子式符合CnH2nO(n≥1) D．甲醛、乙醛、丙醛均有同分异构体 【变式4-1】有机物甲可被氧化成羧酸，也可被还原成醇。由甲生成的羧酸与醇在一定条件下反应可以生成化合物乙，其分子式为C2H4O2。下列说法正确的是(　　) A．甲分子中H的质量分数为40% B．甲和由甲生成的羧酸与醇均可溶于水 C．甲在常温常压下为无色液体 D．分子式为C4H8O2的有机物一定与乙互为同系物 【变式4-2】下列有关醛的判断正确的是 (　　) A．用溴水检验CH2===CH—CHO中是否含有碳碳双键 B．1 mol HCHO发生银镜反应最多生成2 mol Ag C．对甲基苯甲醛()使高锰酸钾酸性溶液褪色，说明它含醛基 D．能发生银镜反应的有机物不一定是醛类 【变式4-3】1 mol有机物与足量氢气和新制氢氧化铜反应，消耗的氢气与氢氧化铜的物质的量分别为(　　) A．1 mol　2 mol　　　 B．1 mol　4 mol C．3 mol　2 mol D．3 mol　4 mol 题型05 醛的主要性质及醛基的检验 知识积累1．乙醛的银镜反应 实验操作 实验现象 向(a)中滴加氨水，现象为先出现白色沉淀后变澄清，水浴加热一段时间后，试管内壁出现一层光亮的银镜 实验过程中有关方程式为 ①AgNO3＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH4NO3； ②AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH＋2H2O； ③CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OH2Ag↓＋CH3COONH4＋3NH3＋H2O。 2．乙醛与新制的Cu(OH)2反应 实验操作 实验现象 (a)中溶液出现蓝色絮状沉淀，滴入乙醛，加热至沸腾后，(c)中溶液有砖红色沉淀产生 实验过程中有关方程式为 ①2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4； ②CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O。 1．醛类物质的主要反应 2．—CHO检验应注意的问题 (1)银镜反应实验注意事项 ①试管要洁净，否则单质银不易附着在试管内壁上，会生成黑色的银沉淀，而得不到光亮的银镜。洗涤试管时一般要先用热的NaOH溶液洗，再用水洗。 ②银氨溶液必须现用现配，不可久置，否则会生成易爆物质。 ③配制银氨溶液时，氨水、硝酸银溶液都必须是稀溶液，且是将稀氨水逐滴加入稀硝酸银溶液中(顺序不能颠倒)，直到最初生成的沉淀恰好溶解为止，氨水不能过量，否则也会生成易爆物质。 ④银镜反应的条件是水浴加热，不能直接加热，加热时不可振荡或摇动试管，以防生成黑色的银，而不能在试管内壁形成光亮的银镜。 ⑤实验结束后，试管内壁附着的银镜，可用稀硝酸浸泡，待银溶解后再用自来水、蒸馏水洗涤干净。 (2)乙醛与新制Cu(OH)2反应实验注意事项 ①所用Cu(OH)2悬浊液必须是新制备的。 ②配制Cu(OH)2悬浊液时，必须保证NaOH溶液过量，即保证所得溶液呈碱性。 ③用酒精灯直接加热试管至溶液沸腾，才有明显的砖红色沉淀产生。 ④加热煮沸时间不能过久，否则会导致Cu(OH)2分解成CuO而出现黑色沉淀。 【典例5】丙烯醛的结构简式为CH2===CH—CHO。下列关于它的性质的叙述中错误的是 (　　) A．能使溴水褪色，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．在一定条件下与H2充分反应，生成1­丙醇 C．能发生银镜反应，且反应过程中表现出氧化性 D．在一定条件下能被空气中的氧气氧化 【变式5-1】某学生将2 mL 1 mol·L－1的CuSO4溶液和4 mL 0.5 mol·L－1的NaOH溶液混合，然后加入0.5 mL 40%的乙醛溶液，加热到沸腾，未见砖红色沉淀，失败的主要原因是(　　) A．乙醛的量太少　　　 B．硫酸铜的量太少 C．NaOH的量太少 D．加热时间短 【变式5-2】醛类因易被氧化为羧酸，而易使酸性KMnO4溶液或溴水褪色。向乙醛中滴加酸性KMnO4溶液，可观察到的现象是 _____________________________________________________。 现已知柠檬醛的结构简式为 若要检验其中的碳碳双键，能否直接加入酸性KMnO4溶液或溴水？为什么？______________________________________________ _____________________________________________________。 经常使用的实验方法是什么？___________________________ _______________________________________________________ _____________________________________________________。 【变式5-3】已知：，其中甲、乙、丁均能发生银镜反应，则甲为(　　) A．甲醇　　　　　　 B．甲醛 C．甲酸 D．乙醛 题型06 羧基与羧酸的化学性质 知识积累一、羧酸 1．羧酸的定义与通式 (1)定义：由烃基(或氢原子)与羧基相连而构成的有机化合物，其官能团的名称为羧基，简式为—COOH。 (2)通式：饱和一元脂肪酸的通式为CnH2nO2或CnH2n＋1COOH。 2．羧酸的分类 (1)按与羧基相连的烃基不同，羧酸分为脂肪酸和芳香酸(如苯甲酸)。 (2)按羧基数目，羧酸分为一元羧酸、二元羧酸和多元羧酸等。如二元羧酸(乙二酸：)。 3．常见羧酸 (1)甲酸——最简单的羧酸，俗称蚁酸。 ①甲酸分子的结构为，含有的官能团为醛基(—CHO)和羧基(—COOH)，具有醛和羧酸的性质。 ②甲酸是一种无色、有刺激性气味的液体，有腐蚀性，能与水、乙醇等互溶。 (2)苯甲酸——俗称安息香酸 苯甲酸是一种无色晶体，易升华，微溶于水，易溶于乙醇。其钠盐是常用的食品防腐剂。 (3)乙二酸——俗称草酸。 乙二酸是二元羧酸，无色晶体，可溶于水和乙醇。常用于化学分析的还原剂。 (4)羟基酸——具有羟基和羧基性质。 乳酸与柠檬酸是羟基酸，其结构简式分别为 4．饱和一元羧酸的物理性质变化规律 (1)随分子中碳原子数的增加，溶解度迅速减小，沸点逐渐升高。 (2)羧酸与相对分子质量相当的其他有机物相比，沸点较高，这与羧酸分子间可以形成氢键有关。 5．羧酸的化学性质 羧酸反应时，羧基()中①②号极性键断裂。 (1)酸性——弱酸，具有酸类的性质 写出下列化学方程式 ①HCOOH与NaHCO3反应：HCOOH＋NaHCO3===HCOONa＋CO2↑＋H2O。 ②苯甲酸与NaOH反应： 。 ③乙二酸与NaOH反应：。 (2)酯化反应(乙酸与乙醇反应) ①乙酸与乙醇的酯化反应方程式： 。 ②原理： 用同位素示踪法探究酯化反应中的脱水方式。用含有示踪原子的CH3CHOH与CH3COOH反应，化学方程式为 ， 说明酯化反应时，羧基脱—OH，醇羟基脱H。 微点拨：酯化反应是可逆反应，浓硫酸在此反应中作催化剂和吸水剂。 酯类异构体的书写思路(以C5H10O2为例)酯是由羧酸与醇反应生成，根据酯中碳原子数改变羧酸和相应醇的种类确定酯的种类。具体情况有： 【典例6】某有机物的结构简式为，下列关于它的性质的叙述中不正确的是(　　) A．该有机物具有酸性，能与纯碱反应 B．该有机物可以水解，且水解产物只有一种 C．1 mol该有机物最多能与7 mol NaOH反应 D．该有机物能与溴水发生取代反应 　 【变式6-1】某有机物具有下列性质：①能发生银镜反应；②滴入石蕊溶液不变色；③加入少量碱液并滴入酚酞溶液，加热后红色消失。则原有机物可能是下列物质中的(　　) A．甲酸乙酯　　　 B．乙酸甲酯 C．乙醛 D．甲酸 　 【变式6-2】化合物A最早发现于酸牛奶中，它是人体内糖类代谢的中间体，可由马铃薯、玉米等发酵制得。A的钙盐是人们喜爱的补钙剂之一。A在某种催化剂的作用下发生氧化反应，其产物不能发生银镜反应。在浓硫酸作用下，A可发生如图所示的反应： 请回答下列问题： (1)化合物A、B、D的结构简式________________、________________、________________。 (2)写出下列化学方程式并标明反应类型：A→E_____________，________反应； A→F__________________，________反应。 E能使溴水褪色，说明其分子结构中含碳碳双键；F为六元环状化合物，结合F的分子式可知，F是由2分子乳酸发生酯化反应生成的。 【变式6-3】分子式为C8H16O2的有机物A，它能在酸性条件下水解生成B和C，且B在一定条件下能转化成C。则符合条件的有机物A的结构有________种，其结构简式为__________________________ _____________________________________________________。 题型07 酯基与酰胺 知识积累二、羧酸衍生物——酯 1．组成、结构和命名 2．酯的性质 (1)物理性质 低级酯是具有芳香气味的液体，密度一般小于水，难溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。 (2)化学性质——水解反应(以乙酸乙酯为例) ①酸性条件下水解 CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH。 ②碱性条件下水解 CH3COOC2H5＋NaOHCH3COONa＋C2H5OH。 微点拨：①酯的酸性水解与酯化反应均为可逆反应和取代反应。 ②酯的碱性水解，由于生成了羧酸盐，水解反应不可逆，也属于取代反应。 一、油脂 1．油脂的形成、结构与分类 (1)形成：日常生活中食用的油脂是由高级脂肪酸与甘油形成的酯，属于酯类化合物。 硬脂酸(C17H35COOH)、油酸(C17H33COOH)与甘油(丙三醇)反应生成油脂的化学方程式分别为3C17H35COOH＋ (2)结构 油脂的结构可表示为 其中R、R′、R″是高级脂肪酸的烃基，可以相同也可以不同。 (3)分类 (4)常见高级脂肪酸 名称 饱和脂肪酸 不饱和脂肪酸 软脂酸 硬脂酸 油酸 亚油酸 示性式 C15H31COOH C17H35COOH C17H33COOH C17H31COOH 2.油脂的化学性质 油脂是多种高级脂肪酸的甘油酯，而在高级脂肪酸中，既有饱和的，又有不饱和的，因而油脂不仅具有酯的化学性质，还兼有烯烃的化学性质。 (1)油脂的水解(以硬脂酸甘油酯为例) ①酸性条件下水解方程式： ②碱性(以氢氧化钠溶液为例)条件下水解方程式： 油脂在碱性溶液中的水解反应又称为皂化反应。工业上常用于生产肥皂。 (2)油脂的氢化——油脂的加成反应 ①油脂氢化的定义 不饱和程度较高、熔点较低的液态油，通过催化加氢可提高饱和度，转变成半固态的脂肪，这个过程称为油脂的氢化，也称油脂的硬化。 ②应用：制造人造脂肪(硬化油)，防止了油脂的氧化变质，便于储存和运输。 ③油酸甘油酯氢化反应方程式为 。 微点拨：①乙酸乙酯在碱性条件下也能发生水解反应，但不是皂化反应。 ②肥皂的主要成分为高级脂肪酸的盐。 ③热的纯碱溶液可以提高去除油脂的效果。因为热的纯碱水解程度大，碱性强使油脂易水解。 二、酰胺 1．胺 (1)定义：烃基取代氨分子中的氢原子而形成的化合物。 (2)通式可表示为R—NH2，官能团的名称为氨基。如甲胺的结构简式为CH3—NH2，苯胺的结构简式为。 (3)主要性质：胺类化合物具有碱性。 苯胺与盐酸反应的化学方程式为。 (4)用途：胺的用途很广，是重要的化工原料。例如，甲胺和苯胺都是合成医药、农药和染料等的重要原料。 2．酰胺 (1)定义：羧酸分子中羟基被氨基所替代得到的化合物。 (2)通式表示为，其中叫做酰基，叫做酰胺基。 (3)常见酰胺的结构简式： 乙酰胺，苯甲酰胺，N，N­二甲基甲酰胺 (4)酰胺()的水解反应方程式 ①酸性(HCl溶液)：RCONH2＋H2O＋HClRCOOH＋NH4Cl， ②碱性(NaOH溶液)：RCONH2＋NaOHRCOONa＋NH3↑。 (5)应用 酰胺常被用作溶剂和化工原料。例如，N，N­二甲基甲酰胺是良好的溶剂，可以溶解很多有机化合物和无机化合物，是生产多种化学纤维的溶剂，也用于合成农药、医药等。 【典例7】下列各组物质，既不互为同系物，又不互为同分异构体的是(　　) A．软脂酸甘油酯和硬脂酸甘油酯 B．甲酸甲酯和乙酸 C．苯甲醇和邻甲基苯酚 D．油酸甘油酯和乙酸甘油酯 【变式7-1】(双选)下列关于油脂和乙酸乙酯的比较中，正确的是(　　) A．油脂和乙酸乙酯都是纯净物，在室温下都是液体 B．油脂和乙酸乙酯都能水解生成羧酸和醇 C．