内容正文:
第03讲 烃的衍生物
目录
01
02 体系构建·思维可视
03 核心突破·靶向攻坚
考点一 卤代烃的结构与性质
知识点1卤代烃的结构及性质
知识点2卤代烃的检验
考向1卤代烃的结构及性质
考向2卤代烃的检验
【思维建模】卤代烃(RX)中卤素原子的检验方法
考向3卤代烃在有机合成中的作用
【思维建模】卤代烃在有机合成中的应用
考点二 醇、酚、醚的结构与性质
知识点1醇、酚、醚的结构
知识点2醇、酚、醚的性质
考向1醇的结构与性质
【思维建模】醇催化氧化、消去反应与规律
考向2酚的结构与性质
考点三 醛、酮的结构与性质
知识点1醛的结构与性质
知识点2检验醛基的实验
知识点3酮的结构与性质
考向1醛、酮的结构与性质
考向2 醛基的检验
【思维建模】-CHO与C=C都存在时检验策略
考点四 羧酸及其衍生物的结构与性质
知识点1羧酸的结构及其性质
【思维建模】含羟基物质性质的比较
知识点2酯的结构及其性质
知识点3油脂的结构及其性质
知识点4胺的结构及其性质
知识点5酰胺的结构及其性质
考向1羧酸的结构及其性质
考向2酯的结构及其性质
【思维建模】确定多官能团有机物性质的三步骤
考向3油脂的结构及其性质
考向4胺的结构及其性质
考向5酰胺的结构及其性质
04真题溯源·考向感知
考点要求
考查形式
2025年
2024年
2023年
卤代烃
选择题
非选择题
——
浙江1月卷T11,3分
浙江6月卷T10,3分
醇和酚
选择题
非选择题
浙江6月卷T6,3分
浙江6月卷T8,3分
——
浙江1月卷T9,3分
醛和酮
选择题
非选择题
——
——
浙江6月卷T8,3分
羧酸及其衍生物
选择题
非选择题
浙江1月卷T9,3分
浙江6月卷T9,3分
浙江1月卷T10,3分
——
考情分析:
1.从考查题型和内容上看,烃的衍生物是浙江选考必考点,题型比较固定,通常以新材料、新药物、新颖实用的有机物的合成为载体考查卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸及其衍生物的结构、性质及相互转化关系,有机物结构简式的确定、反应类型的判断、化学方程式的书写、同分异构体的判断和书写等。
2.从命题思路上看,仍然在选择题中考查卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸及其衍生物的结构和性质,在非选择题中考查官能团的转化,考查考生的信息处理能力、知识迁移能力、分析推理能力以及思维创新能力。
复习目标:
1.卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸及其衍生物的官能团;
2.卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸及其衍生物的典型代表物的性质及检验;
3.卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸及其衍生物的同分异构体的书写规律;
4.卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸及其衍生物之间的相互转化
(
) 考点一 卤代烃的结构与性质
知识点1卤代烃的结构及性质
1.结构特点及分类
2.物理性质
(1)状态:通常情况下,除一氯甲烷、氯乙烷、氯乙烯等少数为气体外,其余为液体或固体;
(2)沸点:比同碳原子数的烃沸点要高;
(3)溶解性:水中不溶,有机溶剂中易溶;
(4)密度:一般一氟代烃、一氯代烃比水小,其余比水大。
3.化学性质
(1)水解反应(取代反应)
①反应条件:NaOH水溶液、加热
②反应:CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr
③原理:卤素原子的电负性比碳原子大,使C-X的电子向卤素原子偏移,形成一个极性较强的共价键Cδ+-Xδ-。在化学反应中,C-X较易断裂,使卤素原子被其他原子或原子团所取代。
(2)消去反应
①反应条件:NaOH的醇溶液、加热
②反应:CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O
③原理:消卤原子和所连碳原子的相邻碳上的氢原子。
④卤代烃消去反应产物种类的判断:有几种β-H就有几种消去产物
⑤邻二卤代烃发生消去反应后可能在有机物中引入碳碳三键或两个碳碳双键。
或
得分速记
卤代烃的水解反应和消去反应的比较
反应类型
水解反应
消去反应
结构特点
一般是一个碳原子上只有一个-X
与-X相连的碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子
反应实质
一个-X被-OH取代
R—CH2—X+NaOHR—CH2OH+NaX
从碳链上脱去HX分子
+NaOH+NaX+H2O
反应条件
强碱的水溶液,常温或加热
强碱的醇溶液,加热
反应特点
有机的碳架结构不变,-X变为-OH,无其它副反应
有机物碳架结构不变,产物中有碳碳双键或碳碳叁键生成,可能有其它副反应发生
产物特征
引入—OH,生成含—OH的化合物
消去HX,生成含碳碳双键或碳碳三键的不饱和键的化合物
结论
溴乙烷在不同的条件下发生不同类型的反应
4.卤代烃的制备
(1)烃的卤代反应,如:
①苯与Br2反应的化学方程式:。
②C2H5OH与HBr反应的化学方程式:C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O。
(2)不饱和烃的加成反应,如:
①丙烯与Br2 反应的化学方程式:CH2===CHCH3+Br2→CH2BrCHBrCH3。
②丙烯与 HBr反应的化学方程式:CH3—CH==CH2+HBrCH3—CHBr—CH3(或CH3—CH2—CH2Br)。
③乙炔与HCl制氯乙烯的化学方程式:CH≡CH+HClCH2==CHCl。
5.卤代烃在有机合成中的重要作用——“桥梁”作用
(1)引入新官能团;
(2)实现官能团的移位;如:
(3)变换官能团的个数;如:
(4)与格氏试剂有关的信息
格氏试剂:RMgX(X表示卤素原子),用RX与金属Mg制取。是有机合成中常用的一种试剂,起到增长碳链的作用
①格氏试剂(R′MgX)与醛或酮反应
方程式
机理解读
格氏试剂与醛、酮反应时,格氏试剂的烃基进攻羰基碳,生成卤代烃氧基镁,酸化后得到醇。即:
②格氏试剂(R′MgX)与酯的反应
方程式
机理解读
格氏试剂与酯的反应,从形式上可以看成二步:首先格氏试剂的烃基取代酯中的烷氧基(—OCH2CH3)生成醛或酮;生成的醛或酮再进一步与格氏试剂反应,最终生成醇
实例
6.卤代烃对环境、健康产生的影响
氟氯烃在大气平流层中会破坏臭氧层,是造成臭氧空洞的主要原因。
知识点2卤代烃的检验
1.实验步骤及原理
实验步骤
实验原理
①取少量卤代烃于试管中
R-X+NaOHROH+NaX
②加入NaOH溶液
③加热
④冷却⑤加入稀硝酸酸化
HNO3+NaOH=NaNO3+H2O
⑥加入AgNO3溶液
AgNO3+NaX=AgX↓+NaNO3
2.实验流程及结论
得分速记
(1)卤代烃均属于非电解质,不能电离出X-,必须转化成X-,酸化后方可用AgNO3溶液来检验。
(2)将卤代烃中的卤素转化为X-,可用卤代烃的水解反应,也可用消去反应(与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢)。
考向1卤代烃的结构及性质
例1(2025·浙江省绍兴市高三二模)一些害虫体内的酶会使DDT发生催化反应脱去HCl变成DDE。
下列说法不正确的是( )
A.可以用红外光谱鉴别DDT和DDE B.DDT在氢氧化钠水溶液中加热可以转化成DDE
C.DDE中所有原子可能在同一平面上 D.DDT和DDE中均不含手性碳
【答案】B
【解析】A项,DDE中含有碳碳双键,DDT中不含有碳碳双键,故可用可以用红外光谱鉴别DDT和DDE,A正确;B项,DDT在氢氧化钠水溶液中加热发生的是水解反应,应在氢氧化钠醇溶液中加热发生消去反应转化为DDE,B错误;C项,DDE中碳碳双键、苯环上的原子共面,碳碳单键可以旋转,则碳碳双键可与苯环在同一平面内,DDE所有原子可能共面,C正确;D项,连接4个不同基团的碳原子是手性碳原子,DDT和DDE中均不含手性碳,D正确;故选B。
【变式训练1·变考法】(2025·浙江浙东北县域发展联盟二模)卤代烃的取代反应和消去反应是竞争反应,卤代烃的消去反应的主要机理(扎依采夫规则)如下:
此外,CH2ClCH3、CH3CHClCH3、(CH3)2CClCH3在NaOH乙醇溶液中发生消去反应的活化能逐渐减小。下列说法错误的是( )
A.氯代烃在强碱性弱极性试剂下主要发生消去反应
B.卤代烃消去反应的产物直接通入酸性KMnO4溶液中,紫红色溶液褪色,可证明有烯烃生成
C.卤代烃一定条件下发生消去反应的最主要有机产物的结构简式为
D.卤代烃碳卤键的碳原子上的氢越少,消去反应越易发生
【答案】B
【解析】A项,氢氧化钠为强碱、乙醇为非极性物质,则氯代烃在强碱性弱极性试剂下主要发生消去反应,A正确;B项,挥发出的乙醇也能使得酸性高锰酸钾溶液褪色,干扰生成烯烃的检验,B错误;C项,由题干反应机理可知,连接卤素碳原子的含氢少的邻位碳上的氢容易发生消去反应,故卤代烃一定条件下发生消去反应的最主要有机产物的结构简式为,C正确; D项,CH2ClCH3、CH3CHClCH3、(CH3)2CClCH3在NaOH乙醇溶液中发生消去反应的活化能逐渐减小,则卤代烃碳卤键的碳原子上的氢越少,消去反应越易发生,D正确;故选B。
【实验创新与科学探究】【变式训练2】醇与氢卤酸反应是制备卤代烃的重要方法。实验室由乙醇、溴化钠固体、浓硫酸制备溴乙烷的实验装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.仪器a上口进水,下口出水
B.反应一段时间后,烧杯中下层出现油状液体
C.生成溴乙烷的化学方程式:
D.升高温度,一定能加快反应速率和溴乙烷的产率
【答案】C
【解析】A项,仪器a下口进水,上口出水,冷凝水能充满冷凝管,冷凝效果更好,A错误;B项,生成的溴乙烷密度大于水,不溶于水,通过冷凝管的冷凝回流,溴乙烷应在烧瓶中,故反应一段时间后,烧瓶中下层出现油状液体,B错误;C项,乙醇、溴化钠固体、浓硫酸加热制备溴乙烷,化学方程式:,C正确;D项,温度过高,乙醇大量挥发,以及浓硫酸具有强氧化性,与乙醇发生副反应,降低溴乙烷的产率,D错误;故选C。
【多步骤反应流程机理图】【变式训练3】如果在反应体系中只有底物和溶剂,没有另加试剂,那么底物就将与溶剂发生反应,溶剂就成了试剂,这样的反应称为溶剂解反应。如三级溴丁烷在乙醇中可以发生溶剂解反应,反应的机理和能量进程图如下所示:
下列说法不正确的是( )
A.三级溴丁烷在乙醇中的溶剂解反应属于取代反应
B.不同卤代烃在乙醇中发生溶剂解反应的速率取决于相应碳卤键的键能
C.该反应机理中的中间产物中的碳原子有两种杂化方式
D.卤代烃在发生消去反应时可能会有醚生成
【答案】B
【解析】A项,三级溴丁烷在乙醇中的溶剂解的总反应最终得到(CH3) 3COC2H5和HBr,因此反应属于取代反应,故A正确;B项,卤代烃在乙醇中发生溶剂解反应的速率取决于第一步慢反应,该过程为共价键的异裂,而键能对应的是均裂的形式,故B错误;C项,观察该反应机理可知,中间产物中的碳原子发生sp2、sp3两种杂化,故C正确;D项,卤代烃发生消去反应为在氢氧化钠醇溶液中加热生成碳碳不饱和键的过程,由图历程可知,反应过程中会生成R-O-R′,故可能会有醚生成,故D正确;故选B。
考向2卤代烃的检验
例2化学学习小组检验1-溴丁烷中的溴元素的操作如下,下列说法不正确的是( )
A.加入NaOH溶液并静置后,有机层在下层
B.若试剂为AgNO3溶液,可观察到淡黄色沉淀
C.“冷却”后滴加酸性KMnO4可检验有机产物
D.NaOH溶液也可以换成NaOH的乙醇溶液
【答案】C
【解析】1-溴丁烷在氢氧化钠水溶液加热条件下发生水解反应生成1-丁醇和溴化钠,冷却后加入足量稀硝酸中和过量的氢氧化钠,再加入试剂Y:硝酸银溶液检验溴离子,观察到有淡黄色AgBr沉淀生成。A项,1-溴丁烷密度大于水,加入NaOH溶液并静置后,有机层在下层,A正确;B项,若试剂Y为AgNO3溶液,可观察到淡黄色沉淀,B正确;C项,“冷却”后溶液中含1-丁醇和溴化钠,酸性高锰酸钾溶液不仅能氧化1-丁醇,还能氧化溴离子,故滴加酸性KMnO4不可检验有机产物,C错误;D项,若将NaOH溶液换成NaOH的乙醇溶液,发生消去反应,生成1-丁烯和NaBr,加足量稀硝酸中和后,加入硝酸银溶液,也能产生淡黄色沉淀,D正确;故选C。
思维建模 卤代烃(RX)中卤素原子的检验方法
RX
【变式训练1·变考法】为了测定某卤代烃分子中所含有的卤素原子种类,可按下列步骤进行实验: ①量取该卤代烃液体;②冷却后加入稀硝酸酸化;③加入AgNO3溶液至沉淀完全;④加入适量NaOH溶液,煮沸至液体不分层;正确操作顺序为( )
A.④③②① B.①④②③ C.③①④② D.①④③②
【答案】B
【解析】测定某卤代烃分子中所含有的卤素原子种类,实验步骤为:①量取该卤代烃液体;④加入适量NaOH溶液,煮沸至液体不分层;②冷却后加入稀硝酸酸化;③加入AgNO3溶液至沉淀完全,观察沉淀的颜色,利用沉淀颜色判断卤素原子的种类,故选B。
【变式训练2·变载体】某学生将氯乙烷与NaOH溶液共热几分钟后,冷却,滴入AgNO3溶液,最终未得到白色沉淀,其主要原因是( )
A.加热时间太短 B.不应冷却后再加入AgNO3溶液
C.加入AgNO3溶液前未用稀硝酸酸化 D.反应后的溶液中不存在Cl-
【答案】C
【解析】氯乙烷在碱性条件下加热水解,先加入过量的稀硝酸中和未反应完的NaOH,然后再加入AgNO3溶液,可以检验Cl-的存在。
【实验创新与科学探究】【变式训练3】(2025·浙江Z20联盟一模)“复方氯乙烷气雾剂”为氯乙烷的有机溶液,测定其中氯乙烷含量的步骤如下:
下列说法不正确的是( )
A.步骤①,量取试样时不能用碱式滴定管
B.步骤①,将NaOH水溶液改成NaOH乙醇溶液不会影响氯乙烷百分含量的测定
C.步骤②,若加入的稀硝酸不足,则会使氯乙烷百分含量测定结果偏低
D.步骤③,先水洗再乙醇洗,可使氯乙烷百分含量测定结果更准确
【答案】C
【解析】氯乙烷的水解反应,量取试样,加入过量NaOH,加热发生氯乙烷的水解,生成NaCl和CH3CH2OH,反应液冷却后加入稀硝酸中和,再滴加过量硝酸银得到白色沉淀AgCl,经过滤、洗涤、干燥得到沉淀。A项,试样为氯乙烷的有机溶液,氯乙烷能腐蚀碱式滴定管上的橡胶部分,故不能用碱式滴定管量取试样,A正确;B项,步骤①,氯乙烷在NaOH乙醇溶液条件下发生消去反应生成NaCl,NaCl与硝酸银是1:1进行沉淀,不影响氯乙烷百分含量的测定,B正确;C项,步骤②,若加入的稀硝酸不足,溶液中可能有未反应完全的NaOH,会与AgNO3反应生成AgOH进而分解为Ag2O,导致得到的固体偏多,使测量结果偏高,C错误;D项,步骤③,先水洗除去可溶物,再乙醇洗除去AgCl表面的水,可使氯乙烷百分含量测定结果更准确,D正确; 故选C。
考向3卤代烃在有机合成中的作用
例3(2025·浙江ZBD联盟高二期中)H是生产某些液晶材料和药物的原料,现以烃A为基础原料合成H的路线如下。下列说法正确的是( )
A.有机物D、G一定为卤代烃
B.H的核磁共振氢谱有二个峰
C.合成过程涉及取代反应、加成反应、消去反应
D.反应⑤可能生成与F互为同分异构体的副产物,该副产物的结构简式为
【答案】C
【解析】A发生加成反应生成,B发生消去反应生成C,C发生加成反应生成D为,D发生消去反应生成E为,E与溴水发生加成生成F,F发生加成生成G为,G在NaOH水溶液作用下生成H,或F发生水解生成G为再发生加成反应生成H。A项,根据分析,有机物D为卤代烃,G可以为卤代烃或醇类,A错误;B项,H为对称结构,有3种不同环境的H,有三个峰,B错误;C项,根据分析可知,合成过程涉及取代反应、加成反应、消去反应,C正确;D项,反应⑤可能生成与F互为同分异构体的副产物,D错误;故选C。
