《有机化学》醇的性质（2）（举一反三考点练）- 课后自测（卷2）

举一反三考点练 《有机化学》醇的性质（2）-课后自测 知识点一 醇与含氧无机酸的反应 1．比较醇与硝酸和硫酸酯化反应的异同点，并从反应机理角度分析原因。 【答案】相同点：两者都属于醇与含氧无机酸的酯化反应，本质都是羟基被无机酸的酰氧基取代；都可在浓硫酸催化下进行；产物都为无机酸酯。 不同点：-反应活性：硝酸酯化反应通常更剧烈，需控制温度以防爆炸；硫酸酯化反应相对温和，但高温下可能引发醇的消去反应。 产物结构：硝酸酯化生成硝酸酯（-ONO₂），硫酸酯化可生成硫酸氢酯（-OSO₃H）或硫酸二酯（-OSO₂O-）。 可逆性：硫酸酯化反应可逆性更强，需通过脱水等手段推动平衡；硝酸酯化在浓硝酸过量时可逆性较弱。 机理原因：硝酸是一元酸，酯化时通过亲核进攻生成单酯；硫酸是二元酸，可分步酯化生成单酯和双酯。浓硫酸的强脱水作用对硫酸酯化的平衡影响更大，而硝酸本身的氧化性使硝酸酯化易发生副反应，需低温控制。 2．为什么叔丁醇与硝酸的酯化反应速率比乙醇慢？请从空间位阻和电子效应两方面分析。 【答案】从空间位阻看，叔丁醇的羟基连接在叔碳原子上，周围有三个甲基，空间位阻极大，使得硝酸分子难以接近羟基进行亲核进攻；而乙醇的羟基连接在伯碳原子上，空间位阻小，利于反应进行。 从电子效应看，叔丁醇中的三个甲基是供电子基团，通过诱导效应使羟基氧原子的电子云密度升高，羟基更难质子化（质子化是酯化反应的关键步骤）；同时，叔丁基的供电子作用减弱了羟基的亲核性，进一步降低反应活性。而乙醇中的乙基供电子效应较弱，羟基更易质子化和被进攻。因此，叔丁醇的酯化反应速率比乙醇慢。 3．简述硫酸酯在工业上的主要应用，并说明其应用与结构的关系。 【答案】硫酸酯在工业上的主要应用包括： 表面活性剂：如十二烷基硫酸钠（C₁₂H₂₅OSO₃Na），其结构中含有疏水的长链烷基和亲水的硫酸酯钠盐基团，能降低表面张力，起到乳化、去污作用。 有机合成中间体：如硫酸二甲酯（（CH₃O）₂SO₂），结构中的甲基易被亲核试剂取代，是重要的甲基化试剂，用于引入甲基基团。 染料和医药中间体：某些芳香族硫酸酯因其极性基团易与其他分子作用，可作为中间体参与合成。 结构与应用的关系：硫酸酯的极性取决于酯基数目和取代基类型，单酯钠盐因含强亲水基团和疏水基团，适合作为表面活性剂；对称的二酯（如硫酸二甲酯）化学性质活泼，适合作为烷基化试剂。 4．解释为什么多元醇（如甘油）与硝酸的酯化反应需要严格控制温度和催化剂用量。 【答案】多元醇（如甘油）含多个羟基，与硝酸的酯化反应是放热反应，且随着羟基被取代，反应放热逐渐加剧。若温度控制不当，过高的温度会导致硝酸分解产生有毒气体（如NO₂），甚至引发爆炸；同时，高温可能使甘油发生脱水、碳化等副反应，降低产物纯度。 催化剂（浓硫酸）用量需严格控制，因为浓硫酸既是催化剂又是脱水剂：用量不足时，反应速率慢，产物收率低；用量过多时，浓硫酸的强氧化性和脱水性会加剧副反应，如氧化甘油生成羧酸，或导致硝酸过度分解，同时还可能腐蚀设备。因此，需通过控制温度和催化剂用量来保证反应安全和产物质量。 5．举例说明醇与含氧无机酸的酯化反应在医药和能源领域的应用，并说明其利用的化学性质。 【答案】医药领域应用：如硝酸异山梨酯的合成，通过山梨醇与硝酸的酯化反应生成，该物质是血管扩张剂，用于治疗心绞痛。利用了硝酸酯在体内可释放一氧化氮（NO）的化学性质，NO能松弛血管平滑肌，扩张血管。 能源领域应用：三硝酸甘油酯（硝化甘油）的制备，通过甘油与浓硝酸的酯化反应生成，是重要的炸药和火箭推进剂成分。利用了硝酸酯具有强烈爆炸性的化学性质，其分解反应能释放大量能量和气体，产生强大推力或爆炸效果。此外，某些硫酸酯可用作生物柴油的添加剂，利用其改善燃料稳定性的化学性质。 知识点二 脱水反应 1．是否所有的醇都可以发生消去反应，醇消去反应的有什么规律？ 【答案】①含有β－H的醇可发生消去反应。②若含有多个β－H，则可能得到不同的产物。 2．有机物的键线式是一种分子结构的表示方法，键线式中，每个端点和拐角处代表一个碳原子，每条线段代表一个价键，氢原子通常省略。如的键线式为。以环己烷为原料制备有机物A、B、C的合成路线如图所示。 回答下列问题： （1）环己烷的分子式为 ，反应Ⅱ的化学方程式为 ，反应Ⅱ的化学反应类型为 。 （2）化合物B的分子中，不同环境的氢原子有 种，比B少一个碳原子的同系物的结构简式为 （用键线式表示）。 （3）反应Ⅰ的能量变化如下图所示，该反应 （填“吸收”或“放出”）能量为 kJ。 （4）以化合物B为原料可以制备环己烷，合成路线如图所示。 ①B中官能团的名称为 ，由B与C结构差异可推知试剂a是 （填无机试剂名称）。 ②结合化合物C与环己烷的分子组成分析，则C与试剂b反应制备环己烷的化学方程式为 。 【答案】（1）C6H12 +NaOH +NaCl 取代反应 （2）5 （3）吸收 E1-E2 （4）羟基 浓硫酸 +H2 3．A、B的结构简式如图： （1）A在浓硫酸作用下加热可得到B，其反应类型是 。 （2）A、B各1mol分别加入足量溴水，完全反应后消耗单质溴的物质的量分别是 mol、 mol。 【答案】（1）消去 （2）1 2 4．分子式为的饱和一元醇的同分异构体有多种，在下列该醇的同分异构体中： A．     B． C．       D． （1）可以发生消去反应，生成两种单烯烃的是 （填字母，下同）。 （2）可以发生催化氧化生成醛的是 。 （3）不能发生催化氧化的是 。 （4）能被催化氧化为酮的有 。 （5）能使酸性溶液褪色的有 。 【答案】（1）C （2）D （3）B （4）AC （5）ACD 5．A、B的结构简式如图所示： （1）B物质的名称是 ；A、B能否与NaOH溶液反应：A （填“能”或“不能”，下同），B 。 （2）A在浓硫酸作用下加热可得到B，其反应类型是 。 （3）A、B各1 mol分别加入足量饱和溴水中，完全反应后消耗单质溴的物质的量分别是 mol、 mol。 （4）下列关于B物质的叙述中，正确的是_______。 A．可以发生还原反应 B．与FeCl3溶液发生显色反应 C．1 mol B最多可与2 mol H2反应 D．可与NaHCO3溶液反应 【答案】（1） 对甲基苯酚或4-甲基苯酚 不能 能 （2）消去反应 （3）1 2 （4）AB 知识点三 氧化和脱氢反应 1．是否所有的醇都可以发生催化氧化，醇催化氧化的规律是什么？ 【答案】醇的催化氧化的反应情况与α－H的个数有关 2．有下列四种物质： a.CH3OH b.    c.    d. 能被氧化生成醛或酮的有 ，依次写出氧化产物的结构简式： 。 【答案】abc HCHO、C（CH3）3CHO、C（CH3）3CH2CHO 3．水杨醛是一种天然香料的中间体，可通过下列方法合成。 （1）A→B的反应类型为 。 （2）B中官能团的名称为氯原子和 。（写名称） （3）CH3OH能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明CH3OH具有 性。 （4）水杨醛中含有-CHO，水杨醛和新制的氢氧化铜共热发生反应的实验现象为 。 【答案】取代 羟基 还原 产生砖红色沉淀 4．已知F分子式C6H12O6，E具有果香味，由常见有机物合成E的路线如下。 （1）反应①的反应类型 ，C的名称 ，F中含氧官能团名称 ； （2）下列关于物质B的说法正确的是 。 A．B为苯的同系物 B．常温常压下物质B为气态 C．一定条件下，1molB最多能与4molH2发生加成 D．B既能使KMnO4溶液褪色又能使Br2/CCl4溶液褪色 （3）反应③的化学方程式为 。 【答案】加成反应 苯乙醇 醛基、羟基 CD ＋CH3CH2OH＋H2O 5．已知：CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO，利用如图装置用正丁醇合成正丁醛。 相关数据如下： 物质 沸点/℃ 密度/（g·cm-3） 水中溶解性 正丁醇 117.2 0.8109 微溶 正丁醛 75.7 0.8017 微溶 （1）实验过程中，加入药品时，应将酸化的Na2Cr2O7溶液逐滴加入正丁醇中。所需正丁醇的量大于酸化的Na2Cr2O7的量，原因 。 （2）反应过程中温度计1示数为90～95℃，温度计2示数在 时，收集产物。 （3）反应结束，为将正丁醛与水层分开，将馏出物倒入分液漏斗中，粗正丁醛从分液漏斗 口分出。 （4）向获得的粗正丁醛中加入 ，检验其中是否含有少量水。 【答案】（1）防止产物进一步氧化 （2）76℃左右 （3）上 （4）无水硫酸铜 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 举一反三考点练 《有机化学》醇的性质（2）-课后自测 知识点一 醇与含氧无机酸的反应 1．比较醇与硝酸和硫酸酯化反应的异同点，并从反应机理角度分析原因。 2．