大单元五 专题14 第62讲 官能团与有机物的性质综合（教师用书word）-【步步高】2025年高考化学大一轮复习讲义（苏教版 江苏专用）

第62讲　官能团与有机物的性质综合 [复习目标]　1.掌握常见官能团与有机物性质的关系。2.能结合有机合成路线图中官能团的转化判断有机反应类型。 考点一　常见官能团的性质 1．常见官能团性质总结 官能团(或其他基团) 常见的特征反应及其性质 烷烃基 取代反应：在光照条件下与卤素单质反应 碳碳双键、碳碳三键 (1)加成反应：使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色 (2)氧化反应：能使酸性KMnO4溶液褪色 苯环 (1)取代反应：①在FeBr3催化下与液溴反应；②在浓硫酸催化下与浓硝酸反应 (2)加成反应：在一定条件下与H2反应 注意：苯与溴水、酸性高锰酸钾溶液都不反应 碳卤键(卤代烃) (1)水解反应：卤代烃在NaOH水溶液中加热生成醇 (2)消去反应：(部分)卤代烃与NaOH醇溶液共热生成不饱和烃 醇羟基 (1)与活泼金属(Na)反应放出H2 (2)催化氧化：在铜或银催化下被氧化成醛基或酮羰基 (3)与羧酸发生酯化反应生成酯 酚羟基 (1)弱酸性：能与NaOH溶液反应 (2)显色反应：遇FeCl3溶液显紫色 (3)取代反应：与浓溴水反应生成白色沉淀 醛基 (1)氧化反应：①与银氨溶液反应产生光亮的银镜；②与新制的Cu(OH)2共热产生砖红色沉淀 (2)还原反应：与H2加成生成醇 羧基 (1)使紫色石蕊溶液变红 (2)与NaHCO3溶液反应产生CO2 (3)与醇羟基发生酯化反应 酯基 水解反应：①酸性条件下水解生成羧酸和醇；②碱性条件下水解生成羧酸盐和醇 酰胺基 在强酸、强碱条件下均能发生水解反应 硝基 还原反应：如 2.有机反应中的几个定量关系 (1)1 mol加成需要1 mol H2或1 mol X2(X＝Cl、Br……)。 (2)1 mol苯完全加成需要3 mol H2。 (3)1 mol —COOH与NaHCO3反应生成1 mol CO2气体。 (4)1 mol —COOH与Na反应生成0.5 mol H2；1 mol —OH与Na反应生成0.5 mol H2。 (5)与NaOH反应，1 mol —COOH消耗1 mol NaOH；1 mol (R、R′为烃基)消耗1 mol NaOH，若R′为苯环，则最多消耗2 mol NaOH。 1．(2023·江苏，9)化合物Z是合成药物非奈利酮的重要中间体，其合成路线如下： 下列说法正确的是(　　) A．X不能与FeCl3溶液发生显色反应 B．Y中的含氧官能团分别是酯基、羧基 C．1 mol Z最多能与3 mol H2发生加成反应 D．X、Y、Z可用饱和NaHCO3溶液和2%银氨溶液进行鉴别 答案　D 解析　X中含有酚羟基，能与FeCl3溶液发生显色反应，A错误；Y中的含氧官能团分别是酯基、醚键，B错误；Z中1 mol苯环可以和3 mol H2发生加成反应，1 mol醛基可以和1 mol H2发生加成反应，故1 mol Z最多能与4 mol H2发生加成反应，C错误；X可与饱和NaHCO3溶液反应产生气泡，Z可以与2%银氨溶液反应产生银镜，Y无明显现象，故X、Y、Z可用饱和NaHCO3溶液和2%银氨溶液进行鉴别，D正确。 2．(2021·江苏，10)化合物Z是合成抗多发性骨髓瘤药物帕比司他的重要中间体，可由下列反应制得。 下列有关X、Y、Z的说法正确的是(　　) A．1 mol X中含有2 mol碳氧π键 B．Y与足量HBr反应生成的有机化合物中不含手性碳原子 C．Z在水中的溶解度比Y在水中的溶解度大 D．X、Y、Z分别与足量酸性KMnO4溶液反应所得芳香族化合物相同 答案　D 解析　醛基中含有1个碳氧π键，羟基中不含碳氧π键，则1 mol X中含有1 mol碳氧π键，A错误；Y与足量HBr反应生成的有机化合物中含手性碳原子，B错误；Z中含有酯基，不易溶于水，Y中含有羧基和羟基，易溶于水，C错误；X、Y、Z分别与足量酸性KMnO4溶液反应所得芳香族化合物相同，均为，D正确。 