内容正文:
第2章 官能团与有机化学反应 烃的衍生物
第2节 醇和酚
第1课时 醇
基础过关练
题组一 醇的概念、分类和命名
1.(2025福建福州期中)按官能团分类,下列物质与属于同一类的是( )
A. B.
C.CH3CH2CH2COOH D.
2.下列叙述正确的是( )
A.CH2CH—CH2OH属于一元饱和醇
B.乙二醇和丙三醇都属于多元醇
C.和在分子组成上相差一个“CH2”原子团,因此互为同系物
D.分子式为C2H6O的有机物结构简式一定为C2H5OH
3.(2025山东临沂一中段考)下列对醇的命名正确的是( )
A.2,2-二甲基-3-丙醇
B.1-甲基-1-丁醇
C.2-甲基-1-丙醇
D.2-甲基-3,6-己二醇
题组二 醇的物理性质及用途
4.(2025山东重点高中大联考)酒类产品标签中的酒精度是指乙醇的体积分数,白酒中乙醇的体积分数一般是25%~68%。下列说法正确的是 ( )
A.100 g 46%的白酒中,所含乙醇的物质的量为1 mol
B.乙醇密度比水小,故可以用分液的方法除去乙醇中的水
C.乙醇易挥发,故有“好酒不怕巷子深”的说法
D.医疗上常用75%的乙醇溶液作消毒剂,其体积分数越大,消毒效果越好
5.(2025北京第四中学期中)下列有关醇类物理性质的说法中,不正确的是( )
A.沸点:乙二醇>乙醇>丙烷
B.乙醇是常用的有机溶剂,可用于萃取碘水中的碘
C.交警对驾驶员进行呼气酒精检测,利用了酒精易挥发的特点
D.甲醇、乙醇、丙醇均可与水以任意比互溶,这是因为这些醇分子与水分子形成了氢键,且烃基小
6.(2025上海青浦高级中学质检)只用水就能鉴别的一组物质是( )
A.苯、乙醇、四氯化碳
B.乙醇、乙酸、甲苯
C.溴乙烷、丙醇、硝基苯
D.溴苯、乙二醇、甘油
题组三 醇的同分异构体
7.(2025辽宁沈阳第二中学月考)分子式为C5H12O的醇中,能被氧化为酮的有(不考虑立体异构)( )
A.2种 B.3种
C.4种 D.5种
8.(2025湖北十堰六校教学合作体月考)某饱和一元醇发生消去反应的产物完全加氢,可以得到2,2,4-三甲基己烷,已知原饱和一元醇能发生催化氧化反应,其可能的结构(不考虑立体异构)有( )
A.4种 B.3种
C.2种 D.1种
9.(2025山东聊城三中月考)分子式为C5H12O的有机物,可与金属钠反应产生H2。回答以下问题:
(1)该有机化合物有 种结构(不考虑立体异构)。
(2)若该有机物可被催化氧化成醛,但不能发生消去反应,则该有机物的结构简式为 。
(3)若该有机物不能发生催化氧化反应,但能发生消去反应生成烯烃,则该有机物的结构简式为 。
(4)能被氧化为醛的有 种(不考虑立体异构),能被氧化为酮的有 种。
题组四 醇的化学性质
10.(2025北京牛栏山第一中学期中)在乙醇发生的各种反应中,断键方式不正确的是( )
A.发生催化氧化反应时,键②③断裂
B.与乙酸、浓硫酸共热时,键①断裂
C.与浓硫酸共热至170 ℃时,键②和④断裂
D.与浓氢溴酸反应时,键②断裂
11.(2025北京师范大学附中期中)某二元醇的结构简式如图所示,下列关于该有机物的说法不正确的是( )
A.系统命名为5-甲基-2,5-庚二醇
B.该有机物经催化氧化得到的物质只含一种含氧官能团
C.该有机物发生消去反应能得到6种不同结构的二烯烃(不考虑立体异构)
D.1 mol该有机物能与足量金属Na反应产生22.4 L H2(标准状况)
12.(2025宁夏宁朔中学开学考试)下列物质既可以发生消去反应,又能被氧化成醛的是( )
A.2,2-二甲基-1-丁醇
B.2-甲基-1-丁醇