思维建模 卤代烃在有机合成中的应用
(1)连接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可水解转化为醇或酚,进一步可转化为醛、酮、羧酸和酯等;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烯烃或炔烃。
如:―→醛或羧酸
(2)改变官能团的个数
如CH3CH2BrCH2===CH2CH2BrCH2Br。
(3)改变官能团的位置
如CH2BrCH2CH2CH3CH2===CHCH2CH3。
(4)进行官能团的保护
如在氧化CH2===CHCH2OH的羟基时,碳碳双键易被氧化,常采用下列方法保护:
CH2===CHCH2OHCH2===CH—COOH。
【变式训练1·变考法】有机合成需选择合理的反应条件和合成路线。下列途径不能达到目的的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】A项,CH≡CH与HCl在加热、催化剂条件下发生加成反应,可生成CH2=CHCl。CH2=CHCl含有碳碳双键,在催化剂作用下能发生加聚反应,生成,该路线可达到目的,A正确;B项,CH3CH2CH2Br在NaOH/醇、加热条件下发生消去反应,生成CH2 = CHCH3。CH2 = CHCH3与Br2/水发生加成反应,生成CH2BrCHBrCH3。CH2BrCHBrCH3在NaOH/水、加热条件下发生水解反应,生成CH2OHCHOHCH3,该路线可达到目的,B正确;C项,甲苯与溴在FeBr3催化下,发生苯环上的取代反应,而不是侧链甲基上的取代,生成的是邻溴甲苯或对溴甲苯等,无法得到C6H5-CH2Br,后续水解也不能得到C6H5-CH2OH,该路线不能达到目的,C错误;D项,CH2=CH2与H2O在催化剂作用下发生加成反应,生成CH3CH2OH。CH3CH2OH在KMnO4/H+条件下被氧化,生成CH3COOH,该路线可达到目的,D正确;故选C。
【变式训练2·变载体】利用Heck反应合成一种药物中间体需要经历如图反应过程。下列有关说法错误的是( )
A.a、b、c中只有a是苯的同系物
B.c既可发生氧化反应,也可发生聚合反应
C.a、b、c中所有碳原子均有可能共面
D.向反应b→c所得混合物中滴入AgNO3溶液,可证明b中是否含有氯元素
【答案】D
【解析】A项,结构相似、分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物互为同系物,a是乙苯,b中含有氯原子,c中含有碳碳双键,因此三种物质中只有a是苯的同系物,A正确;B项,c中含有碳碳双键,所以既可发生氧化反应也可发生加聚反应,B正确;C项,a、b中,苯环上的碳和与苯环相连的碳原子共面,单键可旋转,另一个碳原子也可能位于该平面,c中苯环和碳碳双键均是平面结构,且通过旋转单键,两平面可重合,所以a、b、c中所有碳原子均有可能共面,C正确;D项,反应b→c所得混合物中含NaOH,AgNO3和NaOH会反应产生沉淀,干扰氯元素的检验,D错误;故选D。
【变式训练3·变题型】有机物A()在一定条件下的转化如图,下列说法正确的是( )
A.物质B的名称为3-甲基-1-丁烯 B.反应C→A为加成反应
C.物质B可能存在顺反异构 D.与物质C互为同分异构体的醇共有7种
【答案】D
【解析】A发生消去反应生成B,B可为(CH3)2C=CHCH3或(CH3)2CHCH=CH2,B与水发生加成反应生成C,C可为(CH3)2C(OH)CH2CH3或(CH3)2CHCH(OH)CH3或(CH3)2CHCH2CH2OH,C与氯化氢发生取代反应生成A,则C为(CH3)2CHCH(OH)CH3。A项,A中氯原子发生消去反应生成B为(CH3)2CHCH=CH2或(CH3)2C=CHCH3,名称为3-甲基-1-丁烯或2-甲基-2-丁烯,故A错误;B项,B→C为B中碳碳双键与H2O发生加成反应生成醇,反应C→A为羟基被Cl原子取代,发生的是取代反应,故B错误;C项,B中存在“CH2=”结构或“(CH3)2C=”结构,所以B中不存在顺反异构,故C错误;D项,C为(CH3)2CHCH(OH)CH3,若主链上有5个碳原子,由碳骨架表示,-OH可位于1(或5)、2(或4)、3号碳原子上,共3种,若主链上有4个碳原子,由碳骨架表示,-OH可位于1(或5)、2、4号碳原子上,共3种,若主链上有3个碳原子,由碳骨架表示,-OH只有1种取代位置,与物质C互为同分异构体的醇共有7种,故D正确;故选D。
(
) 考点二 醇、酚、醚的结构与性质
知识点1醇、酚、醚的结构质
1.醇、酚、醚的概念
(1)醇是羟基与链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(n≥1)。
(2)酚是羟基与苯环直接相连而形成的化合物,最简单的酚为苯酚或。
(3)醚是由一个氧原子连接两个烷基或芳基所形成,醚的通式为:R–O–R。醚类化合物都含有醚键。它还可看作是醇或酚羟基上的氢被烃基所取代的化合物。
2.醇的分类
(1)分类:
(2)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
CH3OH
状态
无色液体,有毒
无色黏稠液体
无色黏稠液体
熔沸点、溶解性
沸点低易挥发、易溶于水
与水和乙醇互溶
用途
化工生产、车用燃料
发动机防冻液、合成高分子的原料
制造化妆品、三硝酸甘油酯
3.醚的分类
(1)根据烃基是否相同可以分为:
①两个烃基相同的醚成为对称醚,也叫简单醚。
②两个烃基不相同的醚称为不对称醚,也叫混合醚。
(2)根据两个烃基的类别,醚还可以分为脂肪醚和芳香醚。在脂肪醚中,分子中不是由氧原子和碳原子结合成环状醚结构的醚称为无环醚。还可细分为饱和醚和不饱和醚。有氧原子和碳原子结合成环状醚结构的醚称为环醚。环上含氧的醚称为内醚或环氧化合物。含有多个氧的大环醚因形如皇冠称之为冠醚。
4.醇、酚、醚的命名
(1)醇的命名
①选择含有与-OH相连的碳原子的最长碳链为主链,根据碳原子数目称某醇;
②从距离-OH最近的一端给主链碳原子依次编号;
③醇的名称前面要用阿拉伯数字标出羟基的位置;羟基的个数用“二”“三”等表示。
(2)酚的命名
①去除酚羟基,留下苯环或苯的同系物,先命名上述名称,例如,甲(基)苯,乙(基)苯。
②加上酚羟基,看在苯环的什么位置,共有邻、间、对三个位置,例如甲苯,在除甲基外的正六边形上依次分别标上12345,共5个位置,其中15,24位置相同,则1位为邻位,2位为间位,3位为对位,那么酚羟基在哪个位置上,就叫X甲苯酚。以此类推。
(3)醚的命名
一般醚以与氧相连的烃基加醚字命名,例如,C2H5─O─C2H5称二乙基醚,简称乙醚,CH3─O─C2H5称甲基乙基醚,简称甲乙醚。环醚一般用俗名。
知识点2醇、酚、醚的性质
1.醇类物理性质的变化规律
(1)溶解性:低级脂肪醇易溶于水。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)密度:一元脂肪醇的密度一般小于1 g·cm-3。
(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逐渐升高。
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,醇的沸点远远高于烷烃。
2.苯酚的物理性质
(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)苯酚常温下在水中的溶解度不大,当温度高于65℃时,能与水混溶,苯酚易溶于酒精。
(3)苯酚有毒,对皮肤有强烈的腐蚀作用,如果不慎沾到皮肤上应立即用酒精洗涤。
3.醚的物理性质
(1)多数醚是易挥发、易燃的无色液体,有香味,沸点低,比水轻,性质稳定。与醇不同,醚分子之间不能形成氢键,所以沸点比同组分醇的沸点低得多,如乙醇的沸点为78.4℃,甲醚的沸点为-24.9℃;正丁醇的沸点为117.8℃,乙醚的沸点为34.6℃。
(2)多数醚不溶于水,但环状醚类如常用的四氢呋喃和1,4-二氧六环却能和水完全互溶,这是由于二者和水形成氢键。乙醚的碳氧原子数虽然和四氢呋喃的相同,但因后者的氧和碳架共同形成环,氧原子突出在外,容易和水形成氢键,而乙醚中的氧原子"被包围"在分子之中,难以和水形成氢键,所以乙醚只能稍溶于水。
4.由断键方式理解醇的化学性质(以乙醇为例)
反应物
及条件
断键位置
反应类型
化学方程式
Na
①
置换反应
2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑
HBr,△
②
取代反应
CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O
O2
(Cu,△)
①③
氧化反应
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
浓硫酸,
170 ℃
②⑤
消去反应
CH3CH2OHCH2===CH2↑+H2O
浓硫酸,
140 ℃
①②
取代反应
2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O
CH3COOH
(浓硫酸)
①
酯化反应
CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O
5.由基团之间的相互影响理解酚的化学性质
(1)苯环对羟基的影响——弱酸性
由于苯环对羟基的影响,使酚羟基比醇羟基更活泼,可以发生电离。
①苯酚的电离方程式为C6H5OHC6H5O-+H+。苯酚俗称石炭酸,但酸性很弱,不能使石蕊溶液变红。
②与碱的反应:苯酚的浑浊液现象为液体变澄清现象为溶液又变浑浊。
该过程中发生反应的化学方程式分别为
。
。
③与活泼金属反应:
(2)羟基对苯环的影响——苯环上邻对位氢原子的取代反应
由于羟基对苯环的影响,使苯酚中苯环上的氢比苯分子中的氢活泼。苯酚稀溶液中滴入过量的浓溴水中产生现象为:产生白色沉淀。其化学方程式为:
。
(3)显色反应:苯酚溶液中滴如FeCl3溶液,溶液变为紫色。
(4)氧化反应:苯酚易被空气中的氧气氧化而显粉红色,易被酸性KMnO4溶液氧化,易燃烧。
(5)缩聚反应:苯酚与甲醛在催化剂作用下,可发生缩聚反应,化学方程式是:
+(n-1)H2O。
【特别提醒】苯酚是重要的医用消毒剂和化工原料,广泛用于制造酚醛树脂、染料、医药、农药等。酚类化合物均有毒,是重点控制的水污染物之一。苯酚有毒,浓溶液对皮肤有强腐蚀性,如皮肤不慎沾上苯酚溶液,应立即用酒精洗涤,再用水冲洗。
得分速记
醇和酚的性质比较
类别
脂肪醇
芳香醇
酚
实例
CH3CH2OH
C6H5CH2CH2OH
C6H5OH
官能团
—OH
—OH
—OH
结构特点
—OH与链烃基相连
—OH与芳香烃侧链上的碳原子相连
—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)脱水反应;(4)氧化反应;(5)酯化反应
(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
考向1醇的结构与性质
例112025·浙江省第一届NBchem三模)有机化学是十分重要的一门学科,下面关于有机物的说法不正确的是( )
A.已知在气相中的酸性:,烷基是吸电子的
B.,加碱可以提高产率,且用NaOH好于KOH
C.-OH的吸电子能力大于-CH3,因此酸性:CH3COOH<HOCOOH
D.蛋白质是两性分子,可以和酸、碱反应
【答案】C
【解析】A项,在气相中醇的酸性顺序为叔丁醇>异丙醇>乙醇>甲醇,说明叔丁醇、异丙醇、乙醇、甲醇四种醇分子中 - OH 的电子云密度逐渐增加,O-H键极性减弱,则说明气相时叔丁基的吸电子效应最明显,即烷基是吸电子的,A正确;B项,该反应为取代反应,生成冠醚和HCl,碱可以中和反应生成的HCl,促进反应正向进行,由于的空腔大小适配钠离子,所以用NaOH好于KOH,B正确;C项,HOCOOH是碳酸,CH3COOH(乙酸)酸性强于碳酸,C错误;D项,蛋白质含氨基(可与酸反应)和羧基(可与碱反应 ),是两性分子,D正确;故选C。
思维建模 醇催化氧化、消去反应与规律
(1)醇能否发生催化氧化及氧化产物类型取决于醇分子中是否有α-H及其个数:
(2)醇能否发生消去反应取决于醇分子中是否有β-H,若β碳原子上没有氢原子,则不能发生消去反应。如: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。
【变式训练1·变考法】下列醇类物质中,既能发生消去反应,又能发生催化氧化反应并生成醛类物质的是( )
【答案】C
【解析】发生消去反应的条件是:与—OH相连的碳原子的相邻碳原子上有H原子,B项不符合。与羟基(—OH)相连的碳原子上有H原子的醇可被氧化,但只有含—CH2OH结构的醇才能被氧化为醛,故选C。
【药物与学科知识结合】【变式训练2】异山梨醇广泛应用于化妆品、塑料、医药等领域。以山梨醇为原料,经两步酸催化,可以制得异山梨醇。其中一种制备方法如图:
下列说法正确的是( )
A.山梨醇与异山梨醇互为同分异构体,均属于醇类物质
B.在制备1,4-脱水山梨醇时,是反应中可能生成的副产物
C.山梨醇熔、沸点较高,原因是其含有较强的分子间氢键和较大的分子间范德华力
D.山梨醇、1,4-脱水山梨醇、异山梨醇分别与钠反应,最多能消耗金属钠的物质的量分别为6mol、4mol、2mol
【答案】C
【解析】A项,异山梨醇与山梨醇分子中的氧原子个数不同,即分子式不同,不互为同分异构体,A项错误;B项,制备1,4-脱水山梨醇时发生的是分子内脱水,碳原子数不发生变化,而和分子中碳原子数不同,不可能是生成的副产物,B项错误;C项,山梨醇的结构简式为,为分子晶体,分子中含有6个羟基,易形成分子间氢键,且分子间氢键较强,分子式为C6H14O6,相对分子质量较大,范德华力较大,所以山梨醇熔、沸点较高,C项正确;D项,未指明山梨醇、1,4-脱水山梨醇、异山梨醇的物质的量,无法计算三者最多能消耗金属钠的物质的量,D项错误;故选C。
【逻辑思维与科学建模】【变式训练3】氮杂冠醚中氮、氧原子能与某些过渡金属离子配位从而对过渡金属离子进行筛选。为增强其配位能力,用LiAlH4还原氮杂冠醚M可得氮杂冠醚Q,反应机理的第一步为碳氧双键与进行加成。下列说法正确的是( )
A.氮杂冠醚M的化学式为C16H22NO5
B.氮杂冠醚能实现水相与有机相间的物质转移
C.氮杂冠醚M、Q中含有的官能团种类相同
D.中间体R 的结构为:
【答案】B
【解析】A项,根据氮杂冠醚M的结构简式,其分子式为C16H23NO5,A错误;B项,氮杂冠醚能够通过其独特的化学结构,通过络合金属离子促进阴离子在有机相的溶解性,可实现水相与有机相之间的物质转移,B正确;C项,M中官能团的种类为醚键、酰胺基,Q中的官能团种类为醚键、氨基,官能团不相同,C错误;D项,根据电负性可知,AlH4-中H-为负电性,Al为正电性,故H+应加在羰基中正电性的C原子上,所以R的结构为,D错误;故选B。
考向2酚的结构与性质
例2(2025·浙江省县域教研联盟高三模拟考试)有机物X的结构如图所示,下列关于X的说法不正确的是( )
A.分子式为C21H30O2
B.X分子中至少含有3个手性碳原子
C.与溴水反应时1molX最多消耗4molBr2
D.若核磁共振氢谱显示-C5H11结构中有2种氢,则X中有5个甲基
【答案】B
【解析】A项,有机物X分子中,含有21个C原子、2个O原子,不饱和度为7,则分子中含H原子数目为21×2+2-7×2=30,则分子式为C21H30O2,A正确;B项,X分子中,带“∗”的碳原子为手性碳原子,-C5H11中不能确定是否含手性碳原子,则X分子中至少含有2个手性碳原子,B不正确;C项,X分子中,碳碳双键能与Br2发生加成反应(1molX消耗2molBr2),酚羟基邻、对位上的氢原子能被溴取代(1molX消耗2molBr2),则与溴水反应时1molX最多消耗4molBr2,C正确;D项,若核磁共振氢谱显示-C5H11结构中有2种氢,则-C5H11的结构简式为-CH2C(CH3)3,所以X中有5个甲基,D正确;故选B。
