内容正文:
专题03 醇、酚、醛、酮的结构与性质比较
1. 能准确区分醇羟基(—OH连饱和碳)、酚羟基(—OH直接连苯环)、醛基(—CHO)和酮羰基(—C=O,连两个烃基),理解结构不同导致酸碱性、氧化还原性等性质的本质差异(如酚具弱酸性而醇中性,醛易被氧化而酮难氧化)。
2. 醇的催化氧化(生成醛或酮的条件差异)、酚的溴代(三溴苯酚白色沉淀)与FeCl₃显色反应、醛的银镜反应和新制Cu(OH)₂悬浊液反应(砖红色沉淀)、酮的加成反应(如与HCN)及与弱氧化剂不反应的特点。
3. 构建“醇⇌醛⇌羧酸”的转化链(醇氧化得醛,醛氧化得酸;醛还原得醇),理解酮不易被继续氧化的特性,并能写出关键转化(如乙醛与氢气加成得乙醇,乙醇与O₂/Cu生成乙醛)的化学方程式。
1、 醇的结构
1.醇的概念
烃分子中饱和碳原子上的氢原子被羟基取代所形成的化合物称为醇。
2.乙醇的结构
从结构上看,乙醇是乙烷分子中的氢原子被—OH原子团取代。乙醇的分子式为C2H6O,结构式为,结构简式为CH3CH2OH或C2H5OH。
2、 醇的性质
1.置换反应
(1)乙醇与金属钠反应的实验探究:
实验1:向小烧杯中加入无水乙醇,再放入一小块金属钠。
实验现象:金属钠沉入烧杯底部,金属钠表面有气泡产生,并逐渐消失。
实验结论:乙醇与钠反应生成乙醇钠,并放出氢气。
实验2:向两支试管中分别加入3mL水和3mL乙醚(CH3-O-CH3),再分别加入一小块金属钠。
实验现象:①金属钠加入水中,金属钠浮在水面上,剧烈反应,金属钠熔化,有气体产生;
②金属钠加入乙醚中,金属钠沉入试管底部,无明显现象。
实验结论:金属钠与水剧烈反应,与乙醚不反应。
(2)乙醇与金属钠的反应:
①化学方程式:反应方程式为2C2H5OH+2Na→2C2H5ONa+H2↑。
②金属钠与水和乙醇反应,与乙醚不反应,说明金属钠能与水的氢原子和乙醇羟基(—OH)上的氢原子发生置换反应,不能与C-H上的氢原子反应。
③金属钠与水反应比与乙醇反应剧烈得多,说明水中的氢原子比乙醇羟基上的氢原子活泼。
2.氧化反应
(1)乙醇的燃烧反应:C2H5OH+3O22CO2+3H2O。
(2)醇具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液褪色。
(3)醇的催化氧化
醇在铜或银等催化剂存在下,可被氧化成醛或酮。乙醇催化氧化反应的方程式为:
2C2H5OH+O22CH3CHO+2H2O。
3.取代反应
(1)乙醇与氢卤酸反应实验探究:
实验步骤:在试管Ⅰ中依次加入2 mL蒸馏水、4 mL浓硫酸、2 mL 95%的乙醇和3 g溴化钠粉末,在试管Ⅱ中注入蒸馏水,烧杯中注入自来水。加热试管Ⅰ至微沸状态数分钟后,冷却。
加入蒸馏水、浓硫酸和溴化钠固体的目的是为了获得氢溴酸。
实验现象:试管Ⅰ中有油状液体生成。
实验结论:乙醇与HBr反应生成了难溶于水的溴乙烷,化学方程式为:C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O。
(2)醇可以与氢卤酸反应,醇分子中的羟基被卤素原子取代生成卤代烃。
R-OH+HX—→R—X+H2O
4.脱水反应
在一定条件下,醇可以发生脱水反应,醇既可以分子内脱水得到烯烃,也可以分子间脱水得到醚。
(1)乙醇的脱水反应实验探究:
实验步骤:在圆底烧瓶中加入2 g P2O5并注入4 mL 95%的乙醇,加热,观察实验现象。
实验现象:广口瓶中有气泡产生,酸性高锰酸钾溶液褪色。
(2)乙醇的脱水反应:
乙醇在浓硫酸、磷酸、Al2O3(400℃左右)或P2O5等催化剂作用下发生脱水反应。
实验室常采用乙醇和浓硫酸共热发生脱水反应来获得乙烯或乙醚。
乙醇在浓硫酸作用下,加热到170 ℃,发生反应生成了乙烯,化学方程式为:
CH3CH2OHCH2﹦CH2↑+H2O。
加热到140 ℃,发生反应生成了乙醚,化学方程式为:
2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O。
(3)消去反应:
在一定条件下,有机物分子内脱去一个或几个小分子生成不饱和化合物(含双键或三键)的反应,称为消去反应。
3、 醇的取代反应和消去反应
1.醇的取代反应规律
醇分子中,—OH或—OH上的氢原子在一定条件下可被其他原子或原子团取代,如醇与羧酸的酯化反应、醇分子间脱水及与HX的取代反应。
2.醇的消去反应机理
(1)结构特点
醇分子中,连有—OH的碳原子的相邻碳原子上必须连有氢原子时吗,才能发生消去反应而形成不饱和键。
(2)反应规律
①若醇分子中与—OH相连的碳原子无相邻碳原子或其相邻碳原子上无氢原子,则不能发生消去反应。如CH3OH、(CH3)3CCH2OH不能发生消去反应生成烯烃。
②有两个邻位碳原子,且碳原子上均有氢原子时,发生消去反应可能生成不同的产物。例如:发生消去反应的产物为CH3—CH=CH—CH3、CH2=CH—CH2—CH3。
③二元醇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。例如:
CH3—CH(OH)—CH2(OH)生成CH3C≡CH。
4、 醇的催化氧化反应规律
1.反应原理
乙醇的催化氧化分两步进行:
①将弯成螺旋状的铜丝灼烧:2Cu+O22CuO
②将灼烧后的铜丝插入乙醇中:
2.醇的催化氧化规律
醇能否被氧化以及被氧化的产物的类别,取决于与羟基相连的碳原子上的氢原子的个数。
①若与羟基相连的碳原子上只有2或3个氢原子,如CH3-OH或—CH2-OH,催化氧化产物是醛:
②若与羟基相连的碳原子上只有1个氢原子,催化氧化产物是酮:
③若与羟基相连的碳原子上没有氢原子,则不能被催化氧化。如:
5、 醇的化学性质与断键位置
以为例:
反应类型
反应物
断键位置
反应条件
置换反应
醇、活泼金属
①
—
取代
反应
卤代反应
醇、HX
②
浓HX,△
酯化反应
醇、酸
①
浓硫酸,△
分子间脱水
醇
一分子断①
另一分子断②
浓硫酸,△
消去反应
醇
②⑤
浓硫酸,△
氧化
反应
催化氧化
醇、氧气
①④或①③
Cu或Ag,△
燃烧反应
醇、氧气
全部
点燃
6、 醇的分类及性质
1.醇的分类
(1)按羟基数目,可以将醇分为一元醇、二元醇、三元醇等。
如CH3OH、CH3CH2OH属于一元醇,属于二元醇,属于三元醇。
(2)按烃基是否饱和,可以将醇分为饱和醇和不饱和醇。如CH3CH2OH属于饱和醇,CH2=CH—CH2OH为不饱和醇。
其中,饱和一元醇的通式为CnH2n+1OH。如甲醇、乙醇。
(3)按是否含有苯环,可以将醇分为芳香醇和脂肪醇。如属于芳香醇,CH3CH2OH、属于脂肪醇。
2.三种重要的醇
名称
颜色、状态
毒性
溶解性
甲醇
无色、具有挥发性的液体
有毒
易溶于水
乙二醇
无色、黏稠、有甜味液体
无毒
易溶于水和乙醇
丙三醇
3.醇的物理性质
(1)一元醇
①沸点:随分子中碳原子数的增加,沸点逐渐升高。
②溶解性:随着碳原子数的增加,在水中的溶解度降低。
(2)与相对分子质量相近的烷烃比较
醇沸点远远高于烷烃,这是因为醇分子之间存在氢键。
(3)甲醇、乙醇、丙三醇均可以与水互溶
原因:醇分子与水分子之间存在氢键。
7、 酚的组成与结构
1.酚
酚是分子中的羟基与苯环(或其他芳环)碳原子直接相连的有机化合物。酚的官能团是羟基(—OH)。最简单的酚是苯酚。
2.苯酚的组成与结构
分子式:C6H6O;结构简式:、或C6H5OH。
结构特点:苯环上一个氢原子被羟基取代。
8、 苯酚的性质
1.物理性质
苯酚是无色、有特殊气味的无色晶体,熔点40.9℃。苯酚晶体会因为部分被氧化而略显红色。
常温下,苯酚能溶于水并与之相互形成溶液(苯酚与水形成的浊液静置后会分层,上层是溶有苯酚的水层,下层是溶有水的苯酚层)。温度高于65℃时,苯酚能与水以任意比例互溶。
苯酚有毒,其浓溶液对皮肤有强的腐蚀性,如果不慎将苯酚沾到皮肤上,应立即用酒精洗涤,再用水冲洗,
2.化学性质
(1)弱酸性:苯酚是一种酸性比碳酸还弱的酸。
①实验探究苯酚的酸性:
实验步骤:取苯酚的浊液2 mL于试管中,向其中逐滴加入氢氧化钠溶液,浊液将变澄清。将得到的澄清液分到两支试管中,向其中一支滴加稀盐酸,另一支通入二氧化碳气体,观察实验现象。
实验现象:加入盐酸或通入二氧化碳,澄清液又变浑浊。
实验结论:苯酚钠易溶于水,向苯酚的浊液中加入氢氧化钠溶液后,溶液变澄清。
向苯酚钠溶液中通入二氧化碳或者加入稀盐酸,生成了苯酚。
②有关化学方程式:
苯酚与NaOH溶液反应:
向苯酚钠溶液中加二氧化碳或盐酸:
(2)取代反应(与溴反应)
化学方程式:
应用:常用于对溶液中苯酚进行定性或定量测定。
(3)显色反应:
向苯酚溶液中加入FeCl3溶液,溶液显紫色。常用于酚类物质的检验。
9、 有机物分子中基团的相互影响
1.苯酚中苯环和酚羟基的相互影响