油脂和乙酸乙酯都不能使溴水褪色 D．油脂和乙酸乙酯都不溶于水，而易溶于有机溶剂 【变式7-2】(素养题)下列关于皂化反应的说法中错误的是(　　) A．油脂经皂化反应后，生成的高级脂肪酸钠、甘油和水形成混合液 B．加入食盐可以使高级脂肪酸钠析出，这一过程叫盐析 C．向皂化反应后的混合溶液中加入食盐并搅拌，静置一段时间，溶液分成上下两层，下层是高级脂肪酸钠 D．皂化反应后的混合溶液中加入食盐，可以通过过滤的方法分离提纯 　 【变式7-3】某物质的结构简式为，关于该物质的叙述正确的是(　　) A．一定条件下与氢气反应可以生成硬脂酸甘油酯 B．一定条件下与氢气反应可以生成软脂酸甘油酸 C．与氢氧化钠溶液混合加热能得到肥皂的主要成分 D．与其互为同分异构体且完全水解后产物相同的油脂有三种 　 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3章 烃的含氧衍生物 题型01 醇的分类与物理、化学性质 题型02 醇的取代、消去及氧化反应总结 题型03 酚的结构组成及物理性质与应用 题型04 醛酮的结构及物理、化学性质 题型05 醛的主要性质及醛基的检验 题型06 羧基与羧酸的化学性质 题型07 酯基与酰胺 题型01 醇的分类与物理、化学性质 知识积累 一、醇的分类、组成与物理性质 1．醇与酚的定义 (1)醇是指羟基与饱和碳原子相连的化合物。如1­丙醇CH3CH2CH2OH，苯甲醇，可命名为3­甲基­2­戊醇。 (2)酚是指羟基与苯环直接相连而形成的化合物。如苯酚。 微点拨：醇的命名步骤：①选主链：含—OH的最长碳链，称“某醇”；②编号码：从离羟基最近的一端的碳原子依次编号；③写名称：醇的名称前用阿拉伯数字标出羟基位置，用汉字数字标出羟基个数。如命名为1,2­丙二醇。 2．醇的分类与组成 按羟基数目分为一元醇、二元醇和多元醇，其中饱和一元醇的分子通式为CnH2n＋1OH。乙二醇和丙三醇的分子式分别为C2H6O2、C3H8O3，结构简式分别为、。 3．醇的物理性质 (1)甲醇、乙二醇与丙三醇(又叫甘油)及应用 甲醇(CH3OH)是无色、具有挥发性的液体，易溶于水，沸点为65 ℃。甲醇有毒，误服会损伤视神经，甚至致人死亡。甲醇广泛应用于化工生产，也可作为车用燃料。乙二醇和丙三醇都是无色、黏稠的液体，都易溶于水和乙醇，是重要的化工原料。 (2)溶解性：①醇在水中的溶解度随着分子中碳原子数的增加而降低，原因是极性的—OH在分子中所占的比例逐渐减少。羟基越多，溶解度越大。 ②醇的溶解度大于含有相同碳原子数烃类的溶解度，原因是醇分子中的羟基属于极性基团且能与水形成氢键。 (3)熔沸点：①随分子中碳原子数的增多，熔沸点逐渐升高。 ②醇的沸点远远高于相对分子质量相近的烃、卤代烃等的沸点，原因是醇分子之间形成了氢键(醇分子中羟基的氧原子与另一醇分子中羟基的氢原子间存在着氢键)。 微点拨：多元醇分子中存在多个羟基，彼此形成分子间氢键的概率增加，分子间作用力增强，故碳原子数相同的醇，随着羟基数的增多，其沸点逐渐升高；此外，与水分子间形成氢键的概率也增大，从而使多元醇具有易溶于水的性质。 二、醇的化学性质(以乙醇为例) 醇的化学性质主要由羟基官能团决定。在醇分子中由于氧原子吸引电子能力比氢原子和碳原子强，使O—H和C—O的电子对都向氧原子偏移，使O—H和C—O易断裂，即。 1．置换反应 与活泼金属(如Na)发生置换反应，其反应方程式为 2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑，反应时乙醇分子断裂的化学键为O—H。 2．取代反应 (1)酯化反应：与乙酸发生反应的方程式为 。 (2)与氢卤酸反应 与HBr反应的化学方程式为 C2H5OH＋HBrC2H5—Br＋H2O，反应时，乙醇分子断裂的键为C—O。 (3)分子间脱水生成醚 乙醇在浓硫酸作用下加热至140 ℃时，生成乙醚，其反应方程式为CH3CH2OH＋CH3CH2OHCH3CH2—O—CH2CH3＋H2O。 注意：①乙醚是一种无色、易挥发的液体，沸点34.5 ℃，有特殊气味，具有麻醉作用。乙醚微溶于水，易溶于有机溶剂，它本身是一种优良溶剂，能溶解多种有机物。 ②醚的官能团叫醚键，表示为，醚的结构可用R—O—R′表示，R、R′都是烃基，可以相同也可以不同。 3．消去反应 乙醇在浓硫酸的作用下，加热至170_℃时生成乙烯，反应方程式为CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O，浓硫酸的作用是催化剂和脱水剂。反应时乙醇分子断的键是C—H与C—O。 4．氧化反应 (1)实例： ②乙醇被酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液氧化的过程为 (2)有机反应中的氧化、还原反应 ①有机物分子中失去氢原子或加入氧原子的反应叫氧化反应。如乙醇在氧化剂的作用下失去氢原子转化为乙醛，乙醛在氧化剂的作用下加入氧原子转化为乙酸。 ②有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应叫还原反应。如烯烃与H2的加成反应，也属于还原反应。 【典例1】下列物质中既属于芳香族化合物又属于醇的是(　　) 【答案】　B 【解析】芳香族化合物必须含有苯环，属于醇必须是含有醇羟基且不和苯环直接连接。 【变式1-1】结合下表数据分析，下列说法不合理的是 (　　) 物质 分子式 沸点/℃ 溶解性 乙醇 C2H6O 78.5 与水以任意比混溶 乙二醇 C2H6O2 197.3 与水和乙醇以任意比混溶 A.二者的溶解性与其在水中能够形成氢键有关 B．可以采用蒸馏的方法将二者进行分离 C．丙三醇的沸点应该高于乙二醇的沸点 D．二者组成和结构相似，互为同系物 【答案】D　 【解析】乙醇和乙二醇都能与水分子形成氢键，均能与水以任意比混溶，A项正确；二者的沸点相差较大，可用蒸馏法进行分离，B项正确；丙三醇分子中羟基数目多，分子间可形成更多氢键，其沸点高于乙二醇，C项正确；二者分子中所含羟基数不同，不互为同系物，D项错误。 【变式1-2】3．以下四种有机化合物分子式均为C4H10O： 其中既能发生消去反应生成相应的烯烃，又能氧化生成相应醛的是 (　　) A．①和② B．只有② C．②和③ D．③和④ 【答案】C　 【解析】①能发生消去反应，能发生催化氧化反应，但生成物不是醛；②既能发生消去反应，又能催化氧化生成醛；③既能发生消去反应，又能发生催化氧化生成醛；④能发生消去反应，但不能发生催化氧化反应。 