内容正文:
专题05 生活中常用的有机物-烃的含氧衍生物(期中复习讲义)
内 容 导 航
明·期中考情 把握命题趋势,明确备考路径
理·要点归纳 梳理核心脉络,扫除知识盲区
破·重难题型 题型分类突破,方法技巧精讲
题型01 醇类的结构与性质
题型02 苯酚的结构与性质
题型03 酚类的结构与性质
题型04 实验室制备乙烯的考点
题型05 乙醛的结构与性质
题型06 醛类的结构与性质
题型07 羧酸的结构与性质
题型08 酯类的综合考点
过·分层验收 阶梯实战演练,验收复习成效
核心考点
复习目标
考情规律
醇类的性质及应用
1.掌握醇类的定义、官能团与典型代表物结构,熟练识记甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇的物理通性与特性;
2.系统掌握醇的取代、消去、氧化、酯化四大核心化学性质及反应条件、断键规律;
3.明确醇类同分异构体书写方法,结合结构理解性质递变;了解不同醇的工业与生活应用,能结合反应原理解决推断、合成类基础题型。
期中常以选择题考查醇的物理性质、官能团判断、同分异构体数目;有机大题高频考查醇的消去、氧化、酯化反应,侧重反应条件、化学方程式书写与反应类型判断,常结合卤代烃、醛羧酸综合考查有机合成路线;常结合生活情境考查甲醇、乙醇、丙三醇的用途与安全性质;命题注重结构决定性质,常通过陌生醇类结构迁移考查性质,关联实验探究醇的催化氧化、消去反应条件,题型稳定,侧重基础应用与知识迁移。
酚类的性质及应用
1.掌握酚类定义、官能团与苯酚的结构特点,理解羟基与苯环的相互影响;
2.熟记苯酚的色态、溶解性等物理性质,熟练掌握弱酸性、取代、显色、氧化、缩聚等化学性质与反应条件;能辨析酚与醇的性质差异,掌握酚类同分异构体书写;
3.了解苯酚及酚类衍生物的用途与危害,能结合结构迁移陌生酚类性质,解决有机推断、鉴别、合成类题型。
期中选择题常考查酚的物理性质、酸性强弱比较、与醇/羧酸的鉴别、同分异构体数目;有机大题高频出现苯酚的溴代、显色、缩聚反应,常与醛、羧酸综合考查有机合成路线;命题侧重“苯环与羟基相互活化”的结构本质,常设置陌生酚类情境考查性质迁移;常结合实验考查酚的检验、分离提纯,兼顾生活应用与安全常识,题型稳定,注重基础性质、反应条件及官能团转化的综合考查。
醛类的性质及应用
1.掌握醛类定义、官能团与乙醛、甲醛的结构特征,理解醛基的不饱和性;
2.熟记醛类物理通性与甲醛特性,熟练掌握醛的氧化(银镜、新制氢氧化铜)、加成、聚合反应及反应条件、断键规律;
3.区分醛与酮的结构差异,掌握醛类同分异构体书写;了解甲醛、乙醛的用途与危害,能迁移陌生醛类性质,解决有机推断、鉴别、合成类综合题型。
选择题常考查醛的官能团判断、氧化还原反应、同分异构体、甲醛的性质与安全常识;有机大题高频考查醛的银镜、新制氢氧化铜、加氢加成反应,是有机合成中醇、羧酸转化的核心桥梁;命题聚焦醛基强还原性,常结合陌生醛类、多官能团有机物考查性质迁移;常关联实验探究醛的检验、除杂,常融合绿色化学、生活情境,侧重考查官能团转化逻辑、反应条件规范书写与有机综合推断能力。
羧酸及酯类的性质及应用
1.掌握羧酸、酯类的官能团、结构通式与代表物性质,理解羧基、酯基的成键特点;
2.熟练掌握羧酸弱酸性、酯化反应,酯的酸性、碱性水解反应的断键规律与反应条件,区分甲酸、酚酯的特殊性质;
3.掌握羧酸、酯的同分异构体书写,理清醇、醛、羧酸、酯的转化关系;了解二者在生活、化工中的应用,能结合陌生有机物结构,解决有机推断、合成、鉴别类题型。
选择题常考查羧酸酸性强弱、酯的物理性质、同分异构体数目、甲酸与酚酯的特殊反应;有机大题为高频考点,核心考查酯化、水解反应,常结合有机合成路线,考查反应条件、方程式书写、官能团转化;命题侧重官能团断键规律,常以陌生药物、材料为情境考查知识迁移;常关联乙酸乙酯制备、酯的分离提纯实验,融合生活应用,侧重综合考查有机推断、逆向合成及实验探究能力。
要点01 醇的概述
1、概念
烃分子中 上的一个或几个氢原子被 取代的产物,其官能团的结构简式为 。
2、分类
(1)根据醇分子中羟基的数目,醇可分为
①一元醇:如甲醇CH3OH、苯甲醇( )