C.2-甲基-2-丁醇
D.2,3-二甲基-2-丁醇
13.(2025福建福州十校期中)蛇烯醇的结构如图所示。下列关于蛇烯醇的说法错误的是( )
A.蛇烯醇可经催化氧化得到醛类物质
B.1 mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗6 mol Br2
C.蛇烯醇可以使酸性KMnO4溶液褪色
D.该有机物通过消去反应能得到二烯烃
14.(2024北京顺义一中期中)有机化合物A(C4H10O)可用作增塑剂、溶剂等。A可发生如下转化:
已知:R1—CHCH—R2 R1—CHO+R2—CHO。
(1)A的结构简式为 ;F的结构简式为 。
(2)A→B的反应类型是 。
(3)A→C的转化中Na的作用是 。
(4)A→D的化学方程式为 ;A→G的化学方程式为 。
能力提升练
题组一 醇类性质的综合应用
1.(2025山东省实验中学一模)有机物d可由多步反应合成,反应流程如图。下列说法正确的是 ( )
A.有机物b中环上的一氯代物有1种
B.有机物a能发生消去反应
C.有机物b生成c属于氧化反应
D.有机物a、c、d均能与金属钠反应生成H2
2.(2025江苏南京阶段考)甲硫醇(CH3SH)是一种重要的原料和化工试剂,H2S与CH3OH合成CH3SH的催化过程如图所示。下列说法中不正确的是( )
A.CH3SH和CH3OH中碳元素化合价相同
B.过程⑤中,形成了O—H键和C—H键
C.CH3OH能发生催化氧化和消去反应
D.H2S与CH3OH合成甲硫醇的反应为取代反应
3.(教材深研拓展)常用同位素标记法探究反应实质,酸和醇反应生成的酯的相对分子质量为90,该反应的反应物是( )
A.和CH3CH2OH
B.和CH3COH
C.和CH3COH
D.和CH3CH2OH
4.(2025山东省实验中学期中)烷基为推电子基团,带正电荷的碳上连接的烷基越多,推电子效应越大,使正电荷越分散而越稳定。化合物X在酸催化脱水时易生成更稳定的C+(碳正离子)而发生重排,以下是其反应历程及产物(烯烃中碳碳双键两端连接的烷基越多越稳定)。下列说法错误的是( )
A.重排后的产物中C比B稳定
B.X的同分异构体中能被氧化为酮的属于醇类的有4种
C.碳正离子稳定性:(CH3)3>CH3HCH3>CH3CH2H2
D.3-甲基-2-丁醇发生酸催化分子内脱水反应时可得到3种有机产物
5.(2025山东潍坊检测)邻二醇在酸催化作用下发生分子内重排脱水生成酮(或醛),反应过程如图所示。
下列说法错误的是( )
A.反应物与乙二醇所含的官能团相同
B.反应物不能发生消去反应
C.通过核磁共振氢谱能鉴别反应的主、次产物
D.类比上述反应,酸性条件下能转化为
题组二 与醇有关的制备实验
6.(2025安徽临泉田家炳实验中学月考)已知:①正丁醇的沸点为117.2 ℃,正丁醛的沸点为75.7 ℃;②正丁醇合成正丁醛的原理为CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CHO,实验装置(夹持和加热装置均省略)如图。下列说法正确的是( )
A.仪器Ⅲ中的冷却水应从上口进,下口出
B.将产物正丁醛蒸馏出来,有利于提高产率
C.分液漏斗滴加酸性Na2Cr2O7溶液的速率越快,正丁醛的产率越高
D.仪器Ⅱ最适宜用酒精灯直接加热
7.(2025天津大学附属中学期中)醇脱水是合成烯烃的常用方法,实验室合成环己烯的实验装置(夹持和加热装置均省略)如图:
可能用到的有关数据如下表:
物质
相对分子质量
密度/(g·cm-3)
沸点/℃
溶解性
环己醇
100
0.968
161
微溶于水