【变式1-3】有关下列两种物质的说法正确的是(　　) A．二者都能发生消去反应 B．二者都能在Cu作催化剂条件下发生催化氧化反应 C．相同物质的量的①和②分别与足量Na反应，产生H2的量：①>② D．二者在一定条件下可与乙酸、氢溴酸发生取代反应 【答案】D　 【解析】由两种物质的结构简式可知，①中与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子，不能发生消去反应；②中与羟基相连的碳原子上没有氢原子，不能被催化氧化；相同物质的量的①和②分别与足量Na反应时，产生H2的量相等。 题型02 醇的取代、消去及氧化反应总结 知识积累1．醇的取代反应规律 醇分子中，—OH或—OH上的氢原子在一定条件下可被其他原子或原子团取代，如醇与羧酸的酯化反应、醇分子间脱水及与HX的取代反应。 2．醇的消去反应规律 (1)醇分子中，连有—OH的碳原子的相邻碳原子上连有氢原子时，才能发生消去反应而形成不饱和键。 (2)若醇分子中与—OH相连的碳原子无相邻碳原子或其相邻碳原子上无氢原子，则不能发生消去反应。如CH3OH、(CH3)3CCH2OH不能发生消去反应生成烯烃。 3．醇的催化氧化规律 醇能否被氧化以及被氧化的产物的类别，取决于与羟基相连的碳原子上的氢原子的个数，具体分析如下： 【典例2】将一定量的饱和一元醇平均分成两份，将其中一份完全燃烧，消耗28.8 g氧气，在另一份中加入过量金属钠，产生2.24 L(标准状况)H2，则该醇为 (　　) A．乙醇 B．丙醇 C．丁醇 D．甲醇 【答案】B　 【解析】设饱和一元醇的分子式为CnH2n＋1OH。由题意知： 2CnH2n＋1OH＋2Na―→2CnH2n＋1ONa＋H2↑ 2 1 0.2 mol 0.1 mol CnH2n＋1OH＋nO2nCO2＋(n＋1)H2O 1 n 0.2 mol 0.9 mol 则n×0.2＝0.9，n＝3，即该饱和一元醇为C3H7OH(丙醇)。 【变式2-1】(素养题)用如图所示装置进行制取乙烯和验证乙烯性质实验。 请回答： (1)圆底烧瓶中碎瓷片的作用是____________，装置中的明显错误是_____________________________________________________。 (2)实验步骤： a．___________________________________________________； b．在各装置中注入相应的试剂(如图所示)； c．___________________________________________________。 实验时，圆底烧瓶中液体混合物逐渐变黑。 (3)能够说明乙烯具有还原性的现象是________________；装置甲的作用是________________；若无甲装置，是否也能检验乙烯具有还原性，简述其理由：______________________________________ _____________________________________________________。 【答案】 (1)防止暴沸　温度计水银球没有插入反应液中央 (2)组装仪器，检查装置的气密性　加热，使温度迅速升到170 ℃ (3)乙中酸性KMnO4溶液褪色　除去乙烯中混有的SO2、CO2、乙醇蒸气等杂质　不能，SO2、乙醇具有还原性，也可以使酸性KMnO4溶液褪色 【解析】(2)制取气体的装置在实验前必须要检查气密性。实验室制乙烯的反应条件是使反应混合物的温度迅速升至170 ℃，以减少乙醚的生成。(3)乙烯具有还原性是根据酸性KMnO4溶液褪色来判断的。圆底烧瓶中混合物变黑，说明生成了C，联想浓硫酸具有强氧化性，推出在乙烯中混有还原性气体SO2，同时还有挥发出的乙醇蒸气，由于SO2、乙醇也会使酸性KMnO4溶液褪色，会干扰乙烯的还原性验证实验，所以检验乙烯的还原性前必须除去SO2和乙醇。 【变式2-2】将浓硫酸和分子式为C2H6O、C3H8O的醇的混合物共热，所得到的有机产物最多有(　　) A．5种　　　　　　　 B．6种 C．7种 D．8种 【答案】D　 【解析】本题考查醇在浓硫酸作用下的脱水反应。分子式为C2H6O的醇为乙醇，满足分子式为C3H8O的醇的结构共有2种，即正丙醇和异丙醇；醇发生的脱水反应有两种类型，即分子内脱水和分子间脱水。乙醇分子内脱水所得有机产物是乙烯，正丙醇和异丙醇分子内脱水所得有机产物都是丙烯，故分子内脱水所得有机产物有2种；而分子间脱水既要考虑同种物质分子间脱水又要考虑不同种物质分子间脱水，同种物质分子间脱水所得有机产物有3种，不同种物质分子间脱水所得有机产物有3种，故所得有机产物最多有8种。 题型03 酚的结构组成及物理性质与应用 知识积累一、苯酚的组成、结构与物理性质 1．组成与结构 苯酚是一元酚，是酚类化合物最简单的，分子式为C6H6O，结构可表示为或，官能团为羟基(—OH)。 2．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)苯酚室温下在水中的溶解度为9.2 g，当温度高于65 ℃时能与水混溶，苯酚易溶于有机溶剂。 (3)苯酚有毒，对皮肤有腐蚀性，如不慎沾到皮肤上，应立即用乙醇冲洗，再用水冲洗。 二、苯酚的化学性质及应用 1．化学性质 (1)酸性——弱酸性，俗称石炭酸 实验步骤 实验现象 得到浑浊液体 液体变澄清 液体变浑浊 反应方程式 结论 室温下，苯酚在水中溶解度较小 苯酚能与NaOH溶液反应，表现出酸性 酸性： <H2CO3 解释 苯环对羟基的影响，使羟基上的氢原子更活泼，在水溶液中发生电离，显示酸性 微点拨：①苯酚与活泼金属(如Na)也反应生成H2。 ②苯酚钠溶液通入CO2生成NaHCO3，酸性比HCO强。 (2)取代反应 实验操作 实验现象 试管中立即产生白色沉淀 化学方程式 应用 用于苯酚的定性检验和定量测定 解释 羟基对苯环的影响，使苯环上羟基邻、对位氢原子更活泼，易被取代 　1 mol与浓溴水发生反应，最多消耗Br2多少mol? [提示]　2 mol (3)显色反应 苯酚与FeCl3溶液作用显紫色，利用此性质也可以检验苯酚的存在。酚类物质一般都可以与FeCl3作用显色，可用于检验其存在。 2．应用 (1)苯酚是一种重要的化工原料，广泛用于制造酚醛树脂、染料、医药、农药等。 (2)苯酚的稀溶液可以直接杀菌消毒，如日常药皂中常加入少量的苯酚。 3．危害：含酚类物质的废水对生物具有毒害作用，会对水体造成严重污染。化工厂和炼焦厂的废水中常含有酚类物质，在排放前必须经过处理。 【典例3】关于的说法中，不正确的是(　　) A．都能与金属钠反应放出氢气 B．三者互为同系物 C．都能使酸性KMnO4溶液褪色 D．都能在一定条件下发生取代反应 【答案】B　 【解析】三者不是同类有机物，结构不相似，组成也不相差若干个CH2基团，三者不互为同系物。 【变式3-1】下列说法正确的是(　　) A．苯甲醇和苯酚都能与饱和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】C　 【解析】苯甲醇不能与饱和溴水反应，A项错误；苯甲醇、苯酚的结构不相似，故两者不互为同系物，B项错误；酚与分子式相同的芳香醇、芳香醚互为同分异构体，C项正确；乙醇、苯甲醇都不与NaOH反应，D项错误。 【变式3-2】已知酸性强弱顺序为H2CO3＞C6H5OH>HCO，下列化学方程式正确的是(　　) A．2C6H5ONa＋H2O＋CO2―→2C6H5OH＋Na2CO3 B．C6H5OH＋NaHCO3―→C6H5ONa＋H2O＋CO2↑ C．2C6H5OH＋Na2CO3―→2C6H5ONa＋H2O＋CO2↑ D．C6H5OH＋Na2CO3―→C6H5ONa＋NaHCO3 【答案】D　 【解析】酸性强弱顺序为H2CO3＞C6H5OH>HCO，所以C6H5ONa能与CO2、H2O反应生成NaHCO3和C6H5OH，化学方程式为C6H5ONa＋H2O＋CO2―→C6H5OH＋NaHCO3，A错误；酸性：H2CO3>C6H5OH，因此C6H5OH与NaHCO3不反应，B错误；酸性：H2CO3＞C6H5OH>HCO，所以C6H5OH能与Na2CO3反应生成C6H5ONa和NaHCO3，化学方程式为C6H5OH＋Na2CO3―→C6H5ONa＋NaHCO3，C错误、D正确。 【变式3-3】(素养题)含苯酚的工业废水必须处理达标后才能排放，苯酚含量在1 g·L－1以上的工业废水应回收苯酚。某研究性学习小组设计下列流程，探究废水中苯酚的回收方法。 (1)可用________为试剂检验水样中是否含有苯酚。 (2)操作Ⅰ的名称为________，试剂a为________。 (3)通入CO2发生反应生成苯酚的化学方程式为 _______________________________________________________ _____________________________________________________。 【答案】(1)FeCl3溶液或浓溴水　(2)萃取(或萃取、分液)　NaOH溶液　(3) ＋NaHCO3 【解析】(1)苯酚遇氯化铁溶液发生显色反应，苯酚与浓溴水反应生成白色沉淀，则可选择的检验试剂为FeCl3溶液或浓溴水。 (2)由分离流程可知，加苯是为了萃取苯酚，操作I为萃取，然后分液得到有机层；苯酚与NaOH反应生成的苯酚钠易溶于水，则试剂a为NaOH溶液。 (3)苯酚钠与二氧化碳、水反应生成苯酚、碳酸氢钠，该化学方程式为 题型04 醛酮的结构及物理、化学性质 知识积累一、乙醛 1．醛的定义与通式 (1)定义：由烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物，其官能团的结构简式为，简写为—CHO。 (2)通式：饱和一元醛的通式为CnH2nO。 微点拨：醛基的结构简式为—CHO，不能写成—COH。 2．乙醛的物理性质与结构 (1)物理性质 乙醛是无色、具有刺激性气味的液体，密度比水的小，沸点20.8 ℃，易挥发，易燃烧，能与水、乙醇等互溶。 (2)结构：分子式为C2H4O，结构式为，简写为CH3CHO，乙醛的核磁共振氢谱有2组峰，峰面积比为3∶1。 3．乙醛的化学性质 (1)加成反应 ①催化加氢又称为还原反应 化学方程式为CH3CHO＋H2CH3CH2OH。 ②与HCN加成 a．化学方程式为。 b．反应原理： 　醛基与极性分子加成时，基团如何连接？ [提示]　极性分子中带正电荷的原子或原子团连接在醛基的氧原子上，带负电荷的原子或原子团连接在碳原子上。 (2)氧化反应 ①与银氨溶液的反应方程式为 CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O。 ②与新制的Cu(OH)2反应方程式为 CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O。 ③与O2的催化氧化反应方程式为 。 微点拨：①检验—CHO可选用银氨溶液或新制Cu(OH)2。 ②从氧化还原的角度理解醇、醛、羧酸的相互转化关系为 二、醛类 1．甲醛——最简单的醛 甲醛又叫蚁醛，是一种无色、有强烈刺激性气味的气味，易溶于水。其水溶液又称福尔马林，具有杀菌、防腐性能，可用于消毒和制作生物标本。 2．苯甲醛是最简单的芳香醛，俗称苦杏仁油，是一种有苦杏仁气味的无色液体。苯甲醛是制造染料、香料及药物的重要原料。 微点拨：桂皮中含肉桂醛()；杏仁中含苯甲醛()。 三、酮 1．酮的概念和结构特点 2．丙酮的性质及应用 (1)性质 常温下，丙酮是无色透明的液体，易挥发，能与水、乙醇等互溶。丙酮不能被银氨溶液、新制的氢氧化铜等弱氧化剂氧化。在催化剂存在的条件下，丙酮催化加氢的化学方程式为 。 (2)应用 酮是重要的有机溶剂和化工原料。例如，丙酮可用作化学纤维、钢瓶储存乙炔等的溶剂，还用于生产有机玻璃、农药和涂料等。 微点拨：酮与醛可能为官能团异构，如丙醛与丙酮互为同分异构体。 【典例4】下列关于醛的说法正确的是 (　　) A．甲醛是甲基跟醛基相连而构成的醛 B．醛的官能团是—COH C．饱和一元脂肪醛的分子式符合CnH2nO(n≥1) D．甲醛、乙醛、丙醛均有同分异构体 【答案】C 【解析】甲醛是H与—CHO相连构成的化合物；醛的官能团是—CHO；甲醛、乙醛不存在同分异构体，而丙醛和丙酮互为同分异构体。 【变式4-1】有机物甲可被氧化成羧酸，也可被还原成醇。由甲生成的羧酸与醇在一定条件下反应可以生成化合物乙，其分子式为C2H4O2。下列说法正确的是(　　) A．甲分子中H的质量分数为40% B．甲和由甲生成的羧酸与醇均可溶于水 C．甲在常温常压下为无色液体 D．