②二元醇:如乙二醇( )
③多元醇:如丙三醇( )
(2)根据醇分子中烃基是否饱和,醇可分为
①饱和醇:如CH3OH、、
②不饱和醇:如
3、通式
(1)烷烃的通式为Cn,则饱和一元醇的通式为CnOH(n≥1),饱和多元醇的通式为CnOm。
(2)单烯烃的通式为CnH2n(n≥2),则相应一元醇的通式为CnH2nO(n≥3)。
(3)苯的同系物的通式为CnH2n-6(n≥7),则相应一元醇的通式为CnH2n-6O(n≥7)。
4、命名
例如:命名为 ,命名为1,2-丙二醇。
5、醇的物理性质
(1)沸点
①相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点 烷烃;
②饱和一元醇随碳原子数的增加,沸点逐渐 。
(2)溶解性
①甲醇、乙二醇、丙三醇等低级醇能与水 ;
②含羟基较多的醇在水中溶解度较 。随着烃基的增多,醇的水溶性明显 。C4以下的醇可与水混溶,C4~C11的醇部分溶于水,C12以上的醇难溶于水。
(3)状态:C4以下的醇为液体,C4~C11的醇为油状液体,C12以上的醇是蜡状固体。
6、重要的醇
俗名
色、态、味
毒性
水溶性
用途
甲醇
木醇
色、特殊气味、 挥发的
有毒
燃料、化工原料
乙二醇
甘醇
色、无臭、甜味、 的液体
无毒
防冻剂、合成涤纶
丙三醇
甘油
色、无臭、甜味、 的液体
无毒
制日用化妆品、制硝化甘油
特|别|提|醒
醇是羟基连饱和碳原子的有机物,区分酚(羟基连苯环),按羟基数分一元、多元醇,按羟基连碳类型分伯、仲、叔醇,饱和一元醇通式CnH2n+1OH。易错点:消去反应需β‑H、浓硫酸、170℃,无β‑H或叔醇无β‑H不能消去;催化氧化仅伯醇成醛、仲醇成酮,叔醇无法催化氧化;140℃乙醇生成乙醚,并非消去;甲醇有毒、多元醇沸点更高;答题常混淆醇与酚的结构,错判反应条件、氧化产物类型。
要点02 醇的化学性质
1、醇的化学性质主要由官能团—— 决定,由于氧原子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。
2、醇分子发生反应的部位及反应类型:
分子结构
化学性质
化学键断裂位置
氢被活泼
金属取代
①
催化氧化
①③
消去(脱去H2O)
②④
分子间脱水
①②
3、乙醇在不同条件下的反应类型和断键位置
反应物或条件
反应类型
反应基团
与金属钠
置换反应
与氢溴酸
取代反应
浓硫酸共热至170 ℃
消去反应
浓硫酸共热至140 ℃
取代反应
醋酸、浓硫酸共热
取代反应
Ag催化下与O2
氧化反应
4、醇的消去反应规律
(1)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,才能发生消去反应而形成不饱和键。
(2)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。
5、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 ,具体分析如下:
6、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替代,如醇与羧酸的酯化反应、醇分子间脱水及与HX的取代反应。
+H—O—R′+H2O
特|别|提|醒
1、某些醇发生消去反应生成的烯烃不止一种。如:,其消去产物有3种:
、、。
2、多元醇的反应规律
要点03 酚的结构和性质
1、苯酚的分子结构
2、苯酚的物理性质
(1)苯酚俗称石炭酸,是有特殊气味的 色晶体,熔点为 。
(2)常温下,苯酚在水中的溶解度 ,温度高于65 ℃时,能与水 。
(3)苯酚 ,其浓溶液对皮肤有强烈的 性。若不慎沾到皮肤上应立即用 清洗。
3、苯环对羟基的影响
实验步骤
实验现象
①得到浑浊液体
②液体不变红
③液体变澄清
④或⑤液体变浑浊
化学方程式
③+NaOH
④+HCl
⑤+CO2+H2O
实验结论
室温下,苯酚在水中溶解度
苯酚虽不能使紫色石蕊溶液变红,但能与NaOH溶液反应,表现出 性
酸性:
解释
苯环对羟基的影响,使羟基上的 更活泼,在水溶液中能发生电离,显酸性
4、羟基对苯环的影响
实验操作
实验现象