(1)苯环对侧链(羟基)的影响导致酚羟基中的氧氢键易断。
①弱酸性
②显色反应
(2)侧链(羟基)对苯环的影响使酚羟基邻对位被活化,导致苯环上易发生多取代反应。
①卤代反应,如苯酚与浓溴水反应。
②硝化,如苯酚与浓硝酸反应:
+3HNO3+3H2O
2.有机分子内原子或原子团的相互影响
(1)链烃基对其他基团的影响:
甲苯的硝化反应产物是三硝基甲苯,而同样的条件下的苯的硝化只能生成一硝基苯。
(2)苯基对其他基团的影响:
①水、醇、苯酚提供氢离子的能力大小:
R—OH<H—OH<C6H5—OH
②烷烃和苯均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而苯的同系物可使酸性高锰酸钾溶液褪色。
(3)羟基对其他基团的影响:
①羟基对C—H键的影响:使和羟基相连的C—H键更不稳定。
②羟基对苯环的影响:使苯环邻、对位上的氢原子更易被取代。
10、 醛
1.醛的概念
(1)醛是烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物。
(2)醛的官能团:醛基(—CHO或)。
(3)饱和一元醛的通式:CnH2n+1CHO(n≥0),分子通式:CnH2nO(n≥1)。
2.常见的醛
(1)甲醛(HCHO)和乙醛(CH3CHO)都有刺激性气味,它们的沸点分别为-21 ℃和20.8 ℃,在水中的溶解度都较大。
(2)35%~40%的甲醛水溶液俗称“福尔马林”,可用作农作物种子的消毒及动物标本的保存。
11、 实验探究醛的性质和检验
1.银镜反应
(1)实验步骤:
①银氨溶液的配制:向洁净的试管中加入2%的AgNO3溶液,边振荡试管边逐滴加入2%的稀氨水,至产生的沉淀恰好完全溶解。
②银镜反应:向银氨溶液中滴入3滴乙醛,振荡后把试管放在热水浴中加热。
(2)实验现象:试管壁有光亮的银镜产生。
(3)实验要点:
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,如乙醛一般滴3滴。
(4)反应方程式:
AgNO3+NH3·H2O===AgOH↓+NH4NO3
AgOH+2 NH3·H2O===Ag(NH3)2OH+2H2O
CH3CHO+2Ag(NH3)2OH2Ag↓+CH3COONH4+3NH3+H2O。
2.与性质氢氧化铜悬浊液反应
(1)实验步骤:向试管中加入3 mL 5%的NaOH溶液,滴入3~4滴2%的CuSO4溶液,振荡后加入0.5 mL乙醛溶液,加热,观察实验现象。
(2)实验现象:用砖红色沉淀产生。
(3)实验要点:
①新制Cu(OH)2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。
(4)有关化学方程式
CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O。
12、 醛的性质
1.氧化反应
(1)银镜反应
有关化学方程式:
(2)与新制Cu(OH)2的反应
有关化学方程式:
(3)催化氧化
醛在有催化剂并加热的条件下,能被氧气氧化为羧酸,反应的化学方程式为:
2RCHO+O22CH3COOH。
2.加成反应
在加热、加压和有催化剂(如Ni、Pt)存在的条件下,醛可以和氢气发生加成反应,生成醇,化学方程式为
RCHO+H2RCH2OH。
3.检验醛基的方法
(1)与银氨溶液反应生成银镜。
(2)在碱性条件与新制的Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀。
13、 酚醛树脂和缩聚反应
1.酚醛树脂
(1)酚醛树脂是人类合成的第一种高分子材料。
(2)在浓氨水催化下,主要得到体型酚醛树脂,是热固性的;在浓盐酸催化下,主要得到线型酚醛树脂,是热塑性的。
(3)线型酚醛树脂的合成反应为:
(4)应用:主要用于绝缘、隔热、难燃、隔音材料和复合材料,如烹饪器具的手柄、电器与汽车部件等。脲醛树脂可制成热固性高分子黏合剂。
2.缩聚反应
(1)概念:有机化合物分子间脱去小分子获得高分子的反应称为缩聚反应。
缩聚反应是单体之间相互作用生成高分子,同时还生成小分子(如水、氨、卤化氢等)的聚合反应。
(2)缩聚反应的特点:
①单体为含有两个或两个以上的官能团的(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)小分子。
②缩聚反应过程中生成高聚物的同时,还有小分子副产物生成(如H2O、NH3、HCl)。
③所得高分子化合物的化学组成跟单体的化学组成不同。
14、 酮的结构和性质
1.酮的概念和结构特点
(1)概念:羰基碳原子上连接的两个基团都是烃基,这一类有机化合物就是酮。
(2)官能团:羰基(),通式:
2.常见的酮
(1)丙酮:
是常用的有机溶剂,主要用于制备重要化工原料双酚A和制备有机玻璃。
(2)环己酮(C6H10O)常作为生产合成纤维、合成树脂、合成橡胶和制药中间体的溶剂,还可用于制备己二酸和己内酰胺。
3.酮的化学性质
酮能与H2、HX、HCN、NH3、醇等发生加成反应,酮不能发生银镜反应,也不能被新制的Cu(OH)2氧化。因此可用银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液来区分醛和酮。
酮和氢气发生加成反应的化学方程式为:
+H2
题型01 醇的化学性质
【典例】下列关于实验装置图的叙述,正确的是
A.装置①:检验乙醇与浓硫酸共热生成乙烯
B.装置②:验证碳酸的酸性比苯酚强
C.装置③:验证溴乙烷发生消去反应可生成烯烃
D.装置④:验证乙炔的还原性
【变式1】某种大豆素衍生物,可用于心血管疾病防治,其分子结构如图所示。关于该化合物的说法不正确的是
A.能发生消去反应
B.能与溴水发生加成反应
C.能与醋酸发生酯化反应
D.遇高锰酸钾溶液褪色
【变式2】关于有机化合物的结构和性质,下列说法错误的是
A.立方烷()经硝化可得到六硝基立方烷,其可能的结构有3种
B.的一氯代物有3种
C.的同分异构体中,不存在核磁共振氢谱只有一组峰的结构
D.分子式为的物质能催化氧化成醛的同分异构体有4种。
题型02酚的化学性质
【典例】下列关于苯酚的化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
【变式1】茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称,其中一种主要成分为儿茶素,其结构简式如下图所示。下列关于该物质说法正确的是
A.儿茶素不含碳碳双键,所以不能与氢气发生加成反应
B.1mol儿茶素最多可以与5molNaOH反应
C.1mol儿茶素最多可以与0.5mol发生氧化反应
D.儿茶素在一定条件下可以发生取代、加成、消去三种类型的反应
【变式2】“清肺排毒汤”对防止新冠病毒感染具有良好的效果,其中一味中药黄芩的一种活性中间体的结构简式为关于该物质的说法不正确的是
A.该物质遇 溶液显紫色
B.该物质可以与碳酸钠溶液反应,但是不生成任何气体产物
C.该物质属于烯烃、芳香烃、酚类、醚类物质
D.该物质可以发生氧化反应、还原反应、加聚反应、取代反应
题型03 醛的化学性质
【典例】化学是以实验为基础的科学,下列实验操作能达到预期目的的是
选项
实验目的
实验操作
A
除去乙烯中混有的气体
将混合气体通入酸性溶液中洗气
B
实验室制备乙酸乙酯时,分离除去乙酸乙酯中少量的乙酸
制备过程中将产生的蒸气经导管通入饱和溶液,振荡,分液
C
检验肉桂醛中的碳碳双键(肉桂醛:)
向肉桂醛中滴加溴水,振荡,观察溴水是否褪色
D
除去苯中混有的少量苯酚
向苯和苯酚的混合物中滴加溴水,过滤后分液
【变式1】下列装置或操作能达到相应实验目的的是
A.配制银氨溶液
B.比较碳酸与苯酚酸性强弱
C.制取少量乙二酸
D.分离溴苯和苯
【变式2】乙醛与氢氰酸(HCN)能发生加成反应,生成2-羟基丙腈,历程如下:
下列说法正确的是
A.丙酮不能与HCN发生符合上述机理的加成反应
B.因氧的电负性较大,醛基中的碳原子带部分正电荷,与作用
C.比更易与HCN发生加成反应
D.2-羟基丙腈可被氧化为
题型04 消耗Na的物质的量
【典例】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
【变式1】高良姜素是姜科准物高良姜根中的提取物,它能使鼠伤寒沙门氏菌TA98和TA100发生诱变,具有抗病菌作用。下列关于高良姜素的叙述正确的是
A.高良姜素的分子式为C16H14O4
B.高良姜素能与碳酸钠溶液、溴水、酸性高锰酸钾溶液等反应
C.高良姜素分子中含有3个羟基,8个双键
D.1 mol高良姜素与足量的钠反应可生成33.6L H2
【变式2】某有机物的结构简式为,其性质有下列说法:
①含酚羟基,遇溶液显紫色
②结构中的酚羟基、醇羟基、羧基均能与金属钠反应,该有机物能与钠反应
③含有羧基,该有机物与反应
④能与羧酸发生酯化反应,也能与醇发生酯化反应,也可以进行分子内酯化反应
上述说法正确的是
A.只有② B.只有③ C.只有④ D.全部正确
【巩固训练】
1.(24-25高二下·北京东城·期末)下列各醇中,能发生氧化反应,又能发生消去反应可生成具有顺反异构体的有机物是
A. B.
C. D.
2.(25-26高二下·江苏苏州·月考)化合物Z是一种药物中间体,其部分合成路线如下:
下列说法不正确的是
A.X分子中含有2个手性碳原子 B.1 mol Y最多能与4 mol H2发生加成反应
C.Y、Z均存在三种官能团 D.Z的分子式为
3.(25-26高二下·江苏苏州·月考)根据下列实验操作和现象所得出的结论均正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向2-丁烯醛()中滴加酸性溶液,高锰酸钾溶液褪色
该有机物中存在醛基
B
向固体中滴加乙酸溶液,将生成的气体通入苯酚钠溶液中,发现苯酚钠溶液变浑浊
酸性强弱:乙酸>碳酸>苯酚
C
将乙醇与浓硫酸的混合物迅速加热至140℃,生成的气体通入溴的四氯化碳溶液,溴的四氯化碳溶液褪色
乙醇发生消去反应产生乙烯
D
向新制的浊液中,加入乙醛溶液,加热(出现砖红色沉淀
乙醛具有还原性
4.(24-25高二下·江苏扬州·期中)下列指定化学用语表示正确的是
A.乙醛与新制氢氧化铜共热时反应的化学方程式:
B.苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳的化学方程式:
C.碳酸氢钠的电离方程式:
D.甲烷的燃烧热为,甲烷燃烧的热化学方程式:
5.(24-25高二下·江苏南京·期中)Z是合成某免疫抑制剂的中间体。其部分合成路线如下:
下列说法正确的是
A.X分子中有2个手性碳原子
B.Y分子中所有碳原子一定可以共平面
C.1molZ最多能与4molH2发生加成反应
D.可以用FeCl3溶液区分物质X和物质Y
6.(24-25高二下·江苏南京·期中)化合物X是由细菌与真菌共培养得到的一种天然产物,结构简式如图。下列相关表述错误的是
A.可与发生加成反应 B.可与溶液发生显色反应
C.含有4种含氧官能团 D.分子中有手性碳原子
7.(25-26高二下·全国·课后作业)漆酚是生漆的主要化学成分,某漆酚的结构简式为。生漆涂在物品表面,在空气中干燥时会产生黑色漆膜,漆酚不具有的化学性质是
A.可与烧碱溶液反应 B.可与溴水发生取代反应
C.可与酸性KMnO4溶液反应 D.可与NaHCO3溶液反应放出CO2
8.(25-26高二下·江苏宿迁·月考)冠醚是一种环状分子,含不同大小空穴的冠醚可适配不同大小的碱金属离子。一种冠醚Z的合成及其识别的过程如下图所示。
下列说法正确的是
A.可用溶液鉴别中是否混有
B.X与Y反应的类型为加成反应
C.的核磁共振氢谱中有2组峰
D.在中的溶解度大于在冠醚Z中的溶解度
9.(24-25高二下·江苏连云港·期中)现代医药发展方向之一是合成药物长效化和低毒化,低分子药物高分子化是其有效途径。
(1)1853年,德国化学家柯尔柏合成了能镇痛和退热的水杨酸()。
①水杨酸分子中碳原子的杂化轨道类型为_______。
②写出水杨酸与碳酸氢钠反应的化学方程式:_______。
(2)1898年,德国化学家霍夫曼制得乙酰水杨酸(阿司匹林),改善了水杨酸的疗效。
+CH3COOCOCH3+CH3COOH
①上述反应的反应类型为_______。
②1mol乙酰水杨酸(阿司匹林)最多可与含_______molNaOH的溶液反应。
③在霍夫曼制取阿司匹林的反应中,可用于检验水杨酸是否完全反应的试剂是_______。
A.Na2CO3溶液 B.FeCl3溶液 C.紫色石蕊试液
(3)1982年,科学家把阿司匹林连接在高聚物B上,制成缓释长效阿司匹林()。高分子聚合物B的单体的结构简式为_______。
10.(23-24高二下·江苏连云港·期中)化合物H是合成药物的中间体,一种合成路线如图:
已知:①Bn为
②(R1为烃基,R2、R3为烃基或H)
(1)化合物A的酸性比化合物B的______(填“强”或“弱”或“无差别”)。
(2)写出同时满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式:______。
碱性条件水解后酸化生成两种产物,产物之一能与银氨溶液发生银镜反应;另一产物中只有两种含氧官能团且有4种化学环境不同的氢原子。
(3)F的结构简式为______。
(4)H→I的反应类型为______。
(5)写出以、CH3NH2为原料制备的合成路线流程图______(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【强化训练】
1.小组对乙醛与新制的反应进行实验探究。
已知:①乙醛在碱性条件下发生反应:
可与进一步反应生成橙红色不溶于水、易溶于乙醇的油状物质。
②无色,黄色。
编号
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验Ⅲ
实验
实验现象
加热后无色溶液变为橙红色乳浊液
加热后蓝色浊液变为棕黑色浊液
加热后蓝色浊液变为橙红色浊液
取实验Ⅲ中的橙红色浊液,进行实验Ⅳ.
下列说法不正确的是
A.实验Ⅲ中橙红色浊液中可能含有
B.实验Ⅳ中紫色溶液褪色能证明实验Ⅲ的产物中有
C.实验Ⅳ中发生了反应:
D.溶液的碱性强弱影响与新制的反应
2.下列化学方程式或离子方程式书写正确的是
A.制备乙二酸乙二酯:
B.乙醇与酸性,溶液反应:
C.苯酚钠溶液中通入少量:
D.乙醛与新制氢氧化铜共热:
3.下列实验操作正确且能达到实验目的的是
A.除去苯中混有的甲苯:向混合液中加入KMnO4溶液,再加入NaOH溶液,分液
B.判断某卤代烃中的卤素为溴原子:加入NaOH溶液,充分加热,冷却后,加入AgNO3溶液,观察沉淀颜色
C.乙醛具有还原性:在试管中先加入2mL10%CuSO4溶液,再加入5滴5%NaOH溶液,得到新制的Cu(OH)2,振荡后加入0.5mL乙醛溶液,加热后得到砖红色沉淀
D.提纯溴苯:向混合物中加入一定量NaOH溶液,再蒸馏就可以得到纯溴苯
4.我国科技工作者发现某“小分子胶水”(结构如图)能助力自噬细胞“吞没”致病蛋白。下列说法正确的是
A.该分子中所有碳原子一定共平面 B.该分子能与氨基酸分子相互形成氢键
C.1 mol该物质最多能与3 mol NaOH反应 D.该物质能发生取代、加成和消去反应
5.蛇烯醇的结构如图所示。特别像一条蛇。下列关于蛇烯醇说法正确的是
A.该分子能溶于水
B.蛇烯醇可以进行催化氧化反应得到酮类物质
C.蛇烯醇在NaOH的醇溶液加热条件下可以发生消去反应
D.1 mol该物质与溴的四氯化碳溶液反应,最多可消耗
6.某二元醇的结构简式为,关于该有机物的说法错误的是
A.用系统命名法命名:5-甲基-2,5-庚二醇
B.该有机物通过消去反应能得到5种不同结构的二烯烃(不考虑立体异构)
C.该有机物可通过催化氧化反应得到酮类物质
D.1 mol该有机物能与足量金属Na反应产生标准状况下 H2的体积为22.4 L
7.有机化合物M是一种LTA4H抑制剂,具有抗炎活性,可用于炎症领域的研究,其结构简式如下图所示。下列有关M的叙述错误的是
A.用装置I可以证明碳酸酸性强于M B.1 mol M最多可与5 mol Br2反应
C.能与FeCl3溶液发生显色反应 D.与足量H2加成后的产物中含有5个手性碳原子
8.木犀草素是一种天然黄酮类化合物,具有多种药理活性,其结构简式如图所示,下列说法错误的是
A.可形成分子内氢键和分子间氢键
B.碳原子的杂化方式均相同
C.能发生加成、消去、氧化、还原多种反应
D.与NaOH、Na2CO3均可反应
9.已知:①环己烯可以通过1,3-丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到:
(也可表示为)
②实验证明,下列反应中反应物分子的环外双键比环内双键更容易被氧化:。
现仅以1,3-丁二烯为有机原料,无机试剂任选,按下列途径合成甲基环己烷:
请按要求填空:
(1)A的结构简式为_______;B的结构简式为_______。
(2)写出下列反应的化学方程式和反应类型。
反应④:_______,反应类型为_______;