【药物合成与学科知识结合】【变式训练1】(2025·浙江省绍兴市三模)有机物P是一种治疗心律失常的药物,其部分合成路线如图所示(部分反应条件已略去)。
下列说法中错误的是( )
A.M→N为取代反应 B.M与溴水反应最多消耗2molBr2
C.P完全氢化后有4个手性碳 D.P不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】D
【解析】A项,观察M→N的反应,M中酚羟基的氢原子被取代,该反应为取代反应,A正确;B项,M中含有酚羟基,酚羟基的邻、对位可与溴水发生取代反应,M分子中酚羟基的邻、对位有2个位置可被取代,所以1mol M与溴水反应最多消耗2molBr2,B正确;C项,手性碳是连有4个不同原子或原子团的碳原子,P完全氢化后产物为,其中有4个手性碳如图所示,C正确;D.P中含有醇羟基,且与羟基相连的碳原子上有氢原子,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,从而使酸性高锰酸钾溶液褪色,D错误;故选D。
【变式训练2·变载体】化合物Z是合成消炎镇痛药萘普生的一种重要原料,其结构简式如图所示。下列有关该化合物说法错误的是( )
A.能与FeCl3溶液发生显色反应 B.分子式为:C13H10O3
C.1molZ最多可与7molH2发生加成反应 D.能发生酯化、加成、氧化反应
【答案】C
【解析】A项,中有酚羟基,能与FeCl3发生显色反应,A正确;B项,经分析的分子式为C13H10O3,B正确;C项,1molZ最多可与6molH2发生加成反应,C错误;D项,结构中有羧基可以发生酯化反应,有碳碳双键和苯环,可以发生加成反应,酚羟基和碳碳双键可以发生氧化反应,D正确;故选C。
【逻辑思维与科学建模】【变式训练3】金缕梅单宁主要用于化工、生物、制药等领域,其结构简式如图所示。下列关于金缕梅单宁的说法错误的是( )
A.分子中含有4个手性碳原子 B.与FeCl3溶液作用显紫色
C.分子中所有碳原子可能共平面 D.能发生取代反应、加成反应、氧化反应和消去反应
【答案】C
【解析】A项,分子中含有的手性碳原子有:,共4个,A项正确;B项,金缕梅单宁分子中含有酚羟基,与FeCl3溶液作用显紫色,B项正确;C项,金缕梅单宁分子中含有多个sp3杂化的碳原子,其连接了3个碳原子,故分子中所有碳原子不可能共平面,C项错误;D项,由金缕梅单宁的分子结构可知,其含有羟基,其能发生取代(酯化)反应,含有苯环,能发生加成反应,含有羟基,能发生氧化反应(碳上有H)和消去反应(碳上有H),D项正确。故选C。
(
) 考点三 醛、酮的结构与性质
知识点1醛的结构与性质
1.醛的定义:由烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物,简写为RCHO。甲醛是最简单的醛。饱和一元醛分子的组成通式为CnH2nO(n≥1)。
2.醛的分类
醛
3.常见的醛——甲醛、乙醛
(1)甲醛、乙醛的分子组成和结构
名称
结构式
分子式
结构简式
官能团
甲醛
CH2O
HCHO
乙醛
C2H4O
CH3CHO
(2)甲醛、乙醛的物理性质:
名称
颜色
常态
气味
溶解性
甲醛
无色
气态
刺激性
易溶于水
乙醛
液态
刺激性
与水、乙醇等互溶
4.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
(1)醛类的氧化反应(以乙醛为例)
A.O2:2CH3CHO+O22CH3COOH
B.弱氧化剂:
新制Cu(OH)2悬浊液:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O。
银氨溶液:CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O。
C.其他强氧化剂:如KMnO4(H+)、溴水,使KMnO4(H+)、溴水褪色。
(2)醛的还原反应(催化加氢):+H2。
(3)醛与具有极性键共价分子的羰基加成反应:。
得分速记
(1)银镜反应:A.试管内壁必须洁净;B.银氨溶液随用随配,不可久置;C.水浴加热,不可用酒精灯直接加热;D.醛用量不宜太多,一般加3滴;e.银镜可用稀HNO3洗涤。
(2)与新制的Cu(OH)2反应:A.Cu(OH)2要随用随配,不可久置;B.配制Cu(OH)2时,所用NaOH必须过量;C.反应液用酒精灯直接加热。
5.特殊的醛——甲醛
(1)结构特点与化学性质
甲醛的分子式为CH2O,其分子可以看成含两个醛基,如图所示。
银镜反应的化学方程式为:HCHO+4Ag(NH3)2OH(NH4)2CO3+4Ag↓+6NH3+2H2O。
与新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式为:HCHO+4Cu(OH)2+2NaOHNa2CO3+2Cu2O↓+6H2O。
(2)用途及危害
A.用途:水溶液可用于浸制生物标本,用来生产酚醛树脂。
B.危害:引起人中毒。
6.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。
(4)甲醛与苯酚发生缩聚反应生成酚醛树脂。
得分速记
常用的定量关系
(1)银镜反应
①普通醛:R-CHO~2[Ag(NH3)2]OH~2Ag
②甲醛:HCHO~4[Ag(NH3)2]OH~4Ag
(2)与新制Cu(OH)2悬浊液的反应
①普通醛:R-CHO~2Cu(OH)2~Cu2O
②甲醛:HCHO~4Cu(OH)2~2Cu2O
知识点2检验醛基的实验
1.银镜反应实验
(1)配制银氨溶液
①过程:在洁净的试管中加入AgNO3溶液,向AgNO3溶液中滴加稀氨水,边滴边振荡,至最初产生的沉淀恰好完全溶解为止
②反应:AgNO3+NH3·H2OAgOH↓+NH4NO3;AgOH+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]OH+2H2O
(2)银镜反应
①反应:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
②加热方式:水浴加热,不可用酒精灯直接加热
③反应环境:银氨溶液自身显强碱性
④反应液配制:银氨溶液随用随配,不可久置
⑤仪器洗涤:银镜可用稀硝酸浸泡洗涤除去
⑥应用:用于制镜、保温瓶胆、醛基的检验与测定
2.醛与新制的Cu(OH)2悬浊液反应
(1)配制新制的Cu(OH)2悬浊液
①过程:向2 mL NaOH溶液中滴几滴CuSO4溶液(碱要过量)
②反应:CuSO4+2NaOHCu(OH)2↓+Na2SO4
(2)氧化反应
①反应:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
②加热方式:反应液必须直接加热煮沸
③反应环境:银氨溶液自身显强碱性
④反应液配制:配制悬浊液时,NaOH必须过量;新制Cu(OH)2悬浊液要随用随配,不可久置
⑤仪器洗涤:Cu2O可用稀硝酸浸泡洗涤除去
⑥应用:用于醛基的检验与测定
知识点3酮的结构与性质
1.酮的结构
(1)羰基与两个烃基相连的化合物,酮的结构简式可表示为;官能团:,名称为酮羰基或羰基。
(2)饱和一元酮的组成通式为CnH2nO(n≥3),与同碳原子数的饱和一元醛、烯醇、烯醚等互为同分异构体。
2.酮的化学性质
(1)不能发生银镜反应,不能被新制Cu(OH)2氧化。
(2)能发生加成反应
3.丙酮
丙酮是最简单的酮,是无色透明的液体,沸点56.2℃,易挥发,可与水、乙醇等互溶,是重要的有机溶剂和化工原料。
得分速记
醛和酮的区别与联系
官能团
官能团位置
结构通式
区
别
醛
醛基:
碳链末端(最简单的醛是甲醛)
(R为烃基或氢原子)
酮
羰基:
碳链中间(最简单的酮是丙酮)
(R、R′均为烃基)
联系
碳原子数相同的饱和一元脂肪醛和饱和一元脂肪酮互为同分异构体
考向1醛、酮的结构与性质
例1(2025·浙江省温州市三模)糠醛是一种重要的化工原料,可用于药物、合成材料等。
下列说法不正确的是( )
A.可用红外光谱鉴别木糖和糠醛 B.1个木糖分子中有3个手性碳原子
C.木糖中碳原子有sp2、sp3两种杂化方式 D.糠醛在碱性条件下发生水解反应
【答案】D
【解析】A项,木糖和糠醛含有的官能团不同,可以通过红外光谱来鉴别,A正确;B项,1个木糖分子中有3个手性碳原子,,B正确;C项,木糖中碳原子有sp2(C=O)、sp3(饱和碳原子)两种杂化方式,C正确;D项,糠醛含有碳碳双键,醚键和醛基,在碱性条件下不能发生水解反应,D错误;故选D。
【变式训练1·变考法】下列关于醛、酮加成反应的化学方程式的书写,错误的是( )
A.CH3CHO+HCN
B.CH3CHO+NH3
C.CH3CHO+CH3OH
D.
【答案】C
【解析】A项,CH3CHO与HCN发生加成反应,H原子加在醛基带负电荷的O原子上,—CN加在不饱和碳上,生成,故A正确;B项,CH3CHO与NH3发生加成反应,H原子加在醛基带负电荷的O原子上,—NH2加在不饱和碳上,生成,故B正确;C项,CH3CHO与CH3OH发生加成反应,H原子加在醛基带负电荷的O原子上,CH3O—加在不饱和碳上,生成,故C错误;D项,丙酮与氢气发生加成反应生成2—丙醇,故D正确。
【变式训练2·变载体】(2025·河北省沧衡名校联盟高三联考)某抗癌药物中间体的合成方法如图。下列说法正确的是( )
A.含氧官能团种数: B.可用银氨溶液鉴别a和b
C.b分子中含有1个手性碳原子 D.a分子中最多有13个原子处于同一平面
【答案】B
【解析】A项,a中含氧官能团为醛基,b中含氧官能团为羟基,均只有一种含氧官能团,故A错误;B项,a中含有醛基,可以与银氨溶液反应,b中不含醛基,不可以与银氨溶液反应,可以用银氨溶液鉴别a和b,故B正确;C项,连接四个不同基团的碳原子为手性碳原子,可知b中没有手性碳原子,故C错误;D项,b分子中与苯环直连的原子与之共平面,该物质中存在连有四个单键的碳原子为饱和碳原子,饱和碳原子具有甲烷的四面体结构,最多有两个原子与饱和碳原子共平面,可知,中,图中所标记的原子均可能共平面,y但苯环上还有3个H原子与之共平面,15、16号上还有H原子可能与O原子共平面,因此最多有16+3+2=21个原子处于同一平面,故D错误;故选B。
【变式训练3·变载体】颠茄酮的合成最初通过十余步反应合成总产率为0.75%,后来罗宾逊改进合成思路只用三步合成总产率高达90%。
下列说法正确的是( )
A.物质A的化学名称为二丁醛
B.第①步反应类型为取代反应
C.中间产物D既能与盐酸反应又能与NaOH反应
D.该方法总收率高主要是由于该路线的原子利用率高
【答案】C
【解析】A项,物质A的化学名称为丁二醛,A错误;B项,第①步反应包括A与CH3NH2的加成反应,加成产物与B的取代反应,B错误;C项,中间产物D含羧基和氨基,能与盐酸反应又能与NaOH反应,C正确;D项,合成步骤少,产率较之前的合成方法有明显的提升,D错误;故选C。
考向2醛基的检验
例2有机物A是一种重要的化工原料,其结构简式为,下列检验A中官能团的试剂和顺序正确的是( )
A.先加KMnO4酸性溶液,再加银氨溶液,微热
B.先加溴水,再加KMnO4酸性溶液
C.先加银氨溶液,微热,再加溴水
D.先加入足量的新制Cu(OH)2悬浊液,微热,酸化后再加溴水
【答案】D
【解析】A项,有机物A中所含的官能团有和—CHO,二者均能使KMnO4酸性溶液褪色,A错误;B项,有机物A中所含的官能团有和—CHO,二者均能使KMnO4酸性溶液、溴水褪色,B错误;C项,先加银氨溶液,微热,能检验出—CHO,但发生银镜反应之后的溶液仍显碱性,溴水与碱能发生反应,使之褪色,不一定是含有碳碳双键,C错误。D项,足量的新制Cu(OH)2悬浊液,微热后生成砖红色的沉淀,能检验出—CHO,但发生反应之后的溶液仍显碱性,所以先酸化,再加入溴水,溴水褪色说明分子中含有碳碳双键,D正确。
思维建模 —CHO与C==C都存在时检验策略
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C==C都存在时,要检验C==C双键的存在,必须先用弱氧化剂将—CHO氧化后,再用强氧化剂检验C==C的存在。
【变式训练1·变考法】实验室用银氨溶液检验醛基的实验中,下列说法错误的是
A.检验试剂:银氨溶液必须新制 B.所需玻璃仪器:试管,胶头滴管,烧杯
C.银氨溶液的制取:在硝酸银溶液中加入过量氨水 D.实验现象:出现银镜
【答案】C
【解析】向硝酸银中滴加氨水至生成的沉淀恰好溶解得到银氨溶液,需要现用现配,防止变质,与含-CHO的有机物水浴加热生成光亮的银镜。A项,银氨溶液检验醛基,银氨溶液必须新制,防变质,A项正确;B项,在试管中滴加试剂,且水浴加热可实现,需要试管、胶头滴管、烧杯,B项正确;C项,不能加过量氨水,应向硝酸银中滴加氨水至生成的沉淀恰好溶解即可,C项错误;D项,-CHO被银氨溶液氧化,生成Ag单质,观察到银镜出现,D项正确;故选C。
【变式训练2·变考法】下列实验方案正确的是( )
A.向新制氢氧化铜悬浊液中滴入乙醛溶液并加热,未出现红色沉淀的原因是乙醛量不足
B.证明丙烯醛的结构中含有醛基的方法是滴加高锰酸钾酸性溶液
C.向某溶液中加入银氨溶液并水浴加热,有银镜生成则证明原物质的结构中含有醛基
D.实验室配制银氨溶液的方法是向稀氨水中逐滴滴入稀硝酸银溶液至过量
【答案】C
【解析】A项,用新制氢氧化铜悬浊液检验醛基必须在碱性条件下进行,故制备氢氧化铜时碱应过量,若硫酸铜过量,加入乙醛不会有红色沉淀产生,该实验与乙醛的量关系不大,故A错误;B项,丙烯醛的结构中既含有醛基又含有碳碳双键,二者都能使高锰酸钾酸性溶液褪色,不能用该方法证明丙烯醛的结构中含有醛基,故B错误;C项,可通过银镜反应证明有机物中含有醛基,故C正确;D项,银氨溶液的配制必须是向硝酸银稀溶液中逐滴加入稀氨水至最初产生的沉淀恰好溶解为止,故D错误。
【变式训练3·变载体】丙烯醛(CH2=CH-CHO)是化工中很重要的合成中间体,广泛用于树脂生产和有机合成,下列试剂能用于检验丙烯醛中的“ ”的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A项,丙烯醛中的碳碳双键和醛基都能与溴水反应,则溴水不能用于检验丙烯醛中的碳碳双键,故A错误;B项,新制氢氧化铜与丙烯醛中的碳碳双键不反应,与醛基共热反应,则新制氢氧化铜不能用于检验丙烯醛中的碳碳双键,故B错误;C项,丙烯醛中的碳碳双键和醛基都能与酸性高锰酸钾溶液反应,则酸性高锰酸钾溶液不能用于检验丙烯醛中的碳碳双键,故A错误;D项,丙烯醛中的碳碳双键能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应使溶液褪色,醛基不能与溴的四氯化碳溶液反应,则溴的四氯化碳溶液能用于检验丙烯醛中的碳碳双键,故D正确;故选D。
(
) 考点四 羧酸及其衍生物的结构与性质
知识点1羧酸的结构及其性质
1.羧酸
(1)概念:由烃基(或氢原子)和羧基相连构成的有机化合物。
(2)饱和一元羧酸的通式:CnH2nO2(n≥1)或CnH2n+1COOH(n≥0)
2.羧酸的分类
依据
类别
举例
烃基种类
脂肪酸
乙酸:CH3COOH
芳香酸
苯甲酸:COOH
羧基数目
一元羧酸
甲酸:HCOOH
二元羧酸
乙二酸:HOOC-COOH
多元羧酸
柠檬酸:
烃基是否饱和
饱和羧酸
丙酸:CH3CH2COOH
不饱和羧酸
丙烯酸:CH2=CHCOOH
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
它的钠盐常作防腐剂
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.从结构角度认识羧酸的性质
由于受氧原子电负性较大等因素的影响,当乙酸发生化学反应时,羧基结构中的两个部位容易断裂:
(1)O-H键断裂时,解离出H+,使羧酸表现出酸性:RCOOHRCOO-+H+。
(2)C-O键断裂时,-OH可以被其他基团取代,生成酯、酰胺等羧酸衍生物。如:酯化反应(取代反应)
5.羧酸的代表物——乙酸
(1)分子组成和结构
分子式
结构式
结构简式
官能团
C2H4O2
CH3COOH
—COOH
(2)物理性质
俗名
颜色
状态
溶解性
气味
醋酸
无色
通常为液体,温度低于16.6 ℃时凝结成类似冰一样的晶体
易溶于水
刺激性
(3)化学性质
乙酸的性质取决于羧基,反应时的主要断键位置如图:
a.酸性:乙酸是一种常见的有机酸,具有酸的通性,其酸性强于碳酸,但仍属于弱酸,电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+。
乙酸表现酸性的主要现象及化学方程式如下:
b.取代反应:
①与醇酯化:CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O
②与NH3反应生成酰胺:CH3COOH+NH3+H2O
③α-H取代:CH3COOH+Cl2CH2ClCOOH+HCl
C.还原反应:CH3COOHCH3CH2OH
(4)用途
乙酸是食醋的有效成分(普通食醋中含有质量分数为3%~5%的乙酸),在食品工业中乙酸常用作酸度调节剂。另外,乙酸稀溶液常用作除垢剂,用来除去容器内壁的碳酸钙等污垢。
知识点2酯的结构及其性质
1.概念: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(酯基)。
2.酯的物理性质:具有芳香气味的液体,密度一般比水小,易溶于有机溶剂。
3.酯的化学性质
以为例,写出酯发生反应的化学方程式:
(1)酸性水解:。
(2)碱性水解:。
无机酸只起催化作用,碱除起催化作用外,还能中和水解生成的酸,使水解程度增大。
4.酯在生产、生活中的应用
①日常生活中的饮料、糖果和糕点等常使用酯类香料。
②酯还是重要的化工原料。
得分速记
酯化反应的五种常见类型总结
(1)一元羧酸和一元醇的酯化反应
R-COOH+R'-CH2OHR--O-CH2R'+H2O
(2)一元羧酸与二元醇的酯化反应
(3)二元酸与二元醇的酯化反应
①反应生成普通酯
+HOOC-COOCH2-CH2OH+H2O
②反应生成环酯
++2H2O
③反应生成聚酯
n+n+2nH2O
(4)无机含氧酸的酯化反应
+3HO-NO2+3H2O
(5)高级脂肪酸与甘油的酯化反应
+3C17H35COOH +3H2O
知识点3油脂的结构及其性质
1.油脂的组成和结构
油脂是高级脂肪酸与甘油反应所生成的酯,由C、H、O三种元素组成,其结构可表示为
2.油脂的分类
3.油脂的物理性质
性质
特点
密度
密度比水小
溶解性
难溶于水,易溶于有机溶剂
状态
含有不饱和脂肪酸成分较多的甘油酯,常温下一般呈液态;
含有饱和脂肪酸成分较多的甘油酯,常温下一般呈固态
熔、沸点
天然油脂都是混合物,没有固定的熔、沸点
4.油脂的化学性质
(1)油脂的氢化(又称油脂的硬化)
烃基上含有碳碳双键,能与H2发生加成反应。如油酸甘油酯与H2发生加成反应的化学方程式为
经硬化制得的油脂叫人造脂肪,也称硬化油。
(2)酸性水解
如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为3C17H35COOH。
(3)碱性水解(又称皂化反应)
如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为
3C17H35COONa;
碱性条件下水解程度比酸性条件下水解程度大。
5.油脂的用途
(1)为人体提供能量,调节人体的生理活动。
(2)工业生产高级脂肪酸和甘油。
(3)制肥皂、油漆等。
6.油脂和矿物油的比较
物质
油脂
矿物油
脂肪
油
组成
多种高级脂肪酸的甘油酯
多种烃(石油及其分馏产品)
含饱和烃基多
含不饱和烃基多
性质
固态或半固态
液态
液态
具有酯的性质,能水解,有的油脂兼有烯烃的性质
具有烃的性质,不能水解
鉴别
加含酚酞的NaOH溶液,加热,红色变浅不再分层
加含酚酞的NaOH溶液,加热,无变化
用途
营养素可食用,化工原料如制肥皂、甘油
燃料、化工原料
得分速记
(1)油脂都属于酯类,是高级脂肪酸与甘油形成的酯。注意不能写成“油酯”。
(2)油脂不属于高分子化合物(如硬脂酸甘油酯的相对分子质量是890)。
(3)天然油脂都是混合物,没有固定的熔点和沸点。
(4)天然油脂分子的烃基中含有碳碳双键,能使酸性KMO,溶液,溴水褪色。
(5)皂化反应特指油脂在碱性条件下的水解反应(用于制取肥皂)。
(6)油脂分子中只含C、H、O三种元素,容易燃烧,完全燃烧生成CO2、H2O。
(7)在油脂、糖类、淀粉、蛋白质等基本营养物质中,油脂是热能最高的营养质。
(8)油脂能溶解一些脂溶性维生素而促进人体对某些维生素的吸收。
知识点4胺的结构及其性质
1.胺的结构
(1)定义:烃基取代氨分子中的氢原子而形成的化合物叫做胺,胺也可以看作是烃分子中的氢原子被氨基所替代得到的化合物。
(2)通式: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)分类:根据取代烃基数目不同,胺有三种结构通式,分别为伯胺、仲胺、叔胺。
2.胺的物理性质
(1)状态:低级脂肪胺,如甲胺、二甲胺和三甲胺等,在常温下是气体,丙胺以上是液体,十二胺以上为固体。芳香胺是无色高沸点的液体或低熔点的固体,并有毒性。
(2)溶解性:低级的伯、仲、叔胺都有较好的水溶性,随着碳原子数的增加,胺的水溶性逐渐下降。
3.胺的化学性质:胺类化合物具有碱性
(1)电离方程式:RNH2+H2ORNH+OH-
(2)与酸反应:RNH2+HClRNH3Cl;RNH3Cl+NaOHRNH2+NaCl+H2O; 。
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。
得分速记
(1)胺的弱碱性:胺与氨相似,水溶液呈弱碱性。这是由于胺分子中氮原子上未共用的电子对能接受水中的H+,使溶液中OH-浓度增大,溶液呈碱性。NH3+H2ONH+OH-、R-NH2+H2OR-NH+OH-
(2)胺与铵盐的转化
①胺与强酸反应生成铵盐:CH3-NH2+HCl—→CH3-NHCl- (或CH3-NH2·HCl)
②铵盐与强碱作用生成有机胺:+NaOH—→+NaCl+H2O
(3)胺的酰化反应:胺与酰卤或酸酐反应,胺的氮原子上氢原子被酰基(RCO—)取代生成酰胺的反应。例如:。
知识点5酰胺的结构及其性质
1.酰胺的结构
(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:、、,其中酰胺基是酰胺的官能团,R1、R2可以相同,也可以不同,叫做酰基,叫做酰胺基。
2.几种常见酰胺及其名称
结构简式
名称
乙酰胺
苯甲酰胺
N,N二甲基甲酰胺
N-甲基-N-乙基苯甲酰胺
结构简式
名称
N-甲基乙酰胺
N-甲基苯甲酰胺
N,N-二甲基乙酰胺
N,N二甲基苯甲酰胺
3.酰胺()的化学性质——水解反应:酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可以发生水解反应。如果水解时加入碱,生成的酸就会变成盐,同时有氨气逸出。
(1)酸性(HCl溶液):RCONH2+H2O+HClRCOOH+NH4Cl
(2)碱性(NaOH溶液):RCONH2+NaOHRCOONa+NH3↑
4.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。
得分速记
物质
结构式
组成元素
化学性质
用途
氨
N、H
与酸反应生成铵盐
化工原料
胺
(甲胺)
C、N、H
与酸反应生成盐
化工原料
酰胺
(乙酰胺)
C、N、O、H
水解反应:酸性时生成羧酸与铵盐;碱性时生成羧酸盐和NH3
化工原料和溶剂
铵盐
(NH4Cl)
N、H、Cl
与碱反应生成盐和NH3
化工原料、化肥
考向1羧酸的结构及其性质
例1(2025·浙江杭州高二期中)绿原酸是金银花的主要抗菌、抗病毒有效药理成分之一,下列说法正确的是( )
A.1mol绿原酸最多可与2molBr2发生取代反应
B.绿原酸在酸性条件下发生水解反应得到的产物均可以与FeCl3溶液发生显色反应
C.1mol氢化绿原酸与足量饱和NaHCO3溶液反应,可放出22.4L(标准状况)CO2
D.一定量的氢化绿原酸分别与足量Na、NaOH反应,消耗二者物质的量之比为2:1
【答案】C
【解析】A项,绿原酸苯环上酚羟基的邻位和对位上的3个H原子在适宜条件下可以被溴原子取代,另一个非苯环的六元环上氢原子在适宜条件下也可以和Br2发生取代反应,所以在适宜条件下1mol绿原酸与Br2发生取代反应时消耗的Br2大于2mol,A错误;B项,1分子绿原酸在酸性条件下发生水解反应得到2分子产物,其中一个带有和苯环连接的羟基,可以与FeCl3溶液发生显色反应,另一个没有苯环,不能与FeCl3发生显色反应,B错误;C项,1分子氢化绿原酸中存在1个羧基,1mol氢化绿原酸与足量饱和NaHCO3溶液反应,可放出22.4L(标准状况)CO2,C正确;D项,1分子氢化绿原酸含有5个羟基、1个羧基和1个酯基,一定量的氢化绿原酸分别与足量Na、NaOH反应,消耗二者物质的量之比为3∶1,D错误;故选C。
思维建模 含羟基物质性质的比较
比较项目
含羟基的物质
醇
水
酚
羧酸
羟基上氢原子活泼性
在水溶液中电离程度
极难电离
难电离
微弱电离
部分电离
酸、碱性
中性
中性
很弱的酸性
弱酸性
与Na反应
反应放出H2
反应放出H2
反应放出H2
反应放出H2
与NaOH反应
不反应
不反应
反应
反应
与Na2CO3反应
不反应
不反应
反应
反应
与NaHCO3反应
不反应
不反应
不反应
反应放出CO2
能否由酯水解生成
能
不能
能
能
结论
羟基的活泼性:羧酸>酚>水>醇
【变式训练1·变考法】某有机物的结构简式如图,若等物质的量的该有机物分别与Na、NaOH、NaHCO3恰好反应时,则消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比是 ( )
A.3∶3∶2 B.6∶4∶3 C.1∶1∶1 D.3∶2∶1
【答案】D
【解析】分析该有机物的结构,可以发现分子中含有1个醛基、1个醇羟基、1个酚羟基、1个羧基,醇羟基、酚羟基和羧基均能与钠反应生成氢气,所以1 mol该有机物可以与3 mol Na反应;能与NaOH溶液发生反应的是酚羟基和羧基,所以1 mol该有机物可以与2 mol NaOH反应;只有羧基可以与NaHCO3反应,1 mol 羧基可与1 mol NaHCO3反应;所以等物质的量的该有机物消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比是3∶2∶1,故选D。
【变式训练2·变载体】水杨酸、冬青油、阿司匹林的结构简式如图,下列说法不正确的是( )
A.由水杨酸制冬青油的反应是取代反应
B.阿司匹林的分子式为C9H8O4,在一定条件下水解可得水杨酸
C.冬青油分子中苯环上的一氯取代物有4种
D.可用NaOH溶液除去冬青油中少量的水杨酸
【答案】D
【解析】由水杨酸制冬青油,可使其与甲醇发生取代反应制得,选项A正确;阿司匹林的分子式为C9H8O4,含有酯基,可水解生成水杨酸,选项B正确;冬青油分子中苯环上含有4种不同环境的H,则其苯环上的一氯取代物有4种,选项C正确;二者都能与氢氧化钠溶液反应,选项D不正确。
【逻辑思维与科学建模】【变式训练3】如图是合成某种药物的中间类似物。下列有关该物质的说法不正确的是( )
A.该物质含有三种官能团,并存在立体异构
B.1mol该物质最多与7mol H2反应
C.1mol该物质最多可以与5molNaOH发生反应
D.该物质与足量H2加成后的产物分子中含6个手性碳原子
【答案】D
【解析】A项,该物质含有碳碳双键、羧基、碳氯键,共三种官能团,碳碳双键两端均连接了不同的原子或基团,则该物质存在顺反异构,故A正确;B项,苯环、碳碳双键都能与氢气反应,1mol该物质最多与7molH2反应,故B正确;C项,1mol该物质含有1mol羧基和2mol苯环上的氯原子,苯环上的氯原子和NaOH反应后生成的酚羟基,继续消耗NaOH,故1mol该物质最多与5molNaOH反应,故C正确;D项,手性碳原子是连接4个不同的原子或原子团的碳原子,该物质与足量H2加成后的产物分子 中含4个手性碳原子(*号标出),故D错误;故选D。
考向2酯的结构及其性质
例2(2025·浙江省北斗星盟三模)以1,2-环氧丙烷和CO2为主要原料生产某种高分子材料的转化原理如下图所示。下列说法不正确的是( )
A.该转化流程中的两步反应的原子经济性已达最佳
B.甲的同分异构体只有4种(不计立体异构)
C.1mol乙与NaOH溶液反应最多消耗2molNaOH
D.甲、乙、丙三种有机物所含手性碳原子的个数比为1:1:n
【答案】B
【解析】A项,该转化流程中的两步反应的原子经济性已达最佳,100%转化,A正确;B项,甲的同分异构体只有6种,分别是:CH2(OH)CH=CH2、CH3-O-CH=CH2、CH3CH2CHO、,B错误;C项,1mol乙含2mol酯基,与NaOH溶液反应最多消耗2molNaOH,C正确;D项,甲、乙、丙三种有机物所含手性碳原子如图,甲()、乙()、丙(),个数比为1:1:n,D正确;故选B。
思维建模 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溴水、酸性高锰酸钾溶液氧化,也能与氢气发生加成反应等。
例如:1 mol官能团所消耗的NaOH、Br2、H2的物质的量的确定。
消耗物
举例
说明
NaOH
①1 mol醇酯基消耗1 mol NaOH
②1 mol酚酯基消耗2 mol NaOH
③1 mol酚羟基消耗1 mol NaOH
④醇羟基不消耗NaOH
⑤1 mol羧基消耗1 mol NaOH
⑥1 mol卤素原子消耗1 mol NaOH
Br2
①1 mol碳碳三键消耗2 mol Br2
②1 mol碳碳双键消耗1 mol Br2
③酚羟基的每个邻、对位各消耗1 mol Br2
H2
①1 mol酮羰基、醛基、碳碳双键消耗1 mol H2
②1 mol碳碳三键(或碳氮三键)消耗2 mol H2
③1 mol苯环消耗3 mol H2
①一般条件下羧基、酯基、酰胺基不与H2反应
②酸酐中的碳氧双键一般不与H2反应
【变式训练1·变考法】植物提取物抗氧化性活性成分M的结构如图,下列有关M的说法错误的是( )
A.存在顺反异构 B.苯环上的一溴代物共有5种
C.与Br2可发生取代和加成反应 D.酸性条件下的水解产物均可与NaOH溶液反应
【答案】D
【解析】A项,分子中含碳碳双键,双键两端基团不同,故存在顺反异构,A正确;B项,左边苯环有3种氢,右边苯环有2种氢,苯环上一溴代物共5种,B正确;C项,含酚羟基,苯环上可与Br2发生取代反应;含碳碳双键,可与Br2发生加成反应,C正确;D项,酸性条件下水解产物含羧基、酚羟基和醇羟基(CH3OH)等,醇羟基(CH3OH)不能与NaOH反应,D错误; 故选D。
【变式训练2·变载体】(2025·浙江杭州高二期中)某物质作为光敏树脂,用于光固化3D直写打印,结构如图。下列有关该物质的说法正确的是( )
A.存在4种含氧官能团
B.1mol该有机物最多能与4molNaOH、4molBr2发生化学反应
C.与H2完全加成后的产物中含4个手性碳原子
D.不能与FeCl3发生显色反应,不能在氢氧化钠的醇溶液中发生消去反应
【答案】D
【解析】A项,根据其结构式可知含有酯基、醚键、羟基共3种含氧官能团,故A错误;B项,该有机物中能与NaOH反应的是酯基,一共有两个酯基,即1mol该有机物最多能与2molNaOH反应,能与溴单质发生反应的是碳碳双键,一共有两个碳碳双键,即1mol该有机物最多能与2molBr2反应,故B错误;C项,该有机物与足量氢气加成后的产物是:,连接四个不同基团的碳原子为手性碳原子,因此如图所示,含有2个手性碳原子,故C错误;D项,含有苯环,但是苯环上没有直连的羟基,即不含酚羟基,因此不能与FeCl3发生显色反应,没有卤素原子,不能在氢氧化钠的醇溶液中发生消去反应,醇羟基发生消去反应的条件是浓硫酸、加热,故D正确;故选D。