试管中立即产生白色沉淀
化学方程式
应用
用于苯酚的检验和定量测定
解释
羟基对苯环的影响,使苯环上羟基 位氢原子更活泼,易被取代
5、显色反应:苯酚遇FeCl3溶液会立即显 。因而利用这一反应来进行酚类的鉴别。
6、聚合反应:苯酚与甲醛发生聚合反应,可制造酚醛树脂,反应的化学方程式为
7、氧化反应:常温下苯酚易被空气中的氧气氧化而显粉红色。
8、苯环对羟基的影响
苯酚分子中,苯环影响羟基,使酚羟基比醇羟基更活泼,苯酚的羟基在水溶液中能够发生电离:
+H+,所以苯酚具有弱酸性,能与NaOH和Na2CO3反应,而乙醇不与NaOH和Na2CO3反应。
9、羟基对苯环的影响
苯酚分子中,苯环受羟基的影响,使羟基碳邻、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。
10、苯、甲苯、苯酚的比较
类别
苯
甲苯
苯酚
结构简式
氧化反应
取代反应
溴的状态
条件
产物
特点
苯酚与溴的取代反应比苯、甲苯易进行
原因
酚羟基对苯环的影响使苯环上的邻、对位氢原子变得活泼,易被取代
与H2的加成反应
条件
催化剂、加热
催化剂、加热
催化剂、加热
结论
都含苯环,故都可发生加成反应
特|别|提|醒
1、苯酚溶液的酸性较弱,不能使酸碱指示剂变色。
2、苯酚的酸性比碳酸弱,由于电离能力H2CO3>>HC,所以与Na2CO3溶液反应生成 NaHCO3,而不与NaHCO3溶液反应放出CO2。即+Na2CO3+NaHCO3。
3、向溶液中通入CO2,无论CO2过量与否,产物均是NaHCO3。即+H2O+CO2+NaHCO3。
4、酚类物质与溴反应时,酚羟基邻、对位上的氢原子都能被溴原子取代。
要点04 常见的醛、酮
1、概念及结构特点
项目
醛
酮
概念
羰基碳原子分别与 和 (或氢原子)相连
羰基的碳原子与两个 相连构成的有机物
官能团名称
官能团结构简式
饱和一元醛(酮)
的组成通式
2、命名:醛、酮的命名与醇的命名相似,一是选主链(含羰基的最长碳链为主链),二是定碳位(靠近羰基的一端开始编号),如,命名为 ;,命名为 。
3、醛、酮的同分异构现象
(1)饱和一元醛、酮的通式为 ,分子中碳原子数相同的饱和一元醛酮互为同分异构体。
(2)C5H10O的同分异构体有以下7种:
①CH3CH2CH2CH2CHO ②③ ④
⑤ ⑥⑦
异构类型
同分异构体
官能团类型异构
醛( )与酮( )之间
官能团位置异构
之间
碳骨架异构
之间
4、常见的醛和酮
名称
结构简式
状态
气味
溶解性
用途
甲醛
刺激性
易溶于水
制酚醛树脂、脲醛树脂
乙醛
刺激性
易溶于水
苯甲醛
苦杏仁味,工业上称苦杏仁油
微溶于水
染料、香料的中间体
丙酮
特殊气味
与水以任意比互溶
有机溶剂、有机合成原料
特|别|提|醒
醛官能团为醛基(—CHO,不可写—COH),常见甲醛、乙醛,羰基连氢,易加成、具强还原性,能发生银镜、新制氢氧化铜反应;酮官能团为酮羰基,常见丙酮,羰基连两烃基,仅能加成、难被弱氧化剂氧化,无银镜反应。易错点:饱和醛酮通式均为CnH2nO(醛n≥1、酮n≥3),同碳数互为同分异构体;甲酸、甲酸酯能发生银镜反应,并非醛类;醛基检验需碱性、水浴加热,不可混淆醛酮氧化规律。
要点05 醛、酮的化学性质
1、羰基的加成反应
(1)原理:醛基上的CO键在一定条件下可与H2、HX、HCN、NH3、氨的衍生物、醇类等发生加成反应。具体原理如下:+
(2)几种与醛反应的试剂及加成产物如下表:
试剂名称
化学式
与乙醛加成的产物
氢氰酸
H—CN
氨及氨的衍生物(以氨为例)
NH3
醇类(以甲醇为例)
CH3—OH
(3)醛、酮与氢氰酸加成
①CH3CHO+H—CN ;
②+H—CN 。
应用:有机合成中用于 碳链。
2、氧化反应和还原反应
(1)氧化反应
①催化氧化反应:乙醛在一定温度和催化剂存在下,能被空气中的氧气氧化,反应的化学方程式为 。
②与弱氧化剂的反应
实验操作
实验现象
实验结论
银镜反应
先生成 ,之后
AgNO3(aq)与过量的稀氨水作用制得
试管内壁出现
银氨溶液的主要成分[Ag(NH3)2]OH是一种弱氧化剂,将乙醛氧化成 而
[Ag(NH3)2]+中的银离子被