分子式为C4H8O2的有机物一定与乙互为同系物 【答案】B 【解析】有机物甲可被氧化成羧酸，也可被还原成醇，则有机物甲中含有醛基，由甲生成的羧酸与醇在一定条件下反应可以生成酯，乙的分子式为C2H4O2，则乙为HCOOCH3，甲为HCHO，HCHO分子中H的质量分数＝×100%≈6.7%，A项错误；由甲生成的羧酸和醇分别为甲酸、甲醇，甲醛、甲酸、甲醇均可溶于水，B项正确；甲醛在常温常压下为无色气体，C项错误；分子式为C4H8O2的有机物可能为羧酸或酯等，而乙为甲酸甲酯，所以二者不一定互为同系物，D项错误。 【变式4-2】下列有关醛的判断正确的是 (　　) A．用溴水检验CH2===CH—CHO中是否含有碳碳双键 B．1 mol HCHO发生银镜反应最多生成2 mol Ag C．对甲基苯甲醛()使高锰酸钾酸性溶液褪色，说明它含醛基 D．能发生银镜反应的有机物不一定是醛类 【答案】D　 【解析】分析多官能团物质的性质时要考虑官能团之间的干扰，如碳碳双键、醛基均可使溴水褪色，苯的同系物、碳碳双键、醛基等均可使酸性KMnO4溶液褪色，故A、C均错误；1个HCHO分子中相当于含有2个醛基，1 mol HCHO发生银镜反应最多生成4 mol Ag，B项错误；能发生银镜反应的有机物只能说明含有“—CHO”，但不一定是醛类，D项正确。 【变式4-3】1 mol有机物与足量氢气和新制氢氧化铜反应，消耗的氢气与氢氧化铜的物质的量分别为(　　) A．1 mol　2 mol　　　 B．1 mol　4 mol C．3 mol　2 mol D．3 mol　4 mol 【答案】D　 【解析】1 mol该有机物中含有2 mol醛基和1 mol碳碳双键，可以和3 mol H2发生加成反应，和4 mol Cu(OH)2发生反应。 题型05 醛的主要性质及醛基的检验 知识积累1．乙醛的银镜反应 实验操作 实验现象 向(a)中滴加氨水，现象为先出现白色沉淀后变澄清，水浴加热一段时间后，试管内壁出现一层光亮的银镜 实验过程中有关方程式为 ①AgNO3＋NH3·H2O===AgOH↓＋NH4NO3； ②AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH＋2H2O； ③CH3CHO＋2[Ag(NH3)2]OH2Ag↓＋CH3COONH4＋3NH3＋H2O。 2．乙醛与新制的Cu(OH)2反应 实验操作 实验现象 (a)中溶液出现蓝色絮状沉淀，滴入乙醛，加热至沸腾后，(c)中溶液有砖红色沉淀产生 实验过程中有关方程式为 ①2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4； ②CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O。 1．醛类物质的主要反应 2．—CHO检验应注意的问题 (1)银镜反应实验注意事项 ①试管要洁净，否则单质银不易附着在试管内壁上，会生成黑色的银沉淀，而得不到光亮的银镜。洗涤试管时一般要先用热的NaOH溶液洗，再用水洗。 ②银氨溶液必须现用现配，不可久置，否则会生成易爆物质。 ③配制银氨溶液时，氨水、硝酸银溶液都必须是稀溶液，且是将稀氨水逐滴加入稀硝酸银溶液中(顺序不能颠倒)，直到最初生成的沉淀恰好溶解为止，氨水不能过量，否则也会生成易爆物质。 ④银镜反应的条件是水浴加热，不能直接加热，加热时不可振荡或摇动试管，以防生成黑色的银，而不能在试管内壁形成光亮的银镜。 ⑤实验结束后，试管内壁附着的银镜，可用稀硝酸浸泡，待银溶解后再用自来水、蒸馏水洗涤干净。 (2)乙醛与新制Cu(OH)2反应实验注意事项 ①所用Cu(OH)2悬浊液必须是新制备的。 ②配制Cu(OH)2悬浊液时，必须保证NaOH溶液过量，即保证所得溶液呈碱性。 ③用酒精灯直接加热试管至溶液沸腾，才有明显的砖红色沉淀产生。 ④加热煮沸时间不能过久，否则会导致Cu(OH)2分解成CuO而出现黑色沉淀。 【典例5】丙烯醛的结构简式为CH2===CH—CHO。下列关于它的性质的叙述中错误的是 (　　) A．能使溴水褪色，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B．在一定条件下与H2充分反应，生成1­丙醇 C．能发生银镜反应，且反应过程中表现出氧化性 D．在一定条件下能被空气中的氧气氧化 【答案】C 【解析】丙烯醛(CH2===CH—CHO)分子中含碳碳双键，能使溴水褪色，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故A正确；碳碳双键、—CHO均能与氢气发生加成反应，丙烯醛在一定条件下与H2充分反应生成1­丙醇，故B正确；丙烯醛含—CHO，能发生银镜反应，表现出还原性，故C错误；—CHO在催化剂、加热条件下能被空气中的氧气氧化，故D正确。 【变式5-1】某学生将2 mL 1 mol·L－1的CuSO4溶液和4 mL 0.5 mol·L－1的NaOH溶液混合，然后加入0.5 mL 40%的乙醛溶液，加热到沸腾，未见砖红色沉淀，失败的主要原因是(　　) A．乙醛的量太少　　　 B．硫酸铜的量太少 C．NaOH的量太少 D．加热时间短 【答案】C 【解析】由题中数据可知CuSO4和NaOH的物质的量之比为1∶1，表明CuSO4过量，碱不足；而醛与新制Cu(OH)2悬浊液反应时碱必须过量。 【变式5-2】醛类因易被氧化为羧酸，而易使酸性KMnO4溶液或溴水褪色。向乙醛中滴加酸性KMnO4溶液，可观察到的现象是 _____________________________________________________。 现已知柠檬醛的结构简式为 若要检验其中的碳碳双键，能否直接加入酸性KMnO4溶液或溴水？为什么？______________________________________________ _____________________________________________________。 经常使用的实验方法是什么？___________________________ _______________________________________________________ _____________________________________________________。 