反应⑤:_______,反应类型为_______。
10.某实验小组探究乙醛与银氨溶液反应产生银镜的条件。
(1)配制银氨溶液:在洁净的试管中加入2mL2%溶液,边振荡边滴加2%氨水,直到最初产生的沉淀恰好溶解为止,得到银氨溶液。
①在实验室中配制质量分数为2%的溶液,下列仪器不需要用到的是_____(填字母选项)。
A. B. C.D.
②配制银氨溶液的总反应的离子方程式为_____。
(2)探究银镜反应的合适条件:分别取相同体积的试剂a、乙醛溶液,按下表配制系列溶液完成实验,记录相同时间的现象(忽略因加入试剂b所导致的溶液体积差异)。
已知:
实验
试剂a
试剂b
pH
T/℃
现象
ⅰ
银氨溶液
NaOH
10
25
产生银镜
ⅱ
银氨溶液
浓氨水
10
60
无银镜
ⅲ
银氨溶液
/
8
60
产生银镜
ⅳ
溶液
/
<7
60
无银镜
①对比实验ⅰ和ⅲ,说明一定条件下,_____有利于银镜反应发生。
②分析实验ⅱ无银镜产生的原因_____。
③对比实验ⅰ和ⅱ,判断氧化性:_____(填“>”“<”或“=”)。
(3)小组同学进一步探究实验ⅳ不成功的原因。
查阅资料:醛基发生银镜反应可能的机理如图
第②步反应的还原剂为_____,解释实验ⅳ不成功可能的原因_____(写出一条即可)。
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专题03 醇、酚、醛、酮的结构与性质比较
1. 能准确区分醇羟基(—OH连饱和碳)、酚羟基(—OH直接连苯环)、醛基(—CHO)和酮羰基(—C=O,连两个烃基),理解结构不同导致酸碱性、氧化还原性等性质的本质差异(如酚具弱酸性而醇中性,醛易被氧化而酮难氧化)。
2. 醇的催化氧化(生成醛或酮的条件差异)、酚的溴代(三溴苯酚白色沉淀)与FeCl₃显色反应、醛的银镜反应和新制Cu(OH)₂悬浊液反应(砖红色沉淀)、酮的加成反应(如与HCN)及与弱氧化剂不反应的特点。
3. 构建“醇⇌醛⇌羧酸”的转化链(醇氧化得醛,醛氧化得酸;醛还原得醇),理解酮不易被继续氧化的特性,并能写出关键转化(如乙醛与氢气加成得乙醇,乙醇与O₂/Cu生成乙醛)的化学方程式。
1、 醇的结构
1.醇的概念
烃分子中饱和碳原子上的氢原子被羟基取代所形成的化合物称为醇。
2.乙醇的结构
从结构上看,乙醇是乙烷分子中的氢原子被—OH原子团取代。乙醇的分子式为C2H6O,结构式为,结构简式为CH3CH2OH或C2H5OH。
2、 醇的性质
1.置换反应
(1)乙醇与金属钠反应的实验探究:
实验1:向小烧杯中加入无水乙醇,再放入一小块金属钠。
实验现象:金属钠沉入烧杯底部,金属钠表面有气泡产生,并逐渐消失。
实验结论:乙醇与钠反应生成乙醇钠,并放出氢气。
实验2:向两支试管中分别加入3mL水和3mL乙醚(CH3-O-CH3),再分别加入一小块金属钠。
实验现象:①金属钠加入水中,金属钠浮在水面上,剧烈反应,金属钠熔化,有气体产生;
②金属钠加入乙醚中,金属钠沉入试管底部,无明显现象。
实验结论:金属钠与水剧烈反应,与乙醚不反应。
(2)乙醇与金属钠的反应:
①化学方程式:反应方程式为2C2H5OH+2Na→2C2H5ONa+H2↑。
②金属钠与水和乙醇反应,与乙醚不反应,说明金属钠能与水的氢原子和乙醇羟基(—OH)上的氢原子发生置换反应,不能与C-H上的氢原子反应。
③金属钠与水反应比与乙醇反应剧烈得多,说明水中的氢原子比乙醇羟基上的氢原子活泼。
2.氧化反应
(1)乙醇的燃烧反应:C2H5OH+3O22CO2+3H2O。
(2)醇具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液褪色。
(3)醇的催化氧化
醇在铜或银等催化剂存在下,可被氧化成醛或酮。乙醇催化氧化反应的方程式为:
2C2H5OH+O22CH3CHO+2H2O。
3.取代反应
(1)乙醇与氢卤酸反应实验探究:
实验步骤:在试管Ⅰ中依次加入2 mL蒸馏水、4 mL浓硫酸、2 mL 95%的乙醇和3 g溴化钠粉末,在试管Ⅱ中注入蒸馏水,烧杯中注入自来水。加热试管Ⅰ至微沸状态数分钟后,冷却。
加入蒸馏水、浓硫酸和溴化钠固体的目的是为了获得氢溴酸。
实验现象:试管Ⅰ中有油状液体生成。
实验结论:乙醇与HBr反应生成了难溶于水的溴乙烷,化学方程式为:C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O。
(2)醇可以与氢卤酸反应,醇分子中的羟基被卤素原子取代生成卤代烃。
R-OH+HX—→R—X+H2O
4.脱水反应
在一定条件下,醇可以发生脱水反应,醇既可以分子内脱水得到烯烃,也可以分子间脱水得到醚。
(1)乙醇的脱水反应实验探究:
实验步骤:在圆底烧瓶中加入2 g P2O5并注入4 mL 95%的乙醇,加热,观察实验现象。
实验现象:广口瓶中有气泡产生,酸性高锰酸钾溶液褪色。
(2)乙醇的脱水反应:
乙醇在浓硫酸、磷酸、Al2O3(400℃左右)或P2O5等催化剂作用下发生脱水反应。
实验室常采用乙醇和浓硫酸共热发生脱水反应来获得乙烯或乙醚。
乙醇在浓硫酸作用下,加热到170 ℃,发生反应生成了乙烯,化学方程式为:
CH3CH2OHCH2﹦CH2↑+H2O。
加热到140 ℃,发生反应生成了乙醚,化学方程式为:
2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O。
(3)消去反应:
在一定条件下,有机物分子内脱去一个或几个小分子生成不饱和化合物(含双键或三键)的反应,称为消去反应。
3、 醇的取代反应和消去反应
1.醇的取代反应规律
醇分子中,—OH或—OH上的氢原子在一定条件下可被其他原子或原子团取代,如醇与羧酸的酯化反应、醇分子间脱水及与HX的取代反应。
2.醇的消去反应机理
(1)结构特点
醇分子中,连有—OH的碳原子的相邻碳原子上必须连有氢原子时吗,才能发生消去反应而形成不饱和键。
(2)反应规律
①若醇分子中与—OH相连的碳原子无相邻碳原子或其相邻碳原子上无氢原子,则不能发生消去反应。如CH3OH、(CH3)3CCH2OH不能发生消去反应生成烯烃。
②有两个邻位碳原子,且碳原子上均有氢原子时,发生消去反应可能生成不同的产物。例如:发生消去反应的产物为CH3—CH=CH—CH3、CH2=CH—CH2—CH3。
③二元醇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。例如:
CH3—CH(OH)—CH2(OH)生成CH3C≡CH。
4、 醇的催化氧化反应规律
1.反应原理
乙醇的催化氧化分两步进行:
①将弯成螺旋状的铜丝灼烧:2Cu+O22CuO
②将灼烧后的铜丝插入乙醇中:
2.醇的催化氧化规律
醇能否被氧化以及被氧化的产物的类别,取决于与羟基相连的碳原子上的氢原子的个数。
①若与羟基相连的碳原子上只有2或3个氢原子,如CH3-OH或—CH2-OH,催化氧化产物是醛:
②若与羟基相连的碳原子上只有1个氢原子,催化氧化产物是酮:
③若与羟基相连的碳原子上没有氢原子,则不能被催化氧化。如:
5、 醇的化学性质与断键位置
以为例:
反应类型
反应物
断键位置
反应条件
置换反应
醇、活泼金属
①
—
取代
反应
卤代反应
醇、HX
②
浓HX,△
酯化反应
醇、酸
①
浓硫酸,△
分子间脱水
醇
一分子断①
另一分子断②
浓硫酸,△
消去反应
醇
②⑤
浓硫酸,△
氧化
反应
催化氧化
醇、氧气
①④或①③
Cu或Ag,△
燃烧反应
醇、氧气
全部
点燃
6、 醇的分类及性质
1.醇的分类
(1)按羟基数目,可以将醇分为一元醇、二元醇、三元醇等。
如CH3OH、CH3CH2OH属于一元醇,属于二元醇,属于三元醇。
(2)按烃基是否饱和,可以将醇分为饱和醇和不饱和醇。如CH3CH2OH属于饱和醇,CH2=CH—CH2OH为不饱和醇。
其中,饱和一元醇的通式为CnH2n+1OH。如甲醇、乙醇。
(3)按是否含有苯环,可以将醇分为芳香醇和脂肪醇。如属于芳香醇,CH3CH2OH、属于脂肪醇。
2.三种重要的醇
名称
颜色、状态
毒性
溶解性
甲醇
无色、具有挥发性的液体
有毒
易溶于水
乙二醇
无色、黏稠、有甜味液体
无毒
易溶于水和乙醇
丙三醇
3.醇的物理性质
(1)一元醇
①沸点:随分子中碳原子数的增加,沸点逐渐升高。
②溶解性:随着碳原子数的增加,在水中的溶解度降低。
(2)与相对分子质量相近的烷烃比较
醇沸点远远高于烷烃,这是因为醇分子之间存在氢键。
(3)甲醇、乙醇、丙三醇均可以与水互溶
原因:醇分子与水分子之间存在氢键。
7、 酚的组成与结构
1.酚
酚是分子中的羟基与苯环(或其他芳环)碳原子直接相连的有机化合物。酚的官能团是羟基(—OH)。最简单的酚是苯酚。
2.苯酚的组成与结构
分子式:C6H6O;结构简式:、或C6H5OH。
结构特点:苯环上一个氢原子被羟基取代。
8、 苯酚的性质
1.物理性质
苯酚是无色、有特殊气味的无色晶体,熔点40.9℃。苯酚晶体会因为部分被氧化而略显红色。
常温下,苯酚能溶于水并与之相互形成溶液(苯酚与水形成的浊液静置后会分层,上层是溶有苯酚的水层,下层是溶有水的苯酚层)。温度高于65℃时,苯酚能与水以任意比例互溶。
苯酚有毒,其浓溶液对皮肤有强的腐蚀性,如果不慎将苯酚沾到皮肤上,应立即用酒精洗涤,再用水冲洗,
2.化学性质
(1)弱酸性:苯酚是一种酸性比碳酸还弱的酸。
①实验探究苯酚的酸性:
实验步骤:取苯酚的浊液2 mL于试管中,向其中逐滴加入氢氧化钠溶液,浊液将变澄清。将得到的澄清液分到两支试管中,向其中一支滴加稀盐酸,另一支通入二氧化碳气体,观察实验现象。
实验现象:加入盐酸或通入二氧化碳,澄清液又变浑浊。
实验结论:苯酚钠易溶于水,向苯酚的浊液中加入氢氧化钠溶液后,溶液变澄清。
向苯酚钠溶液中通入二氧化碳或者加入稀盐酸,生成了苯酚。
②有关化学方程式:
苯酚与NaOH溶液反应:
向苯酚钠溶液中加二氧化碳或盐酸:
(2)取代反应(与溴反应)
化学方程式:
应用:常用于对溶液中苯酚进行定性或定量测定。