与新制的氢氧化铜悬浊液反应
有 产生
NaOH溶液与CuSO4溶液反应制得Cu(OH)2悬浊液
有 生成
新制的Cu(OH)2悬浊液是一种弱氧化剂,将乙醛 ,自身被还原为
以上实验可知,乙醛能与弱氧化剂银氨溶液和新制Cu(OH)2悬浊液反应,写出反应的化学方程式:
a、
,
。
b、 。
③酮的氧化反应:酮对一般的氧化剂比较稳定,只能被很强的氧化剂氧化,氧化时碳碳单键断裂。
饱和一元醛(酮)燃烧的通式为 。
(2)还原反应
醛、酮能在铂、镍等催化剂的作用下与H2加成,还原产物一般是醇,反应的化学方程式分别为
RCHO+H2 ;
+H2 。
3、醛基的检验
银镜反应
与新制Cu(OH)2悬浊液反应
反应原理
反应现象
产生光亮银镜
产生砖红色沉淀
量的关系
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,如乙醛一般滴3滴。
(5)银镜可用稀硝酸浸泡洗涤除去
(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。
(3)反应液必须直接加热煮沸
(1)醛的还原性较强,可被较弱氧化剂银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液氧化,也可被KMnO4(H+)溶液、溴水等较强氧化剂氧化。
(2)醛基既具有还原性,又具有氧化性,醛基可被氧化剂氧化为羧基,也可被H2还原为醇羟基,其转化关系如下:
—CH2OH —CHO—COOH
因此,在有机推断题中,醛通常作为中间物质出现。
特|别|提|醒
1、醛基与酮羰基的区别
(1)醛基能被酸性KMnO4溶液、溴水、氧气、新制氢氧化铜悬浊液、银氨溶液等氧化剂氧化。
(2)酮羰基不能被酸性KMnO4溶液、溴水、新制Cu(OH)2悬浊液、银氨溶液等氧化剂氧化。
2、醛反应的规律
(1)凡是含有醛基的化合物均具有氧化性、还原性,1 mol的醛基(—CHO)可与1 mol的H2发生加成反应,与2 mol的新制Cu(OH)2悬浊液或2 mol的[Ag(NH3)2]+发生氧化反应。
(2)醇(R—CH2OH)R—CHOR—COOH
要点06 羧酸的性质
1、羧酸的含义
分子由烃基(或氢原子)和羧基相连而组成的有机化合物。羧酸的官能团是或—COOH。饱和一元脂肪酸的通式为CnO2(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
羧基数目
一元羧酸
甲酸HCOOH
二元羧酸
乙二酸HOOC—COOH
多元羧酸
——
烃基是否饱和
饱和羧酸
丙酸CH3CH2COOH
不饱和羧酸
丙烯酸CH2CHCOOH
3、羧酸的命名——系统命名法
(1)选取含有 的最长碳链作为主链,按主链碳原子数称为“某酸”。
(2)从 开始给主链碳原子编号。
(3)在“某酸”名称之前加上取代基的 。
如:名称为 。
4、羧酸的物理性质
(1)水溶性:分子中碳原子数在4以下的羧酸能与水互溶;随着分子中碳链的增长,羧酸在水中的溶解度迅速减小,直至与相对分子质量相近的烷烃的溶解度相近。
(2)沸点:比相对分子质量相近的醇的沸点 。
5、三种常见的羧酸
羧酸
结构简式
俗名
性质
甲酸
蚁酸
最简单的羧酸,有 气味、 色液体,与 、 等溶剂互溶,有腐蚀性。有 和 的化学性质
苯甲酸
安息香酸
最简单的芳香酸,白色针状晶体,易升华;微溶于水,易溶于 、 等有机溶剂,有羧酸的性质
乙二酸
最简单的二元羧酸,无色透明晶体,能溶于 或 ,有羧酸的性质
6、取代反应
(1)酯化反应:
(2)生成酰胺:
(3)α-H的取代:
7、具有酸的通性(强于碳酸)
RCOOH+NaHCO3RCOONa+CO2↑+H2O
8、还原反应
RCOOHRCH2OH
特|别|提|醒
1、 羧酸官能团为羧基(—COOH),具弱酸性,酸性强于碳酸、弱于强酸,能与碱、碳酸盐反应生成CO₂;可与醇发生酯化反应,遵循酸脱羟基、醇脱氢,浓硫酸作催化剂、加热,反应可逆。甲酸特殊,含醛基兼具还原性;羧基碳氧双键不能与H₂加成。
2、易错点:混淆醇、酚、羧酸羟基氢活性(羧酸>酚>醇);错判酯化断键位置、反应可逆性;误判甲酸性质、羧基加成规律;忽略高级羧酸难溶于水、不使石蕊变红的特点。