【多步骤反应流程机理图】【变式训练3】(2025·浙江宁波十校高二期末)酯在NaOH溶液中发生水解反应,历程如下:
已知羧酸存在共振结构:,下列说法不正确的是( )
A.反应ⅰ是该水解反应的决速步骤
B.反应ⅱ涉及的物质中碳原子的杂化方式只有sp3
C.若用对进行标记,反应结束后羧酸盐中将存在18O
D.反应ⅰ中OH-进攻碳原子,是因为氧的电负性大于碳,导致碳原子带部分正电荷
【答案】B
【解析】A项,反应历程中最慢的一步是整个反应的决速步,结合图示可知,反应①为该反应的决速步骤,A正确;B项,反应ⅱ涉及中形成碳氧双键的碳原子杂化方式为sp2,生成物中碳原子连接四个单键为sp3杂化,B错误;C项,若用18O对OH-进行标记,反应ⅰ中OH-连在碳氧双键上的碳原子,反应ⅱ断开原酯基中的碳氧单键,形成羧基,根据已知信息,18O存在于羧基中,反应结束后羧酸盐中将存在18O,C正确;D项,反应①中OH-带负电,攻击的位置由碳和氧电负性大小决定,攻击电负性较弱在成键后电子云密度较小的碳原子,是因为氧的电负性大于碳,导致碳原子带部分正电荷,D正确;故选B。
考向3油脂的结构及其性质
例3某物质的结构为,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.1 mol该油脂一定条件下可与3 mol H2发生加成反应
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】硬脂酸为C17H35COOH,软脂酸为C15H31COOH,根据油脂的分子结构可知一个油脂分子中含1个和3个 (酯基)。合成油脂的高级脂肪酸是混酸,和H2加成时得不到硬脂酸甘油酯;1 mol该油脂一定条件下只能与1 mol H2发生加成反应;酯基在NaOH溶液中水解,得到肥皂的主要成分——高级脂肪酸钠;与该物质互为同分异构体,完全水解后产物相同的油脂均为高级脂肪酸在甘油上的取代位置不同而形成的异构体有两种:、。
【变式训练1·变考法】 “油”在生活生产中应用广泛,下列有关“油”的说法正确的是( )
A.食用油的主要成分是不饱和高级脂肪酸甘油酯,属于天然有机高分子化合物
B.汽油、煤油、生物柴油等均来源于石油,主要成分都是烃类
C.甘油是丙三醇的俗称,既可以做护肤品,又可以制作炸药
D.天然奶油、黄油等是从牛奶或羊奶中提取出的半固态物质,属于蛋白质
【答案】C
【解析】A项,油脂都是高级脂肪酸甘油酯,含碳碳双键较多的熔沸点较低常温下呈液态,则食用油的主要成分是不饱和高级脂肪酸甘油酯,但油脂相对分子质量没有成千上万,故其不属于有机高分子化合物,A错误;B项,汽油、煤油等均来源于石油,主要成分都是烃类,而生物柴油的主要成分是硬脂酸甲酯属于酯类物质,不是烃类,也不来源于石油,B错误;C项,甘油是丙三醇的俗称,具有很强的保湿功能,可以做护肤品,其与硝酸、浓硫酸反应生成的三硝酸甘油酯是一种烈性炸药,即甘油可以制作炸药,C正确;D项,天然奶油、黄油等是从牛奶或羊奶中提取出的半固态物质,是油脂不属于蛋白质,D错误;故选C。
【变式训练2·变考法】油脂是重要的营养物质,化合物M(结构如图)是一种不饱和脂肪酸甘油酯。下列说法错误的是( )
A.油脂能促进脂溶性维生素吸收 B.1molM最多可与9molH2发生加成反应
C.在NaOH溶液中,M能发生皂化反应 D.M难溶于水,易溶于有机溶剂
【答案】B
【解析】A项,脂溶性维生素不溶于水,而溶解于脂类以及有机溶剂中,在脂类吸收的时候,脂溶性维生素才能被吸收, 所以脂肪能促进脂溶性维生素的吸收,A正确;B项,根据题干中油脂的结构,1molM中只有6mol碳碳双键,则1molM最多可与6molH2发生加成反应,B错误;C项,油脂在碱性条件下发生水解得到高级脂肪酸盐和甘油的反应又叫皂化反应,C正确;D.M属于酯类物质,难溶于水,但易溶于有机溶剂中,D正确;故选B。
【变式训练3·变题型】某天然油脂A可发生下列反应:
已知:A的分子式为C57H106O6。1 mol该天然油脂A经反应①可得到1 mol D、1 mol不饱和脂肪酸B和2 mol直链饱和脂肪酸C。经测定B的相对分子质量为280,原子个数比为C:H:O=9:16:1。
(1)写出B的分子式:________。
(2)写出反应①的反应类型:________;C的名称(或俗称)是________。
(3)近日,电视媒体关于“氢化油危害堪比杀虫剂”的报道引发轩然大波,反应②为天然油脂的氢化过程。下列有关说法不正确的是________。
a.氢化油又称人造奶油,通常又叫硬化油
b.植物油经过氢化处理后会产生副产品反式脂肪酸甘油酯,摄入过多的氢化油,容易堵塞血管而导致心脑血管疾病
c.氢化油的制备原理是在加热植物油时,加入金属催化剂,通入氢气,使液态油脂变为半固态或固态油脂
d.油脂的氢化与油脂的皂化都属于加成反应
(4)D和足量金属钠反应的化学方程________________________________。
【答案】(1)C18H32O2
(2)取代反应(或水解反应) 硬脂酸
(3)d
(4)2C3H5(OH)3+6Na→2C3H5(ONa)3+3H2↑
【解析】(1)利用题给B分子中C、H、O原子个数比可得出B的最简式为C9H16O,最简式的式量为140,然后利用B B的相对分子质量为280,可求出B的分子式为C18H32O2。
(2)由转化关系可知反应①为油脂的水解反应(或取代反应),油脂为高级脂肪酸与甘油形成的酯,故可知D为甘油(C3H8O3),利用原子守恒,结合B的分子式与A的分子式可知,C的分子式为C17H35COOH,名称为硬脂酸。
(3) a项,氢化油又称人造奶油,通常又叫硬化油,a正确;b项,植物油经过氢化处理后会产生副产品反式脂肪酸甘油酯,摄入过多的氢化油,容易堵塞血管而导致心脑血管疾病,b正确;c项,氢化油的制备原理是在加热植物油时,加入金属催化剂,通入氢气,使液态油脂变为半固态或固态油脂,c正确;d项,油脂的氢化属于加成反应,油脂的皂化属于取代反应,故d项说法不正确。
(4)类比乙醇与Na的反应(金属钠可以置换出羟基中的H生成氢气),可知甘油D与足量金属钠反应的方程式为2C3H5(OH)3+6Na→2C3H5(ONa)3+3H2↑。
考向4胺的结构及其性质
例4(2025·浙江舟山高二期末)烟酰胺()通过抑制黑色素向表皮细胞的转运、减少氧化应激和促进皮肤屏障功能,发挥美白和抗衰老作用,是最近火爆全网的“网红”美白产品。它可由烟酸(又称维生素B3)合成,烟酸的其中一种化学合成方法如下图所示。(已知的结构和性质与苯相似。)下列有关说法不正确的是( )
A.3-甲基吡啶的分子式为C6H7N
B.1mol烟酸最多能与3molH2发生加成反应
C.烟酰胺在酸性条件下水解可以生成烟酸和铵盐
D.上图三种有机物中碱性最强的是中间体M
【答案】D
【解析】A项,由图可知,3-甲基吡啶的分子式为C6H7N,A正确;B项,已知的结构和性质与苯相似,1mol苯最多能与3molH2发生加成反应,故1mol烟酸最多能与3molH2发生加成反应,B正确;C项,酰胺基在酸性条件下能水解,烟酰胺在酸性条件下水解可以生成烟酸和铵盐,C正确;D项,-CN、-COOH为吸电子基团,-CH3为给电子基团,三种有机物中碱性最强的是3-甲基吡啶,D错误;故选D。
【变式训练1·变载体】(2025·浙江省嘉兴市高三三模)阿斯巴甜是一种常见的甜味剂,其结构如图所示,下列有关阿斯巴甜的说法不正确的是( )
A.阿斯巴甜有甜味,但不属于糖类物质
B.可用2种不同的氨基酸与甲醇合成阿斯巴甜
C.阿斯巴甜既能与酸反应,又能与碱反应
D.该分子中存在4个手性碳原子
【答案】D
【解析】A项,糖类物质是多羟基醛或多羟基酮及能水解生成多羟基醛或多羟基酮的物质,该物质结构不符合,故不属于糖类物质,A项正确;B项,可用、2种α-氨基酸与甲醇合成阿斯巴甜,B项正确;C项,阿斯巴甜结构中含有氨基、羧基、酯基、酰胺基,故既能与酸反应,又能与碱反应,C项正确;D项,该分子中只存在2个手性碳原子:中“*”所示,D项错误;故选D。
【新材料与学科知识结合】【变式训练2】(2025·浙江省衢州、丽水、湖州三地市高三二模)异烟肼是一种抗结核药物,可以与香草醛反应生成异烟腙,其转化过程如下:
下列说法正确的是( )
A.异烟腙分子式为C14H14N3O3
B.异烟肼既能与酸反应又能与碱反应
C.香草醛分子中最多16个原子共平面
D.香草醛与浓溴水反应时,最多消耗1mol Br2
【答案】B
【解析】A项,由异烟腙的结构简式可知,其分子式为C14H13N3O3,A错误;B项,异烟肼中含有氨基、酰胺基,可以和酸反应,含有酰胺基,能够和碱发生取代反应,B正确;C项,香草醛中苯环和醛基都是平面结构,苯环上的所有原子都在同一平面上,与苯环直接相连的氧原子和氢原子也共面,羟基H通过旋转可以与苯环共面,甲基中与C原子相连的H原子中最多有1个与苯环共面,则香草醛分子中最多17个原子共平面,C错误;D项,香草醛分子中含有酚羟基和醛基,1mol香草醛与浓溴水反应时,酚羟基的邻位氢原子可以被溴取代,醛基也可以被Br2氧化,消耗的Br2大于1mol,D错误;故选B。
【逻辑思维与科学建模】【变式训练3】1,2,3-三氮唑()是一类性能独特的五元氮杂环结构,在代谢转化、氧化还原、酸碱环境及热条件下均表现出很强的稳定性,目前已广泛应用于医药、农药以及材料等领域。如图所示的分子(M)是该杂环家族中重要的成员之一,下列说法正确的是( )
A.1,2,3-三氮唑中含有氨基和肽键 B.M中所有的碳原子一定共平面
C.M在空气中不易被氧化变质 D.1molM最多能消耗3mol NaOH
【答案】D
【解析】A项,肽键的结构简式为,1,2,3-三氮唑中不含有肽键,A错误;B项,碳碳单键可以旋转,因此M的苯环和另一个五元环不一定共平面,则M中的所有的碳原子不一定共平面,B错误;C项,M的结构中含有酚羟基,在空气中容易被氧化,C错误;D项,1molM中含有1mol酚羟基,可以消耗1molNaOH;含有1molCl原子发生水解反应后转化为酚羟基,消耗2molNaOH;则1molM最多能消耗3molNaOH,D正确;故选D。
考向5酰胺的结构及其性质
例5(2025·浙江省Z20名校联盟三模)如下图所示的自催化反应,Y作催化剂。下列说法正确的是( )
A.X能在碱性条件下水解生成CO2 B.碱性:Y强于X
C.Y中所有碳原子均共平面 D.随c(Y)增大,该反应速率会一直增大
【答案】B
【解析】A项,在碱性条件下水解生成的CO2要与碱反应生成碳酸盐,不会直接得到CO2气体,A错误;B项,Y中存在的二级胺基的碱性强于X中酰基的碱性,B正确;C项,Y中的碳原子存在烷烃基结构,不可能所有碳原子均共平面,C错误;D项,随着体系中c(Y)增大,Y在反应中起催化作用,反应初始阶段化学反应会加快,但随着反应的不断进行,反应物X的浓度不断减小,且浓度的减小占主要因素,反应速率又逐渐减小,即不会一直增大,D错误;故选B。
【变式训练1·变考法】(2025·浙江嘉兴高二期末)有机化合物M的结构如图所示,关于该物质的说法正确的是( )
A.M中不含手性碳原子
B.M能发生氧化反应,不能发生还原反应
C.M在酸性条件下水解可以得到CO2
D.M中所有原子可能共平面
【答案】C
【解析】A项,手性碳原子是指连接4个不同原子或原子团的碳原子,根据有机物M结构简式可知五元环中饱和碳原子为手性碳原子,A错误;B项,有机物M中存在酮羰基,可与氢气加成发生还原反应,B错误;C项,有机物M分子中存在酰胺基可发生水解,在酸性条件下水解可以得到CO2,C正确;D项,有机物M分子中存在sp3杂化的碳原子,说明存在立体结构,所有原子不可能共平面,D错误;故选C。
【变式训练2·变载体】瑞格列奈是一种口服促胰岛素分泌降糖药。其合成中间体结构简式如图所示,下列说法不正确的是( )
A.分子式为C29H37NO4 B.该分子有3种含氧官能团
C.该分子存在手性碳原子 D.能发生水解、氧化、加成反应
【答案】A
【解析】A项,根据该有机物的结构可知,分子式为C28H38NO4,故A错误;B项,该分子中有酯基、醚键、酰胺基三种含氧官能团,B正确;C项,碳原子上连接四个不同的原子和原子团的原子为手性碳原子,如图中★标示的碳原子为手性碳原子,C正确;D项,结构中有酯基和酰胺基可以水解,左侧与苯环连接碳原子上有H原子可以被KMnO4溶液氧化,苯环可以发生加成反应,D正确;故选A。
【有机化学与物质结构】【变式训练3】杯[3]咔唑某种衍生物的结构如下图所示,与传统的杯芳烃相比,其优势在于空腔更大,可以识别结构尺寸和体积较大的药物分子。
下列有关该有机物说法错误的是( )
A.能发生取代、加成、水解反应 B.有2种含氧官能团
C.分子中C原子杂化形式有2种 D.是一种超分子
【答案】D
【解析】A项,根据结构图形可知,该结构中含有苯环和酰胺基,故能发生取代、加成、水解反应,A正确;B项,根据结构图形可知,该结构中有酰胺基和羟基两种含氧官能团,B正确;C项,苯环上的碳原子和酰胺基中的碳原子采用的是sp2杂化,其余的碳原子属于饱和碳原子,采用的是sp3杂化,C正确;D项,杯[3]咔唑结合药物分子后才形成超分子,其本身不是超分子,D错误;故选D。
1.(2025·浙江6月卷,9,3分)科学家通过对水杨酸进行分子结构修饰,得到药物美沙拉嗪,下列说法不正确的是( )
A.反应1产物中是否含有残留的水杨酸,无法用FeCl3溶液检验
B.反应1中,需控制反应条件,防止水杨酸被氧化
C.反应2可通过还原反应生成美沙拉嗪
D.在盐酸中溶解性:水杨酸>美沙拉嗪
【答案】D
【解析】A项,有机物中含有酚羟基就能与FeCl3溶液发生显色反应,若反应1的产物中残留水杨酸,产物和水杨酸结构中都含有酚羟基,因此FeCl3溶液不能检验出水杨酸,A正确,B项,水杨酸分子中含有酚羟基,酚羟基具有还原性,容易被氧化,所以在反应1中,需控制反应条件,防止水杨酸被氧化,B正确;C项,反应2是将-NO2转化为-NH2,这是一个还原反应,所以反应2可通过还原反应生成美沙拉嗪,C正确;D项,水杨酸分子中含有酚羟基和羧基显酸性,在盐酸中与HCl不反应,而美沙拉嗪分子中含有氨基,氨基显碱性,在盐酸中会与HCl反应生成盐,更易溶解,所以在盐酸中溶解性:水杨酸<美沙拉嗪,D错误;故选D。
2.(2025·浙江6月卷,6,3分)可根据物质结构推测其性质,下列推测的性质不合理的是( )
选项
结构
性质
A
正戊醇和乙醇分子中均含有一个羟基
两者的水溶性相当
B
金属钨晶体中金属键强
金属钨熔点高
C
聚乳酸的结构是
聚乳酸可降解
D
油酸甘油酯分子中有碳碳双键
油酸甘油酯易被氧化变质
【答案】A
【解析】A项,正戊醇和乙醇分子中均含有一个羟基,可以和水分子形成氢键,但随着碳链增长,醇的极性部分所占比例降低,正戊醇的水溶性明显低于乙醇,A错误;B项,金属钨是金属晶体,其中的金属键很强,导致金属钨熔点高,B正确;C项,由聚乳酸的结构可知其中含有酯基,可以发生水解反应,在自然环境中可降解,C正确;D项,油酸甘油酯分子中含碳碳双键,易被氧化而变质生成醛、酮、酸等氧化产物,D正确;故选A。
3.(2025·浙江1月卷,9,3分)抗坏血酸(维生素C)是常用的抗氧化剂。
下列说法不正确的是( )
A.可用质谱法鉴别抗坏血酸和脱氢抗坏血酸
B.抗坏血酸可发生缩聚反应
C.脱氢抗坏血酸不能与NaOH溶液反应
D.1个脱氢抗坏血酸分子中有2个手性碳原子
【答案】C
【解析】A项,已知质谱法可以测量有机物的相对分子质量,抗坏血酸和脱氢抗坏血酸的相对分子质量不同,故可用质谱法鉴别抗坏血酸和脱氢抗坏血酸,A正确;B项,由题干抗坏血酸的结构简式可知,抗坏血酸中含有4个羟基,故抗坏血酸可发生缩聚反应,B正确;C项,由题干脱氢抗坏血酸的结构简式可知,脱氢抗坏血酸中含有酯基,故能与NaOH溶液反应,C错误;D项,由题干脱氢抗坏血酸的结构简式可知,1个脱氢抗坏血酸分子中有2个手性碳原子,如图所示:,D正确;故选C。
