内容正文:
专题02 醇、酚、醛、酮的结构与性质比较
1.理解并掌握醇、酚、醛、酮的典型结构特征,并能从化学键与电子效应角度解释其性质差异。
2.能够系统辨析四类物质在典型反应(如酸性比较、氧化反应、特征反应)中的现象差异与实验干扰因素。
3.能够基于“结构—性质”模型设计并实施醇、酚、醛、酮的鉴别、分离与转化探究方案。
4.能够综合运用结构与性质知识,解决有机推断与合成的实际问题。
一、醇的结构和性质
羟基与烃基或苯环侧链上的饱和碳原子相连的化合物称为醇,羟基与苯环直接相连而形成的化合物称为酚。官能团为 。饱和一元醇的通式为 。
1.醇的分类
2.醇的物理性质
(1)一元醇的物理性质
①熔沸点:随分子中碳原子数的增多,熔沸点逐渐升高。
②溶解性:随着碳原子数的增多,在水中的溶解度 ,原因是极性的-OH在分子中所占的比例逐渐减少。
③密度:随着碳原子数的增多,密度一般增大。
(2)醇与烃的比较
①溶解性:醇在水中的溶解度 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 。
②沸点:醇的沸点 于相应的烃、卤代烃等的沸点,原因是醇分子之间形成了 (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相互吸引作用,这种吸引作用称之为 键)。
(3)多元醇的物理性质
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 ,故碳原子数相同的醇,随着羟基数的增多,其沸点逐渐 ;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。
3.醇的化学性质(以乙醇为例)
醇的化学性质主要由官能团 决定,由于氧原子的吸引电子能力比氢原子和碳原子强,O-H键和C-O键的电子对偏向于氧原子,使O-H键和C-O键易断裂,即。
(1)与活泼金属单质的反应:与活泼金属(如Na)发生置换反应
ⅰ.反应原理:化学方程式为
ⅱ.反应速率快慢:Na与醇的反应比Na与水的反应平缓,说明水分子中的-OH活性比醇中-OH 。
(2)消去反应
①乙醇的消去反应:乙醇在浓硫酸的作用下,加热至170℃时生成乙烯。
ⅰ.反应原理:化学方程式为
ⅱ.浓硫酸的作用: 。
②醇的消去反应规律
ⅰ.反应条件:浓硫酸、加热。
ⅱ.反应规律(结构特点):醇分子中,只有含-OH的碳原子相邻的碳原子上含有氢原子时,才能发生消去反应而形成不饱和键。
+H2O
若醇分子中只有一个碳原子或与-OH相连碳原子的相邻碳原子上无氢原子[如CH3OH、(CH3)3CCH2OH、],则不能发生消去反应。
(3)取代反应
①醇与氢卤酸的反应:乙醇与浓氢溴酸混合加热生成溴乙烷。
其化学方程式为 。
②醇的分子间脱水:乙醇在浓硫酸作用下加热至140 ℃时,生成乙醚。
其化学方程式为 。
③醇的取代反应规律:醇分子中-OH或-OH上的H原子在一定条件下可被其他原子或原子团替代。
如
R-O-R+H2O
R-X+H2O
(4) 醇的氧化反应
①乙醇的氧化反应
ⅰ.乙醇被酸性高锰酸钾氧化: CH3CH2OHCH3COOH
ⅱ.乙醇的催化氧化: (化学方程式)
ⅲ.乙醇的可燃性: (化学方程式)
②酒精检测原理:乙醇被重铬酸钾(K2Cr2O7)酸性溶液氧化的过程为CH3CH2OH
。
③醇的催化氧化规律:醇能否被催化氧化以及被氧化的产物的类别,取决于醇的结构及氧化剂种类。
ⅰ.伯醇氧化成醛:与羟基相连碳原子上有2个氢原子被氧化成醛,进一步被氧化成羧酸。如
ⅱ.仲醇氧化成酮:与羟基相连碳原子上有1个氢原子被氧化成酮
如
ⅲ.叔醇不能被氧化:与羟基相连碳原子上无个氢原子不能被氧化
如
4.乙醇制乙烯的实验探究
(1)实验装置
(2)实验步骤
①将浓硫酸与乙醇按体积比3∶1混合,即将15 mL浓硫酸缓缓加入到盛有5 mL 95%乙醇的烧杯中混合均匀,冷却后再倒入 中,并加入碎瓷片防止 ;
②加热混合溶液,迅速升温到 170 ℃ ,将生成的气体分别通入酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液中,观察现象。
(3)实验现象:酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液 。
(4)实验结论:乙醇在浓硫酸作用下,加热到 ,发生了消去反应,生成乙烯。
乙醇的消去反应实验的记忆口诀:
硫酸乙醇三比一,迅速升温一百七,防止暴沸加碎瓷, 法集乙烯。
二、酚的结构和性质
羟基与苯环直接相连而形成的化合物称为酚。官能团为 。
如苯酚:;2-萘酚:
1.苯酚
(1)分子组成与结构
①俗名:
②分子式:
③结构简式:或或C6H5OH
④结构特点:苯环上一个氢原子被 取代
(2)物理性质
①色、态、味:纯净的苯酚是 晶体,有特殊气味,易被空气氧化呈粉红色。
②熔点:熔点43 ℃,
③溶解性:室温下苯酚在水中的溶解度为9.2 g,当温度高于65 ℃时能与水 ,苯酚易溶于 。
④特性:苯酚有毒,对皮肤有腐蚀性,如不慎沾到皮肤上,应立即用 冲洗,再用水冲洗。
(3)重要的化学性质
①苯酚的弱酸性
ⅰ.实验现象:①液体浑浊,②液体变澄清,③④液体变浑浊。
ⅱ.反应原理:对应化学方程式
②+ + ;
③+ + ;
④+ + 。
ⅲ. 苯酚的酸性强弱: 苯酚显酸性,是由于受苯环的影响,使酚羟基能够发生电离,并且使酚羟基比醇羟基更活泼。苯酚的酸性 ,不能使酸碱指示剂变色。苯酚的酸性比碳酸弱,但比HC的酸性强,因而苯酚能与Na2CO3反应生成 。
,
由此可知结合H+能力:C>>HC。
故向苯酚钠溶液中通入CO2,只生成NaHCO3,不能生成Na2CO3,与通入的CO2的多少无关。即+CO2+H2O+NaHCO3。
②取代反应:苯酚与溴水的反应
ⅰ.实验现象:试管中立即产生 。
ⅱ.反应原理:化学方程式为+ ↓+
ⅲ. 实验应用:此反应可用于苯酚的定性检验和定量测定。
③苯酚的显色反应:遇Fe3+呈 色,可用于 。
(4)苯酚的用途:苯酚是重要的化工原料,广泛用于制造 、染料、医药、农药等。
2.苯、酚和醇的结构与性质
(1)苯环与羟基的相互影响
①苯环对羟基的影响:在苯酚分子中,苯环影响了羟基上的 ,使它能够发生一定程度的电离,使溶液显 性,故苯酚能与NaOH反应,而乙醇不能与NaOH反应。
②羟基对苯环的影响:苯酚分子中羟基影响了与其相连的苯环上的氢原子,使羟基邻、对位上的氢原子更 ,比苯上的氢原子更容易被其他原子或原子团 。
具体体现在以下几个方面:
类别
苯
苯酚
结构简式
溴代反应
溴状态
条件
催化剂
无催化剂
产物
C6H5-Br
2,4,6⁃三溴苯酚
结论
苯酚与溴的取代反应比苯更 进行
原因
羟基对苯环的影响,使苯环上羟基邻、对位的氢原子变得活泼,易被取代
(2)脂肪醇、芳香醇、酚的比较
类别
脂肪醇
芳香醇
酚
实例
CH3CH2OH
官能团
-OH
-OH
-OH
结构特点
-OH与链烃基相连
-OH与苯环侧链碳原子相连
-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)消去反应 (4)氧化反应 (5)酯化反应 (6)无酸性,不与NaOH反应
(1)弱酸性 (2)取代反应
(3)显色反应 (4)加成反应 (5)氧化反应
三、醛的结构和性质
(一)乙醛
1.乙醛及其官能团的组成和结构
分子式
比例模型
结构式
结构简式
官能团
乙醛
醛基
2.乙醛的化学性质
(1)氧化反应
①可燃性
乙醛燃烧的化学方程式:2CH3CHO+5O2 。
②催化氧化
乙醛在一定温度和催化剂作用下,能被氧气氧化为乙酸的化学方程式:
2CH3CHO+O2 。
③与银氨溶液反应
实验操作
实验现象
向①中滴加氨水,现象为 ,加入乙醛,水浴加热一段时间后,试管内壁出现一层
有关反应的化学方程式
①中:AgNO3+NH3·H2O==AgOH↓(白色)+NH4NO3,AgOH+2NH3·H2O== +2H2O;
③中:CH3CHO+2Ag(NH3)2OH
④与新制氢氧化铜反应
实验操作
实验现象
①中溶液出现 ,滴入乙醛,加热至沸腾后,③中溶液有 产生
有关反应的化学方程式
①中:2NaOH+CuSO4== ;
③中:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH
⑤乙醛能被酸性高锰酸钾溶液、溴水等强氧化剂氧化。
(2)加成反应(还原反应)
乙醛中的碳氧双键和烯烃中的碳碳双键性质类似,也能与氢气发生 反应,化学方程式为:CH3CHO+H2 。
【点拨】
醛基的检验及定量规律
银镜反应
与新制Cu(OH)2悬浊液反应
反应原理
R—CHO+2Ag(NH3)2OHRCOONH4+3NH3+2Ag↓+H2O
R—CHO+2Cu(OH)2+NaOHRCOONa+Cu2O↓+3H2O
反应现象
产生光亮的银镜
产生砖红色沉淀
定量关系
R—CHO~2Ag;HCHO~4Ag
R—CHO~2Cu(OH)2~Cu2O;HCHO~4Cu(OH)2~2Cu2O
注意事项
(1)试管内壁必须洁净;
(2)银氨溶液随用随配,不可久置;
(3)水浴加热,不可用酒精灯直接加热;
(4)醛用量不宜太多;
(5)银镜可用稀HNO3浸泡洗涤除去
(1)新制Cu(OH)2悬浊液要随用随配,不可久置;
(2)配制新制Cu(OH)2悬浊液时,所用NaOH必须过量
(二)醛类
1.醛
(1)醛:由烃基或氢原子与 相连而构成的化合物,可表示为RCHO。 是最简单的醛。饱和一元醛分子的通式为 (n≥1)。
(2)甲醛、乙醛
物质
颜色
气味
状态
密度
水溶性
甲醛
乙醛
比水小
3.醛的化学通性
(1)醛可被氧化为羧酸,也可被氢气还原为醇,因此醛既有 性,又有 性,其氧化、还原的关系为R—CH2OH
【点拨】
有机物的氧化、还原反应
(1)氧化反应:有机物分子中失去 或加入 的反应,即加氧去氢。
(2)还原反应:有机物分子中加入 或失去 的反应,即加氢去氧。
(三)甲醛
1.结构特点
甲醛的分子式为 ,其分子可以看成含 个醛基,如下图:
2.甲醛氧化反应的特殊性