要点07 羧酸的衍生物
1、羧酸衍生物:羧酸分子中羧基上的 被其他原子或原子团取代后的产物。羧酸分子中的羧基去掉羟基后剩余的基团称为 ,常见的羧酸衍生物有酰卤、酸酐、酯、酰胺等。
2、酯
(1)概念:酰基(RCO—)和烃氧基(RO—)相连后的产物。
(2)官能团的名称: ,结构简式: 。
(3)命名:依据水解生成的酸和醇的名称命名,称为“某酸某酯”,如HCOOC2H5命名为: 。
(4)物理性质
酯类密度一般比水 ,难溶于水, 溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。低级酯是有香味的 体, 挥发。
(5)化学性质——水解反应
①酸性条件:RCOOR′+H2ORCOOH+R′OH;
②碱性条件:RCOOR′+NaOHRCOONa+R′OH;
(6)皂化反应:油脂在 条件下的水解反应:
3、乙酸乙酯的制备实验
实验装置
实验步骤
在试管中加入3 mL乙醇和2 mL乙酸的混合物,然后边振荡试管边慢慢加入2 mL ,加入2~3块碎瓷片,连接实验装置;用酒精灯小心均匀地加热试管3~5 min。将产生的气体经导管通到 溶液的液面上
实验现象
饱和Na2CO3溶液的液面上有透明的不溶于水的 液体产生,并可闻到香味
实验结论
在浓硫酸存在的条件下加热,乙醇和乙酸发生反应,生成无色、透明、不溶于水、有香味的油状液体——乙酸乙酯
化学方程式
4、乙酸乙酯水解实验
实验操作
现象及结论
反应方程式
现象:
结论:中性条件下乙酸乙
酯
现象:
结论:酸性条件下乙酸乙
酯
现象:
结论:碱性条件下乙酸乙酯发生水解且趋于
5、酯的水解反应与酸和醇的酯化反应比较
酯化反应
水解反应
反应关系
催化剂
断键机理
酸中;醇中
酯中
催化剂的其他作用
吸水,提高乙酸和乙醇的转化率
氢氧化钠中和酯水解产生的乙酸,提高酯的水解率
最佳加热方式
加热
热水浴加热
反应类型
酯化反应,取代反应
水解反应,取代反应
6、酯化反应的原理
酯化反应的原理是“酸脱羟基醇脱氢”,机理如下:
+H—O—R′+H—O—H
7、酯化反应的类型
(1)一元羧酸和一元醇的酯化反应: 。
(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: 。
②反应生成环酯: 。
③反应生成聚酯: 。
(4)无机含氧酸的酯化反应: 。
(5)高级脂肪酸与甘油的酯化反应: 。
特|别|提|醒
酯化反应的特点
1、所有的酯化反应,条件均为浓硫酸、加热。酯化反应为可逆反应,书写方程式时用“”。
2、利用自身酯化或相互酯化生成环酯的结构特点以确定有机物中羟基位置。
3、在形成环酯时,酯基()中只有一个O参与成环。
4、酸与醇发生反应时,产物不一定生成酯。若是羧酸或者无机含氧酸与醇反应,产物是酯;若是无氧酸如氢卤酸与醇反应则生成卤代烃。
题型一 醇类的结构与性质
【典例1】下列说法错误的是
A.邻羟基苯甲醛形成的分子内氢键:
B.CH3CH2OH与CH3CH2CH2CH2CH2OH相比,前者的-OH与水分子的-OH更相近,乙醇比戊醇更易溶于水
C.在碘的四氯化碳(CCl4)溶液中加入1 mL浓碘化钾(KI)水溶液,振荡试管,溶液紫色变浅,这是由于在水溶液里可发生如下反应:I2+I-I
D.甲烷分子中的σ 键是s-p σ 键
【典例2】已知:醛或酮可与格氏试剂(R′MgX):
由乙醇合成(2-丁烯)的流程如下:
下列说法错误的是
A.③发生氧化反应,⑥发生消去反应
B.N能使酸性高锰酸钾溶液褪色、P不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.P的分子式为
D.M的结构简式为
【变式1】维生素C简称VC(结构如图所示),是一种重要的营养素,它能增加入体对疾病的抵抗能力。VC遇碘单质可发生反应,转化为DHA:
(1)维生素C的分子式是_______,含有的官能团的名称是_______。
(2)DHA中含有_______个手性碳原子,杂化与杂化的碳原子的数目之比是_______,核磁共振氢谱只有一组峰且属于芳香族化合物的同分异构体的结构简式为_______。