(3)显色反应:
向苯酚溶液中加入FeCl3溶液,溶液显紫色。常用于酚类物质的检验。
9、 有机物分子中基团的相互影响
1.苯酚中苯环和酚羟基的相互影响
(1)苯环对侧链(羟基)的影响导致酚羟基中的氧氢键易断。
①弱酸性
②显色反应
(2)侧链(羟基)对苯环的影响使酚羟基邻对位被活化,导致苯环上易发生多取代反应。
①卤代反应,如苯酚与浓溴水反应。
②硝化,如苯酚与浓硝酸反应:
+3HNO3+3H2O
2.有机分子内原子或原子团的相互影响
(1)链烃基对其他基团的影响:
甲苯的硝化反应产物是三硝基甲苯,而同样的条件下的苯的硝化只能生成一硝基苯。
(2)苯基对其他基团的影响:
①水、醇、苯酚提供氢离子的能力大小:
R—OH<H—OH<C6H5—OH
②烷烃和苯均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而苯的同系物可使酸性高锰酸钾溶液褪色。
(3)羟基对其他基团的影响:
①羟基对C—H键的影响:使和羟基相连的C—H键更不稳定。
②羟基对苯环的影响:使苯环邻、对位上的氢原子更易被取代。
10、 醛
1.醛的概念
(1)醛是烃基(或氢原子)与醛基相连而构成的化合物。
(2)醛的官能团:醛基(—CHO或)。
(3)饱和一元醛的通式:CnH2n+1CHO(n≥0),分子通式:CnH2nO(n≥1)。
2.常见的醛
(1)甲醛(HCHO)和乙醛(CH3CHO)都有刺激性气味,它们的沸点分别为-21 ℃和20.8 ℃,在水中的溶解度都较大。
(2)35%~40%的甲醛水溶液俗称“福尔马林”,可用作农作物种子的消毒及动物标本的保存。
11、 实验探究醛的性质和检验
1.银镜反应
(1)实验步骤:
①银氨溶液的配制:向洁净的试管中加入2%的AgNO3溶液,边振荡试管边逐滴加入2%的稀氨水,至产生的沉淀恰好完全溶解。
②银镜反应:向银氨溶液中滴入3滴乙醛,振荡后把试管放在热水浴中加热。
(2)实验现象:试管壁有光亮的银镜产生。
(3)实验要点:
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,如乙醛一般滴3滴。
(4)反应方程式:
AgNO3+NH3·H2O===AgOH↓+NH4NO3
AgOH+2 NH3·H2O===Ag(NH3)2OH+2H2O
CH3CHO+2Ag(NH3)2OH2Ag↓+CH3COONH4+3NH3+H2O。
2.与性质氢氧化铜悬浊液反应
(1)实验步骤:向试管中加入3 mL 5%的NaOH溶液,滴入3~4滴2%的CuSO4溶液,振荡后加入0.5 mL乙醛溶液,加热,观察实验现象。
(2)实验现象:用砖红色沉淀产生。
(3)实验要点:
①新制Cu(OH)2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。
(4)有关化学方程式
CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O。
12、 醛的性质
1.氧化反应
(1)银镜反应
有关化学方程式:
(2)与新制Cu(OH)2的反应
有关化学方程式:
(3)催化氧化
醛在有催化剂并加热的条件下,能被氧气氧化为羧酸,反应的化学方程式为:
2RCHO+O22CH3COOH。
2.加成反应
在加热、加压和有催化剂(如Ni、Pt)存在的条件下,醛可以和氢气发生加成反应,生成醇,化学方程式为
RCHO+H2RCH2OH。
3.检验醛基的方法
(1)与银氨溶液反应生成银镜。
(2)在碱性条件与新制的Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀。
13、 酚醛树脂和缩聚反应
1.酚醛树脂
(1)酚醛树脂是人类合成的第一种高分子材料。
(2)在浓氨水催化下,主要得到体型酚醛树脂,是热固性的;在浓盐酸催化下,主要得到线型酚醛树脂,是热塑性的。
(3)线型酚醛树脂的合成反应为:
(4)应用:主要用于绝缘、隔热、难燃、隔音材料和复合材料,如烹饪器具的手柄、电器与汽车部件等。脲醛树脂可制成热固性高分子黏合剂。
2.缩聚反应
(1)概念:有机化合物分子间脱去小分子获得高分子的反应称为缩聚反应。
缩聚反应是单体之间相互作用生成高分子,同时还生成小分子(如水、氨、卤化氢等)的聚合反应。
(2)缩聚反应的特点:
①单体为含有两个或两个以上的官能团的(如—OH、—COOH、—NH2、—X等)小分子。
②缩聚反应过程中生成高聚物的同时,还有小分子副产物生成(如H2O、NH3、HCl)。
③所得高分子化合物的化学组成跟单体的化学组成不同。
14、 酮的结构和性质
1.酮的概念和结构特点
(1)概念:羰基碳原子上连接的两个基团都是烃基,这一类有机化合物就是酮。
(2)官能团:羰基(),通式:
2.常见的酮
(1)丙酮:
是常用的有机溶剂,主要用于制备重要化工原料双酚A和制备有机玻璃。
(2)环己酮(C6H10O)常作为生产合成纤维、合成树脂、合成橡胶和制药中间体的溶剂,还可用于制备己二酸和己内酰胺。
3.酮的化学性质
酮能与H2、HX、HCN、NH3、醇等发生加成反应,酮不能发生银镜反应,也不能被新制的Cu(OH)2氧化。因此可用银氨溶液或新制的氢氧化铜悬浊液来区分醛和酮。
酮和氢气发生加成反应的化学方程式为:
+H2
题型01 醇的化学性质
【典例】下列关于实验装置图的叙述,正确的是
A.装置①:检验乙醇与浓硫酸共热生成乙烯
B.装置②:验证碳酸的酸性比苯酚强
C.装置③:验证溴乙烷发生消去反应可生成烯烃
D.装置④:验证乙炔的还原性
【答案】C
【解析】A.乙醇与浓硫酸共热时,挥发的乙醇、副反应生成的都能还原酸性高锰酸钾使其褪色,会干扰乙烯的检验,无法检验乙烯生成,A错误;
B.盐酸易挥发,中会混有HCl杂质,HCl也能和苯酚钠反应生成苯酚,无法证明碳酸酸性强于苯酚,B错误;
C.溴乙烷在NaOH乙醇溶液中加热发生消去反应生成乙烯,挥发带出的乙醇不与溴的四氯化碳溶液反应,若溴的四氯化碳溶液褪色,即可证明生成了烯烃,C正确;
D.电石中含有硫化钙、磷化钙杂质,制得的乙炔中混有、等还原性杂质,这些杂质也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,干扰乙炔还原性的检验,D错误;
故选C。
【变式1】某种大豆素衍生物,可用于心血管疾病防治,其分子结构如图所示。关于该化合物的说法不正确的是
A.能发生消去反应
B.能与溴水发生加成反应
C.能与醋酸发生酯化反应
D.遇高锰酸钾溶液褪色
【答案】B
【解析】A.该化合物含有羟基,且其中一个满足羟基的邻碳上有氢,所以能发生消去反应,故A正确;
B.该化合物不含碳碳双键,不能与溴水发生加成反应,故B错误;
C.该化合物含有羟基,能与醋酸发生酯化反应,故C正确;
D.该化合物含有羟基,遇高锰酸钾溶液褪色,故D正确;
选B。
【变式2】关于有机化合物的结构和性质,下列说法错误的是
A.立方烷()经硝化可得到六硝基立方烷,其可能的结构有3种
B.的一氯代物有3种
C.的同分异构体中,不存在核磁共振氢谱只有一组峰的结构
D.分子式为的物质能催化氧化成醛的同分异构体有4种。
【答案】C
【解析】A.立方烷经硝化可得到六硝基立方烷,六硝基立方烷的结构与二硝基立方烷的结构种类数目相同,二硝基立方烷的结构有3种,A正确;
B.如图,其一氯代物有3种,B正确;
C.如图,其分子式为,其核磁共振氢谱只有一组峰,C错误;
D.分子式为C5H12O,能催化氧化成醛的同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH2OH 、(CH3)2CHCH2CH2OH、CH3CH2CH(CH3)CH2OH、(CH3)3CCH2OH四种,D正确;
故答案为:C。
题型02酚的化学性质
【典例】下列关于苯酚的化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
A.酸性顺序为苯酚,因此苯酚钠与、水反应,无论用量多少,都只能生成苯酚和碳酸氢钠,不能得到碳酸钠,正确的反应为,A错误;
B.苯酚的羟基具有弱酸性,可与钠反应置换出氢气,该反应原子守恒、原理正确,B正确;
C.苯酚酸性弱于碳酸,因此苯酚与碳酸钠反应只能生成苯酚钠和碳酸氢钠,不会放出,正确的反应方程式为,C错误;
D.苯酚与溴水发生取代反应,苯酚需要与反应,生成三溴苯酚沉淀和,正确的反应为,D错误;
故选B。
【变式1】茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称,其中一种主要成分为儿茶素,其结构简式如下图所示。下列关于该物质说法正确的是
A.儿茶素不含碳碳双键,所以不能与氢气发生加成反应
B.1mol儿茶素最多可以与5molNaOH反应
C.1mol儿茶素最多可以与0.5mol发生氧化反应
D.儿茶素在一定条件下可以发生取代、加成、消去三种类型的反应
【答案】D
【解析】A.根据结构简式,儿茶素不含碳碳双键,但存在苯环结构,可以与氢气发生加成反应,A错误;
B.儿茶素中有4个酚羟基,没有羧基或者酯基,故1mol儿茶素最多可以与4molNaOH反应,B错误;
C.每1mol二酚在适宜条件下可被 0.5mol O2氧化为相应的醌,若结构中两处二酚均被氧化,1mol 儿茶素最多可消耗 1mol O2;且儿茶素还含有醇羟基,可以被O2氧化为酮;且儿茶素的分子式为C15H14O6,1mol儿茶素完全燃烧能消耗15.5mol O2,C错误;
D.苯环可以发生加成反应,醇羟基可以发生消去反应,酚羟基苯环邻对位可以发生取代反应,故D正确;
故本题选D。
【变式2】“清肺排毒汤”对防止新冠病毒感染具有良好的效果,其中一味中药黄芩的一种活性中间体的结构简式为关于该物质的说法不正确的是
A.该物质遇 溶液显紫色
B.该物质可以与碳酸钠溶液反应,但是不生成任何气体产物
C.该物质属于烯烃、芳香烃、酚类、醚类物质
D.该物质可以发生氧化反应、还原反应、加聚反应、取代反应
【答案】C