【答案】　酸性KMnO4溶液紫色褪去　不能直接加入酸性KMnO4溶液或溴水，因为醛基(—CHO)也易被氧化，使酸性KMnO4溶液或溴水褪色　应先用银氨溶液将醛基氧化成羧基，再滴加溴水或酸性KMnO4溶液，若溴水或酸性KMnO4溶液褪色，说明柠檬醛分子中含有 【解析】　乙醛的结构简式为CH3CHO，官能团是醛基，向乙醛中滴加酸性高锰酸钾溶液，乙醛被氧化，所以可观察到酸性高锰酸钾溶液褪色；检验碳碳双键的存在，常用方法是取少量待测物于试管中，向其中加入溴水或酸性高锰酸钾溶液，若溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色，则该物质的分子结构中含有碳碳双键。但柠檬醛的分子结构中不仅含有碳碳双键，还含有醛基，醛基具有还原性，也能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色，因此要检验柠檬醛分子结构中的碳碳双键，必须把醛基转变为不具有还原性的基团，方法是取少量柠檬醛与足量新制银氨溶液混合，并置于热水浴中加热，充分反应后，取少量上层清液置于另一试管中，并滴加溴水或酸性高锰酸钾溶液，充分振荡，若溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色，则可证明柠檬醛分子结构中含有碳碳双键。 【变式5-3】已知：，其中甲、乙、丁均能发生银镜反应，则甲为(　　) A．甲醇　　　　　　 B．甲醛 C．甲酸 D．乙醛 【答案】B　 【解析】甲既能氧化成酸又能还原成醇可推知为醛类，甲、乙、丁均能发生银镜反应推知甲只能为甲醛；B正确。 题型06 羧基与羧酸的化学性质 知识积累一、羧酸 1．羧酸的定义与通式 (1)定义：由烃基(或氢原子)与羧基相连而构成的有机化合物，其官能团的名称为羧基，简式为—COOH。 (2)通式：饱和一元脂肪酸的通式为CnH2nO2或CnH2n＋1COOH。 2．羧酸的分类 (1)按与羧基相连的烃基不同，羧酸分为脂肪酸和芳香酸(如苯甲酸)。 (2)按羧基数目，羧酸分为一元羧酸、二元羧酸和多元羧酸等。如二元羧酸(乙二酸：)。 3．常见羧酸 (1)甲酸——最简单的羧酸，俗称蚁酸。 ①甲酸分子的结构为，含有的官能团为醛基(—CHO)和羧基(—COOH)，具有醛和羧酸的性质。 ②甲酸是一种无色、有刺激性气味的液体，有腐蚀性，能与水、乙醇等互溶。 (2)苯甲酸——俗称安息香酸 苯甲酸是一种无色晶体，易升华，微溶于水，易溶于乙醇。其钠盐是常用的食品防腐剂。 (3)乙二酸——俗称草酸。 乙二酸是二元羧酸，无色晶体，可溶于水和乙醇。常用于化学分析的还原剂。 (4)羟基酸——具有羟基和羧基性质。 乳酸与柠檬酸是羟基酸，其结构简式分别为 4．饱和一元羧酸的物理性质变化规律 (1)随分子中碳原子数的增加，溶解度迅速减小，沸点逐渐升高。 (2)羧酸与相对分子质量相当的其他有机物相比，沸点较高，这与羧酸分子间可以形成氢键有关。 5．羧酸的化学性质 羧酸反应时，羧基()中①②号极性键断裂。 (1)酸性——弱酸，具有酸类的性质 写出下列化学方程式 ①HCOOH与NaHCO3反应：HCOOH＋NaHCO3===HCOONa＋CO2↑＋H2O。 ②苯甲酸与NaOH反应： 。 ③乙二酸与NaOH反应：。 (2)酯化反应(乙酸与乙醇反应) ①乙酸与乙醇的酯化反应方程式： 。 ②原理： 用同位素示踪法探究酯化反应中的脱水方式。用含有示踪原子的CH3CHOH与CH3COOH反应，化学方程式为 ， 说明酯化反应时，羧基脱—OH，醇羟基脱H。 微点拨：酯化反应是可逆反应，浓硫酸在此反应中作催化剂和吸水剂。 酯类异构体的书写思路(以C5H10O2为例)酯是由羧酸与醇反应生成，根据酯中碳原子数改变羧酸和相应醇的种类确定酯的种类。具体情况有： 【典例6】某有机物的结构简式为，下列关于它的性质的叙述中不正确的是(　　) A．该有机物具有酸性，能与纯碱反应 B．该有机物可以水解，且水解产物只有一种 C．1 mol该有机物最多能与7 mol NaOH反应 D．该有机物能与溴水发生取代反应 【答案】C　 【解析】该物质的苯环上连有羧基，因此具有酸性，羧基和酚羟基均能与纯碱反应，A选项正确；该物质中含有酯基，因此可以发生水解反应，且水解产物只有一种(3,4,5­三羟基苯甲酸)，B选项正确；能与NaOH反应的有5个酚羟基、1个酯基、1个羧基，其中酯基水解后生成1个羧基和1个酚羟基，所以1 mol该有机物最多能与8 mol NaOH反应，故C选项错误；酚羟基的邻位和对位上的氢原子易被溴取代，故该有机物能与溴水发生取代反应，D选项正确。 【变式6-1】某有机物具有下列性质：①能发生银镜反应；②滴入石蕊溶液不变色；③加入少量碱液并滴入酚酞溶液，加热后红色消失。则原有机物可能是下列物质中的(　　) A．甲酸乙酯　　　 B．乙酸甲酯 C．乙醛 D．甲酸 【答案】A　 【解析】能发生银镜反应的有机物，其分子结构中一定含有醛基，排除选项B；滴入石蕊溶液不变色，说明溶液不呈酸性，即不含有羧基，排除选项D；加入少量碱液并滴入酚酞溶液，加热后红色消失，说明该有机物能与碱溶液发生反应，排除选项C。] 【变式6-2】化合物A最早发现于酸牛奶中，它是人体内糖类代谢的中间体，可由马铃薯、玉米等发酵制得。A的钙盐是人们喜爱的补钙剂之一。A在某种催化剂的作用下发生氧化反应，其产物不能发生银镜反应。在浓硫酸作用下，A可发生如图所示的反应： 请回答下列问题： (1)化合物A、B、D的结构简式________________、________________、________________。 (2)写出下列化学方程式并标明反应类型：A→E_____________，________反应； A→F__________________，________反应。 【解析】　 E能使溴水褪色，说明其分子结构中含碳碳双键；F为六元环状化合物，结合F的分子式可知，F是由2分子乳酸发生酯化反应生成的。 【答案】 (1)CH3CH(OH)COOH　CH3CH(OH)COOCH2CH3　CH3COOCH(CH3)COOH 【变式6-3】分子式为C8H16O2的有机物A，它能在酸性条件下水解生成B和C，且B在一定条件下能转化成C。则符合条件的有机物A的结构有________种，其结构简式为__________________________ _____________________________________________________。 【答案】 【解析】有机物A能在酸性条件下水解生成B和C，则可判断A为酯。