(3)维生素C与DHA相比,在水中溶解度大的是_______,相同条件下,等物质的量的维生素C与DHA分别与足量反应,生成氢气的体积比为_______。
【变式2】下列醇既能发生消去反应,又能被氧化为酮的是
A. B. C. D.
答|题|模|板
1、醇类官能团为羟基(-OH),连于饱和碳原子,C-O、O-H键具极性,分子间可形成氢键;物理上,低级醇、多元醇与水互溶,沸点随碳数、羟基数增多升高。
2、化学性质由断键方式决定:O-H键断裂,与活泼金属反应、发生酯化;C-O键断裂,发生取代、消去(需β-H、浓硫酸加热);α-H活化发生氧化,伯醇氧化为醛、仲醇为酮、叔醇不可催化氧化。答题时先结合结构判断反应类型,再规范书写反应条件、断键位置与方程式,结合羟基性质推导陌生醇类反应规律。
题型二 苯酚的结构与性质
【典例1】按碳的骨架对有机化合物进行分类,下列说法正确的是
A.属于烃类 B.属于烃的衍生物
C.属于脂肪烃 D.属于芳香族化合物
【典例2】实验室中,下列行为不符合安全要求的是
A.制备应在通风厨中进行
B.金属钠着火立即用干燥的沙土覆盖
C.戴护目镜观察钠在空气中燃烧的现象
D.用65℃以上的热水洗去不慎沾到手上的苯酚
【变式1】下列实验装置图正确的是
A.可用于验证苯与液溴发生取代反应
B.实验室制硝基苯
C.苯酚的检验
D.实验室制乙炔
A.A B.B C.C D.D
【变式2】某化学兴趣小组在实验室先利用叔丁醇与盐酸反应制得叔丁基氯(沸点50.7℃),再利用叔丁基氯与苯酚反应制备对叔丁基苯酚(熔点99℃)。反应流程如下图所示:
下列说法不正确的是
A.叔丁醇(CH3)3COH的系统命名:2-甲基-2-丙醇
B.有机层可用饱和碳酸氢钠和蒸馏水依次洗涤分液
C.为了提高反应②的反应速率,反应条件可采用沸水浴加热
D.产品不呈白色而呈浅紫色的可能原因是部分苯酚被空气中的氧气所氧化
答|题|模|板
1、苯酚官能团为酚羟基(-OH直接连苯环),存在p-π共轭效应,羟基活化苯环、苯环增强羟基酸性。物理上,常温为无色晶体,久置氧化呈粉红色,65℃以上与水互溶、易溶于有机溶剂。
2、化学性质:羟基显弱酸性(酸性弱于碳酸),可与NaOH反应;苯环邻对位易发生溴代取代;遇FeCl₃溶液显紫色,易被氧化。答题先明确结构差异区分酚与醇,依据羟基、苯环相互影响推导反应,规范书写方程式、反应现象,用于鉴别、推断、性质迁移类题型作答。
题型三 酚类的结构与性质
【典例1】在工业上双酚A被用来合成聚碳酸酯(PC)和环氧树脂等材料。双酚A的结构简式为:
下列关于双酚A的说法中,错误的是
A.该化合物遇溶液显紫色
B.其苯环上的一氯代物有4种
C.双酚A能使酸性溶液褪色
D.双酚A与足量溴水反应,最多消耗
【典例2】丹皮酚可从牡丹的干燥根皮中提取,利用丹皮酚合成一种药物中间体的流程如图:
下列有关化合物X、Y的说法正确的是
A.该反应属于加成反应
B.反应前后K2CO3的质量不变
C.可以用FeCl3溶液鉴别X和Y
D.X的沸点比的高
【变式1】2-硝基-1,3-苯二酚是重要的医药中间体。实验室常以苯二酚为原料,经磺化、硝化、去磺酸基三部合成:
部分物质相关性质如下表
名称
相对分子质量
性状
熔点/°C
水溶性(常温)
间苯二酚
110
白色针状晶体
110.7
易溶
2-硝基-1,3-苯二酚
155
桔红色针状晶体
87.8
难溶
制备过程如下:
第一步:磺化。称取50.05g间苯二酚,碾成粉末放入烧瓶中。慢慢加入适量浓硫酸并不断搅拌,控制温度在一定范围内搅拌15min(如图1)。
第二步:硝化。待磺化反应结束后,将烧瓶置于冷水中,充分冷却后加入“混酸”,控制温度继续搅拌15min。
第三步:蒸馏。将硝化反应混合物的稀释液转移到圆底烧瓶B中。然后用如图2所示装置进行水蒸气蒸馏(水蒸气蒸馏可使待提纯的有机物在低于100℃的情况下随水蒸气一起被蒸馏出来,从而达到分离提纯的目的),收集馏出物,得到2-硝基-1,3-苯二酚粗品。