3．(2023·淮阴中学高三下学期模拟)化合物Y是一种药物中间体，其合成路线中的一步反应如下，下列说法正确的是(　　) A．X与互为顺反异构体 B．X与在一定条件下反应有副产物生成 C．1 mol Y最多消耗H2和最多消耗NaOH的物质的量之比为3∶1 D．Y分子中含有1个手性碳原子 答案　B 解析　该物质与X互为同分异构体，不互为顺反异构体，A错误；加在碳碳双键的另一侧可以生成副产物，B正确；1 mol Y最多消耗氢气与氢氧化钠的物质的量之比为5∶2，C错误；Y分子中有两个手性碳原子，D错误。 4．(2024·镇江高三统考期中)泛酸又称为维生素B5，在人体内参与糖、油脂、蛋白质的代谢过程，具有抗脂质过氧化作用，其结构如图，下列有关该化合物的说法正确的是(　　) A．该物质中存在2个手性碳原子 B．该物质在P2O5催化剂作用下可发生消去反应，生成碳碳双键 C．1 mol该物质与足量金属钠反应可产生3 mol氢气 D．该物质可发生水解反应，水解产物均能发生缩聚反应 答案　D 解析　连有四个不同的原子或原子团的饱和碳原子为手性碳原子，该物质中存在1个手性碳原子(*标记)，A错误；根据图知，连接醇羟基的碳原子相邻碳原子上没有H原子，所以该分子中的两个醇羟基不能发生消去反应生成碳碳双键，B错误；该物质的羟基和羧基能和钠反应放出氢气，所以1 mol该物质与足量金属钠反应可产生1.5 mol氢气，C错误；该分子中的酰胺基能发生水解反应，该有机物水解产物为(CH3)2C(CH2OH)CHOHCOOH、H2NCH2CH2COOH，二者都能发生缩聚反应，故D正确。 5．(2024·连云港高三统考)化合物Z是合成药物的重要中间体，其合成路线如下： 下列说法正确的是(　　) A．X的化学式为C10H14O2N B．Y分子中所有碳原子不可能在同一平面上 C．Z可以在催化剂作用下与HCHO发生缩聚反应 D．Y、Z既能与FeCl3发生显色反应，也能和NaHCO3反应放出CO2 答案　B 解析　由结构简式可知，X化学式为C10H13O3N，A错误；与苯环相连的异丙基上的碳原子为四面体形，所以分子中所有碳原子不可能在同一平面上，B正确；Z中酚羟基在苯环上只有1个邻位氢，不可以在催化剂作用下与HCHO发生缩聚反应，C错误；Y、Z均含有酚羟基，能与FeCl3发生显色反应，均不含有羧基，不能和NaHCO3反应放出CO2，D错误。 考点二　有机物的转化与反应类型判断 常见有机反应类型与有机物(官能团)的关系 反应类型 官能团、有机物(或类别) 试剂、反应条件 特点 实质或结果 加成反应 碳碳双键或碳碳三键 X2(X＝Cl、Br，后同)，H2，HX，H2O(后三种需要催化剂) 断一加二 不饱和度减小 取代反应 饱和烃 X2(光照) 上一下一 —X、—NO2取代与碳原子相连的氢原子 苯 X2(FeX3作催化剂)；浓硝酸(浓硫酸作催化剂) 酯 H2O(稀硫酸作催化剂，加热)；NaOH溶液(加热) 生成羧酸(羧酸的钠盐)和醇 —OH 羧酸(浓硫酸作催化剂，加热) 生成酯和水 氧化反应 C2H5OH O2(Cu或Ag作催化剂，加热) 加氧去氢 生成乙醛和水 CH2==CH2或C2H5OH 酸性KMnO4溶液 CH2==CH2被氧化为CO2；C2H5OH被氧化为乙酸 消去反应 醇羟基(有β-H) 浓硫酸作催化剂，加热 － 醇羟基、—X消去，产生碳碳双键或碳碳三键及小分子 —X(有β-H) NaOH醇溶液，加热 加聚反应 碳碳双键、碳碳三键 催化剂 多合一 原子利用率为100% 缩聚反应 含有两个或两个以上能发生缩聚反应的官能团 催化剂 多合一 一般有小分子物质(H2O、HX等)生成 1．(2022·全国甲卷，36改编) (1)反应①的反应类型为________。 (2)反应②涉及两步反应，已知第一步反应类型为加成反应，第二步的反应类型为________________________________________________________________________。 (3)反应③涉及两步反应，第二步的反应类型为消去反应，第一步的反应类型为________________________________________________________________________。 答案　(1)氧化反应　(2)消去反应　(3)加成反应 2．[2022·湖北，17(1)改编] A→B转化的方程式为________________________________，其反应类型为____________。 答案　＋CH3OH ＋H2O　取代反应(或酯化反应) 解析　A→B条件为甲醇和浓硫酸，这是典型的酯化反应的条件，再根据A和B的结构简式可确定，该反应为酯化反应，属于取代反应。 3．甲基丁香酚G()可用作食用香精，某小组设计的制备甲基丁香酚的流程如下： 已知：Ⅰ.A的分子式为C3H4O，A可与溴水发生加成反应，也能发生银镜反应； Ⅱ.R—COOH； Ⅲ.R—CH==CH2R—CH2—CH2Br； Ⅳ. R—CH2—R′，碳碳双键在此条件下也可被还原。 回答下列问题： (1)K中所含官能团的名称是________。 (2)B→C、E→F、H→K的反应类型分别是________、________、________。 (3)完成下列各步的化学方程式并指明反应类型。 ①(ⅰ)________________________________________________________________________； 反应类型________。 ③________________________________________________________________________； 反应类型________。 ④________________________________________________________________________； 反应类型________。 ⑥________________________________________________________________________； 反应类型________。 答案　(1)醚键　(2)取代反应　还原反应　取代反应　(3)CH2==CHCHO＋2Ag(NH3)2OHCH2==CHCOONH4＋2Ag↓＋3NH3＋H2O　氧化反应　＋＋HCl　取代反应　＋HBr　加成反应 ＋NaOH＋NaBr＋H2O　消去反应 课时精练 1．(2024·扬州高三统考)丹参醇具有抗心律失常作用，其合成路线中的一步反应如下。有关说法正确的是(　　) A．1 mol X最多能与2 mol H2发生加成反应 B．Y不能发生消去反应 C．X和Y可用KMnO4(H＋)鉴别 D．X→Y过程中反应类型：先加成后取代 答案　D 解析　X中含有2个碳碳双键和1个羰基，1 mol X最多能与3 mol H2发生加成反应，故A错误；Y中与羟基相连碳原子的相邻碳原子上有氢原子，可以发生消去反应，故B错误；X和Y中都含有碳碳双键，都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，则X和Y不能用KMnO4(H＋)鉴别，故C错误；由X和Y的结构可知，X先和CH3MgBr发生加成反应，再发生水解(取代)反应生成Y，故D正确。 2．(2024·南通高三模拟)查尔酮是合成治疗胃炎药物的中间体，其合成路线中的一步反应如图所示。下列说法正确的是(　　) A．X中所有碳原子共平面 B．1 mol Y最多能与3 mol NaOH反应 C．1 mol Z最多能与10 mol H2反应 D．