4.(2024·浙江1月卷,11,3分)制造隐形眼镜的功能高分子材料Q的合成路线如下:
下列说法不正确的是( )
A.试剂a为 NaOH乙醇溶液 B.Y易溶于水
C.Z的结构简式可能为 D.M分子中有3种官能团
【答案】A
【解析】X可与溴的四氯化碳溶液反应生成C2H4Br2,可知X为乙烯;C2H4Br2发生水解反应生成HOCH2CH2OH,在浓硫酸加热条件下与Z发生反应生成单体M,结合Q可反推知单体M为CH2=C(CH3)COOCH2CH2OH;则Z为。项, 根据分析可知,1,2-二溴乙烷发生水解反应,反应所需试剂为 NaOH水溶液,A错误;B项,Y为HOCH2CH2OH,含羟基,可与水分子间形成氢键,增大在水中溶解度,B正确;C项,Z的结构简式可能为,C正确;D项,M结构简式:CH2=C(CH3)COOCH2CH2OH,含碳碳双键、酯基和羟基3种官能团,D正确;故选A。
5.(2023•浙江1月卷,9,3分)七叶亭是一种植物抗菌素,适用于细菌性痢疾,其结构如图,下列说法正确的是( )
A.分子中存在2种官能团
B.分子中所有碳原子共平面
C.1 mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗2 molBr2
D.1 mol该物质与足量溶液反应,最多可消耗3 molNaOH
【答案】B
【解析】A项,根据结构简式可知分子中含有酚羟基、酯基和碳碳双键,共三种官能团,A错误;B项,分子中苯环确定一个平面,碳碳双键确定一个平面,且两个平面重合,故所有碳原子共平面,B正确;C项,酚羟基含有两个邻位H可以和溴发生取代反应,另外碳碳双键能和单质溴发生加成反应,所以最多消耗单质溴3mol,C错误;D项,分子中含有2个酚羟基,含有1个酯基,酯基水解后生成1个酚羟基,所以最多消耗4molNaOH,D错误;故选B。
6.(2022•浙江1月卷,15,2分)关于化合物,下列说法正确的是( )
A.分子中至少有7个碳原子共直线 B.分子中含有1个手性碳原子
C.与酸或碱溶液反应都可生成盐 D.不能使酸性KMnO4稀溶液褪色
【答案】C
【解析】A项,图中所示的C课理解为与甲烷的C相同,故右侧所连的环可以不与其在同一直线上,分子中至少有5个碳原子共直线,A错误;B项,,分子中含有2个手性碳原子,B错误;C项,该物质含有酯基,与酸或碱溶液反应都可生成盐,C正确;D项,含有碳碳三键,能使酸性KMnO4稀溶液褪色,D错误;故选C。
7.(2022•浙江6月卷,15,2分)染料木黄酮的结构如图,下列说法正确的是( )
A.分子中存在3种官能团
B.可与HBr反应
C.1 mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗4 mol Br2
D.1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗2 mol NaOH
【答案】B
【解析】A项,根据结构简式可知分子中含有酚羟基、羰基、醚键和碳碳双键,共四种官能团,A错误;B项,含有碳碳双键,能与HBr发生加成反应,B正确;C项,酚羟基含有四种邻位或对位H,另外碳碳双键能和单质溴发生加成反应,所以最多消耗单质溴5mol,C错误;D项,分子中含有3个酚羟基,所以最多消耗3molNaOH,D错误;故选B。
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第03讲 烃的衍生物
目录
01
02 体系构建·思维可视
03 核心突破·靶向攻坚
考点一 卤代烃的结构与性质
知识点1卤代烃的结构及性质
知识点2卤代烃的检验
考向1卤代烃的结构及性质
考向2卤代烃的检验
【思维建模】卤代烃(RX)中卤素原子的检验方法
考向3卤代烃在有机合成中的作用
【思维建模】卤代烃在有机合成中的应用
考点二 醇、酚、醚的结构与性质
知识点1醇、酚、醚的结构
知识点2醇、酚、醚的性质
考向1醇的结构与性质
【思维建模】醇催化氧化、消去反应与规律
考向2酚的结构与性质
考点三 醛、酮的结构与性质
知识点1醛的结构与性质
知识点2检验醛基的实验
知识点3酮的结构与性质
考向1醛、酮的结构与性质
考向2 醛基的检验
【思维建模】-CHO与C=C都存在时检验策略
考点四 羧酸及其衍生物的结构与性质
知识点1羧酸的结构及其性质
【思维建模】含羟基物质性质的比较
知识点2酯的结构及其性质
知识点3油脂的结构及其性质
知识点4胺的结构及其性质
知识点5酰胺的结构及其性质
考向1羧酸的结构及其性质
考向2酯的结构及其性质
【思维建模】确定多官能团有机物性质的三步骤
考向3油脂的结构及其性质
考向4胺的结构及其性质
考向5酰胺的结构及其性质
04真题溯源·考向感知
考点要求
考查形式
2025年
2024年
2023年
卤代烃
选择题
非选择题
——
浙江1月卷T11,3分
浙江6月卷T10,3分
醇和酚
选择题
非选择题
浙江6月卷T6,3分
浙江6月卷T8,3分
——
浙江1月卷T9,3分
醛和酮
选择题
非选择题
——
——
浙江6月卷T8,3分
羧酸及其衍生物
选择题
非选择题
浙江1月卷T9,3分
浙江6月卷T9,3分
浙江1月卷T10,3分
——
考情分析:
1.从考查题型和内容上看,烃的衍生物是浙江选考必考点,题型比较固定,通常以新材料、新药物、新颖实用的有机物的合成为载体考查卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸及其衍生物的结构、性质及相互转化关系,有机物结构简式的确定、反应类型的判断、化学方程式的书写、同分异构体的判断和书写等。
2.从命题思路上看,仍然在选择题中考查卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸及其衍生物的结构和性质,在非选择题中考查官能团的转化,考查考生的信息处理能力、知识迁移能力、分析推理能力以及思维创新能力。
复习目标:
1.卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸及其衍生物的官能团;
2.卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸及其衍生物的典型代表物的性质及检验;
3.卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸及其衍生物的同分异构体的书写规律;
4.卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸及其衍生物之间的相互转化
(
) 考点一 卤代烃的结构与性质
知识点1卤代烃的结构及性质
1.结构特点及分类
2.物理性质
(1)状态:通常情况下,除________、________、________等少数为气体外,其余为液体或固体;
(2)沸点:比同碳原子数的烃沸点要______;
(3)溶解性:水中________,有机溶剂中__________;
(4)密度:一般一氟代烃、一氯代烃比水______,其余比水______。
3.化学性质
(1)水解反应(取代反应)
①反应条件:________________、________
②反应:CH3CH2Br+NaOH ________________
③原理:卤素原子的电负性比碳原子______,使C-X的电子向卤素原子偏移,形成一个极性较强的共价键Cδ+-Xδ-。在化学反应中,C-X较易________,使卤素原子被其他原子或原子团所取代。
(2)消去反应
①反应条件:________________、________
②反应:CH3CH2Br+NaOH _______________________
③原理:消________和所连碳原子的相________上的氢原子。
④卤代烃消去反应产物种类的判断:有几种β-H就有几种消去产物
⑤邻二卤代烃发生消去反应后可能在有机物中引入碳碳三键或两个碳碳双键。
或
得分速记
卤代烃的水解反应和消去反应的比较
反应类型
水解反应
消去反应
结构特点
一般是一个碳原子上只有一个-X
与-X相连的碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子
反应实质
一个-X被-OH取代
R—CH2—X+NaOHR—CH2OH+NaX
从碳链上脱去HX分子
+NaOH+NaX+H2O
反应条件
强碱的水溶液,常温或加热
强碱的醇溶液,加热
反应特点
有机的碳架结构不变,-X变为-OH,无其它副反应
有机物碳架结构不变,产物中有碳碳双键或碳碳叁键生成,可能有其它副反应发生
产物特征
引入—OH,生成含—OH的化合物
消去HX,生成含碳碳双键或碳碳三键的不饱和键的化合物
结论
溴乙烷在不同的条件下发生不同类型的反应
4.卤代烃的制备
(1)烃的卤代反应,如:
①苯与Br2反应的化学方程式:_______________________________________。
②C2H5OH与HBr反应的化学方程式:_______________________________________。
(2)不饱和烃的加成反应,如:
①丙烯与Br2 反应的化学方程式:_______________________________________。
②丙烯与 HBr反应的化学方程式:_______________________________________。
③乙炔与HCl制氯乙烯的化学方程式:_______________________________________。
5.卤代烃在有机合成中的重要作用——“桥梁”作用
(1)引入新官能团;
(2)实现官能团的移位;如:
(3)变换官能团的个数;如:
(4)与格氏试剂有关的信息
格氏试剂:RMgX(X表示卤素原子),用RX与金属Mg制取。是有机合成中常用的一种试剂,起到增长碳链的作用
①格氏试剂(R′MgX)与醛或酮反应
方程式
机理解读
格氏试剂与醛、酮反应时,格氏试剂的烃基进攻羰基碳,生成卤代烃氧基镁,酸化后得到醇。即:
②格氏试剂(R′MgX)与酯的反应
方程式
机理解读
格氏试剂与酯的反应,从形式上可以看成二步:首先格氏试剂的烃基取代酯中的烷氧基(—OCH2CH3)生成醛或酮;生成的醛或酮再进一步与格氏试剂反应,最终生成醇
实例
6.卤代烃对环境、健康产生的影响
氟氯烃在大气平流层中会破坏臭氧层,是造成臭氧空洞的主要原因。
知识点2卤代烃的检验
1.实验步骤及原理
实验步骤
实验原理
①取少量卤代烃于试管中
R-X+NaOH ______________
②加入NaOH溶液
③加热
④冷却⑤加入稀硝酸酸化
HNO3+NaOH=NaNO3+H2O
⑥加入AgNO3溶液
AgNO3+NaX=_______________
2.实验流程及结论
得分速记
(1)卤代烃均属于非电解质,不能电离出X-,必须转化成X-,酸化后方可用AgNO3溶液来检验。
(2)将卤代烃中的卤素转化为X-,可用卤代烃的水解反应,也可用消去反应(与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢)。
考向1卤代烃的结构及性质
例1(2025·浙江省绍兴市高三二模)一些害虫体内的酶会使DDT发生催化反应脱去HCl变成DDE。
下列说法不正确的是( )
A.可以用红外光谱鉴别DDT和DDE B.DDT在氢氧化钠水溶液中加热可以转化成DDE
C.DDE中所有原子可能在同一平面上 D.DDT和DDE中均不含手性碳
【变式训练1·变考法】(2025·浙江浙东北县域发展联盟二模)卤代烃的取代反应和消去反应是竞争反应,卤代烃的消去反应的主要机理(扎依采夫规则)如下:
此外,CH2ClCH3、CH3CHClCH3、(CH3)2CClCH3在NaOH乙醇溶液中发生消去反应的活化能逐渐减小。下列说法错误的是( )
A.氯代烃在强碱性弱极性试剂下主要发生消去反应
B.卤代烃消去反应的产物直接通入酸性KMnO4溶液中,紫红色溶液褪色,可证明有烯烃生成
C.卤代烃一定条件下发生消去反应的最主要有机产物的结构简式为
D.卤代烃碳卤键的碳原子上的氢越少,消去反应越易发生
【实验创新与科学探究】【变式训练2】醇与氢卤酸反应是制备卤代烃的重要方法。实验室由乙醇、溴化钠固体、浓硫酸制备溴乙烷的实验装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.仪器a上口进水,下口出水
B.反应一段时间后,烧杯中下层出现油状液体
C.生成溴乙烷的化学方程式:
D.升高温度,一定能加快反应速率和溴乙烷的产率
【多步骤反应流程机理图】【变式训练3】如果在反应体系中只有底物和溶剂,没有另加试剂,那么底物就将与溶剂发生反应,溶剂就成了试剂,这样的反应称为溶剂解反应。如三级溴丁烷在乙醇中可以发生溶剂解反应,反应的机理和能量进程图如下所示:
下列说法不正确的是( )
A.三级溴丁烷在乙醇中的溶剂解反应属于取代反应
B.不同卤代烃在乙醇中发生溶剂解反应的速率取决于相应碳卤键的键能
C.该反应机理中的中间产物中的碳原子有两种杂化方式
D.卤代烃在发生消去反应时可能会有醚生成
考向2卤代烃的检验
例2化学学习小组检验1-溴丁烷中的溴元素的操作如下,下列说法不正确的是( )
A.加入NaOH溶液并静置后,有机层在下层
B.若试剂为AgNO3溶液,可观察到淡黄色沉淀
C.“冷却”后滴加酸性KMnO4可检验有机产物
D.NaOH溶液也可以换成NaOH的乙醇溶液
思维建模 卤代烃(RX)中卤素原子的检验方法
RX
【变式训练1·变考法】为了测定某卤代烃分子中所含有的卤素原子种类,可按下列步骤进行实验: ①量取该卤代烃液体;②冷却后加入稀硝酸酸化;③加入AgNO3溶液至沉淀完全;④加入适量NaOH溶液,煮沸至液体不分层;正确操作顺序为( )
A.④③②① B.①④②③ C.③①④② D.①④③②
【变式训练2·变载体】某学生将氯乙烷与NaOH溶液共热几分钟后,冷却,滴入AgNO3溶液,最终未得到白色沉淀,其主要原因是( )
A.加热时间太短 B.不应冷却后再加入AgNO3溶液
C.加入AgNO3溶液前未用稀硝酸酸化 D.反应后的溶液中不存在Cl-
【实验创新与科学探究】【变式训练3】(2025·浙江Z20联盟一模)“复方氯乙烷气雾剂”为氯乙烷的有机溶液,测定其中氯乙烷含量的步骤如下:
下列说法不正确的是( )
A.步骤①,量取试样时不能用碱式滴定管
B.步骤①,将NaOH水溶液改成NaOH乙醇溶液不会影响氯乙烷百分含量的测定
C.步骤②,若加入的稀硝酸不足,则会使氯乙烷百分含量测定结果偏低
D.步骤③,先水洗再乙醇洗,可使氯乙烷百分含量测定结果更准确
考向3卤代烃在有机合成中的作用
例3(2025·浙江ZBD联盟高二期中)H是生产某些液晶材料和药物的原料,现以烃A为基础原料合成H的路线如下。下列说法正确的是( )
A.有机物D、G一定为卤代烃
B.H的核磁共振氢谱有二个峰
C.合成过程涉及取代反应、加成反应、消去反应
D.反应⑤可能生成与F互为同分异构体的副产物,该副产物的结构简式为
思维建模 卤代烃在有机合成中的应用
(1)连接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可水解转化为醇或酚,进一步可转化为醛、酮、羧酸和酯等;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烯烃或炔烃。
如:―→醛或羧酸
(2)改变官能团的个数
如CH3CH2BrCH2===CH2CH2BrCH2Br。
(3)改变官能团的位置
如CH2BrCH2CH2CH3CH2===CHCH2CH3。
(4)进行官能团的保护
如在氧化CH2===CHCH2OH的羟基时,碳碳双键易被氧化,常采用下列方法保护:
CH2===CHCH2OHCH2===CH—COOH。
【变式训练1·变考法】有机合成需选择合理的反应条件和合成路线。下列途径不能达到目的的是( )
A.
B.
C.
D.