请回答下列问题:
(1)图2中仪器C的名称是_______。
(2)磺化和硝化过程中,图1中装置b的作用是_______。
(3)请分析第一步磺化引入磺酸基团(-SO3H)的作用是_______。
(4)硝化步骤中制取“混酸”的具体操作是_______。
(5)水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物的方法之一,被提纯物质必须具备的条件正确的是_______。(不定项)
A.具有较低的熔点 B.难溶于水,便于最后分离
C.难挥发性 D.在沸腾下与水不发生化学反应
(6)下列说法正确的是_______。(不定项)
A.图2中的C能用图1中的b代替
B.图2中的C内壁中可能会有桔红色晶体析出
C.反应一段时间后,停止蒸馏,先熄灭酒精灯,再打开旋塞,最后停止通冷凝水
D.烧瓶A中长玻璃管起稳压作用,既能防止装置中压强过大引起事故,又能防止压强过小引起倒吸
(7)本实验最终获得10.08g桔红色晶体,则2-硝基-1,3-苯二酚的产率约为_______。(保留3位有效数字)。
【变式2】下列有机物命名正确的是
A.:邻二苯酚 B.:乙醚
C.:聚乙烯 D.:顺-2-丁烯
答|题|模|板
1、酚类官能团为酚羟基(-OH直接连苯环),存在p‑π共轭,羟基增强酸性、活化苯环邻对位;物理上多数微溶于水、易溶于有机溶剂,苯酚久置氧化变色。
2、化学性质:羟基显弱酸性(弱于碳酸),与强碱反应;苯环易发生邻对位溴代取代;遇FeCl₃溶液显色,易被空气、强氧化剂氧化;可与醛发生缩聚反应。
3、答题时先区分酚与醇的结构差异,依据基团相互影响推导反应,规范书写条件、现象与方程式,用于鉴别、推断、性质迁移类题型作答。
题型四 实验室制备乙烯的考点
【典例1】实验室利用乙烯与溴的四氯化碳溶液反应制备1,2-二溴乙烷。下列装置不能达到实验目的的是
A.用装置甲制备乙烯 B.用装置乙净化乙烯
C.用装置丙制备1,2-二溴乙烷 D.用装置丁分离出1,2-二溴乙烷
【典例2】下列实验装置能达到实验目的的是
A.制取乙烯
B.制取并收集乙酸乙酯
C.检验乙烯
D.分离苯和甲苯
A.A B.B C.C D.D
【变式1】下列有关实验装置正确且能达到实验目的的是
A.用装置甲分离乙醇和乙酸
B.用装置乙制备少量乙烯
C.用装置丙除去甲烷中的乙烯以得到纯净的甲烷
D.用装置丁比较乙酸、碳酸、苯酚三者酸性强弱
【变式2】某实验小组用如图装置进行实验室制取乙烯并验证乙烯性质的实验。
(1)该实验中生成乙烯的化学方程式为_______。
(2)烧瓶中碎瓷片的作用是_______,装置中的明显错误是_______。
(3)实验步骤:a._______;b.在各装置中注入相应的试剂(如图所示);c._______。实验时,烧瓶中液体混合物逐渐变黑。
(4)能够说明乙烯具有还原性的现象是_______;装置甲的作用是_______;若无甲装置,是否也能检验乙烯具有还原性,简述其理由:_______。
答|题|模|板
1、实验室制乙烯原理为乙醇浓硫酸、170℃消去反应;
2、药品无水乙醇与浓硫酸体积比1:3,浓硫酸作催化剂、脱水剂;加碎瓷片防暴沸,温度计水银球插入液面下控温,需迅速升温至170℃,140℃易生成乙醚。气体含SO2、CO2杂质,需用NaOH除杂,排水法收集;乙烯用溴水、酸性KMnO4检验,答题需规范反应条件、装置要点、除杂原理与操作规范。
题型五 乙醛的结构与性质
【典例1】向乙醛溶液中加入含1 molBr2的溴水,观察到溴水褪色。对产生该现象的原因有如下3种猜想:
①溴水与乙醛发生取代反应;
②由于乙醛分子中有不饱和键,溴水与乙醛发生加成反应;