甲醛发生氧化反应时,可理解为
所以,甲醛分子中相当于有2个 —CHO,当与足量的银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液反应时,可存在如下量的关系:1 mol HCHO~ Ag;1 mol HCHO~ Cu(OH)2~ Cu2O
银镜反应的化学方程式为:HCHO+4Ag(NH3)2OH 。
与新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式为:HCHO+4Cu(OH)2+2NaOH 。
3.用途及危害
(1)用途:水溶液可用于浸制 ,用来生产 。
(2)危害:引起人 。
【点拨】
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
四、酮的结构和性质
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
(1) 是最简单的酮类化合物,结构简式为 。
(2)常温下丙酮是 色透明液体,易 ,能与水、乙醇等混溶。不能被银氨溶液、新制的氢氧化铜等弱氧化剂 ,但能催化加氢生成 。
【点拨】
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
五、探究与讨论
1:观察以下结构简式,你能找出它们的“身份证”(官能团)并说出它们分别属于哪一类有机物吗?
(1) CH₃CH₂OH (2) C₆H₅OH (3) CH₃CHO (4) CH₃COCH₃
2:乙醇和苯酚都含有羟基,为什么苯酚具有弱酸性,能与NaOH溶液反应,而乙醇却不能?
问题3:如何用简单的方法鉴别乙醇和苯酚?
4:乙醛有两个非常奇妙的“侦探”反应,能把它从众多有机物中找出来。你知道是哪两个反应吗?现象是什么?
5:乙醇可以被氧化,但不同条件下得到的产物不同。请完成下表:
乙醇状态
氧化剂/条件
氧化产物
液态
酸性KMnO₄或K₂Cr₂O₇溶液
①
气态
铜或银作催化剂,加热
②
6:所有的醇都能被氧化成醛吗?
7:桌上有三瓶失去标签的液体,已知它们可能是乙醇、乙醛、乙酸。请设计实验方案将它们鉴别出来。
题型01“酚羟基”与“醇羟基”酸性强弱比较及实验验证
【典例】下列实验方案能达到相应目的的是
A.分离苯和溴苯
B.实验室制乙酸乙酯
C.检验溴乙烷水解产物中含有
D.证明酸性:碳酸>苯 酚
A.A B.B C.C D.D
【变式】已知酸性大小:羧酸>碳酸>酚。下列含溴化合物中的溴原子,在适当的条件下都能被羟基(—OH)取代(均可称为水解反应),所得产物能跟NaHCO3溶液反应的是
A. B. C. D.
题型02 醛基的特征氧化反应与酮的辨析
【典例】伯醇(记为RCH2OH)和叔醇(记为R3COH)与乙酸发生酯化反应的机理如图所示。下列说法正确的是
A.由图可知,伯醇、叔醇与乙酸发生酯化反应的机理完全相同
B.伯醇和叔醇均可以发生催化氧化反应生成醛或酮
C.通过反应机理可得出,酸与醇酯化时生成的中的氧原子可能来源于羧基
D.叔醇与乙酸发生酯化反应的机理中,由转化为的过程中,C原子的杂化类型不变
【变式】凡是结构简式为的醛、酮,跟次卤酸钠作用,有产物卤仿(CHX3)生成,
这种反应称为卤仿反应(式中R为烷基,X为卤素原子)。
如:(R)HCOCH3+3NaIO→CHI3+2NaOH+(R)HCOONa,以上称为碘仿反应。试判断下列物质中能发生碘仿反应的是
A.CH3CHO B.
C.CH3CH2CHO D.
题型03 苯酚的特性反应及应用
【典例】根据下列实验操作及现象,能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向蔗糖中加入适量浓硫酸,蔗糖变黑
浓硫酸具有脱水性
B
装有NO₂的密闭烧瓶冷却后颜色变浅
转化为的反应吸热
C
苯酚溶液中加入,溶液变紫
所有酚类物质的显色反应都是紫色
D
通入品红溶液中,溶液褪色
具有氧化性
A.A B.B C.C D.D
【变式】下列反应与酚羟基对苯环的影响有关的是
①苯酚在水溶液中可以电离出 ②苯酚溶液中加入浓溴水生成白色沉淀 ③用苯酚与甲醛为原料制备酚醛树脂 ④苯酚与氢氧化钠反应生成苯酚钠
A.①② B.②③ C.②④ D.①④
题型04 醛、酮的加成反应及反应活性差异分析
【典例】醛(酮)中与直接相连的C上的H与另一分子醛(酮)的加成后生成羟基醛(酮)的反应称为羟醛缩合反应。利用该反应合成异丙叉酮(MO)的路线如下。
下列说法不正确的是
A.MO不存在顺反异构体
B.②的反应类型为消去反应
C.和的混合物按①中原理反应,最多得到3种羟基醛
D.在有机合成中可以利用羟醛缩合反应增长碳链
【变式】3-苯基丙烯醛,俗称桂醛,是一种食品添加剂,可由苯甲醛经下列方法合成,下列有关说法正确的是
A.桂醛最多可以和加成
B.桂醛所有原子可能处于同一平面
C.上述合成路线涉及取代反应和消去反应
D.可用溴水鉴别苯甲醛和桂醛
题型05 醇的消去反应与分子间/分子内脱水反应的条件控制与竞争
【典例】醇被氧化后可生成酮,该醇脱水时仅能得到一种烯烃,则这种醇是
A. B.
C. D.
【变式】醇脱水是合成烯烃的常用方法,实验室合成环己烯的反应和实验装置如下:
可能用到的有关数据如下:
相对分子质量
密度/()
沸点/℃
溶解性
环己醇
100
0.9618
161
微溶于水
环己烯
82
0.8102
83
难溶于水
合成反应:
在a中加入10.0g环己醇和2小片碎瓷片,冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸。 b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度不超过90℃。
分离提纯:
反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量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环己烯4.1g。
回答下列问题:
(1)装置b的名称是___________。
(2)加入碎瓷片的作用是___________;如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作时_________(填正确答案标号)。
A.立即补加 B.冷却后补加 C.不需补加 D.重新配料
(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为______________。
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并_____________;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_________(填正确答案标号)。
A.圆底烧瓶 B.吸滤瓶 C. 温度计 D.球形冷凝管 E.接收器
(6)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是____________。
(7)本实验所得到的环己烯产率是___________。
【巩固训练】
1.紫花前胡醇可从中药材当归和白芷中提取得到,能提高人体免疫力。有关该化合物的叙述正确的是
A.分子式为 B.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.能够发生消去反应和取代反应 D.所有碳原子可能共平面
2.化合物Y是合成丹参醇的中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A.X分子中含手性碳原子
B.Y分子中所有碳原子一定共平面
C.Y与以物质的量发生加成反应时可得3种产物
D.X、Y可用酸性溶液进行鉴别
3.劳动创造世界,创造美好生活。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
帮厨活动:做鱼的时候加入料酒和醋调味
羧酸与醇反应生成酯
B
家务劳动:用热的纯碱溶液去油污
升温可促进Na2CO3水解
C
学农活动:用粪水给果树施肥
粪水中含有N、P等元素
D
手工劳动:用FeCl3溶液和覆铜板做图案
FeCl3溶液显酸性
A.A B.B C.C D.D
4.下列装置能达到实验目的的是
A.验证苯酚显酸性
B.除去C2H2中少量的H2S
C.制备溴苯并验证有HBr产生
D.量取一定体积的氢氧化钠溶液
A.A B.B C.C D.D
5.下列实验操作能达到实验目的的是
选项
实验操作
实验目的
A
取m g和混合物溶于水,加入足量溶液,充分反应后,过滤、洗涤、干燥,得到n g固体
测定混合物中的质量分数
B
向溶液中先滴加少量溶液,再滴加少量氯水
检验
C
向苯酚浊液中滴加溶液,浊液变清
探究苯酚和酸性的强弱
D
向两支均盛有4 mL 0.01 酸性溶液的试管中分别加入2 mL 0.01 和2 mL 0.02 的溶液,观察两支试管褪色时间
探究浓度对化学反应速率的影响
A.A B.B C.C D.D
6.设为阿伏加德罗常数的值,溶液可与适量氨水反应得到银氨溶液,并用于醛基的检验。下列叙述正确的是
A.1 mol 中,含键的数目为8
B.在1 L 0.1 mol/L 的水溶液中,含有的电子数目为10
C.在1 L 0.1 mol/L 的溶液中,含有的的数目为0.1
D.发生银镜反应时,消耗1 mol 比消耗1 mol 多转移2个电子
7.下列实验仪器的选择或操作均正确的是
A.分离乙醇和乙酸
B.制备
C.制备晶体
D.配制检验醛基的悬浊液
A.A B.B C.C D.D
8.桂皮醛常用于调制素馨、铃兰、玫瑰等日用香精,其结构如图所示。下列有关桂皮醛的叙述错误的是
A.存在顺反异构
B.能发生加聚反应
C.可用酸性溶液检验含氧官能团
D.一定条件下,最多能与加成
9.聚芳醚酮(Z)是一类特种热塑性工程塑料,其合成反应如下:
下列说法错误的是
A.M为HCl B.