Z存在顺反异构体 答案　D 解析　由结构简式可知，X分子中含有饱和碳原子，空间结构为四面体形，所以所有碳原子不可能共平面，A错误；Y分子中酯基和氢氧化钠反应，反应生成的酚羟基能和氢氧化钠反应，则1 mol Y最多能与2 mol NaOH反应，B错误；分子中苯环、羰基、碳碳双键能和氢气加成，则1 mol Z最多能与9 mol H2反应，C错误；碳碳双键两端碳原子上均连接两个不相同的原子或原子团，故Z存在顺反异构体，D正确。 3．(2024·苏州高三统考)有机物Z是一种强效免疫剂的合成中间体，其合成路线如下： 下列说法正确的是(　　) A．X存在顺反异构体 B．Z中含氧官能团只有羰基和羟基 C．X、Y、Z均可发生水解反应和加成反应 D．可以用新制Cu(OH)2检验Y中残留的X 答案　C 解析　根据结构判断，X中碳碳双键的同一个碳原子上有两个相同的基团，不存在顺反异构，故A错误；Z中含氧官能团除了羰基和羟基还有酰胺基，故B错误；X、Y、Z中都有酰胺基可以发生水解反应，X中有羰基、碳碳双键，Y中有醛基、羰基，Z中有羰基，因此都可以发生加成反应，故C正确；Y中含有醛基，无法用新制Cu(OH)2检验Y中残留的X，故D错误。 4．(2023·南通统考模拟)已知：Ka(HCN)＝5.8×10－10。精细化学品W是酸性条件下X与HCN反应的主产物，Y、Z是反应过程中的过渡态或中间体。X→W的反应过程可表示如下： 下列说法正确的是(　　) A．X的名称为2,3-环氧丙酮 B．Z中采取sp3杂化的碳原子有两个 C．W不存在对映异构体 D．溶液的酸性越强，W的产率越高 答案　B 解析　X的名称为1,2-环氧丙烷，A项错误；Z中—CH3和—CH2—为sp3杂化，B项正确；Z中第二个碳连接四个不同的基团，所以该物质存在对映异构，C项错误；溶液酸性强易发生其他副反应导致W的产率降低，D项错误。 5．(2023·江苏统考模拟)化工原料Z是X与HI反应的主产物，X→Z的反应机理如图： 下列说法正确的是(　　) A．X分子中所有碳原子位于同一平面上 B．Y与Z中碳原子杂化轨道类型相同 C．X与Z分子中均含有1个手性碳原子 D．X与HI反应有副产物CH3CH2CH2CH2I产生 答案　D 解析　X分子中存在连接三个碳原子的饱和碳原子，故所有碳原子不可能共平面，A错误；Y中碳原子有sp2、sp3两种杂化类型，Z中只有sp3杂化，B错误；X分子中没有手性碳原子，Z中有1个手性碳原子，C错误；X分子开环时，HI中的H原子可分别加在断键的两个碳原子上，故有副产物CH3CH2CH2CH2I产生，D正确。 6．(2024·盐城中学高三联考)药物贝诺酯有消炎、镇痛、解热的作用，其合成的一步反应如下。 下列说法正确的是(　　) A．X分子中的官能团是羧基和醚键 B．可用NaHCO3或FeCl3溶液鉴别X和Y C．1 mol Z最多能与4 mol NaOH发生反应 D．X、Y、Z均能使酸性KMnO4溶液褪色 答案　B 解析　X中有羧基，Y中有酚羟基，可用NaHCO3或FeCl3溶液鉴别X和Y，故B正确；1 mol Z最多能与5 mol NaOH反应，故C错误；X、Z不能被酸性高锰酸钾氧化而使其褪色，故D错误。 7．冬青油常用于制造杀虫剂、杀菌剂、香料、涂料等，其结构简式为，它在一定条件下可能发生的反应有(　　) ①加成反应　②水解反应　③消去反应　④取代反应　⑤与Na2CO3反应生成CO2　⑥加聚反应 A．①②⑥ B．①②③④ C．③④⑤⑥ D．①②④ 答案　D 解析　由冬青油的结构简式可知，分子中含有苯环能与氢气发生加成反应，含有酯基能发生水解反应，酚羟基邻、对位的碳原子上均有氢原子，能与溴水发生取代反应，该物质不能发生消去、加聚反应，也不能与Na2CO3反应生成CO2，故D正确。 8．根据如图所示合成路线判断下列说法错误的是(　　) A．a→b的反应属于加成反应 B．d的结构简式为ClCH2(CH2)2CH2Cl C．c→d的反应属于取代反应 D．