为什么叔丁醇与硝酸的酯化反应速率比乙醇慢？请从空间位阻和电子效应两方面分析。 3．简述硫酸酯在工业上的主要应用，并说明其应用与结构的关系。 4．解释为什么多元醇（如甘油）与硝酸的酯化反应需要严格控制温度和催化剂用量。 5．举例说明醇与含氧无机酸的酯化反应在医药和能源领域的应用，并说明其利用的化学性质。 知识点二 脱水反应 1．是否所有的醇都可以发生消去反应，醇消去反应的有什么规律？ 2．有机物的键线式是一种分子结构的表示方法，键线式中，每个端点和拐角处代表一个碳原子，每条线段代表一个价键，氢原子通常省略。如的键线式为。以环己烷为原料制备有机物A、B、C的合成路线如图所示。 回答下列问题： （1）环己烷的分子式为 ，反应Ⅱ的化学方程式为 ，反应Ⅱ的化学反应类型为 。 （2）化合物B的分子中，不同环境的氢原子有 种，比B少一个碳原子的同系物的结构简式为 （用键线式表示）。 （3）反应Ⅰ的能量变化如下图所示，该反应 （填“吸收”或“放出”）能量为 kJ。 （4）以化合物B为原料可以制备环己烷，合成路线如图所示。 ①B中官能团的名称为 ，由B与C结构差异可推知试剂a是 （填无机试剂名称）。 ②结合化合物C与环己烷的分子组成分析，则C与试剂b反应制备环己烷的化学方程式为 。 3．A、B的结构简式如图： （1）A在浓硫酸作用下加热可得到B，其反应类型是 。 （2）A、B各1mol分别加入足量溴水，完全反应后消耗单质溴的物质的量分别是 mol、 mol。 4．分子式为的饱和一元醇的同分异构体有多种，在下列该醇的同分异构体中： A．     B． C．       D． （1）可以发生消去反应，生成两种单烯烃的是 （填字母，下同）。 （2）可以发生催化氧化生成醛的是 。 （3）不能发生催化氧化的是 。 （4）能被催化氧化为酮的有 。 （5）能使酸性溶液褪色的有 。 5．A、B的结构简式如图所示： （1）B物质的名称是 ；A、B能否与NaOH溶液反应：A （填“能”或“不能”，下同），B 。 （2）A在浓硫酸作用下加热可得到B，其反应类型是 。 （3）A、B各1 mol分别加入足量饱和溴水中，完全反应后消耗单质溴的物质的量分别是 mol、 mol。 （4）下列关于B物质的叙述中，正确的是_______。 A．可以发生还原反应 B．与FeCl3溶液发生显色反应 C．1 mol B最多可与2 mol H2反应 D．可与NaHCO3溶液反应 知识点三 氧化和脱氢反应 1．是否所有的醇都可以发生催化氧化，醇催化氧化的规律是什么？ 2．有下列四种物质： a.CH3OH b.    c.    d. 能被氧化生成醛或酮的有 ，依次写出氧化产物的结构简式： 。 3．水杨醛是一种天然香料的中间体，可通过下列方法合成。 （1）A→B的反应类型为 。 （2）B中官能团的名称为氯原子和 。（写名称） （3）CH3OH能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明CH3OH具有 性。 （4）水杨醛中含有-CHO，水杨醛和新制的氢氧化铜共热发生反应的实验现象为 。 4．已知F分子式C6H12O6，E具有果香味，由常见有机物合成E的路线如下。 （1）反应①的反应类型 ，C的名称 ，F中含氧官能团名称 ； （2）下列关于物质B的说法正确的是 。 A．B为苯的同系物 B．常温常压下物质B为气态 C．一定条件下，1molB最多能与4molH2发生加成 D．B既能使KMnO4溶液褪色又能使Br2/CCl4溶液褪色 （3）反应③的化学方程式为 。 5．已知：CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO，利用如图装置用正丁醇合成正丁醛。 相关数据如下： 物质 沸点/℃ 密度/（g·cm-3） 水中溶解性 正丁醇 117.2 0.8109 微溶 正丁醛 75.7 0.8017 微溶 （1）实验过程中，加入药品时，应将酸化的Na2Cr2O7溶液逐滴加入正丁醇中。所需正丁醇的量大于酸化的Na2Cr2O7的量，原因 。 （2）反应过程中温度计1示数为90～95℃，温度计2示数在 时，收集产物。 （3）反应结束，为将正丁醛与水层分开，将馏出物倒入分液漏斗中，粗正丁醛从分液漏斗 口分出。 （4）向获得的粗正丁醛中加入 ，检验其中是否含有少量水。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$