C.X的一氯取代物有5种 D.Y中所有碳原子可能共平面
10.分析下图所示合成路线,下列说法正确的是
A.检验X中含有Br原子:取样于试管中,加入足量的溶液,生成淡黄色沉淀
B.物质Y能发生催化氧化反应生成酮
C.目标产物Z的名称可能是3-甲基-2-己烯
D.1molY与足量金属Na反应可产生
【强化训练】
11.格氏试剂(RMgX)与醛、酮反应是制备醇的重要途径。Z的一种制备方法如下:
下列说法不正确的是
A.中碳负离子的杂化轨道类型为
B.Z易溶于水是因为Z分子与水分子之间能形成氢键
C.Y分子与Z分子中均含有手性碳原子
D.以、和水为原料也可制得Z
12.下列说法正确的是
A.分子式为的有机物,①苯环上有两个取代基,②能与反应生成气体,满足以上2个条件的该有机物的同分异构体有15种
B.分子式为的有机物,只含有一个甲基的同分异构体有7种
C.分子式为的醇,能在铜催化下被氧化为醛的同分异构体有3种
D.分子中的所有原子有可能共平面
13.化合物Y是合成丹参醇的中间体,其合成路线如下,下列说法正确的是
A.Y与Br2以物质的量1:1发生加成反应时可得2种产物
B.1)中与CH3MgBr反应生成
C.一定条件下,X与足量H2加成后的产物分子中含2个手性碳原子
D.X、Y可用酸性KMnO4溶液进行鉴别
14.根据下列实验操作及现象,能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向蔗糖中加入适量浓硫酸,蔗糖变黑
浓硫酸具有脱水性
B
装有NO₂的密闭烧瓶冷却后颜色变浅
转化为的反应吸热
C
苯酚溶液中加入,溶液变紫
所有酚类物质的显色反应都是紫色
D
通入品红溶液中,溶液褪色
具有氧化性
A.A B.B C.C D.D
15.由苯酚合成的路线(部分反应试剂、反应条件已略去)如图,下列说法不正确的是
A.F的分子式为
B.B生成C的反应条件为NaOH醇溶液、加热
C.B在Cu催化作用下与反应:22
D.1个D分子中存在2个手性碳原子
16.伯醇(记为RCH2OH)和叔醇(记为R3COH)与乙酸发生酯化反应的机理如图所示。下列说法正确的是
A.由图可知,伯醇、叔醇与乙酸发生酯化反应的机理完全相同
B.伯醇和叔醇均可以发生催化氧化反应生成醛或酮
C.通过反应机理可得出,酸与醇酯化时生成的中的氧原子可能来源于羧基
D.叔醇与乙酸发生酯化反应的机理中,由转化为的过程中,C原子的杂化类型不变
17.下列指定反应的化学方程式或离子方程式正确的是
A.向苯酚钠溶液中通入少量的离子方程式:
B.2-丙醇的消去反应的化学方程式:
C.用新制氢氧化铜检验乙醛中的醛基的离子方程式:
D.在酸性条件下加热,乙酰胺和稀硫酸反应的化学方程式:
18.卤代烃A的分子式为C5H9Br,在一定条件下存在如图所示转化。B是A的一种链状同分异构体,A、B与NaOH水溶液作用,分别得到两种醇C和D。其中C存在对映异构体,且加氢后的产物易被氧化为醛。D加氢后的产物不易被氧化。下列说法正确的是
A.A分子的核磁共振氢谱共有6组峰
B.M可用于合成天然橡胶
C.可用红外光谱仅确定C的对映异构体
D.B不能通过图中过程转化为L
19.我们常用的生姜因含有姜辣素而呈现出刺激的味道,当生姜干燥后,姜辣素会转变成姜烯酚,辛辣增加两倍,若加热则产生较多的姜酮,刺激性较小,还有一点甜味。下列有关三种有机物的说法正确的是( )
A.一定条件下,姜辣素、姜烯酚、姜酮均可发生聚合反应
B.姜辣素分子在氢氧化钠醇溶液条件下发生消去反应,产物有两种(不考虑顺反异构)
C.1mol姜辣素分子与足量的溴水反应最多可消耗2 molBr2
D.生姜加热后产生的姜酮分子最多有10个碳原子共平面
20.某有机物M的结构简式如图所示。下列有关M的说法正确的是
A.1 mol M最多可消耗2 mol NaOH
B.1个M分子中含有2个酮羰基
C.一定条件下,1 mol M可与5molH2加成
D.M分子中共平面的碳原子至少有7个
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专题02 醇、酚、醛、酮的结构与性质比较
1.理解并掌握醇、酚、醛、酮的典型结构特征,并能从化学键与电子效应角度解释其性质差异。
2.能够系统辨析四类物质在典型反应(如酸性比较、氧化反应、特征反应)中的现象差异与实验干扰因素。
3.能够基于“结构—性质”模型设计并实施醇、酚、醛、酮的鉴别、分离与转化探究方案。
4.能够综合运用结构与性质知识,解决有机推断与合成的实际问题。
一、醇的结构和性质
羟基与烃基或苯环侧链上的饱和碳原子相连的化合物称为醇,羟基与苯环直接相连而形成的化合物称为酚。官能团为 羟基(-OH) 。饱和一元醇的通式为 CnH2n+1OH 。
1.醇的分类
2.醇的物理性质
(1)一元醇的物理性质
①熔沸点:随分子中碳原子数的增多,熔沸点逐渐升高。
②溶解性:随着碳原子数的增多,在水中的溶解度 减小 ,原因是极性的-OH在分子中所占的比例逐渐减少。
③密度:随着碳原子数的增多,密度一般增大。
(2)醇与烃的比较
①溶解性:醇在水中的溶解度 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 。
②沸点:醇的沸点 高 于相应的烃、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相互吸引作用,这种吸引作用称之为 氢 键)。
(3)多元醇的物理性质
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。
3.醇的化学性质(以乙醇为例)
醇的化学性质主要由官能团 羟基 决定,由于氧原子的吸引电子能力比氢原子和碳原子强,O-H键和C-O键的电子对偏向于氧原子,使O-H键和C-O键易断裂,即。
(1)与活泼金属单质的反应:与活泼金属(如Na)发生置换反应
ⅰ.反应原理:化学方程式为 2CH3CH2OH+2Na 2CH3CH2ONa+H2↑
ⅱ.反应速率快慢:Na与醇的反应比Na与水的反应平缓,说明水分子中的-OH活性比醇中-OH大。
(2)消去反应
①乙醇的消去反应:乙醇在浓硫酸的作用下,加热至170℃时生成乙烯。
ⅰ.反应原理:化学方程式为 CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O
ⅱ.浓硫酸的作用: 作催化剂和脱水剂 。
②醇的消去反应规律
ⅰ.反应条件:浓硫酸、加热。
ⅱ.反应规律(结构特点):醇分子中,只有含-OH的碳原子相邻的碳原子上含有氢原子时,才能发生消去反应而形成不饱和键。
+H2O
若醇分子中只有一个碳原子或与-OH相连碳原子的相邻碳原子上无氢原子[如CH3OH、(CH3)3CCH2OH、],则不能发生消去反应。
(3)取代反应
①醇与氢卤酸的反应:乙醇与浓氢溴酸混合加热生成溴乙烷。
其化学方程式为 CH3CH2OH+HBr CH3CH2Br+H2O 。
②醇的分子间脱水:乙醇在浓硫酸作用下加热至140 ℃时,生成乙醚。
其化学方程式为 CH3CH2OH+HOCH2CH3 CH3CH2-O-CH2CH3+H2O 。
③醇的取代反应规律:醇分子中-OH或-OH上的H原子在一定条件下可被其他原子或原子团替代。
如
R-O-R+H2O
R-X+H2O
(4) 醇的氧化反应
①乙醇的氧化反应
ⅰ.乙醇被酸性高锰酸钾氧化: CH3CH2OHCH3COOH
ⅱ.乙醇的催化氧化: 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O (化学方程式)
ⅲ.乙醇的可燃性: CH3CH2OH+3O2 2CO2+3H2O (化学方程式)
②酒精检测原理:乙醇被重铬酸钾(K2Cr2O7)酸性溶液氧化的过程为CH3CH2OH CH3CHO CH3COOH 。
③醇的催化氧化规律:醇能否被催化氧化以及被氧化的产物的类别,取决于醇的结构及氧化剂种类。
ⅰ.伯醇氧化成醛:与羟基相连碳原子上有2个氢原子被氧化成醛,进一步被氧化成羧酸。如
ⅱ.仲醇氧化成酮:与羟基相连碳原子上有1个氢原子被氧化成酮
如
ⅲ.叔醇不能被氧化:与羟基相连碳原子上无个氢原子不能被氧化
如
4.乙醇制乙烯的实验探究
(1)实验装置
(2)实验步骤
①将浓硫酸与乙醇按体积比3∶1混合,即将15 mL浓硫酸缓缓加入到盛有5 mL 95%乙醇的烧杯中混合均匀,冷却后再倒入 圆底烧瓶 中,并加入碎瓷片防止 暴沸 ;