【解析】A.该有机物含有酚羟基,遇 溶液显紫色,A正确;
B.酚羟基酸性弱于碳酸,不能和碳酸根生成二氧化碳,只能生成碳酸氢根,B正确;
C.该物质属于酚类、醚类物质,烃只含有碳、氢两种元素,该物质不属于烯烃、芳香烃,C错误;
D.酚羟基具有还原性,可以被氧化剂氧化,可以和氢气发生加成反应(还原反应),对于含有不饱和键的芳香衍生物,在一定条件下也可发生加聚反应,酚羟基可以和单质钠发生取代反应,D正确;
故选C。
题型03 醛的化学性质
【典例】化学是以实验为基础的科学,下列实验操作能达到预期目的的是
选项
实验目的
实验操作
A
除去乙烯中混有的气体
将混合气体通入酸性溶液中洗气
B
实验室制备乙酸乙酯时,分离除去乙酸乙酯中少量的乙酸
制备过程中将产生的蒸气经导管通入饱和溶液,振荡,分液
C
检验肉桂醛中的碳碳双键(肉桂醛:)
向肉桂醛中滴加溴水,振荡,观察溴水是否褪色
D
除去苯中混有的少量苯酚
向苯和苯酚的混合物中滴加溴水,过滤后分液
【答案】B
【解析】A.乙烯能被酸性KMnO4溶液氧化成二氧化碳,A错误;
B.乙酸能与溶液反应,乙酸乙酯与不反应且不溶,故欲分离除去乙酸乙酯中少量的乙酸,制备过程中应用饱和碳酸钠溶液承接冷凝后的粗产品,再振荡,分液,B正确;
C.中含碳碳双键和醛基,碳碳双键可与溴水加成,醛基具有还原性可被溴水氧化,故无法检验,C错误;
D.苯中含少量的苯酚,若加入溴水,生成的三溴苯酚会溶于苯,无法过滤,可加入NaOH溶液,使苯酚转变为水溶性的苯酚钠,再振荡、静置后分液,D错误;
故选B。
【变式1】下列装置或操作能达到相应实验目的的是
A.配制银氨溶液
B.比较碳酸与苯酚酸性强弱
C.制取少量乙二酸
D.分离溴苯和苯
【答案】B
【解析】A.配制银氨溶液时,应将氨水滴入硝酸银溶液中,A错误;
B.稀硫酸与碳酸钠反应生成二氧化碳,二氧化碳与苯酚钠溶液反应生成苯酚,若观察到试管中有白色固体析出,可得出碳酸酸性比苯酚强,因此可以比较碳酸和苯酚的酸性强弱,B正确;
C.酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,可以将氧化生成的乙二酸进一步氧化为二氧化碳,无法制取乙二酸,C错误;
D.分离溴苯和苯可采用蒸馏法,但需使用温度计控制蒸气的温度,D错误;
答案选B。
【变式2】乙醛与氢氰酸(HCN)能发生加成反应,生成2-羟基丙腈,历程如下:
下列说法正确的是
A.丙酮不能与HCN发生符合上述机理的加成反应
B.因氧的电负性较大,醛基中的碳原子带部分正电荷,与作用
C.比更易与HCN发生加成反应
D.2-羟基丙腈可被氧化为
【答案】B
【解析】A.根据反应机理可知,丙酮能与HCN发生符合上述机理的加成反应,生成2-甲基-2-羟基丙腈,故A错误;
B.因氧的电负性较大,醛基中的碳原子带部分正电荷,与带负电的CN-作用,故B正确;
C.电负性:F>H,CF3CHO中,醛基中的碳原子带更多的正电荷,CF3CHO比乙醛更易与HCN发生加成反应,故C错误;
D.2-羟基丙腈与H2发生加成反应,可被还原为,故D错误;
故选:B。
题型04 消耗Na的物质的量
【典例】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.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.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.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.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;
故答案为:C。
【变式1】高良姜素是姜科准物高良姜根中的提取物,它能使鼠伤寒沙门氏菌TA98和TA100发生诱变,具有抗病菌作用。下列关于高良姜素的叙述正确的是
A.高良姜素的分子式为C16H14O4
B.高良姜素能与碳酸钠溶液、溴水、酸性高锰酸钾溶液等反应
C.高良姜素分子中含有3个羟基,8个双键
D.1 mol高良姜素与足量的钠反应可生成33.6L H2
【答案】B
【解析】A.由结构简式可知高良姜素的分子式为C16H12O4,A错误;
B.高良姜素的分子中含有酚羟基,可与碳酸钠溶液、溴水反应,含有碳碳双键,可与溴水发生加成反应,可被酸性高锰酸钾氧化,B正确;
C.高良姜素的分子中含有3个羟基、两个苯环,只有1个碳碳双键和1个碳氧双键,共2个双键,C错误;
D.未告知是否在标准状况下,不能确定氢气体积大小,D错误;
故选B。
【变式2】某有机物的结构简式为,其性质有下列说法:
①含酚羟基,遇溶液显紫色
②结构中的酚羟基、醇羟基、羧基均能与金属钠反应,该有机物能与钠反应
③含有羧基,该有机物与反应
④能与羧酸发生酯化反应,也能与醇发生酯化反应,也可以进行分子内酯化反应
上述说法正确的是
A.只有② B.只有③ C.只有④ D.全部正确
【答案】D
【解析】与苯环直接相连,含酚羟基,遇溶液显紫色,故正确;
结构中的酚羟基、醇羟基、羧基均能与金属钠反应,且:反应,则该有机物能与钠反应,故正确;
只有与碳酸氢钠反应,且:反应,含有个羧基,该有机物与反应,故正确;
含能与羧酸发生酯化反应,含能与醇发生酯化反应,也可以进行分子内酯化反应,故正确;
故选D。
【巩固训练】
1.(24-25高二下·北京东城·期末)下列各醇中,能发生氧化反应,又能发生消去反应可生成具有顺反异构体的有机物是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
A.可以发生氧化生成;可以发生消去生成,但无顺反异构,A不符合题意;
B.可以发生氧化生成;可以发生消去生成,但无顺反异构,B不符合题意;
C.中羟基连接在无氢碳原子上,不能发生氧化,C不符合题意;
D.可以发生氧化生成;可以发生消去生成,而存在顺反异构,D符合题意;
故答案为:D。
2.(25-26高二下·江苏苏州·月考)化合物Z是一种药物中间体,其部分合成路线如下:
下列说法不正确的是
A.X分子中含有2个手性碳原子 B.1 mol Y最多能与4 mol H2发生加成反应
C.Y、Z均存在三种官能团 D.Z的分子式为
【答案】B
【解析】
A.连有4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,则X分子中含有2个手性碳原子,如图:,A正确;
B.1 mol Y中苯环可以与3 mol H2加成,碳碳双键可以与1 mol H2加成,醛基可以与1 mol H2加成,故1 mol Y最多能与5 mol H2发生加成反应,B错误;
C.Y中含有醛基、碳碳双键和碳溴键,Z中含有碳碳双键、碳溴键和醚键,则Y、Z均存在三种官能团,C正确;
D.由Z的结构简式可知,其分子式为,D正确;
故选B。
3.(25-26高二下·江苏苏州·月考)根据下列实验操作和现象所得出的结论均正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向2-丁烯醛()中滴加酸性溶液,高锰酸钾溶液褪色
该有机物中存在醛基
B
向固体中滴加乙酸溶液,将生成的气体通入苯酚钠溶液中,发现苯酚钠溶液变浑浊
酸性强弱:乙酸>碳酸>苯酚
C
将乙醇与浓硫酸的混合物迅速加热至140℃,生成的气体通入溴的四氯化碳溶液,溴的四氯化碳溶液褪色
乙醇发生消去反应产生乙烯
D
向新制的浊液中,加入乙醛溶液,加热(出现砖红色沉淀
乙醛具有还原性
【答案】D
【解析】A.2-丁烯醛()中的碳碳双键和醛基都能使酸性溶液褪色,无法证明褪色仅由醛基导致,A错误;
B.乙酸具有挥发性,挥发的乙酸与苯酚钠反应生成苯酚,则苯酚钠溶液变浑浊,不能比较碳酸、苯酚的酸性强弱,B错误;
C.乙醇与浓硫酸混合加热至140℃发生分子间脱水生成乙醚,发生消去反应生成乙烯需要迅速升温至170℃,C错误;
D.加热条件下乙醛将还原为砖红色,乙醛作为还原剂体现还原性,D正确;
故选D。
4.(24-25高二下·江苏扬州·期中)下列指定化学用语表示正确的是
A.乙醛与新制氢氧化铜共热时反应的化学方程式:
B.苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳的化学方程式:
C.碳酸氢钠的电离方程式:
D.甲烷的燃烧热为,甲烷燃烧的热化学方程式:
【答案】B
【解析】A.乙醛与新制氢氧化铜共热的还原产物是,化学方程式为,A错误;
B.苯酚的酸性强于碳酸氢根,苯酚钠与少量反应只能生成苯酚和,方程式书写正确,B正确;
C.选项中给出的是碳酸氢根的水解方程式,碳酸氢钠为强电解质,电离方程式:,C错误;
D.燃烧热要求1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物,H元素对应的稳定氧化物是液态,选项中为气态,不符合燃烧热定义,D错误;
故选B。
5.(24-25高二下·江苏南京·期中)Z是合成某免疫抑制剂的中间体。其部分合成路线如下:
下列说法正确的是
A.X分子中有2个手性碳原子
B.Y分子中所有碳原子一定可以共平面
C.1molZ最多能与4molH2发生加成反应
D.可以用FeCl3溶液区分物质X和物质Y
【答案】D
【解析】A.由结构简式可知X中含3个手性碳原子,分别为甲基、酯基所连的环上的碳原子,故A错误;
B.苯环与直接相连的碳原子一定共面,酯基与乙基通过单键相连,乙基中碳原子不一定在同一个平面内,故B错误;
C.Z中苯环可与氢气加成,酯基不与氢气加成,则1molZ能与3mol氢气加成,故C错误;
D.X不含酚羟基,Z中含酚羟基,可以用FeCl3溶液区分,故D正确;
故选:D。
6.(24-25高二下·江苏南京·期中)化合物X是由细菌与真菌共培养得到的一种天然产物,结构简式如图。下列相关表述错误的是
A.可与发生加成反应 B.可与溶液发生显色反应
C.含有4种含氧官能团 D.分子中有手性碳原子
【答案】D
【解析】A.化合物X中存在碳碳双键,能和发生加成反应,A正确;