B在一定条件下能转化成C，说明B为醇、C为羧酸，且两者的碳原子数及碳的骨架均相同，因此，醇B和羧酸C分子中均含有4个碳原子，且醇B的分子式应为C4H10O，其结构可能为(只写碳骨架)： (能氧化成羧酸)、 (能氧化成羧酸)、 (只能氧化为酮)、 (不能被催化氧化)，前两种醇经氧化后生成的羧酸(C)可以和原来的醇反应生成酯，故符合条件的A的结构有2种。 题型07 酯基与酰胺 知识积累二、羧酸衍生物——酯 1．组成、结构和命名 2．酯的性质 (1)物理性质 低级酯是具有芳香气味的液体，密度一般小于水，难溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。 (2)化学性质——水解反应(以乙酸乙酯为例) ①酸性条件下水解 CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH。 ②碱性条件下水解 CH3COOC2H5＋NaOHCH3COONa＋C2H5OH。 微点拨：①酯的酸性水解与酯化反应均为可逆反应和取代反应。 ②酯的碱性水解，由于生成了羧酸盐，水解反应不可逆，也属于取代反应。 一、油脂 1．油脂的形成、结构与分类 (1)形成：日常生活中食用的油脂是由高级脂肪酸与甘油形成的酯，属于酯类化合物。 硬脂酸(C17H35COOH)、油酸(C17H33COOH)与甘油(丙三醇)反应生成油脂的化学方程式分别为3C17H35COOH＋ (2)结构 油脂的结构可表示为 其中R、R′、R″是高级脂肪酸的烃基，可以相同也可以不同。 (3)分类 (4)常见高级脂肪酸 名称 饱和脂肪酸 不饱和脂肪酸 软脂酸 硬脂酸 油酸 亚油酸 示性式 C15H31COOH C17H35COOH C17H33COOH C17H31COOH 2.油脂的化学性质 油脂是多种高级脂肪酸的甘油酯，而在高级脂肪酸中，既有饱和的，又有不饱和的，因而油脂不仅具有酯的化学性质，还兼有烯烃的化学性质。 (1)油脂的水解(以硬脂酸甘油酯为例) ①酸性条件下水解方程式： ②碱性(以氢氧化钠溶液为例)条件下水解方程式： 油脂在碱性溶液中的水解反应又称为皂化反应。工业上常用于生产肥皂。 (2)油脂的氢化——油脂的加成反应 ①油脂氢化的定义 不饱和程度较高、熔点较低的液态油，通过催化加氢可提高饱和度，转变成半固态的脂肪，这个过程称为油脂的氢化，也称油脂的硬化。 ②应用：制造人造脂肪(硬化油)，防止了油脂的氧化变质，便于储存和运输。 ③油酸甘油酯氢化反应方程式为 。 微点拨：①乙酸乙酯在碱性条件下也能发生水解反应，但不是皂化反应。 ②肥皂的主要成分为高级脂肪酸的盐。 ③热的纯碱溶液可以提高去除油脂的效果。因为热的纯碱水解程度大，碱性强使油脂易水解。 二、酰胺 1．胺 (1)定义：烃基取代氨分子中的氢原子而形成的化合物。 (2)通式可表示为R—NH2，官能团的名称为氨基。如甲胺的结构简式为CH3—NH2，苯胺的结构简式为。 (3)主要性质：胺类化合物具有碱性。 苯胺与盐酸反应的化学方程式为。 (4)用途：胺的用途很广，是重要的化工原料。例如，甲胺和苯胺都是合成医药、农药和染料等的重要原料。 2．酰胺 (1)定义：羧酸分子中羟基被氨基所替代得到的化合物。 (2)通式表示为，其中叫做酰基，叫做酰胺基。 (3)常见酰胺的结构简式： 乙酰胺，苯甲酰胺，N，N­二甲基甲酰胺 (4)酰胺()的水解反应方程式 ①酸性(HCl溶液)：RCONH2＋H2O＋HClRCOOH＋NH4Cl， ②碱性(NaOH溶液)：RCONH2＋NaOHRCOONa＋NH3↑。 (5)应用 酰胺常被用作溶剂和化工原料。例如，N，N­二甲基甲酰胺是良好的溶剂，可以溶解很多有机化合物和无机化合物，是生产多种化学纤维的溶剂，也用于合成农药、医药等。 【典例7】下列各组物质，既不互为同系物，又不互为同分异构体的是(　　) A．软脂酸甘油酯和硬脂酸甘油酯 B．甲酸甲酯和乙酸 C．苯甲醇和邻甲基苯酚 D．油酸甘油酯和乙酸甘油酯 【答案】D　 【解析】根据同分异构体及同系物的定义可知，A中两种物质互为同系物；B中两种物质互为同分异构体；C中两种物质互为同分异构体；D中油酸甘油酯中含有碳碳双键，乙酸甘油酯中不含碳碳双键，二者既不互为同系物，也不互为同分异构体。 【变式7-1】(双选)下列关于油脂和乙酸乙酯的比较中，正确的是(　　) A．油脂和乙酸乙酯都是纯净物，在室温下都是液体 B．油脂和乙酸乙酯都能水解生成羧酸和醇 C．油脂和乙酸乙酯都不能使溴水褪色 D．油脂和乙酸乙酯都不溶于水，而易溶于有机溶剂 【答案】BD　 【解析】大多数油脂属于混合物，且室温下有的油脂为固体，A项错误；油脂可以分为油和脂肪，油是不饱和的高级脂肪酸甘油酯，因此油可以使溴水褪色，C项错误。 【变式7-2】(素养题)下列关于皂化反应的说法中错误的是(　　) A．油脂经皂化反应后，生成的高级脂肪酸钠、甘油和水形成混合液 B．加入食盐可以使高级脂肪酸钠析出，这一过程叫盐析 C．向皂化反应后的混合溶液中加入食盐并搅拌，静置一段时间，溶液分成上下两层，下层是高级脂肪酸钠 D．皂化反应后的混合溶液中加入食盐，可以通过过滤的方法分离提纯 【答案】C　 【解析】油脂在碱性溶液的作用下发生的水解反应，叫皂化反应，生成的高级脂肪酸钠、甘油都溶于水，故能形成混合液，A项正确；加食盐细粒可降低高级脂肪酸钠在水中的溶解度而使其析出，这一过程叫做盐析，B项正确；盐析后，上层是密度较小的高级脂肪酸钠，下层是甘油和食盐的混合液，C项错误；加入食盐后，高级脂肪酸钠析出，可用过滤的方法分离提纯，D项正确。 【变式7-3】某物质的结构简式为，关于该物质的叙述正确的是(　　) A．一定条件下与氢气反应可以生成硬脂酸甘油酯 B．一定条件下与氢气反应可以生成软脂酸甘油酸 C．与氢氧化钠溶液混合加热能得到肥皂的主要成分 D．与其互为同分异构体且完全水解后产物相同的油脂有三种 【答案】C　 【解析】从结构看，相应羧酸的烷基有的有17个碳原子、有的有15个碳原子，加H2后生成混合甘油酯，不会形成硬脂酸甘油酯或软脂酸甘油酯，所以A、B项错。高级脂肪酸在碱性条件下的水解，称为皂化反应，可得肥皂，C项正确。D项，据题给要求，应是三个基团(—C17H35、—C17H33、—C15H31)交换位置引起的同分异构，故与互为同分异构体的油脂有 两种，D项错误。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$