②加热混合溶液,迅速升温到 170 ℃ ,将生成的气体分别通入酸性KMnO4溶液和溴的四氯化碳溶液中,观察现象。
(3)实验现象:酸性KMnO4溶液、溴的四氯化碳溶液 褪色 。
(4)实验结论:乙醇在浓硫酸作用下,加热到 170 ℃ ,发生了消去反应,生成乙烯。
乙醇的消去反应实验的记忆口诀:
硫酸乙醇三比一,迅速升温一百七,防止暴沸加碎瓷, 排水 法集乙烯。
二、酚的结构和性质
羟基与苯环直接相连而形成的化合物称为酚。官能团为 羟基(-OH) 。
如苯酚:;2-萘酚:
1.苯酚
(1)分子组成与结构
①俗名: 石碳酸
②分子式: C6H6O
③结构简式:或或C6H5OH
④结构特点:苯环上一个氢原子被 羟基 取代
(2)物理性质
①色、态、味: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熔点:熔点43 ℃,
③溶解性:室温下苯酚在水中的溶解度为9.2 g,当温度高于65 ℃时能与水 混溶 ,苯酚易溶于 有机溶剂 。
④特性: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。
(3)重要的化学性质
①苯酚的弱酸性
ⅰ.实验现象:①液体浑浊,②液体变澄清,③④液体变浑浊。
ⅱ.反应原理:对应化学方程式
②+ NaOH + H2O ;
③+ HCl + NaCl ;
④+ CO2+H2O + NaHCO3 。
ⅲ. 苯酚的酸性强弱: 苯酚显酸性,是由于受苯环的影响,使酚羟基能够发生电离,并且使酚羟基比醇羟基更活泼。苯酚的酸性 极弱 ,不能使酸碱指示剂变色。苯酚的酸性比碳酸弱,但比HC的酸性强,因而苯酚能与Na2CO3反应生成 NaHCO3 。
+Na2CO3+NaHCO3 ,
由此可知结合H+能力:C>>HC。
故向苯酚钠溶液中通入CO2,只生成NaHCO3,不能生成Na2CO3,与通入的CO2的多少无关。即+CO2+H2O+NaHCO3。
②取代反应:苯酚与溴水的反应
ⅰ.实验现象:试管中立即产生 白色沉淀 。
ⅱ.反应原理:化学方程式为+ 3Br2 ↓+ 3HBr
ⅲ. 实验应用:此反应可用于苯酚的定性检验和定量测定。
③苯酚的显色反应:遇Fe3+呈 紫 色,可用于 酚羟基的检验 。
(4)苯酚的用途:苯酚是重要的化工原料,广泛用于制造 酚醛树脂 、染料、医药、农药等。
2.苯、酚和醇的结构与性质
(1)苯环与羟基的相互影响
①苯环对羟基的影响:在苯酚分子中,苯环影响了羟基上的 氢原子 ,使它能够发生一定程度的电离,使溶液显 弱酸 性,故苯酚能与NaOH反应,而乙醇不能与NaOH反应。
②羟基对苯环的影响:苯酚分子中羟基影响了与其相连的苯环上的氢原子,使羟基邻、对位上的氢原子更 活泼 ,比苯上的氢原子更容易被其他原子或原子团 取代 。
具体体现在以下几个方面:
类别
苯
苯酚
结构简式
溴代反应
溴状态
液溴
浓溴水
条件
催化剂
无催化剂
产物
C6H5-Br
2,4,6⁃三溴苯酚
结论
苯酚与溴的取代反应比苯更 容易 进行
原因
羟基对苯环的影响,使苯环上羟基邻、对位的氢原子变得活泼,易被取代
(2)脂肪醇、芳香醇、酚的比较
类别
脂肪醇
芳香醇
酚
实例
CH3CH2OH
官能团
-OH
-OH
-OH
结构特点
-OH与链烃基相连
-OH与苯环侧链碳原子相连
-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)消去反应 (4)氧化反应 (5)酯化反应 (6)无酸性,不与NaOH反应
(1)弱酸性 (2)取代反应
(3)显色反应 (4)加成反应 (5)氧化反应
三、醛的结构和性质
(一)乙醛
1.乙醛及其官能团的组成和结构
分子式
比例模型
结构式
结构简式
官能团
乙醛
C2H4O
CH3CHO
醛基
—CHO
2.乙醛的化学性质
(1)氧化反应
①可燃性
乙醛燃烧的化学方程式:2CH3CHO+5O2 4CO2+4H2O 。
②催化氧化
乙醛在一定温度和催化剂作用下,能被氧气氧化为乙酸的化学方程式:
2CH3CHO+O2 2CH3COOH 。
③与银氨溶液反应
实验操作
实验现象
向①中滴加氨水,现象为 先产生白色沉淀后变澄清 ,加入乙醛,水浴加热一段时间后,试管内壁出现一层 光亮的银镜
有关反应的化学方程式
①中:AgNO3+NH3·H2O==AgOH↓(白色)+NH4NO3,AgOH+2NH3·H2O== Ag(NH3)2OH +2H2O;
③中:CH3CHO+2Ag(NH3)2OH 2Ag↓+CH3COONH4+3NH3+H2O
④与新制氢氧化铜反应
实验操作
实验现象
①中溶液出现 蓝色絮状沉淀 ,滴入乙醛,加热至沸腾后,③中溶液有 砖红色沉淀 产生
有关反应的化学方程式
①中:2NaOH+CuSO4== Cu(OH)2↓+Na2SO4 ;
③中:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH CH3COONa+Cu2O↓+3H2O
⑤乙醛能被酸性高锰酸钾溶液、溴水等强氧化剂氧化。
(2)加成反应(还原反应)
乙醛中的碳氧双键和烯烃中的碳碳双键性质类似,也能与氢气发生 加成 反应,化学方程式为:CH3CHO+H2 CH3CH2OH 。
【点拨】
醛基的检验及定量规律
银镜反应
与新制Cu(OH)2悬浊液反应
反应原理
R—CHO+2Ag(NH3)2OHRCOONH4+3NH3+2Ag↓+H2O
R—CHO+2Cu(OH)2+NaOHRCOONa+Cu2O↓+3H2O
反应现象
产生光亮的银镜
产生砖红色沉淀
定量关系
R—CHO~2Ag;HCHO~4Ag
R—CHO~2Cu(OH)2~Cu2O;HCHO~4Cu(OH)2~2Cu2O
注意事项
(1)试管内壁必须洁净;
(2)银氨溶液随用随配,不可久置;
(3)水浴加热,不可用酒精灯直接加热;
(4)醛用量不宜太多;
(5)银镜可用稀HNO3浸泡洗涤除去
(1)新制Cu(OH)2悬浊液要随用随配,不可久置;
(2)配制新制Cu(OH)2悬浊液时,所用NaOH必须过量
(二)醛类
1.醛
(1)醛:由烃基或氢原子与 醛基 相连而构成的化合物,可表示为RCHO。 甲醛 是最简单的醛。饱和一元醛分子的通式为 CnH2nO (n≥1)。
(2)甲醛、乙醛
物质
颜色
气味
状态
密度
水溶性
甲醛
无色
刺激性气味
气体
易溶于水
乙醛
无色
刺激性气味
液体
比水小
与水互溶
3.醛的化学通性
(1)醛可被氧化为羧酸,也可被氢气还原为醇,因此醛既有 氧化 性,又有 还原 性,其氧化、还原的关系为R—CH2OH
【点拨】
有机物的氧化、还原反应
(1)氧化反应:有机物分子中失去 氢原子 或加入 氧原子 的反应,即加氧去氢。
(2)还原反应:有机物分子中加入 氢原子 或失去 氧原子 的反应,即加氢去氧。
(三)甲醛
1.结构特点
甲醛的分子式为 CH2O ,其分子可以看成含 两 个醛基,如下图:
2.甲醛氧化反应的特殊性
甲醛发生氧化反应时,可理解为
所以,甲醛分子中相当于有2个 —CHO,当与足量的银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液反应时,可存在如下量的关系:1 mol HCHO~ 4 mol Ag;1 mol HCHO~ 4 mol Cu(OH)2~ 2 mol Cu2O
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+2NaOH Na2CO3+2Cu2O↓+6H2O 。
3.用途及危害
(1)用途:水溶液可用于浸制 生物标本 ,用来生产 酚醛树脂 。
(2)危害:引起人 中毒 。
【点拨】
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
四、酮的结构和性质
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
(1) 丙酮 是最简单的酮类化合物,结构简式为 。
(2)常温下丙酮是 无 色透明液体,易 挥发 ,能与水、乙醇等混溶。不能被银氨溶液、新制的氢氧化铜等弱氧化剂 氧化 ,但能催化加氢生成 醇 。
【点拨】
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
五、探究与讨论
1:观察以下结构简式,你能找出它们的“身份证”(官能团)并说出它们分别属于哪一类有机物吗?