B.化合物X中有酚羟基,遇溶液会发生显色反应,B正确;
C.化合物X中含有酚羟基、醛基、酮羰基、醚键4种含氧官能团,C正确;
D.分子中碳连四种不同原子或原子团为手性碳原子,故X不含有手性碳原子,D错误;
故选D。
7.(25-26高二下·全国·课后作业)漆酚是生漆的主要化学成分,某漆酚的结构简式为。生漆涂在物品表面,在空气中干燥时会产生黑色漆膜,漆酚不具有的化学性质是
A.可与烧碱溶液反应 B.可与溴水发生取代反应
C.可与酸性KMnO4溶液反应 D.可与NaHCO3溶液反应放出CO2
【答案】D
【解析】A.漆酚含酚羟基(-OH),酚羟基具有弱酸性,能与烧碱(NaOH)溶液发生中和反应生成酚钠和水,A正确;
B.酚羟基的邻对位氢原子活泼,可与溴水发生取代反应(类似苯酚与溴水生成三溴苯酚),漆酚苯环上酚羟基的邻对位有氢原子,能发生该反应,B正确;
C.酸性KMnO4具有强氧化性,酚羟基易被氧化,且苯环相连的烷基(α-碳有氢)也可能被氧化,漆酚可与酸性KMnO4溶液反应使其褪色,C正确;
D.酚的酸性弱于碳酸,根据强酸制弱酸原理,酚羟基不能与NaHCO3反应生成CO2(需酸性强于碳酸的酸才能与NaHCO3反应放CO2),D错误;
故答案选D。
8.(25-26高二下·江苏宿迁·月考)冠醚是一种环状分子,含不同大小空穴的冠醚可适配不同大小的碱金属离子。一种冠醚Z的合成及其识别的过程如下图所示。
下列说法正确的是
A.可用溶液鉴别中是否混有
B.X与Y反应的类型为加成反应
C.的核磁共振氢谱中有2组峰
D.在中的溶解度大于在冠醚Z中的溶解度
【答案】A
【解析】A.X含有酚羟基,遇溶液会发生显色反应显紫色,Z不含酚羟基,无明显现象,因此可用溶液鉴别Z中是否混有X,A正确;
B.X与Y反应时生成小分子副产物HCl,原子利用率未达到100%,反应类型为取代反应,不是加成反应,B错误;
C.Z的结构对称,存在4种等效氢原子(苯环上2种、亚甲基上2种),核磁共振氢谱中有4组峰,C错误;
D.KCN为离子化合物,在非极性溶剂中溶解度很小,冠醚Z可与结合,使KCN在Z中的溶解度更大,因此KCN在中的溶解度小于在冠醚Z中的溶解度,D错误;
故答案选A。
9.(24-25高二下·江苏连云港·期中)现代医药发展方向之一是合成药物长效化和低毒化,低分子药物高分子化是其有效途径。
(1)1853年,德国化学家柯尔柏合成了能镇痛和退热的水杨酸()。
①水杨酸分子中碳原子的杂化轨道类型为_______。
②写出水杨酸与碳酸氢钠反应的化学方程式:_______。
(2)1898年,德国化学家霍夫曼制得乙酰水杨酸(阿司匹林),改善了水杨酸的疗效。
+CH3COOCOCH3+CH3COOH
①上述反应的反应类型为_______。
②1mol乙酰水杨酸(阿司匹林)最多可与含_______molNaOH的溶液反应。
③在霍夫曼制取阿司匹林的反应中,可用于检验水杨酸是否完全反应的试剂是_______。
A.Na2CO3溶液 B.FeCl3溶液 C.紫色石蕊试液
(3)1982年,科学家把阿司匹林连接在高聚物B上,制成缓释长效阿司匹林()。高分子聚合物B的单体的结构简式为_______。
【答案】(1)sp2
(2)取代反应 3 B
(3)
【解析】(1)①水杨酸分子中碳原子一共有7个,苯环上的六个碳原子每个碳原子均是3个σ键,没有孤电子对,所以杂化轨道类型为杂化,羧基上的碳原子是3个σ键,没有孤电子对,所以杂化轨道类型为杂化,故碳原子杂化轨道类型为杂化;故答案为:。
②羧基和碳酸氢钠溶液反应生成羧酸钠、水和二氧化碳,而酚羟基不和碳酸氢钠溶液反应,故水杨酸与碳酸氢钠反应的化学方程式为:。
(2)①该反应可以看成是取代了酚羟基中的氢原子,故反应类型为取代反应;故答案为:取代反应。
②1mol乙酰水杨酸(阿司匹林)含有1mol酯基和1mol羧基,其中1mol该酯基水解会消耗2mol,1mol羧基消耗1molNaOH,1mol乙酰水杨酸(阿司匹林)最多可与含3molNaOH的溶液反应;故答案为:3。
③根据反应化学方程式,酚羟基水杨酸中含有酚羟基,酚羟基水杨酸能与氯化铁溶液反应变紫色,可以用氯化铁溶液检验水杨酸是否完全反应;故答案为:B。
(3)根据缓释长效阿司匹林(),可知高分子聚合物B为,B是通过加聚反应得到的,则其单体为;故答案为:。
10.(23-24高二下·江苏连云港·期中)化合物H是合成药物的中间体,一种合成路线如图:
已知:①Bn为
②(R1为烃基,R2、R3为烃基或H)
(1)化合物A的酸性比化合物B的______(填“强”或“弱”或“无差别”)。
(2)写出同时满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式:______。
碱性条件水解后酸化生成两种产物,产物之一能与银氨溶液发生银镜反应;另一产物中只有两种含氧官能团且有4种化学环境不同的氢原子。
(3)F的结构简式为______。
(4)H→I的反应类型为______。
(5)写出以、CH3NH2为原料制备的合成路线流程图______(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(1)弱
(2)或
(3)
(4)取代反应
(5)
【分析】
化合物A与一碘甲烷发生取代反应,取代一个酚羟基的氢原子,形成甲氧基得到化合物B;化合物B与BnCl反应,Bn与苯环上另外两个酚羟基发生取代反应,氢原子被Bn取代,形成化合物C;化合物C苯环上的甲酸甲酯基团经过水解还原得到化合物D;化合物D将醇羟基催化氧化,形成醛基得到化合物E;化合物E与化合物F反应生成G,根据题目所给反应②,碳氧双键与氨基发生反应,形成碳氮双键,则化合物F的结构式为;化合物G与NaBH4发生还原反应,碳氮双键被还原形成化合物H;化合物H中亚氨基的H与甲酸乙酯发生取代反应,形成化合物I,据此分析各小题;
【解析】(1)苯环上与羟基邻位的甲氧基的吸电子诱导效应强,使得邻位的两个酚羟基的酸性增强,故A的酸性比B的酸性弱;
(2)根据题意分析,化合物B的同分异构体中含有能够水解的官能团结构只有酯基,酯基水解后产物酸化分别位羧酸和醇,产物之一能够发生银镜反应,则说明水解的羧酸为甲酸,另一产物只有两种含氧官能团,且只有四种不同化学环境的H,则符合条件的同分异构体的结构为或;
(3)根据分析,F的分子式为结合G与E的结构式分析得到F的结构式为;
(4)根据分析,亚氨基的H与甲酸乙酯发生取代反应;
(5)与氢氧化钠水溶液发生取代反应,氯原子被羟基取代,再与氧气进行氧化反应,羟基被氧化为羰基,羰基再与甲胺反应,碳氧双键变为碳氮双键,最后与硼氢化钠发生还原反应,形成亚氨基,反应流程如上图所示。
【强化训练】
1.小组对乙醛与新制的反应进行实验探究。
已知:①乙醛在碱性条件下发生反应:
可与进一步反应生成橙红色不溶于水、易溶于乙醇的油状物质。
②无色,黄色。
编号
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验Ⅲ
实验
实验现象
加热后无色溶液变为橙红色乳浊液
加热后蓝色浊液变为棕黑色浊液
加热后蓝色浊液变为橙红色浊液
取实验Ⅲ中的橙红色浊液,进行实验Ⅳ.
下列说法不正确的是
A.实验Ⅲ中橙红色浊液中可能含有
B.实验Ⅳ中紫色溶液褪色能证明实验Ⅲ的产物中有
C.实验Ⅳ中发生了反应:
D.溶液的碱性强弱影响与新制的反应
【答案】B
【分析】实验Ⅰ的现象说明乙醛发生了缩合反应;实验Ⅲ中滴加硫酸铜溶液,形成新制的Cu(OH)2,在强碱性溶液中,乙醛与新制的Cu(OH)2在加热条件下,生成橙红色浊液,说明生成乙醛缩合后的产物,将橙红色浊液加入高锰酸钾,紫色褪去,说明含有还原性物质,橙红色浊液过滤得到橙红色固体,用乙醇洗涤后过滤,得到砖红色固体说明生成了Cu2O,加盐酸,固体溶解得到无色溶液(),逐渐变为黄色,说明生成,则橙红色浊液中存在Cu2O和乙醛缩合后的产物;对照实验Ⅱ和实验Ⅲ,可知溶液的碱性影响实验,据此分析作答;
【解析】
A.根据分析可知,实验Ⅲ中橙红色浊液中可能含有(CH3CH=CHCHO与乙醛继续发生羟醛缩合反应,最终生成多烯醛聚合物,,A正确;
B.实验Ⅳ中紫色溶液褪色有可能是乙醛缩合后的产物或,B错误;
C.根据分析可知,实验Ⅳ中发生了被氧化转化为,反应:,C正确;
D.对照实验Ⅱ和实验Ⅲ,乙醛均过量,实验Ⅲ碱性强于实验Ⅱ,碱性强弱影响与新制的反应,D正确;
故选B。
2.下列化学方程式或离子方程式书写正确的是
A.制备乙二酸乙二酯:
B.乙醇与酸性,溶液反应:
C.苯酚钠溶液中通入少量:
D.乙醛与新制氢氧化铜共热:
【答案】B
【解析】
A.制备乙二酸乙二酯的反应方程式为:+ +2H2O,A选项错误;
B.乙醇被酸性重铬酸钾氧化为乙酸,即,B选项正确;
C.苯酚的酸性弱于碳酸,强于,即苯酚钠溶液中通入少量CO2得不到,而是,正确的离子方程式为:,C选项错误;
D.新制氢氧化铜显碱性,乙醛与新制氢氧化铜共热得不到乙酸,正确的离子方程式为:,D选项错误;
故答案选B。
3.下列实验操作正确且能达到实验目的的是
A.除去苯中混有的甲苯:向混合液中加入KMnO4溶液,再加入NaOH溶液,分液
B.判断某卤代烃中的卤素为溴原子:加入NaOH溶液,充分加热,冷却后,加入AgNO3溶液,观察沉淀颜色
C.乙醛具有还原性:在试管中先加入2mL10%CuSO4溶液,再加入5滴5%NaOH溶液,得到新制的Cu(OH)2,振荡后加入0.5mL乙醛溶液,加热后得到砖红色沉淀
D.提纯溴苯:向混合物中加入一定量NaOH溶液,再蒸馏就可以得到纯溴苯
【答案】A
【解析】A.甲苯在酸性高锰酸钾溶液中被氧化为苯甲酸,加入NaOH溶液后生成水溶性的苯甲酸钠,分液可分离出苯层,达到除杂目的,A正确;
B.卤代烃水解后需先加硝酸酸化以中和过量的NaOH,否则直接加AgNO3会生成AgOH沉淀干扰检测,B错误;
C.制备新制Cu(OH)2需在强碱性环境中,正确操作应为先加足量NaOH溶液,再加少量CuSO4溶液;选项C中NaOH量不足且顺序错误,C错误;