环己烯
82
0.823
83
难溶于水
合成步骤:
在a中加入20.0 g环己醇和几片碎瓷片,冷却搅拌下慢慢加入1 mL浓硫酸,b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度接近90 ℃。
分离提纯:
将反应粗产物倒入分液漏斗中,依次用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙,最终通过蒸馏得到纯净的环己烯8.2 g。
回答下列问题:
(1)仪器b的名称是 。
(2)如果加热一段时间后发现忘加碎瓷片,应该采取的正确操作是 。
(3)若反应温度偏低,最容易产生的有机副产物的结构简式为
,写出生成该副产物的化学方程式:
。
(4)在本实验分离过程中,产物应该从分液漏斗的 (填“上口倒出”或“下口放出”)。
(5)在环己烯粗产物蒸馏过程中,不可能用到的仪器有 (填字母)。
A.圆底烧瓶 B.温度计 C.吸滤瓶
D.球形冷凝管 E.接收器
(6)本实验中环己烯的产率是 。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1. D 属于醇类。不含羟基,不属于醇类,A错误;中羟基与苯环直接相连,属于酚类,B错误;CH3CH2CH2COOH的官能团为—COOH,属于羧酸类,C错误;中羟基与烃基(非苯基)相连,属于醇类,D正确。
2.B CH2CH—CH2OH分子中含碳碳双键,属于不饱和醇,A错误;是酚,是醇,二者不是同类物质,不互为同系物,C错误;分子式为C2H6O的有机物可以是CH3CH2OH,也可以是CH3OCH3,D错误。
3.C 按照题给命名写出结构简式:,应从距离羟基最近的一端开始编号,正确的名称是2,2-二甲基-1-丙醇,A错误;按照题给命名写出结构简式:,正确的名称是2-戊醇,B错误;按照题给命名写出结构简式:,名称正确,C正确;按照题给命名写出结构简式:
,正确的名称是5-甲基-1,4-己二醇,D错误。
方法点津
饱和醇的命名应选择含有羟基的最长碳链为主链,从离羟基最近的一端开始编号,按照主链所含的碳原子数目称为某醇。
4.C 白酒的体积、密度未知,无法求出100 g 46%的白酒中含有乙醇的物质的量,A错误;乙醇可以与水以任意比互溶,不能用分液的方法除去乙醇中的水,B错误;乙醇的沸点较低,易挥发,故有“好酒不怕巷子深”的说法,C正确;体积分数为75%的乙醇溶液的杀菌消毒效果最好,若其体积分数过大,会在细菌或病毒等微生物表面形成保护层,阻碍乙醇深入渗入,消毒效果会下降,D错误。
5.B 乙二醇、乙醇的分子间都能形成氢键,且乙二醇分子间形成氢键的概率比乙醇大,所以沸点:乙二醇>乙醇>丙烷,故A正确;乙醇与水互溶,所以不能用乙醇萃取碘水中的碘,故B不正确;酒精具有挥发性,交警对驾驶员进行呼气酒精检测,利用了酒精的挥发性,故C正确;羟基是亲水基团,可以和水分子间形成氢键,且甲醇、乙醇、丙醇的烃基小,它们均可与水以任意比互溶,故D正确。
6.A 苯不溶于水,密度比水小;乙醇与水互溶;四氯化碳不溶于水,密度比水大,可用水鉴别,A符合题意。乙醇、乙酸都可溶于水,不能用水鉴别,B不符合题意。溴乙烷、硝基苯都不溶于水,且密度都比水大,不能用水鉴别,C不符合题意。乙二醇、甘油都能溶于水,不能用水鉴别,D不符合题意。
7.B 能被氧化为酮的醇分子中与—OH相连的碳原子上只有1个氢原子,符合条件的结构有CH3CH2CH2CH(OH)CH3、CH3CH2CH(OH)CH2CH3、CH3CH(OH)CH(CH3)2,共3种,故选B。