(1) CH₃CH₂OH (2) C₆H₅OH (3) CH₃CHO (4) CH₃COCH₃
【答案】官能团:是有机物分子中比较活泼、容易发生化学反应的原子或原子团,决定了一类有机物的主要化学性质。
(1) CH₃CH₂OH:含有 -OH(羟基),且连接在链烃基(CH₃CH₂-)上。→ 属于醇(乙醇)。
(2) C₆H₅OH:含有 -OH(羟基),但直接连接在苯环上。→ 属于酚(苯酚)。
(3) CH₃CHO:含有 -CHO(醛基)。→ 属于醛(乙醛)。
(4) CH₃COCH₃:含有 >C=O(羰基),且两端都连接着烃基。→ 属于酮(丙酮)。
2:乙醇和苯酚都含有羟基,为什么苯酚具有弱酸性,能与NaOH溶液反应,而乙醇却不能?
【答案】乙醇 (CH₃CH₂-OH):羟基连接在烷基上,O-H键的电子云偏向氧,但偏移不剧烈。生成的CH₃CH₂O⁻不稳定。所以乙醇酸性极弱,不能与NaOH反应,只能与更活泼的金属钠反应:2CH₃CH₂OH + 2Na → 2CH₃CH₂ONa + H₂↑。苯酚 (C₆H₅-OH):羟基直接连在苯环上。氧原子的孤对电子与苯环的大π键形成了特殊的“手拉手”效应(共轭效应)。这使得:O-H键的电子云更偏向氧,更容易断裂,显示出弱酸性。生成的苯氧离子(C₆H₅O⁻)因为电荷分散到苯环上而更稳定。所以苯酚能与NaOH反应:C₆H₅OH + NaOH → C₆H₅ONa + H₂O。但注意:苯酚酸性很弱,比碳酸还弱,所以它不能与NaHCO₃反应放出CO₂。
问题3:如何用简单的方法鉴别乙醇和苯酚?
【答案】可以通过以下两种方法之一:
方法一:滴加FeCl₃溶液,向待测液中滴加几滴FeCl₃溶液。若溶液变为紫色,则为苯酚。乙醇无颜色变化。
方法二:加入浓溴水,向待测液中滴加饱和溴水。若产生白色沉淀,且溴水褪色,则为苯酚。乙醇无明显变化。
4:乙醛有两个非常奇妙的“侦探”反应,能把它从众多有机物中找出来。你知道是哪两个反应吗?现象是什么?
【答案】
反应一:银镜反应
试剂:银氨溶液(由AgNO₃溶液和稀氨水配制)。
条件:在洁净的试管中,水浴加热。
现象:试管内壁上形成一层光亮如镜的银层。
本质:乙醛被银氨溶液中的[Ag(NH₃)₂]⁺氧化成乙酸,而Ag⁺被还原成单质银。
反应二:与新制Cu(OH)₂悬浊液反应
试剂:新制Cu(OH)₂悬浊液(由NaOH溶液和CuSO₄溶液配制)。
条件:加热至沸腾。
现象:产生砖红色沉淀(氧化亚铜,Cu₂O)。
本质:乙醛被Cu(OH)₂氧化成乙酸,而Cu²⁺被还原为Cu⁺,生成Cu₂O。
5:乙醇可以被氧化,但不同条件下得到的产物不同。请完成下表:
乙醇状态
氧化剂/条件
氧化产物
液态
酸性KMnO₄或K₂Cr₂O₇溶液
①
气态
铜或银作催化剂,加热
②
【答案】
① 乙酸 (CH₃COOH)。在强氧化剂作用下,乙醇可被直接氧化成乙酸。
② 乙醛 (CH₃CHO)。这是一个催化氧化过程:2CH₃CH₂OH + O₂ →(Cu/加热)→ 2CH₃CHO + 2H₂O
6:所有的醇都能被氧化成醛吗?
【答案】:
不是,这取决于与羟基相连的碳原子的类型:
伯醇 (如CH₃CH₂OH):羟基在末端碳上。氧化先生成醛,醛可继续氧化成羧酸。仲醇 (如CH₃CH(OH)CH₃):羟基在中间碳上。氧化生成酮,如丙酮。叔醇 (如(CH₃)₃COH):羟基连接在叔碳上(连有三个其他碳)。一般条件下难以被氧化。
7:桌上有三瓶失去标签的液体,已知它们可能是乙醇、乙醛、乙酸。请设计实验方案将它们鉴别出来。
【答案】:
闻气味(辅助判断,不绝对可靠):分别扇闻瓶口气体。有特殊刺激性气味的是乙醛和乙酸。有特殊香味的是乙醇。
用pH试纸检验:各取少量液体,用玻璃棒蘸取滴在pH试纸上。pH试纸变红,呈明显酸性 → 是乙酸。pH试纸基本不变色,呈中性 → 是乙醇或乙醛。
鉴别乙醇和乙醛:从呈中性的两种液体中取样,进行银镜反应或与新制Cu(OH)₂反应。能产生银镜或砖红色沉淀 → 是乙醛。不能产生上述现象 → 是乙醇。
题型01“酚羟基”与“醇羟基”酸性强弱比较及实验验证
【典例】下列实验方案能达到相应目的的是
A.分离苯和溴苯
B.实验室制乙酸乙酯
C.检验溴乙烷水解产物中含有
D.证明酸性:碳酸>苯 酚
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.苯和溴苯可以互溶,不能用分液的方法分离,故A错误;
B.制备乙酸乙酯,因乙醇易溶于水,乙酸与碳酸钠反应,导管不能插入液面以下,以防止倒吸,故B错误;
C.溴乙烷水解液呈碱性,先加硝酸至溶液呈酸性,再加硝酸银溶液可检验水溶液中是否含Br−,故C正确;
D.浓盐酸具有挥发性,生成的二氧化碳中含有HCl,盐酸也能和苯酚钠溶液反应生成苯酚,而影响碳酸和苯酚钠的反应,故D错误;
故选C。
【变式】已知酸性大小:羧酸>碳酸>酚。下列含溴化合物中的溴原子,在适当的条件下都能被羟基(—OH)取代(均可称为水解反应),所得产物能跟NaHCO3溶液反应的是
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】含溴化合物中的溴原子,在适当条件下都能被羟基(−OH)取代,所得产物能跟NaHCO3溶液反应,说明水解后生成的官能团具有酸性,且酸性比H2CO3强,以此解答该题。
【详解】
A.水解生成,为醇类物质,不具有酸性,不能与碳酸氢钠反应,故A错误;
B.水解生成,酚羟基比碳酸弱,不能与碳酸氢钠反应,故B错误;
C.水解生成,酸性比碳酸强,可与碳酸氢钠反应,故C正确;
D.水解生成,为醇类物质,不具有酸性,不能与碳酸氢钠反应,故D错误;
故答案选C。
题型02 醛基的特征氧化反应与酮的辨析
【典例】伯醇(记为RCH2OH)和叔醇(记为R3COH)与乙酸发生酯化反应的机理如图所示。下列说法正确的是
A.由图可知,伯醇、叔醇与乙酸发生酯化反应的机理完全相同
B.伯醇和叔醇均可以发生催化氧化反应生成醛或酮
C.通过反应机理可得出,酸与醇酯化时生成的中的氧原子可能来源于羧基
D.叔醇与乙酸发生酯化反应的机理中,由转化为的过程中,C原子的杂化类型不变
【答案】C
【详解】A.观察可发现,伯醇发生酯化反应时,首先进攻羧基,叔醇发生酯化反应时,首先进攻醇羟基,A错误;
B.叔醇不能发生催化氧化反应,B错误;
C.通过反应可得出,酸与醇酯化时生成的中的氧原子可能来源于羧基,C正确;
D.中C原子为杂化,而中C原子为杂化,D错误;
故选C。
【变式】凡是结构简式为的醛、酮,跟次卤酸钠作用,有产物卤仿(CHX3)生成,
这种反应称为卤仿反应(式中R为烷基,X为卤素原子)。
如:(R)HCOCH3+3NaIO→CHI3+2NaOH+(R)HCOONa,以上称为碘仿反应。试判断下列物质中能发生碘仿反应的是
A.CH3CHO B.