d→e的反应属于加成反应 答案　D 解析　c和HCl发生取代反应生成d，则d的结构简式为，B、C正确；d→e是d分子中的氯原子被—CN取代，发生的是取代反应，D错误。 9．有机物C是合成抗病毒药物氧化白藜芦醇的中间体，其合成路线如图。下列叙述正确的是(　　) A B C A．A物质的系统命名是1,5-苯二酚 B．反应①属于取代反应，反应②属于消去反应 C．1 mol C最多能与3 mol Br2反应，反应类型为取代反应 D．鉴别和C可以用氯化铁溶液 答案　D 解析　A分子中含有2个酚羟基，处于苯环的间位，其系统命名是1,3-苯二酚，A错误；反应①是A分子苯环上1个H原子被I原子代替，属于取代反应；反应②是B分子苯环上的I原子被乙烯基代替，属于取代反应，B错误；酚羟基的邻、对位和溴发生取代反应，碳碳双键和溴发生加成反应，1 mol C最多能与3 mol Br2反应，C错误；C中含有酚羟基，C遇氯化铁溶液发生显色反应，D正确。 10．(2023·镇江模拟)化合物E是一种医药中间体，常用于制备抗凝血药，可以通过如图所示的路线合成： (1)指出下列反应的反应类型。 反应1：______________；反应2：__________________________________________________； 反应3：______________；反应4：__________________________________________________。 (2)写出D与足量NaOH溶液反应的化学方程式：_____________________________________。 答案　(1)氧化反应　取代反应　取代反应(或酯化反应)　取代反应 (2)＋3NaOH＋CH3COONa＋CH3OH＋H2O 11．以芳香烃A(C7H8)为原料合成某中间体H的路线如下： 已知：①RCl＋R′C≡CNa―→RC≡CR′＋NaCl ②RCOOR′＋R″OHRCOOR″＋R′OH (1)①的反应条件及反应类型是___________________________________________________。 (2)②③④的反应类型分别是__________、____________________、____________。 (3)反应⑤的化学方程式：___________________________________________。 (4)反应⑥的化学方程式：____________________________________________。 答案　(1)氯气/光照、取代反应 (2)取代反应　加成反应　氧化反应 (3)＋H2O (4)＋ 12．化合物F是一种药物中间体，其合成路线如下： (1)C分子所含官能团的名称为________。 (2)E→F分两步进行，反应类型依次为加成反应、____________。 (3)A→B的反应过程中会产生一种与B互为同分异构体的副产物，写出该副产物的结构简式：_____________________________________________________________________________。 (4)F的一种同分异构体同时满足下列条件，写出其结构简式：________________________。 ①分子中含有苯环且有2种含氧官能团； ②分子中不同化学环境的氢原子个数比是9∶2∶2∶1 答案　(1)碳碳双键、醚键 (2)消去反应　(3) (4) (或) 解析　(2)E发生加成反应后得到，再经消去反应得到F。 (3)醚断键有如图两种情况：，则副产物的结构简式为。 (4)F的分子式为C10H14O3，不饱和度为4，分子中含有苯环且有2种含氧官能团，该分子中除了苯环无其他不饱和键，分子中不同化学环境的氢原子个数比是9∶2∶2∶1，分子中含有三个等效的甲基即—C(CH3)3，所以同分异构体的结构简式为或。 学科网（北京）股份有限公司 $