8.A 该饱和一元醇发生消去反应生成的单烯烃完全加氢生成2,2,4-三甲基己烷,原饱和一元醇能发生催化氧化反应,即连—OH的碳原子上至少有1个H原子,该饱和一元醇可能的结构有4种,分别为、、、,A正确。
9.答案 (1)8 (2) (3) (4)4 3
解析 (1)C5H12O与Na反应能放出H2,则为饱和一元醇。—C5H11有8种结构,所以C5H11OH共有8种结构。(2)若该有机物可被催化氧化生成醛,则其分子中含—CH2OH,不能发生消去反应,说明β-C上没有H,则符合条件的结构为。(3)若该有机物不能发生催化氧化反应,说明—OH所连的碳原子上没有氢原子,能发生消去反应生成烯烃,说明β-C上有H,符合条件的结构是。(4)能被氧化为醛,可以写为C4H9—CH2OH,C4H9—有4种结构,即C5H12O能被氧化为醛的有4种;满足分子式为C5H12O且能与Na反应生成H2的共有8种结构,能被氧化为醛的有4种,不能被催化氧化,则含有结构的能被氧化为酮的有3种。
10.A 乙醇发生催化氧化反应生成乙醛,即键①③断裂,A错误;乙醇与乙酸、浓硫酸共热发生酯化反应,即键①断裂,B正确;乙醇与浓硫酸共热至170 ℃时发生消去反应生成乙烯,乙醇分子脱去羟基和连接羟基的碳原子的邻位碳原子上的氢原子,即键②和④断裂,C正确;乙醇与氢溴酸发生取代反应生成溴乙烷,即键②断裂,D正确。
11.B 为二元醇,主链上有7个碳原子,从右端开始编号,5号碳原子上连有1个甲基,2个羟基分别在2、5号碳原子上,名称为5-甲基-2,5-庚二醇,A正确;中左边的羟基连接的碳原子上没有氢原子,不能发生催化氧化反应,右边的羟基可以发生催化氧化反应生成酮羰基,则催化氧化得到的物质含羟基和酮羰基2种含氧官能团,B错误;中左边的羟基发生消去反应时,形成的碳碳双键的位置有3种,右边的羟基发生消去反应时,形成的碳碳双键的位置有2种,则得到的二烯烃共有2×3=6种,C正确;1 mol该有机物含2 mol羟基,能与足量金属Na反应产生1 mol H2,在标准状况下的体积为22.4 L,D正确。
12.B 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;醇分子中含有2~3个α-H时,才能发生催化氧化反应生成醛(破题关键)。2,2-二甲基-1-丁醇的结构为,不能发生消去反应,能发生催化氧化反应生成醛,A不符合题意;2-甲基-1-丁醇的结构为,能发生消去反应,也能发生催化氧化反应生成醛,B符合题意;2-甲基-2-丁醇的结构为,能发生消去反应,不能发生催化氧化反应,C不符合题意;2,3-二甲基-2-丁醇的结构为,能发生消去反应,不能发生催化氧化反应,D不符合题意。
13.D 该物质分子中含—CH2OH,能被催化氧化生成醛类物质,A正确;1个该物质分子含2个碳碳双键和2个碳碳三键,则1 mol该物质最多消耗6 mol Br2,B正确;该物质含碳碳双键、碳碳三键,能使酸性KMnO4溶液褪色,C正确;蛇烯醇发生消去反应得到的有机物中含3个碳碳双键,不是二烯烃,D错误。
14.答案 (1)
(2)取代反应 (3)作还原剂
(4) +H2O +O2 +2H2O
解析 A的分子式是C4H10O,该物质与浓硫酸混合加热反应产生D,D发生已知信息反应产生E(C2H4O),则E是CH3CHO,逆推可知D是,A是。A与HBr在浓硫酸作用、加热的条件下发生取代反应生成B(CH3CH2CHBrCH3);A分子中含有醇羟基,与金属钠可以发生置换反应,产生的C为;A发生催化氧化反应生成G();D为CH3CH CHCH3,分子中含碳碳双键,在一定条件下发生加聚反应生成高分子F()。