C.CH3CH2CHO D.
【答案】A
【分析】
由信息可知能发生碘仿反应的醛、酮中必须具有的结构。
【详解】
A.乙醛含有结构,可以发生碘仿反应,A正确;
B.不含有结构,不能发生碘仿反应,B错误;
C.CH3CH2CHO不含有结构,不能发生碘仿反应,C错误;
D.不含有结构,不能发生碘仿反应,D错误;
故应选A。
题型03 苯酚的特性反应及应用
【典例】根据下列实验操作及现象,能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向蔗糖中加入适量浓硫酸,蔗糖变黑
浓硫酸具有脱水性
B
装有NO₂的密闭烧瓶冷却后颜色变浅
转化为的反应吸热
C
苯酚溶液中加入,溶液变紫
所有酚类物质的显色反应都是紫色
D
通入品红溶液中,溶液褪色
具有氧化性
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.浓硫酸使蔗糖变黑,是因为浓硫酸将蔗糖中H、O元素按原子个数比2:1脱出,剩余碳单质,该过程体现浓硫酸的脱水性,A正确;
B.反应中,为红棕色,为无色,密闭烧瓶冷却后颜色变浅,说明降温平衡正向移动,根据勒夏特列原理,正反应为放热反应,B错误;
C.只有苯酚与氯化铁反应显紫色,不同结构的酚类与氯化铁显色不同,并非所有酚类都会显紫色,C错误;
D.使品红溶液褪色,体现的是的漂白性,D错误;
故答案为A。
【变式】下列反应与酚羟基对苯环的影响有关的是
①苯酚在水溶液中可以电离出 ②苯酚溶液中加入浓溴水生成白色沉淀 ③用苯酚与甲醛为原料制备酚醛树脂 ④苯酚与氢氧化钠反应生成苯酚钠
A.①② B.②③ C.②④ D.①④
【答案】B
【详解】
①醇羟基在水溶液中不电离,苯酚在水溶液中可以电离出 ,说明苯环影响羟基的性质;
②苯酚和浓溴水反应生成三溴苯酚,体现了酚羟基的邻对位氢原子活泼,说明羟基对苯环性质有影响;
③苯酚与甲醛制备酚醛树脂,是发生在羟基邻位上的反应,说明羟基对苯环性质有影响;
④苯酚能和氢氧化钠溶液反应,醇不能和氢氧化钠溶液反应,说明苯环影响羟基的性质;
综上所述与酚羟基对苯环的影响有关的是②③,答案为B。
题型04 醛、酮的加成反应及反应活性差异分析
【典例】醛(酮)中与直接相连的C上的H与另一分子醛(酮)的加成后生成羟基醛(酮)的反应称为羟醛缩合反应。利用该反应合成异丙叉酮(MO)的路线如下。
下列说法不正确的是
A.MO不存在顺反异构体
B.②的反应类型为消去反应
C.和的混合物按①中原理反应,最多得到3种羟基醛
D.在有机合成中可以利用羟醛缩合反应增长碳链
【答案】C
【详解】A.MO左边的碳碳双键连有两个相同的基团-CH3,故无顺反异构体,故A正确;
B.②为分子内去水生成不饱和碳碳双键的消去反应,故B正确;
C.和的混合物按①中原理反应,只能得到一种羟基醛,即CH2(OH)CH2CHO,故C错误;
D.根据题干信息可知,可以利用羟醛缩合反应增长碳链,故D正确;
故选C。
【变式】3-苯基丙烯醛,俗称桂醛,是一种食品添加剂,可由苯甲醛经下列方法合成,下列有关说法正确的是
A.桂醛最多可以和加成
B.桂醛所有原子可能处于同一平面
C.上述合成路线涉及取代反应和消去反应
D.可用溴水鉴别苯甲醛和桂醛
【答案】B
【详解】A.由结构简式可知,桂醛分子中苯环、碳碳双键和醛基一定条件下能与氢气发生加成反应,则1mol桂醛最多可以和5mol氢气发生加成反应,故A错误;
B.由结构简式可知,桂醛分子中苯环、碳碳双键和醛基都是平面结构,由三点成面可知,分子中所有原子可能处于同一平面,故B正确;
C.由结构简式可知,上述合成路线涉及的反应为碱性条件下苯甲醛先与乙醛发生加成反应生成 , 发生消去反应生成桂醛,故C错误;
D.苯甲醛中的醛基和桂醛中的碳碳双键和醛基都能与溴水反应使溶液褪色,则用溴水不能鉴别苯甲醛和桂醛,故D错误;
故选B。
题型05 醇的消去反应与分子间/分子内脱水反应的条件控制与竞争
【典例】醇被氧化后可生成酮,该醇脱水时仅能得到一种烯烃,则这种醇是
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据醇发生消去反应的结构特点是:与羟基所连碳相邻的碳上有氢原子才能发生消去反应,形成不饱和键;根据醇发生氧化生成酮的结构特点是:与羟基所连碳上有一个氢原子。
【详解】A.中与羟基所连碳上有2个氢原子,能发生催化氧化反应生成醛,故A不选;
B.中与羟基所连碳上有一个氢原子,发生氧化生成酮,发生消去反应生成两种烯烃,故B不选;
C.与羟基所连碳上有一个氢原子,发生氧化生成酮,发生消去反应生成烯烃有2种结构,不符合题意,故C不选;
D.中与羟基所连碳上有一个氢原子,发生氧化生成酮,发生消去反应生成一种烯烃,故D选;
故选:D。
【变式】醇脱水是合成烯烃的常用方法,实验室合成环己烯的反应和实验装置如下:
可能用到的有关数据如下:
相对分子质量
密度/()
沸点/℃
溶解性
环己醇
100
0.9618
161
微溶于水
环己烯
82
0.8102
83
难溶于水
合成反应:
在a中加入10.0g环己醇和2小片碎瓷片,冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸。 b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度不超过90℃。
分离提纯:
反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量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环己烯4.1g。
回答下列问题:
(1)装置b的名称是___________。
(2)加入碎瓷片的作用是___________;如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作时_________(填正确答案标号)。
A.立即补加 B.冷却后补加 C.不需补加 D.重新配料
(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为______________。
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并_____________;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_________(填正确答案标号)。
A.圆底烧瓶 B.吸滤瓶 C. 温度计 D.球形冷凝管 E.接收器
(6)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是____________。
(7)本实验所得到的环己烯产率是___________。
【答案】(1)(直形) 冷凝管
(2) 防止暴沸 B
(3)
(4) 检漏 上口倒出
(5)B D
(6)干燥(或除水除醇)
(7)50%
【分析】实验室利用环己醇在浓硫酸加热条件下发生消去反应,制取环己烯,a装置为发生装置,利用环己醇与环己烯的沸点不同,通过控制蒸馏温度将环己烯冷凝回流,在锥形瓶中收集环己烯;与乙醇的消去反应类似,此反应也会发生环己醇分子间的脱水形成醚的副反应,据此解答。
【详解】(1)根据仪器构造可知,装置b为(直形) 冷凝管,故答案为:(直形) 冷凝管;
(2)加入碎瓷片的作用是防止暴沸,如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,则应等装置冷却后补加碎瓷片,故答案为:防止暴沸;B;
(3)
此反应容易发生环己醇分子间的脱水形成醚的副反应,副反应产物为,故答案为:;
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并且检漏,在本实验分离过程中,产物密度小于水,则应该从分液漏斗的上口倒出,故答案为:检漏;上口倒出;
(5)球形冷凝管一般用于冷凝回流,蒸馏时应用直形冷凝管,吸滤瓶是用于抽滤的仪器,故答案为:BD;
(6)无水氯化钙具有吸水性,能吸收产品中的水分,无水氯化钙也能吸附乙醇,所以无水氯化钙的作用是作干燥剂,故答案为:干燥(或除水除醇);
(7)10.0g环己醇物质的量为0.1mol,根据反应方程式,理论上可以制取0.1mol环己烯,即8.2g环己烯,实际产量为4.2g环己烯,则产率为,故答案为50%。
【巩固训练】
1.紫花前胡醇可从中药材当归和白芷中提取得到,能提高人体免疫力。有关该化合物的叙述正确的是
A.分子式为 B.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.能够发生消去反应和取代反应 D.所有碳原子可能共平面
【答案】C
【详解】A.根据该有机物的分子结构可以确定其分子式为,A错误;
B.该有机物的分子中有碳碳双键和羟基,且与羟基相连的碳原子上有氢原子,故其可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,B错误;