【变式训练2·变载体】利用Heck反应合成一种药物中间体需要经历如图反应过程。下列有关说法错误的是( )
A.a、b、c中只有a是苯的同系物
B.c既可发生氧化反应,也可发生聚合反应
C.a、b、c中所有碳原子均有可能共面
D.向反应b→c所得混合物中滴入AgNO3溶液,可证明b中是否含有氯元素
【变式训练3·变题型】有机物A()在一定条件下的转化如图,下列说法正确的是( )
A.物质B的名称为3-甲基-1-丁烯 B.反应C→A为加成反应
C.物质B可能存在顺反异构 D.与物质C互为同分异构体的醇共有7种
(
) 考点二 醇、酚、醚的结构与性质
知识点1醇、酚、醚的结构质
1.醇、酚、醚的概念
(1)醇是_______与链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___________。
(2)酚是羟基与苯环_______相连而形成的化合物,最简单的酚为___________________。
(3)醚是由___________连接两个烷基或芳基所形成,醚的通式为:___________。醚类化合物都含有_______。它还可看作是醇或酚羟基上的氢被烃基所取代的化合物。
2.醇的分类
(1)分类:
(2)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
CH3OH
状态
无色液体,有毒
无色黏稠液体
无色黏稠液体
熔沸点、溶解性
沸点低易挥发、易溶于水
与水和乙醇互溶
用途
化工生产、车用燃料
发动机防冻液、合成高分子的原料
制造化妆品、三硝酸甘油酯
3.醚的分类
(1)根据烃基是否相同可以分为:
①两个烃基相同的醚成为_______醚,也叫_______醚。
②两个烃基不相同的醚称为_______醚,也叫_______醚。
(2)根据两个烃基的类别,醚还可以分为_______醚和_______醚。在脂肪醚中,分子中不是由氧原子和碳原子结合成环状醚结构的醚称为_______醚。还可细分为_______醚和_______醚。有氧原子和碳原子结合成环状醚结构的醚称为____醚。环上含氧的醚称为____醚或___________。含有多个氧的大环醚因形如皇冠称之为____醚。
4.醇、酚、醚的命名
(1)醇的命名
①选择含有与_______相连的碳原子的最长碳链为主链,根据碳原子数目称____醇;
②从距离_______最近的一端给主链碳原子依次编号;
③醇的名称前面要用___________标出羟基的位置;羟基的_______用“二”“三”等表示。
(2)酚的命名
①去除酚羟基,留下苯环或苯的同系物,先命名上述名称,例如,甲(基)苯,乙(基)苯。
②加上酚羟基,看在苯环的什么位置,共有邻、间、对三个位置,例如甲苯,在除甲基外的正六边形上依次分别标上12345,共5个位置,其中15,24位置相同,则1位为邻位,2位为间位,3位为对位,那么酚羟基在哪个位置上,就叫X甲苯酚。以此类推。
(3)醚的命名
一般醚以与氧相连的烃基加醚字命名,例如,C2H5─O─C2H5称二乙基醚,简称_____醚,CH3─O─C2H5称甲基乙基醚,简称_______醚。环醚一般用俗名。
知识点2醇、酚、醚的性质
1.醇类物理性质的变化规律
(1)溶解性:低级脂肪醇_______于水。饱和一元醇的溶解度随着分子中碳原子数的递增而逐渐_______
(2)密度:一元脂肪醇的密度一般_______1 g·cm-3。
(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逐渐_______。
②醇分子间存在_______,所以相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点远远_______烷烃。
2.苯酚的物理性质
(1)纯净的苯酚是_______晶体,有_______气味,易被空气氧化_______色。
(2)苯酚常温下在水中的溶解度不大,当温度高于65℃时,能与水_______,苯酚_______于酒精。
(3)苯酚有____,对皮肤有强烈的腐蚀作用,如果不慎沾到皮肤上应立即用_______洗涤。
3.醚的物理性质
(1)多数醚是____挥发、____燃的_______液体,有香味,沸点____,比水____,性质_______。与醇不同,醚分子之间_______形成氢键,所以沸点比同组分醇的沸点____________,如乙醇的沸点为78.4℃,甲醚的沸点为-24.9℃;正丁醇的沸点为117.8℃,乙醚的沸点为34.6℃。
(2)多数醚_______于水,但环状醚类如常用的四氢呋喃和___________却能和水___________,这是由于二者和水形成氢键。乙醚的碳氧原子数虽然和四氢呋喃的相同,但因后者的氧和碳架共同形成环,氧原子突出在外,容易和水形成氢键,而乙醚中的氧原子"被包围"在分子之中,难以和水形成氢键,所以乙醚只能稍溶于水。
4.由断键方式理解醇的化学性质(以乙醇为例)
反应物
及条件
断键位置
反应类型
化学方程式
Na
___________
___________
____________________________________________
HBr,△
___________
___________
____________________________________________
O2
(Cu,△)
___________
___________
____________________________________________
浓硫酸,
170 ℃
___________
___________
____________________________________________
浓硫酸,
140 ℃
___________
___________
____________________________________________
CH3COOH
(浓硫酸)
___________
___________
____________________________________________
5.由基团之间的相互影响理解酚的化学性质
(1)苯环对羟基的影响——_______性
由于苯环对羟基的影响,使酚羟基比醇羟基___________,可以发生_______。
①苯酚的电离方程式为______________________。苯酚俗称___________,但酸性很弱,_______使石蕊溶液变红。
②与碱的反应:苯酚的浑浊液现象为液体变_______现象为溶液又变_______。
该过程中发生反应的化学方程式分别为
____________________________________________。
____________________________________________。
③与活泼金属反应:
____________________________________________
(2)羟基对苯环的影响——苯环上邻对位氢原子的_______反应
由于羟基对苯环的影响,使苯酚中苯环上的氢比苯分子中的氢活泼。苯酚稀溶液中滴入过量的浓溴水中产生现象为:产生白色沉淀。其化学方程式为:
____________________________________________。
(3)显色反应:苯酚溶液中滴如FeCl3溶液,溶液变为______色。
(4)氧化反应:苯酚易被空气中的氧气氧化而显________色,易被___________________氧化,易_______。
(5)缩聚反应:苯酚与甲醛在催化剂作用下,可发生_______反应,化学方程式是:
____________________________________________。
【特别提醒】苯酚是重要的医用消毒剂和化工原料,广泛用于制造酚醛树脂、染料、医药、农药等。酚类化合物均有毒,是重点控制的水污染物之一。苯酚有毒,浓溶液对皮肤有强腐蚀性,如皮肤不慎沾上苯酚溶液,应立即用酒精洗涤,再用水冲洗。
得分速记
醇和酚的性质比较
类别
脂肪醇
芳香醇
酚
实例
CH3CH2OH
C6H5CH2CH2OH
C6H5OH
官能团
—OH
—OH
—OH
结构特点
—OH与链烃基相连
—OH与芳香烃侧链上的碳原子相连
—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)脱水反应;(4)氧化反应;(5)酯化反应
(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
考向1醇的结构与性质
例112025·浙江省第一届NBchem三模)有机化学是十分重要的一门学科,下面关于有机物的说法不正确的是( )
A.已知在气相中的酸性:,烷基是吸电子的
B.,加碱可以提高产率,且用NaOH好于KOH
C.-OH的吸电子能力大于-CH3,因此酸性:CH3COOH<HOCOOH
D.蛋白质是两性分子,可以和酸、碱反应
思维建模 醇催化氧化、消去反应与规律
(1)醇能否发生催化氧化及氧化产物类型取决于醇分子中是否有α-H及其个数:
(2)醇能否发生消去反应取决于醇分子中是否有β-H,若β碳原子上没有氢原子,则不能发生消去反应。如: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。
【变式训练1·变考法】下列醇类物质中,既能发生消去反应,又能发生催化氧化反应并生成醛类物质的是( )
【药物与学科知识结合】【变式训练2】异山梨醇广泛应用于化妆品、塑料、医药等领域。以山梨醇为原料,经两步酸催化,可以制得异山梨醇。其中一种制备方法如图:
下列说法正确的是( )
A.山梨醇与异山梨醇互为同分异构体,均属于醇类物质
B.在制备1,4-脱水山梨醇时,是反应中可能生成的副产物
C.山梨醇熔、沸点较高,原因是其含有较强的分子间氢键和较大的分子间范德华力
D.山梨醇、1,4-脱水山梨醇、异山梨醇分别与钠反应,最多能消耗金属钠的物质的量分别为6mol、4mol、2mol
【逻辑思维与科学建模】【变式训练3】氮杂冠醚中氮、氧原子能与某些过渡金属离子配位从而对过渡金属离子进行筛选。为增强其配位能力,用LiAlH4还原氮杂冠醚M可得氮杂冠醚Q,反应机理的第一步为碳氧双键与进行加成。下列说法正确的是( )
A.氮杂冠醚M的化学式为C16H22NO5
B.氮杂冠醚能实现水相与有机相间的物质转移
C.氮杂冠醚M、Q中含有的官能团种类相同
D.中间体R 的结构为:
考向2酚的结构与性质
例2(2025·浙江省县域教研联盟高三模拟考试)有机物X的结构如图所示,下列关于X的说法不正确的是( )
A.分子式为C21H30O2
B.X分子中至少含有3个手性碳原子
C.与溴水反应时1molX最多消耗4molBr2
D.若核磁共振氢谱显示-C5H11结构中有2种氢,则X中有5个甲基
【药物合成与学科知识结合】【变式训练1】(2025·浙江省绍兴市三模)有机物P是一种治疗心律失常的药物,其部分合成路线如图所示(部分反应条件已略去)。
下列说法中错误的是( )
A.M→N为取代反应 B.M与溴水反应最多消耗2molBr2
C.P完全氢化后有4个手性碳 D.P不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【变式训练2·变载体】化合物Z是合成消炎镇痛药萘普生的一种重要原料,其结构简式如图所示。下列有关该化合物说法错误的是( )
A.能与FeCl3溶液发生显色反应 B.分子式为:C13H10O3
C.1molZ最多可与7molH2发生加成反应 D.能发生酯化、加成、氧化反应
【逻辑思维与科学建模】【变式训练3】金缕梅单宁主要用于化工、生物、制药等领域,其结构简式如图所示。下列关于金缕梅单宁的说法错误的是( )
A.分子中含有4个手性碳原子 B.与FeCl3溶液作用显紫色
C.分子中所有碳原子可能共平面 D.能发生取代反应、加成反应、氧化反应和消去反应
(
) 考点三 醛、酮的结构与性质
知识点1醛的结构与性质
1.醛的定义:由烃基(或氢原子)与_______相连而构成的化合物,简写为RCHO。_______是最简单的醛。饱和一元醛分子的组成通式为_____________。
2.醛的分类
醛
3.常见的醛——甲醛、乙醛
(1)甲醛、乙醛的分子组成和结构
名称
结构式
分子式
结构简式
官能团
甲醛
_______
_______
乙醛
______________
______________
(2)甲醛、乙醛的物理性质:
名称
颜色
常态
气味
溶解性
甲醛
无色
_______态
_______
_______水
乙醛
_______态
_______
与水、乙醇等互溶
4.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
(1)醛类的氧化反应(以乙醛为例)
A.O2:____________________________________________。
B.弱氧化剂:
新制Cu(OH)2悬浊液:____________________________________________。
银氨溶液:______________________________________________________。
C.其他强氧化剂:如KMnO4(H+)、溴水,使KMnO4(H+)、溴水_______。
(2)醛的还原反应(催化加氢):____________________________________________。
(3)醛与具有极性键共价分子的羰基加成反应:____________________________________________。
得分速记
(1)银镜反应:A.试管内壁必须洁净;B.银氨溶液随用随配,不可久置;C.水浴加热,不可用酒精灯直接加热;D.醛用量不宜太多,一般加3滴;e.银镜可用稀HNO3洗涤。
(2)与新制的Cu(OH)2反应:A.Cu(OH)2要随用随配,不可久置;B.配制Cu(OH)2时,所用NaOH必须过量;C.反应液用酒精灯直接加热。
5.特殊的醛——甲醛
(1)结构特点与化学性质
甲醛的分子式为CH2O,其分子可以看成含_______个醛基,如图所示。
银镜反应的化学方程式为:_____________________________________________________。
与新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式为:____________________________________________。
(2)用途及危害
A.用途:水溶液可用于浸制_________,用来生产_________。
B.危害:引起人_______。
6.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_________,具有_______ (用于种子杀菌)和_________ (用于浸制生物标本)。
(3)劣质的装饰材料中挥发出的_______是室内主要污染物之一。
(4)甲醛与苯酚发生缩聚反应生成_________。
得分速记
常用的定量关系
(1)银镜反应
①普通醛:R-CHO~2[Ag(NH3)2]OH~2Ag
②甲醛:HCHO~4[Ag(NH3)2]OH~4Ag
(2)与新制Cu(OH)2悬浊液的反应
①普通醛:R-CHO~2Cu(OH)2~Cu2O
②甲醛:HCHO~4Cu(OH)2~2Cu2O
知识点2检验醛基的实验
1.银镜反应实验
(1)配制银氨溶液
①过程:在洁净的试管中加入AgNO3溶液,向AgNO3溶液中滴加稀氨水,边滴边振荡,至最初产生的沉淀恰好完全溶解为止
②反应:AgNO3+NH3·H2OAgOH↓+NH4NO3;AgOH+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]OH+2H2O
(2)银镜反应
①反应:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH _____________________________
②加热方式:_________加热,不可用酒精灯直接加热
③反应环境:银氨溶液自身显_________
④反应液配制:银氨溶液随用随配,不可久置
⑤仪器洗涤:银镜可用_________浸泡洗涤除去
⑥应用:用于制镜、保温瓶胆、醛基的检验与测定
2.醛与新制的Cu(OH)2悬浊液反应
(1)配制新制的Cu(OH)2悬浊液
①过程:向2 mL NaOH溶液中滴几滴CuSO4溶液(碱要过量)
②反应:CuSO4+2NaOHCu(OH)2↓+Na2SO4
(2)氧化反应
①反应:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH _______________________
②加热方式:反应液必须直接_________
③反应环境:银氨溶液自身显_________
④反应液配制:配制悬浊液时,_________必须过量;新制Cu(OH)2悬浊液要随用随配,不可久置
⑤仪器洗涤:Cu2O可用_________浸泡洗涤除去
⑥应用:用于醛基的检验与测定
知识点3酮的结构与性质
1.酮的结构
(1) _______与两个烃基相连的化合物,酮的结构简式可表示为;官能团:,名称为___________或_______。
(2)饱和一元酮的组成通式为______________,与同碳原子数的_________、烯醇、烯醚等互为同分异构体。
2.酮的化学性质
(1)不能发生_______反应,_______被新制Cu(OH)2氧化。
(2)能发生_______反应
3.丙酮
丙酮是最简单的酮,是_________的液体,沸点56.2℃,_____挥发,可与_____、乙醇等互溶,是重要的有机溶剂和化工原料。
得分速记
醛和酮的区别与联系
官能团
官能团位置
结构通式
区
别
醛
醛基:
碳链末端(最简单的醛是甲醛)
(R为烃基或氢原子)
酮
羰基:
碳链中间(最简单的酮是丙酮)
(R、R′均为烃基)
联系
碳原子数相同的饱和一元脂肪醛和饱和一元脂肪酮互为同分异构体
考向1醛、酮的结构与性质
例1(2025·浙江省温州市三模)糠醛是一种重要的化工原料,可用于药物、合成材料等。
下列说法不正确的是( )
A.可用红外光谱鉴别木糖和糠醛 B.1个木糖分子中有3个手性碳原子
C.木糖中碳原子有sp2、sp3两种杂化方式 D.糠醛在碱性条件下发生水解反应
【变式训练1·变考法】下列关于醛、酮加成反应的化学方程式的书写,错误的是( )
A.CH3CHO+HCN
B.CH3CHO+NH3
C.CH3CHO+CH3OH
D.
【变式训练2·变载体】(2025·河北省沧衡名校联盟高三联考)某抗癌药物中间体的合成方法如图。下列说法正确的是( )
A.含氧官能团种数: B.可用银氨溶液鉴别a和b
C.b分子中含有1个手性碳原子 D.a分子中最多有13个原子处于同一平面
【变式训练3·变载体】颠茄酮的合成最初通过十余步反应合成总产率为0.75%,后来罗宾逊改进合成思路只用三步合成总产率高达90%。
下列说法正确的是( )
A.物质A的化学名称为二丁醛
B.第①步反应类型为取代反应
C.中间产物D既能与盐酸反应又能与NaOH反应
D.该方法总收率高主要是由于该路线的原子利用率高
考向2醛基的检验
例2有机物A是一种重要的化工原料,其结构简式为,下列检验A中官能团的试剂和顺序正确的是( )
A.先加KMnO4酸性溶液,再加银氨溶液,微热
B.先加溴水,再加KMnO4酸性溶液
C.先加银氨溶液,微热,再加溴水
D.先加入足量的新制Cu(OH)2悬浊液,微热,酸化后再加溴水
思维建模 —CHO与C==C都存在时检验策略
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C==C都存在时,要检验C==C双键的存在,必须先用弱氧化剂将—CHO氧化后,再用强氧化剂检验C==C的存在。
【变式训练1·变考法】实验室用银氨溶液检验醛基的实验中,下列说法错误的是
A.检验试剂:银氨溶液必须新制 B.所需玻璃仪器:试管,胶头滴管,烧杯
C.银氨溶液的制取:在硝酸银溶液中加入过量氨水 D.实验现象:出现银镜
【变式训练2·变考法】下列实验方案正确的是( )
A.向新制氢氧化铜悬浊液中滴入乙醛溶液并加热,未出现红色沉淀的原因是乙醛量不足
B.证明丙烯醛的结构中含有醛基的方法是滴加高锰酸钾酸性溶液
C.向某溶液中加入银氨溶液并水浴加热,有银镜生成则证明原物质的结构中含有醛基
D.实验室配制银氨溶液的方法是向稀氨水中逐滴滴入稀硝酸银溶液至过量
【变式训练3·变载体】丙烯醛(CH2=CH-CHO)是化工中很重要的合成中间体,广泛用于树脂生产和有机合成,下列试剂能用于检验丙烯醛中的“ ”的是( )