能力提升练
1. B 有机物b中环上有2种氢原子,其环上的一氯代物有2种,A错误;有机物a中含有羟基,且与羟基相连的碳原子的相邻碳原子上有氢原子,能发生消去反应,B正确;有机物b生成c的反应为b中的—CHO与H2O2发生加成反应,C错误;a、c含羟基,能与金属钠反应生成H2,d
不能与金属钠反应生成H2,D错误。
2.C CH3SH和CH3OH中碳元素化合价相同,A正确;过程⑤中,生成了CH3SH和H2O,由题图可知,形成了O—H键和C—H键,B正确;CH3OH能发生催化氧化生成HCHO,不能发生消去反应,C错误;H2S与甲醇合成甲硫醇的反应为H2S+CH3OH CH3SH+H2O,反应类型为取代反应,D正确。
3.B A项,两物质反应生成CH3COOC2H5,相对分子质量为88;B项,两物质反应生成CH3CO18OC2H5,相对分子质量为90;C项,两物质反应生成CH3C18O18OC2H5,相对分子质量为92;D项,两物质反应生成CH3COOC2H5,相对分子质量为88。
4.B 烯烃中碳碳双键两端连接的烷基越多越稳定(破题关键),C中碳碳双键两端连接的烷基数目比B中多,则重排后的产物中C比B稳定,A正确;X的同分异构体中能被氧化为酮的醇中含,符合条件的结构有、(箭头指向的是插入的位置,省略H),则X的同分异构体中能被氧化为酮的属于醇类的有5种,B错误;因带正电荷的碳上连接的烷基越多,推电子效应越大,使正电荷越分散而越稳定,碳正离子稳定性:(CH3)3>CH3HCH3>
CH3CH2H2,C正确;由题给反应历程可知,3-甲基-2-丁醇发生酸催化分子内脱水反应时,易生成更稳定的C+(碳正离子)而发生重排,则可得到的产物有2-甲基-2-丁烯、3-甲基-1-丁烯、2-甲基-1-丁烯,D正确。
5.B 反应物与乙二醇的官能团均为醇羟基,A正确;反应物中羟基所连碳原子的相邻碳原子上有氢原子,能发生消去反应,B错误;该反应的主要产物和次要产物分子中含有的氢原子种数不同,通过核磁共振氢谱可以鉴别反应的主、次产物,C正确;类比邻二醇分子内重排脱水反应原理,酸性条件下可以转化为,D正确。
6.B 仪器Ⅲ中的冷却水应从下口进,上口出,A错误;将产物正丁醛蒸馏出来,促使反应正向进行,有利于提高产率,B正确;若滴加酸性Na2Cr2O7溶液的速率过快,正丁醛会继续被氧化生成正丁酸(破题关键),导致正丁醛的产率下降,C错误;实验时反应温度为90~95 ℃,仪器Ⅱ不宜用酒精灯直接加热,应采用水浴加热,D错误。
7.答案 (1)直形冷凝管 (2)停止加热,冷却至室温,补加碎瓷片,重新实验 (3) 2 +H2O (4)上口倒出 (5)CD (6)50%
解析 (1)根据实验装置图可知,仪器b为直形冷凝管。(2)在a中加入碎瓷片可以防止液体暴沸,如果加热一段时间后发现忘加碎瓷片,应停止加热,冷却至室温,补加碎瓷片,再重新实验。(3)环己醇在浓硫酸催化并加热的条件下发生消去反应生成环己烯,若反应温度偏低,环己醇可能发生取代反应生成,反应的化学方程式为2 +H2O。(4)环己烯密度比水小,分液时,环己烯应从分液漏斗的上口倒出。(5)在环己烯粗产物蒸馏过程中会使用圆底烧瓶、铁架台、温度计、直形冷凝管、接收器等,不需要用到吸滤瓶、球形冷凝管,故选C、D。(6)20.0 g环己醇的物质的量为=0.2 mol,根据反应 +H2O可知,理论上可以得到0.2 mol环己烯,质量为82 g·mol-1
×0.2 mol=16.4 g,所以环己烯的产率为×100%=50%。
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