C.该有机物分子中与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,故其可以在一定的条件下发生消去反应生成碳碳双键,酯基和羟基可以发生取代反应,C正确;
D.该有机物分子中的两个甲基不可能同时与环状结构共平面,D错误;
故答案为:C。
2.化合物Y是合成丹参醇的中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A.X分子中含手性碳原子
B.Y分子中所有碳原子一定共平面
C.Y与以物质的量发生加成反应时可得3种产物
D.X、Y可用酸性溶液进行鉴别
【答案】C
【详解】A.手性碳原子是与四个互不相同的原子或原子团相连的碳原子。X分子中没有符合此特征的碳原子,不含手性碳原子,A错误;
B.Y分子中与羟基相连的碳原子是杂化的碳原子,且该碳原子连接了3个碳原子,这4个碳原子就一定不能共面,B错误;
C.Y中含有两个共轭双键,与按物质的量之比为1:1反应可以得到两种1,2-加成产物:和,以及一种1,4-加成产物:,C正确;
D.X、Y中均含有双键,均可以使酸性溶液褪色,无法通过该方法鉴别,D错误;
故答案选C。
3.劳动创造世界,创造美好生活。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
帮厨活动:做鱼的时候加入料酒和醋调味
羧酸与醇反应生成酯
B
家务劳动:用热的纯碱溶液去油污
升温可促进Na2CO3水解
C
学农活动:用粪水给果树施肥
粪水中含有N、P等元素
D
手工劳动:用FeCl3溶液和覆铜板做图案
FeCl3溶液显酸性
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.料酒中的乙醇与醋中的乙酸在加热条件下发生酯化反应生成乙酸乙酯而产生香味,A不符合题意;
B.油污在碱性条件下可发生水解反应生成溶于水得高级脂肪酸盐和甘油;纯碱()水解使溶液显碱性,水解是吸热过程,升温可促进水解,从而增强其去油污能力,B不符合题意;
C.粪水中含 N、P 等植物必需元素,可作肥料,C不符合题意;
D.溶液蚀刻覆铜板是因为具有强氧化性,能与发生氧化还原反应,与FeCl3溶液显酸性无关,D符合题意;
答案选D。
4.下列装置能达到实验目的的是
A.验证苯酚显酸性
B.除去C2H2中少量的H2S
C.制备溴苯并验证有HBr产生
D.量取一定体积的氢氧化钠溶液
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.苯酚酸性过小,不能使石蕊溶液变红,故A错误;
B.硫化氢为酸性气体,能与硫酸铜反应生成硫化铜沉淀,化学反应式为,故B正确;
C.挥发的溴单质也会与硝酸银溶液反应产生淡黄色沉淀,干扰实验结果,故C错误;
D.氢氧化钠是碱性溶液,需要用碱式滴定管,故D错误;
故答案为B。
5.下列实验操作能达到实验目的的是
选项
实验操作
实验目的
A
取m g和混合物溶于水,加入足量溶液,充分反应后,过滤、洗涤、干燥,得到n g固体
测定混合物中的质量分数
B
向溶液中先滴加少量溶液,再滴加少量氯水
检验
C
向苯酚浊液中滴加溶液,浊液变清
探究苯酚和酸性的强弱
D
向两支均盛有4 mL 0.01 酸性溶液的试管中分别加入2 mL 0.01 和2 mL 0.02 的溶液,观察两支试管褪色时间
探究浓度对化学反应速率的影响
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.与和均反应生成沉淀,不能根据沉淀的质量准确测定的质量分数,A项错误;
B.溶液中还原性强于,氯水优先氧化,可能导致未被氧化成,无法通过检验,B项错误;
C.苯酚与反应生成可溶性苯酚钠和,浊液变清,说明苯酚酸性强于,弱于,可探究两者酸性强弱,C项正确;
D.加入的物质的量不足(需0.0001 mol,实际仅0.00002 mol和0.00004 mol),颜色变化不明显,不能通过褪色时间比较速率,D项错误;
答案选C。
6.设为阿伏加德罗常数的值,溶液可与适量氨水反应得到银氨溶液,并用于醛基的检验。下列叙述正确的是
A.1 mol 中,含键的数目为8
B.在1 L 0.1 mol/L 的水溶液中,含有的电子数目为10
C.在1 L 0.1 mol/L 的溶液中,含有的的数目为0.1
D.发生银镜反应时,消耗1 mol 比消耗1 mol 多转移2个电子
【答案】A
【详解】A.中含有和形成配位键,也作键,还有含有3个N-H 键,所以1 mol 中,含键的数目为8,A正确;
B.在1 L 0.1 mol/L的水溶液中,0.1 mol 含有1电子,另外还有,按照题给数据,无法确定具体含有的电子数,B错误;
C.在水中会水解,溶液中的数目小于0.1,C错误;
D.1 mol 比1 mol 只是中子数多了2,但转移电子数是一样,D错误;
故答案为A。
7.下列实验仪器的选择或操作均正确的是
A.分离乙醇和乙酸
B.制备
C.制备晶体
D.配制检验醛基的悬浊液
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.乙醇和乙酸互溶,不能用分液漏斗分离,应采用蒸馏法,A错误;
B.与浓盐酸反应制备需要加热,图中缺少加热装置,B错误;
C.在乙醇中溶解度较小,向其溶液中加入乙醇可降低溶解度,促使晶体析出,操作合理,C正确;
D.检验醛基的悬浊液需在碱性条件下,应加入过量NaOH,该操作无法保证NaOH溶液过量,D错误;
故选C。
8.桂皮醛常用于调制素馨、铃兰、玫瑰等日用香精,其结构如图所示。下列有关桂皮醛的叙述错误的是
A.存在顺反异构
B.能发生加聚反应
C.可用酸性溶液检验含氧官能团
D.一定条件下,最多能与加成
【答案】C
【详解】A.桂皮醛结构中含碳碳双键,双键两端碳原子分别连接(苯环、H)和(醛基、H),均为不同基团,满足顺反异构条件,A正确;
B.分子中含碳碳双键,可发生加聚反应,B正确;
C.酸性KMnO4溶液可氧化碳碳双键和醛基(含氧官能团),褪色可能由双键或醛基引起,无法单独检验含氧官能团,C错误;
D.1mol苯环加成需3mol H2,1mol碳碳双键需1mol,醛基羰基需1mol,共5mol H2,D正确;
故选C。
9.聚芳醚酮(Z)是一类特种热塑性工程塑料,其合成反应如下:
下列说法错误的是
A.M为HCl B.
C.X的一氯取代物有5种 D.Y中所有碳原子可能共平面
【答案】D
【详解】A.根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和数目不变,则M为HCl,A正确;
B.参考Z的结构两侧相加含有一个HCl,故a为,B正确;
C.X的苯环上有5种等效氢,其一氯取代物有5种,C正确;
D.Y中六元环上碳原子均采用杂化,不可能共平面,D错误;
故答案选D。
10.分析下图所示合成路线,下列说法正确的是
A.检验X中含有Br原子:取样于试管中,加入足量的溶液,生成淡黄色沉淀
B.物质Y能发生催化氧化反应生成酮
C.目标产物Z的名称可能是3-甲基-2-己烯
D.1molY与足量金属Na反应可产生
【答案】C
【详解】A.X为卤代烃,检验X中含有Br原子的方法是:取样于试管中,加入过量NaOH溶液并加热,使Br原子转化为Br-,冷却后加入稀硝酸中和过量NaOH,避免OH-干扰后续反应,加入AgNO3溶液,若生成淡黄色AgBr沉淀,证明含Br原子,A错误;
B.Y中与羟基相连的碳原子上没有H原子,不能发生催化氧化反应,B错误;
C.Y发生消去反应生成(3-甲基-2-己烯)或(3-甲基-3-己烯)或(2-乙基-1-戊烯),C正确;
D.未说明生成H2的温度和压强,无法计算生成H2的体积,D错误;
故选C。
【强化训练】
11.格氏试剂(RMgX)与醛、酮反应是制备醇的重要途径。Z的一种制备方法如下:
下列说法不正确的是
A.中碳负离子的杂化轨道类型为
B.Z易溶于水是因为Z分子与水分子之间能形成氢键
C.Y分子与Z分子中均含有手性碳原子
D.以、和水为原料也可制得Z
【答案】D
【详解】A.CH3CH2-中碳负离子形成3个σ键且有1对孤对电子,价层电子对数为4,杂化轨道类型为sp3,A正确;
B.Z分子中含羟基(-OH),可与水分子形成氢键,则易溶于水,B正确;
C.连接4个不同基团的碳原子为手性碳原子,则Y、Z中与O原子相连的碳原子为手性碳原子,C正确;
D.CH3COCH3与CH3MgBr发生加成反应生成(CH3)2C(OMgBr)CH3,然后与水反应生成(CH3)3COH,得不到Z, D错误;
故答案选D。
12.下列说法正确的是
A.分子式为的有机物,①苯环上有两个取代基,②能与反应生成气体,满足以上2个条件的该有机物的同分异构体有15种
B.分子式为的有机物,只含有一个甲基的同分异构体有7种
C.分子式为的醇,能在铜催化下被氧化为醛的同分异构体有3种
D.分子中的所有原子有可能共平面
【答案】A