A. B. C. D.
(
) 考点四 羧酸及其衍生物的结构与性质
1.羧酸
(1)概念:由烃基(或氢原子)和羧基相连构成的有机化合物。
(2)饱和一元羧酸的通式:______________或______________
2.羧酸的分类
依据
类别
举例
烃基种类
脂肪酸
乙酸:______________
芳香酸
苯甲酸:COOH
羧基数目
一元羧酸
甲酸:______________
二元羧酸
乙二酸:______________
多元羧酸
柠檬酸:
烃基是否饱和
饱和羧酸
丙酸:CH3CH2COOH
不饱和羧酸
丙烯酸:CH2=CHCOOH
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
它的钠盐常作防腐剂
高级脂肪酸
______________
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.从结构角度认识羧酸的性质
由于受氧原子电负性较大等因素的影响,当乙酸发生化学反应时,羧基结构中的两个部位容易断裂:
(1)O-H键断裂时,解离出H+,使羧酸表现出_______:RCOOH ______________。
(2)C-O键断裂时,-OH可以被其他基团_______,生成酯、酰胺等羧酸衍生物。如:酯化反应(取代反应)
5.羧酸的代表物——乙酸
(1)分子组成和结构
分子式
结构式
结构简式
官能团
______________
_____________
______________
(2)物理性质
俗名
颜色
状态
溶解性
气味
_______
无色
通常为_______体,温度低于16.6 ℃时凝结成类似冰一样的_______
_______溶于水
刺激性
(3)化学性质
乙酸的性质取决于羧基,反应时的主要断键位置如图:
a.酸性:乙酸是一种常见的有机酸,具有酸的_______,其酸性强于碳酸,但仍属于弱酸,电离方程式为CH3COOH ______________。
乙酸表现酸性的主要现象及化学方程式如下:
b.取代反应:
①与醇酯化:CH3COOH+CH3CH2OH ___________________________
②与NH3反应生成酰胺:CH3COOH+NH3____________________________
③α-H取代:CH3COOH+Cl2 ____________________________
C.还原反应:___________________________
(4)用途
乙酸是_______的有效成分(普通食醋中含有_______分数为3%~5%的乙酸),在食品工业中乙酸常用作酸度调节剂。另外,乙酸稀溶液常用作_______剂,用来除去容器内壁的______________等污垢。
知识点2酯的结构及其性质
1.概念:羧酸分子羧基中的—OH被_______取代后的产物。可简写为______________,官能团为______________。
2.酯的物理性质:具有芳香气味的_______体,密度一般比水_______,_______于有机溶剂。
3.酯的化学性质
以为例,写出酯发生反应的化学方程式:
(1)酸性水解:_______________________________________________________。
(2)碱性水解:_____________________________________________________。
无机酸只起_______作用,碱除起_______作用外,还能_______水解生成的酸,使水解程度_______。
4.酯在生产、生活中的应用
①日常生活中的饮料、糖果和糕点等常使用酯类香料。
②酯还是重要的化工原料。
得分速记
酯化反应的五种常见类型总结
(1)一元羧酸和一元醇的酯化反应
R-COOH+R'-CH2OHR--O-CH2R'+H2O
(2)一元羧酸与二元醇的酯化反应
(3)二元酸与二元醇的酯化反应
①反应生成普通酯
+HOOC-COOCH2-CH2OH+H2O
②反应生成环酯
++2H2O
③反应生成聚酯
n+n+2nH2O
(4)无机含氧酸的酯化反应
+3HO-NO2+3H2O
(5)高级脂肪酸与甘油的酯化反应
+3C17H35COOH +3H2O
知识点3油脂的结构及其性质
1.油脂的组成和结构
油脂是______________与甘油反应所生成的酯,由C、H、O三种元素组成,其结构可表示为
2.油脂的分类
3.油脂的物理性质
性质
特点
密度
密度比水_______
溶解性
_______于水,_______于有机溶剂
状态
含有不饱和脂肪酸成分较多的甘油酯,常温下一般呈_______态;
含有饱和脂肪酸成分较多的甘油酯,常温下一般呈_______态
熔、沸点
天然油脂都是混合物,_______固定的熔、沸点
4.油脂的化学性质
(1)油脂的氢化(又称油脂的_______)
烃基上含有______________,能与H2发生_______反应。如油酸甘油酯与H2发生加成反应的化学方程式为
经硬化制得的油脂叫______________,也称______________。
(2)酸性水解
如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为________________________________________________。
(3)碱性水解(又称_______反应)
如硬脂酸甘油酯的水解反应方程式为
________________________________________________________________________________;
碱性条件下水解程度比酸性条件下水解程度_______。
5.油脂的用途
(1)为人体提供能量,调节人体的生理活动。
(2)工业生产______________和甘油。
(3)制肥皂、油漆等。
6.油脂和矿物油的比较
物质
油脂
矿物油
脂肪
油
组成
多种______________的甘油酯
多种_______ (石油及其分馏产品)
含饱和烃基多
含不饱和烃基多
性质
固态或半固态
液态
液态
具有酯的性质,能_______,有的油脂兼有烯烃的性质
具有烃的性质,不能水解
鉴别
加含酚酞的NaOH溶液,加热,红色变浅不再分层
加含酚酞的NaOH溶液,加热,无变化
用途
营养素可食用,化工原料如制_______、甘油
燃料、化工原料
得分速记
(1)油脂都属于酯类,是高级脂肪酸与甘油形成的酯。注意不能写成“油酯”。
(2)油脂不属于高分子化合物(如硬脂酸甘油酯的相对分子质量是890)。
(3)天然油脂都是混合物,没有固定的熔点和沸点。
(4)天然油脂分子的烃基中含有碳碳双键,能使酸性KMO,溶液,溴水褪色。
(5)皂化反应特指油脂在碱性条件下的水解反应(用于制取肥皂)。
(6)油脂分子中只含C、H、O三种元素,容易燃烧,完全燃烧生成CO2、H2O。
(7)在油脂、糖类、淀粉、蛋白质等基本营养物质中,油脂是热能最高的营养质。
(8)油脂能溶解一些脂溶性维生素而促进人体对某些维生素的吸收。
知识点4胺的结构及其性质
1.胺的结构
(1)定义:_______取代氨分子中的氢原子而形成的化合物叫做胺,胺也可以看作是烃分子中的氢原子被_______所替代得到的化合物。
(2)通式:______________,官能团的名称为_______
如:甲胺的结构简式为CH3—NH2,苯胺的结构简式为。
(3)分类:根据取代______________不同,胺有三种结构通式,分别为_____胺、_____胺、_____胺。
2.胺的物理性质
(1)状态:低级脂肪胺,如甲胺、二甲胺和三甲胺等,在常温下是_____,丙胺以上是_____,十二胺以上为_____。芳香胺是无色高沸点的_____体或低熔点的_____体,并有_____性。
(2)溶解性:低级的伯、仲、叔胺都有_____的水溶性,随着碳原子数的增加,胺的水溶性逐渐_____。
3.胺的化学性质:胺类化合物具有_____
(1)电离方程式:________________________________________
(2)与酸反应:________________________________________;RNH3Cl+NaOHRNH2+NaCl+H2O; ________________________________________。
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。
得分速记
(1)胺的弱碱性:胺与氨相似,水溶液呈弱碱性。这是由于胺分子中氮原子上未共用的电子对能接受水中的H+,使溶液中OH-浓度增大,溶液呈碱性。NH3+H2ONH+OH-、R-NH2+H2OR-NH+OH-
(2)胺与铵盐的转化
①胺与强酸反应生成铵盐:CH3-NH2+HCl—→CH3-NHCl- (或CH3-NH2·HCl)
②铵盐与强碱作用生成有机胺:+NaOH—→+NaCl+H2O
(3)胺的酰化反应:胺与酰卤或酸酐反应,胺的氮原子上氢原子被酰基(RCO—)取代生成酰胺的反应。例如:。
知识点5酰胺的结构及其性质
1.酰胺的结构
(1)定义:羧酸分子中羟基被________所替代得到的化合物。
(2)通式:、、,其中________是酰胺的官能团,R1、R2可以相同,也可以不同,叫做_____基,叫做________基。
2.几种常见酰胺及其名称
结构简式
名称
_________________
_________________
_________________
_________________
结构简式
名称
_________________
_________________
_________________
_________________
3.酰胺()的化学性质——水解反应:酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可以发生水解反应。如果水解时加入碱,生成的酸就会变成盐,同时有氨气逸出。
(1)酸性(HCl溶液):________________________________________
(2)碱性(NaOH溶液):________________________________________
4.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。
得分速记
物质
结构式
组成元素
化学性质
用途
氨
N、H
与酸反应生成铵盐
化工原料
胺
(甲胺)
C、N、H
与酸反应生成盐
化工原料
酰胺
(乙酰胺)
C、N、O、H
水解反应:酸性时生成羧酸与铵盐;碱性时生成羧酸盐和NH3
化工原料和溶剂
铵盐
(NH4Cl)
N、H、Cl
与碱反应生成盐和NH3
化工原料、化肥
考向1羧酸的结构及其性质
例1(2025·浙江杭州高二期中)绿原酸是金银花的主要抗菌、抗病毒有效药理成分之一,下列说法正确的是( )
A.1mol绿原酸最多可与2molBr2发生取代反应
B.绿原酸在酸性条件下发生水解反应得到的产物均可以与FeCl3溶液发生显色反应
C.1mol氢化绿原酸与足量饱和NaHCO3溶液反应,可放出22.4L(标准状况)CO2
D.一定量的氢化绿原酸分别与足量Na、NaOH反应,消耗二者物质的量之比为2:1
思维建模 含羟基物质性质的比较
比较项目
含羟基的物质
醇
水
酚
羧酸
羟基上氢原子活泼性
在水溶液中电离程度
极难电离
难电离
微弱电离
部分电离
酸、碱性
中性
中性
很弱的酸性
弱酸性
与Na反应
反应放出H2
反应放出H2
反应放出H2
反应放出H2
与NaOH反应
不反应
不反应
反应
反应
与Na2CO3反应
不反应
不反应
反应
反应
与NaHCO3反应
不反应
不反应
不反应
反应放出CO2
能否由酯水解生成
能
不能
能
能
结论
羟基的活泼性:羧酸>酚>水>醇
【变式训练1·变考法】某有机物的结构简式如图,若等物质的量的该有机物分别与Na、NaOH、NaHCO3恰好反应时,则消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比是 ( )
A.3∶3∶2 B.6∶4∶3 C.1∶1∶1 D.3∶2∶1
【变式训练2·变载体】水杨酸、冬青油、阿司匹林的结构简式如图,下列说法不正确的是( )
A.由水杨酸制冬青油的反应是取代反应
B.阿司匹林的分子式为C9H8O4,在一定条件下水解可得水杨酸
C.冬青油分子中苯环上的一氯取代物有4种
D.可用NaOH溶液除去冬青油中少量的水杨酸
【逻辑思维与科学建模】【变式训练3】如图是合成某种药物的中间类似物。下列有关该物质的说法不正确的是( )
A.该物质含有三种官能团,并存在立体异构
B.1mol该物质最多与7mol H2反应
C.1mol该物质最多可以与5molNaOH发生反应
D.该物质与足量H2加成后的产物分子中含6个手性碳原子
考向2酯的结构及其性质
例2(2025·浙江省北斗星盟三模)以1,2-环氧丙烷和CO2为主要原料生产某种高分子材料的转化原理如下图所示。下列说法不正确的是( )
A.该转化流程中的两步反应的原子经济性已达最佳
B.甲的同分异构体只有4种(不计立体异构)
C.1mol乙与NaOH溶液反应最多消耗2molNaOH
D.甲、乙、丙三种有机物所含手性碳原子的个数比为1:1:n
思维建模 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溴水、酸性高锰酸钾溶液氧化,也能与氢气发生加成反应等。
例如:1 mol官能团所消耗的NaOH、Br2、H2的物质的量的确定。
消耗物
举例
说明
NaOH
①1 mol醇酯基消耗1 mol NaOH
②1 mol酚酯基消耗2 mol NaOH
③1 mol酚羟基消耗1 mol NaOH
④醇羟基不消耗NaOH
⑤1 mol羧基消耗1 mol NaOH
⑥1 mol卤素原子消耗1 mol NaOH
Br2
①1 mol碳碳三键消耗2 mol Br2
②1 mol碳碳双键消耗1 mol Br2
③酚羟基的每个邻、对位各消耗1 mol Br2
H2
①1 mol酮羰基、醛基、碳碳双键消耗1 mol H2
②1 mol碳碳三键(或碳氮三键)消耗2 mol H2
③1 mol苯环消耗3 mol H2
①一般条件下羧基、酯基、酰胺基不与H2反应
②酸酐中的碳氧双键一般不与H2反应
【变式训练1·变考法】植物提取物抗氧化性活性成分M的结构如图,下列有关M的说法错误的是( )
A.存在顺反异构 B.苯环上的一溴代物共有5种
C.与Br2可发生取代和加成反应 D.酸性条件下的水解产物均可与NaOH溶液反应
【变式训练2·变载体】(2025·浙江杭州高二期中)某物质作为光敏树脂,用于光固化3D直写打印,结构如图。下列有关该物质的说法正确的是( )
A.存在4种含氧官能团
B.1mol该有机物最多能与4molNaOH、4molBr2发生化学反应
C.与H2完全加成后的产物中含4个手性碳原子
D.不能与FeCl3发生显色反应,不能在氢氧化钠的醇溶液中发生消去反应
【多步骤反应流程机理图】【变式训练3】(2025·浙江宁波十校高二期末)酯在NaOH溶液中发生水解反应,历程如下:
已知羧酸存在共振结构:,下列说法不正确的是( )
A.反应ⅰ是该水解反应的决速步骤
B.反应ⅱ涉及的物质中碳原子的杂化方式只有sp3
C.若用对进行标记,反应结束后羧酸盐中将存在18O
D.反应ⅰ中OH-进攻碳原子,是因为氧的电负性大于碳,导致碳原子带部分正电荷
考向3油脂的结构及其性质
例3某物质的结构为,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.1 mol该油脂一定条件下可与3 mol H2发生加成反应
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
【变式训练1·变考法】 “油”在生活生产中应用广泛,下列有关“油”的说法正确的是( )
A.食用油的主要成分是不饱和高级脂肪酸甘油酯,属于天然有机高分子化合物
B.汽油、煤油、生物柴油等均来源于石油,主要成分都是烃类
C.甘油是丙三醇的俗称,既可以做护肤品,又可以制作炸药
D.天然奶油、黄油等是从牛奶或羊奶中提取出的半固态物质,属于蛋白质
【变式训练2·变考法】油脂是重要的营养物质,化合物M(结构如图)是一种不饱和脂肪酸甘油酯。下列说法错误的是( )
A.油脂能促进脂溶性维生素吸收 B.1molM最多可与9molH2发生加成反应
C.在NaOH溶液中,M能发生皂化反应 D.M难溶于水,易溶于有机溶剂
【变式训练3·变题型】某天然油脂A可发生下列反应:
已知:A的分子式为C57H106O6。1 mol该天然油脂A经反应①可得到1 mol D、1 mol不饱和脂肪酸B和2 mol直链饱和脂肪酸C。经测定B的相对分子质量为280,原子个数比为C:H:O=9:16:1。
(1)写出B的分子式:________。
(2)写出反应①的反应类型:________;C的名称(或俗称)是________。
(3)近日,电视媒体关于“氢化油危害堪比杀虫剂”的报道引发轩然大波,反应②为天然油脂的氢化过程。下列有关说法不正确的是________。
a.氢化油又称人造奶油,通常又叫硬化油
b.植物油经过氢化处理后会产生副产品反式脂肪酸甘油酯,摄入过多的氢化油,容易堵塞血管而导致心脑血管疾病
c.氢化油的制备原理是在加热植物油时,加入金属催化剂,通入氢气,使液态油脂变为半固态或固态油脂
d.油脂的氢化与油脂的皂化都属于加成反应
(4)D和足量金属钠反应的化学方程________________________________。
考向4胺的结构及其性质
例4(2025·浙江舟山高二期末)烟酰胺()通过抑制黑色素向表皮细胞的转运、减少氧化应激和促进皮肤屏障功能,发挥美白和抗衰老作用,是最近火爆全网的“网红”美白产品。它可由烟酸(又称维生素B3)合成,烟酸的其中一种化学合成方法如下图所示。(已知的结构和性质与苯相似。)下列有关说法不正确的是( )
A.3-甲基吡啶的分子式为C6H7N
B.1mol烟酸最多能与3molH2发生加成反应
C.烟酰胺在酸性条件下水解可以生成烟酸和铵盐
D.上图三种有机物中碱性最强的是中间体M
【变式训练1·变载体】(2025·浙江省嘉兴市高三三模)阿斯巴甜是一种常见的甜味剂,其结构如图所示,下列有关阿斯巴甜的说法不正确的是( )
A.阿斯巴甜有甜味,但不属于糖类物质
B.可用2种不同的氨基酸与甲醇合成阿斯巴甜
C.阿斯巴甜既能与酸反应,又能与碱反应
D.该分子中存在4个手性碳原子
【新材料与学科知识结合】【变式训练2】(2025·浙江省衢州、丽水、湖州三地市高三二模)异烟肼是一种抗结核药物,可以与香草醛反应生成异烟腙,其转化过程如下:
下列说法正确的是( )
A.异烟腙分子式为C14H14N3O3
B.异烟肼既能与酸反应又能与碱反应
C.香草醛分子中最多16个原子共平面
D.香草醛与浓溴水反应时,最多消耗1mol Br2
【逻辑思维与科学建模】【变式训练3】1,2,3-三氮唑()是一类性能独特的五元氮杂环结构,在代谢转化、氧化还原、酸碱环境及热条件下均表现出很强的稳定性,目前已广泛应用于医药、农药以及材料等领域。如图所示的分子(M)是该杂环家族中重要的成员之一,下列说法正确的是( )
A.1,2,3-三氮唑中含有氨基和肽键 B.M中所有的碳原子一定共平面
C.M在空气中不易被氧化变质 D.1molM最多能消耗3mol NaOH
考向5酰胺的结构及其性质
例5(2025·浙江省Z20名校联盟三模)如下图所示的自催化反应,Y作催化剂。下列说法正确的是( )
A.X能在碱性条件下水解生成CO2 B.碱性:Y强于X
C.Y中所有碳原子均共平面 D.随c(Y)增大,该反应速率会一直增大
【变式训练1·变考法】(2025·浙江嘉兴高二期末)有机化合物M的结构如图所示,关于该物质的说法正确的是( )
A.M中不含手性碳原子
B.M能发生氧化反应,不能发生还原反应
C.M在酸性条件下水解可以得到CO2
D.M中所有原子可能共平面
【变式训练2·变载体】瑞格列奈是一种口服促胰岛素分泌降糖药。其合成中间体结构简式如图所示,下列说法不正确的是( )
A.分子式为C29H37NO4 B.该分子有3种含氧官能团
C.该分子存在手性碳原子 D.能发生水解、氧化、加成反应
【有机化学与物质结构】【变式训练3】杯[3]咔唑某种衍生物的结构如下图所示,与传统的杯芳烃相比,其优势在于空腔更大,可以识别结构尺寸和体积较大的药物分子。
下列有关该有机物说法错误的是( )
A.能发生取代、加成、水解反应 B.有2种含氧官能团
C.分子中C原子杂化形式有2种 D.是一种超分子
1.(2025·浙江6月卷,9,3分)科学家通过对水杨酸进行分子结构修饰,得到药物美沙拉嗪,下列说法不正确的是( )
A.反应1产物中是否含有残留的水杨酸,无法用FeCl3溶液检验
B.反应1中,需控制反应条件,防止水杨酸被氧化
C.反应2可通过还原反应生成美沙拉嗪
D.在盐酸中溶解性:水杨酸>美沙拉嗪
2.(2025·浙江6月卷,6,3分)可根据物质结构推测其性质,下列推测的性质不合理的是( )
选项
结构
性质
A
正戊醇和乙醇分子中均含有一个羟基
两者的水溶性相当
B
金属钨晶体中金属键强
金属钨熔点高
C
聚乳酸的结构是
聚乳酸可降解
D
油酸甘油酯分子中有碳碳双键
油酸甘油酯易被氧化变质
3.(2025·浙江1月卷,9,3分)抗坏血酸(维生素C)是常用的抗氧化剂。
下列说法不正确的是( )
A.可用质谱法鉴别抗坏血酸和脱氢抗坏血酸
B.抗坏血酸可发生缩聚反应
C.脱氢抗坏血酸不能与NaOH溶液反应
D.1个脱氢抗坏血酸分子中有2个手性碳原子
4.(2024·浙江1月卷,11,3分)制造隐形眼镜的功能高分子材料Q的合成路线如下:
下列说法不正确的是( )
A.试剂a为 NaOH乙醇溶液 B.Y易溶于水
C.Z的结构简式可能为 D.M分子中有3种官能团
5.(2023•浙江1月卷,9,3分)七叶亭是一种植物抗菌素,适用于细菌性痢疾,其结构如图,下列说法正确的是( )
A.分子中存在2种官能团
B.分子中所有碳原子共平面
C.1 mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗2 molBr2
D.1 mol该物质与足量溶液反应,最多可消耗3 molNaOH
6.(2022•浙江1月卷,15,2分)关于化合物,下列说法正确的是( )
A.分子中至少有7个碳原子共直线 B.分子中含有1个手性碳原子
C.与酸或碱溶液反应都可生成盐 D.不能使酸性KMnO4稀溶液褪色
7.(2022•浙江6月卷,15,2分)染料木黄酮的结构如图,下列说法正确的是( )
A.分子中存在3种官能团
B.可与HBr反应
C.1 mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗4 mol Br2
D.1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗2 mol NaOH
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