D.提纯溴苯需先用NaOH溶液中和HBr并溶解Br₂,分液除去水层后再蒸馏,选项D未分液直接蒸馏,无法有效分离杂质,D错误;
故选A。
4.我国科技工作者发现某“小分子胶水”(结构如图)能助力自噬细胞“吞没”致病蛋白。下列说法正确的是
A.该分子中所有碳原子一定共平面 B.该分子能与氨基酸分子相互形成氢键
C.1 mol该物质最多能与3 mol NaOH反应 D.该物质能发生取代、加成和消去反应
【答案】B
【解析】A.分子中存在通过单键连接的苯环,单键可旋转导致不同苯环的碳原子不一定共平面,A错误;
B.该分子含酚羟基(-OH),氨基酸含氨基()和羧基(-COOH),酚羟基的O-H可与氨基酸的N形成氢键,氨基酸的N-H可与酚羟基的O形成氢键,能相互形成氢键,B正确;
C.分子含2个酚羟基(各消耗1 mol NaOH)和1个内酯基(酚酯,水解生成羧基和酚羟基,共消耗2 mol NaOH),总消耗2+2=4 mol NaOH,C错误;
D.该物质含酚羟基可发生取代反应,苯环可发生加成反应,但无醇羟基(仅酚羟基),不能发生消去反应,D错误;
故答案选B。
5.蛇烯醇的结构如图所示。特别像一条蛇。下列关于蛇烯醇说法正确的是
A.该分子能溶于水
B.蛇烯醇可以进行催化氧化反应得到酮类物质
C.蛇烯醇在NaOH的醇溶液加热条件下可以发生消去反应
D.1 mol该物质与溴的四氯化碳溶液反应,最多可消耗
【答案】D
【解析】A.羟基是亲水基,但该分子中疏水的烃基占比远大于亲水基团,因此该物质难溶于水,A错误;
B.蛇烯醇中与羟基直接相连的碳原子上有2个H原子,进行催化氧化反应得到醛类物质,B错误;
C.NaOH的醇溶液加热条件是卤代烃发生消去反应的条件,而醇发生消去反应的条件是浓硫酸加热,C错误;
D.1 mol碳碳双键消耗1 mol ,1 mol碳碳三键消耗2 mol ,1 mol该物质含2 mol碳碳双键、2 mol碳碳三键,则最多可消耗6 mol Br2,D正确;
故选D。
6.某二元醇的结构简式为,关于该有机物的说法错误的是
A.用系统命名法命名:5-甲基-2,5-庚二醇
B.该有机物通过消去反应能得到5种不同结构的二烯烃(不考虑立体异构)
C.该有机物可通过催化氧化反应得到酮类物质
D.1 mol该有机物能与足量金属Na反应产生标准状况下 H2的体积为22.4 L
【答案】B
【解析】A.主链有7个碳原子,第2、5号碳原子上各有1个羟基,5号碳原子上有1个甲基,用系统命名法命名:5-甲基-2,5-庚二醇,故A正确;
B.该有机物通过消去反应能得到、、、、、,共6种不同结构的二烯烃,故B错误;
C.该有机物可通过催化氧化反应得到酮类物质,故C正确;
D.该醇为二元醇1 mol该有机物能与足量金属Na反应生成1mol氢气,产生标准状况下 H2的体积为22.4 L,故D正确;
选B。
7.有机化合物M是一种LTA4H抑制剂,具有抗炎活性,可用于炎症领域的研究,其结构简式如下图所示。下列有关M的叙述错误的是
A.用装置I可以证明碳酸酸性强于M B.1 mol M最多可与5 mol Br2反应
C.能与FeCl3溶液发生显色反应 D.与足量H2加成后的产物中含有5个手性碳原子
【答案】A
【分析】M的结构简式:有机化合物M属于酚类,结构中含2个苯环、2个酚羟基、1个醚键(甲氧基),整体为二酚结构,酸性和苯酚接近,弱于碳酸。装置I:该装置设计初衷是通过强酸制弱酸比较酸性:乙酸滴入碳酸钠生成气体,再将气体通入酚钠溶液验证酸性;但该装置没有除去挥发出的乙酸杂质。
【解析】A.装置I中,具有挥发性,挥发出的会随一起进入M的钠盐溶液,酸性强于M,可直接与M钠盐反应得到M,无法证明是碳酸与M钠盐反应得到M,因此不能证明碳酸酸性强于M,A错误;
B.溴与酚的反应是酚羟基邻、对位的取代反应,对M的可取代位点计数:两个酚羟基的邻对位共有5个可取代的空位(左侧苯环有2个可被取代的氢原子,右侧苯环有3个可被取代的氢原子),因此最多可与发生取代反应,B正确;
C.M结构中含有酚羟基,酚羟基可以和溶液发生显色反应(显紫色),C正确;
D.手性碳原子是指连接4个不同基团的饱和碳原子,M与足量加成后的产物中碳原子全都为饱和碳原子,六元环中带侧链的碳原子均为手性碳原子,共有5个带侧链的碳原子,所以共含有5个手性碳原子,D正确;
故选A。
8.木犀草素是一种天然黄酮类化合物,具有多种药理活性,其结构简式如图所示,下列说法错误的是
A.可形成分子内氢键和分子间氢键
B.碳原子的杂化方式均相同
C.能发生加成、消去、氧化、还原多种反应
D.与NaOH、Na2CO3均可反应
【答案】C
【解析】A.该有机物中有羟基与酮羰基相邻较近,能形成分子内氢键,有2个羟基在苯环上是间位的关系,可形成分子间氢键,A正确;
B.该有机物中碳原子均为sp2杂化,B正确;
C.该有机物中的羟基均直接和苯环相连,不能发生消去反应,C错误;
D.该有机物中含有酚羟基,可以和NaOH和Na2CO3反应,D正确;
故选C。
9.已知:①环己烯可以通过1,3-丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到:
(也可表示为)
②实验证明,下列反应中反应物分子的环外双键比环内双键更容易被氧化:。
现仅以1,3-丁二烯为有机原料,无机试剂任选,按下列途径合成甲基环己烷:
请按要求填空:
(1)A的结构简式为_______;B的结构简式为_______。
(2)写出下列反应的化学方程式和反应类型。
反应④:_______,反应类型为_______;
反应⑤:_______,反应类型为_______。
【答案】(1)
(2) 消去反应 加成反应
【分析】由合成途径和信息①可推知,A是由两分子1,3-丁二烯经下列反应制得的:
;而由C的分子式为和信息②可知B是A的氧化产物,其结构简式为;C是B的加成产物,其结构简式为。要得到,可先使C消去—OH得到D,反应的化学方程式为,再由D发生加成反应得到甲基环己烷:。
【解析】(1)根据上述分析可知,A的其结构简式为,B的其结构简式为,故答案为:;;
(2)根据上述分析可知反应④为:,反应类型为:消去反应;反应⑤为:,反应类型为:加成反应;故答案为:;消去反应;;加成反应;
10.某实验小组探究乙醛与银氨溶液反应产生银镜的条件。
(1)配制银氨溶液:在洁净的试管中加入2mL2%溶液,边振荡边滴加2%氨水,直到最初产生的沉淀恰好溶解为止,得到银氨溶液。
①在实验室中配制质量分数为2%的溶液,下列仪器不需要用到的是_____(填字母选项)。
A. B. C.D.
②配制银氨溶液的总反应的离子方程式为_____。
(2)探究银镜反应的合适条件:分别取相同体积的试剂a、乙醛溶液,按下表配制系列溶液完成实验,记录相同时间的现象(忽略因加入试剂b所导致的溶液体积差异)。
已知:
实验
试剂a
试剂b
pH
T/℃
现象
ⅰ
银氨溶液
NaOH
10
25
产生银镜
ⅱ
银氨溶液
浓氨水
10
60
无银镜
ⅲ
银氨溶液
/
8
60
产生银镜
ⅳ
溶液
/
<7
60
无银镜
①对比实验ⅰ和ⅲ,说明一定条件下,_____有利于银镜反应发生。
②分析实验ⅱ无银镜产生的原因_____。
③对比实验ⅰ和ⅱ,判断氧化性:_____(填“>”“<”或“=”)。
(3)小组同学进一步探究实验ⅳ不成功的原因。
查阅资料:醛基发生银镜反应可能的机理如图
第②步反应的还原剂为_____,解释实验ⅳ不成功可能的原因_____(写出一条即可)。
【答案】(1)C
(2)提高溶液的碱性(pH值) 增大,使平衡逆向移动,减小 <
(3) 太小,反应①②不能发生(或在酸性条件下氧化性比强)
【分析】本实验的设计思路围绕银镜反应的影响因素展开,通过控制变量法探究不同条件对反应的影响,具体如下:
1. 基础反应验证:先明确银氨溶液的制备原理(硝酸银与氨水反应生成银氨络离子),为后续实验奠定基础。
2. 变量控制探究:
①温度影响:设置不同温度的实验,其他条件相同,对比银镜生成情况,探究温度对反应的影响。
②氨水浓度影响:在相同温度下,通过实验i(稀氨水)和ii(浓氨水),对比银镜是否生成,分析氨水浓度对银氨络离子中Ag+浓度及反应的影响。
③离子形态与酸性条件影响:通过实验i(银氨络离子,碱性)和iv(Ag+,酸性),对比银镜生成情况,探究不同银离子形态的氧化性及酸性环境对反应的影响。
3. 原理分析与结论:结合实验现象,从平衡移动、氧化性强弱、反应条件限制等角度分析原因,总结银镜反应顺利进行的关键因素(如适宜温度、Ag+的有效浓度、碱性环境等)。
【解析】(1)①配制一定质量分数的溶液,步骤有计算、称量、溶解。称量需要托盘天平,溶解需要烧杯和玻璃棒。而容量瓶是用于配制一定物质的量浓度溶液的仪器,在配制质量分数溶液时不需要。
②硝酸银溶液中滴加氨水,首先生成氢氧化银沉淀:Ag++NH3·H2O = AgOH + ;继续滴加氨水,氢氧化银沉淀溶解,生成银氨络离子:AgOH + 2 NH3·H2O = [Ag(NH3)2]++OH-+ 2H2O。将两个反应相加,得到总反应的离子方程式。
(2)①实验i的pH=10,实验iii的pH=8,除温度外其他条件相同,实验iii产生银镜,实验i温度低,实验i也产生银镜,说明在一定条件下,提高溶液的碱性有利于银镜反应发生。
②银镜反应的本质是Ag+氧化乙醛,实验ii中加入浓氨水,根据[Ag(NH3)2]+Ag++2NH3,氨水浓度增大,平衡逆向移动,Ag+浓度降低,导致氧化乙醛的能力减弱,所以无银镜产生。
③实验i中[Ag(NH3)2]+氧化乙醛产生银镜,实验iv中Ag+在酸性条件下未氧化乙醛(无银镜),说明Ag+的氧化性比[Ag(NH3)2]+强,即[Ag(NH3)2]+< Ag+。
(3)根据题给机理,在第②步反应中,RCOO-中碳元素的化合价升高,被氧化,所以RCOO-是还原剂。实验iv中pH<7,反应①醛基与OH-的反应难以进行,导致后续反应无法发生,所以实验iv不成功。
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