【详解】A.分子式为,能与反应生成气体,说明该有机物中一定含有羧基:,根据分子组成可知,该有机物除了苯环和羧基以外,其他都是单键,另外还含有:个C,苯环上有两个取代基,则取代基的可能组合为①, ②、③, ④,⑤,每种组合中都含有邻、间、对三种同分异构体,所以该有机物总共含有的同分异构体数目为种,故A正确;
B.的同分异构体可以采取“定一移一”法(第二个氯原子的位置如标号所示),由图可知共有9种同分异构体,其中图1中另一氯在1、2、3位置时,分子中只有1个甲基,图2中另一氯在1、2号碳上,分子中均含2个甲基,图3中另一氯在3号碳上,分子中只含1个甲基,所以分子中含1个甲基的同分异构体共有4种,故B错误;
C.正丁基中有两个不同的位置可以连接羟基,异丁基中有两个不同的位置可以连接羟基,因此丁醇有4种,氧化形成的丁醛有2种,因此分子式为的醇能氧化形成醛的只有2种,故C错误;
D.分子中含有甲基,为四面体构型,则所有原子不可能共平面,故D错误;
故选A。
13.化合物Y是合成丹参醇的中间体,其合成路线如下,下列说法正确的是
A.Y与Br2以物质的量1:1发生加成反应时可得2种产物
B.1)中与CH3MgBr反应生成
C.一定条件下,X与足量H2加成后的产物分子中含2个手性碳原子
D.X、Y可用酸性KMnO4溶液进行鉴别
【答案】C
【分析】
X与CH3MgBr反应生产,水解得到Y。
【详解】A.Y与Br2以物质的量1:1发生加成反应时,发生1,2-加成可得到2种产物,发生1,4-加成可得到1种产物,共3种,A错误;
B.1)中与CH3MgBr反应生成,B错误;
C.一定条件下,X与足量H2加成后的产物分子中,顺时针2、3碳为手性碳,C正确;
D.X、Y均使酸性KMnO4溶液褪色,不能鉴别,D错误;
故选C。
14.根据下列实验操作及现象,能得出相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向蔗糖中加入适量浓硫酸,蔗糖变黑
浓硫酸具有脱水性
B
装有NO₂的密闭烧瓶冷却后颜色变浅
转化为的反应吸热
C
苯酚溶液中加入,溶液变紫
所有酚类物质的显色反应都是紫色
D
通入品红溶液中,溶液褪色
具有氧化性
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.浓硫酸使蔗糖变黑,是因为浓硫酸将蔗糖中H、O元素按原子个数比2:1脱出,剩余碳单质,该过程体现浓硫酸的脱水性,A正确;
B.反应中,为红棕色,为无色,密闭烧瓶冷却后颜色变浅,说明降温平衡正向移动,根据勒夏特列原理,正反应为放热反应,B错误;
C.只有苯酚与氯化铁反应显紫色,不同结构的酚类与氯化铁显色不同,并非所有酚类都会显紫色,C错误;
D.使品红溶液褪色,体现的是的漂白性,D错误;
故答案为A。
15.由苯酚合成的路线(部分反应试剂、反应条件已略去)如图,下列说法不正确的是
A.F的分子式为
B.B生成C的反应条件为NaOH醇溶液、加热
C.B在Cu催化作用下与反应:22
D.1个D分子中存在2个手性碳原子
【答案】B
【分析】
A与氢气发生加成反应得到B,B在浓硫酸作用下发生消去反应得到C,C发生加成反应得到D();D碱性条件下发生消去反应得到E;E与Br2发生1,4-加成反应得到F(),F与氢气加成得到G,G水解得到H;据此作答。
【详解】
A.F的结构简式为,分子式为C6H8Br2,A正确;
B.B生成C为醇的消去反应,条件为浓硫酸、加热,B错误;
C.B中与羟基直接相连的碳原子上有1个氢原子,可以被氧化成羰基,方程式正确,C正确;
D.D的结构简式为,与溴原子直接相连的碳原子为手性碳原子,共2个,D正确;
故答案选B。
16.伯醇(记为RCH2OH)和叔醇(记为R3COH)与乙酸发生酯化反应的机理如图所示。下列说法正确的是
A.由图可知,伯醇、叔醇与乙酸发生酯化反应的机理完全相同
B.伯醇和叔醇均可以发生催化氧化反应生成醛或酮
C.通过反应机理可得出,酸与醇酯化时生成的中的氧原子可能来源于羧基
D.叔醇与乙酸发生酯化反应的机理中,由转化为的过程中,C原子的杂化类型不变
【答案】C
【详解】A.观察可发现,伯醇发生酯化反应时,首先进攻羧基,叔醇发生酯化反应时,首先进攻醇羟基,A错误;
B.叔醇不能发生催化氧化反应,B错误;
C.通过反应可得出,酸与醇酯化时生成的中的氧原子可能来源于羧基,C正确;
D.中C原子为杂化,而中C原子为杂化,D错误;
故选C。
17.下列指定反应的化学方程式或离子方程式正确的是
A.向苯酚钠溶液中通入少量的离子方程式:
B.2-丙醇的消去反应的化学方程式:
C.用新制氢氧化铜检验乙醛中的醛基的离子方程式:
D.在酸性条件下加热,乙酰胺和稀硫酸反应的化学方程式:
【答案】D
【详解】A. 向苯酚钠溶液中通入少量CO2生成碳酸氢钠:C6H5O-+CO2+H2O→C6H5OH +,故A错误;
B.2-丙醇的消去反应,反应条件应是浓硫酸加热: CH2=CHCH3↑+H2O,故B错误;
C.乙醛被新制氢氧化铜碱性悬浊液氧化:CH3CHO +OH-+2Cu(OH)2CH3COO-+Cu2O↓+3H2O,故C错误;
D.在酸性条件下加热,乙酰胺和稀硫酸反应生成羧酸和铵盐,化学方程式:,故D正确;
故选D。
18.卤代烃A的分子式为C5H9Br,在一定条件下存在如图所示转化。B是A的一种链状同分异构体,A、B与NaOH水溶液作用,分别得到两种醇C和D。其中C存在对映异构体,且加氢后的产物易被氧化为醛。D加氢后的产物不易被氧化。下列说法正确的是
A.A分子的核磁共振氢谱共有6组峰
B.M可用于合成天然橡胶
C.可用红外光谱仅确定C的对映异构体
D.B不能通过图中过程转化为L
【答案】B
【分析】卤代烃A的分子式为C5H9Br,A发生消去反应生成烯烃M,M被酸性高锰酸钾溶液氧化生成L,结合A的分子式知,A还存在一个碳碳双键,根据L的结构简式推知M为CH2=C(CH3)CH=CH2,而A与NaOH水溶液作用生成醇C,C存在对映异构体且加氢后的产物易被氧化为醛,可推知A为BrCH2CH(CH3)CH=CH2、C为HOCH2CH(CH3)CH=CH2,B是A的一种链状同分异构体,B与NaOH水溶液作用得到醇D,D加氢后的产物不易被氧化,可知B为CH2=CHC(CH3)2Br、D为CH2=CHC(CH3)2OH,据此解答。
【详解】A.由分析可知,A的结构简式为BrCH2CH(CH3)CH=CH2,分子中有5种化学环境不同的氢原子,分子的核磁共振氢谱共有5组峰,故A错误;
B.M为CH2=C(CH3)CH=CH2,可用于合成天然橡胶,故B正确;
C.C的对映异构体与C的化学键、官能团相同,含有相同的基团,二者红外光谱图相同,故C错误;
D.B是CH2=CHC(CH3)2Br,可以发生消去反应生成CH2=CHC(CH3)=CH2,再用酸性高锰酸钾溶液氧化生成L,可以实现图中转化,故D错误;
故选:B。
19.我们常用的生姜因含有姜辣素而呈现出刺激的味道,当生姜干燥后,姜辣素会转变成姜烯酚,辛辣增加两倍,若加热则产生较多的姜酮,刺激性较小,还有一点甜味。下列有关三种有机物的说法正确的是( )
A.一定条件下,姜辣素、姜烯酚、姜酮均可发生聚合反应
B.姜辣素分子在氢氧化钠醇溶液条件下发生消去反应,产物有两种(不考虑顺反异构)
C.1mol姜辣素分子与足量的溴水反应最多可消耗2 molBr2
D.生姜加热后产生的姜酮分子最多有10个碳原子共平面
【答案】A
【详解】A. 姜辣素含有两个羟基,可以进行缩聚反应,姜烯酚含有碳碳双键,可以进行加聚反应,姜酮只有一个羟基,一定条件下,可以转化出两个羟基,也可以发生加聚反应,A项正确;
B. 氢氧化钠醇溶液能使卤代烃发生消去反应,姜辣素不含卤元素,不能发生消去反应,B项错误;
C. 姜辣素分子存在酚羟基,Br2可取代酚羟基邻位、对位的H,姜辣素只存在一个邻位H,1mol姜辣素与足量的溴水反应最多可消耗1 molBr2,C项错误;
D. 生姜加热后产生的姜酮分子最多有11个碳原子共平面,D项错误。
答案选A。
20.某有机物M的结构简式如图所示。下列有关M的说法正确的是
A.1 mol M最多可消耗2 mol NaOH
B.1个M分子中含有2个酮羰基
C.一定条件下,1 mol M可与5molH2加成
D.M分子中共平面的碳原子至少有7个
【答案】D
【详解】A.能与NaOH反应的官能团为酯基和氯原子(卤苯),酯基(醇酯)水解消耗1 mol NaOH,卤苯水解需2 mol NaOH(生成酚再中和),共消耗3 mol NaOH,A错误;
B.酮羰基为两端连碳的C=O,M中只有乙酰基(-COCH3)含1个酮羰基,酯基中的羰基为酯羰基,B错误;
C.可与H2加成的官能团为苯环(3 mol)和酮羰基(1 mol),共4 mol H2,酯羰基不能与H2加成,C错误;
D.苯环6个碳原子共平面,乙酰基中与苯环直接相连的羰基碳(C=O的C)必与苯环共平面,故至少7个碳共平面,D正确;
故选D。
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