③由于乙醛具有还原性,溴水将乙醛氧化为乙酸。
为探究哪一种猜想正确,某研究性学习小组设计了如下2种实验方案。
方案1:检验褪色后溶液的酸碱性;方案2:测定反应后溶液中的n(Br-)。下列说法错误的是
A.检验褪色后溶液的酸碱性不能确定是取代反应还是氧化反应
B.若测得反应后n(Br-)为 0 mol。说明溴水与乙醛发生加成反应
C.若测得反应后n(Br-)为 2 mol。说明溴水与乙醛发生取代反应
D.若溴水能将乙醛氧化为乙酸,则溴的四氯化碳溶液也能氧化乙醛
【典例2】常温常压下,取下列四种有机物各1mol,分别在足量的氧气中充分燃烧,消耗氧气最多的是
A. B. C. D.
【变式1】以淀粉为主要原料,合成高分子化合物B和一种具有果香味的有机物C,合成路线如图:
(1)A分子内含有的官能团是___________(填名称)。
(2)反应I的反应类型:___________;反应III的反应类型:___________。
(3)检验有化合物乙酸生成所需试剂是___________。
A.酸性高锰酸钾溶液 B.希夫试剂 C.碳酸氢钠溶液
(4)写出下列反应的化学方程式:
II___________;III___________。
【变式2】桂皮中的肉桂醛()是一种食用香料,一种合成路线如图:
(1)M的结构简式_________,肉桂醛的分子式是__________。
(2)苯甲醛与M反应生成肉桂醛经历了两步,请写出对应的化学方程式:_____________、______________。
苯甲醛的制备的流程如图所示:
回答下列问题:
(3)A的名称为________;若反应①生成1molB,则理论上消耗_________molCl2。
(4)反应②的化学方程式为_____________。
(5)请写出苯甲醛与下列物质反应的化学方程式:
与银氨溶液反应______________;
与氰化氢(HCN)反应_____________。
答|题|模|板
1、乙醛官能团为醛基(—CHO),醛基碳氧双键不饱和,易发生加成与氧化反应。物理性质为无色刺激性液体,易挥发、能与水和有机溶剂互溶。
2、化学性质:醛基可与氢气加成生成乙醇(还原反应);具有强还原性,能发生银镜反应、与新制氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀,可被氧气、酸性高锰酸钾氧化为乙酸。
3、答题时,先结合醛基结构判断反应类型,注意反应条件、现象与方程式书写,利用醛基的还原性与加成性解决鉴别、推断、有机合成类问题。
题型六 醛类的结构与性质
【典例1】化学是以实验为基础的科学,下列实验操作或做法正确且能达到目的的是
选项
操作或做法
目的
A
在洁净的试管中加入1 mL 2%氨水,然后边振荡试管边逐滴滴入2%溶液
制备银氨溶液
B
在试管里加入2 mL 5% 溶液,然后再加入5滴5%NaOH溶液
制备新制氢氧化铜
C
向盛有少量苯酚稀溶液的试管中,滴入几滴溶液,振荡
检验苯酚的存在
D
用电石制乙炔时,将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中
检验产生的气体仅为乙炔
A.A B.B C.C D.D
【典例2】下列各组比较不正确的是
A.丙烯中键长: B.键角:甲醛甲醇
C.水中溶解度:邻羟基苯甲醛对羟基苯甲醛 D.沸点:
【变式1】下列化学方程式书写错误的是
A.
B.
C.
D.
【变式2】下列由实验得出的结论正确的是
实验
结论
A
将1-溴丁烷与NaOH的乙醇溶液混合加热产生的气体直接通入溴的CCl4溶液,溶液褪色
1-溴丁烷发生消去反应
B
向丙烯醛中先加新制氢氧化铜悬液加热至沸腾,再加入溴水,溴水褪色
丙烯醛中有碳碳双键
C
将乙醇蒸气和氧气缓慢通过灼热的铜网后通入少量酸性高锰酸钾溶液中,高锰酸钾褪色
乙醇催化氧化生成乙醛
D
甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
生成的氯甲烷具有酸性
A.A B.B C.C D.D
答|题|模|板
1、醛类官能团为醛基(—CHO),碳氧双键不饱和,醛基碳连烃基或氢,决定其兼具加成与强还原性。物理上低级醛为刺激性气体或液体,易溶于水,易挥发。
2、化学性质:醛基与H₂加成生成醇(还原反应);易被银氨溶液、新制氢氧化铜氧化生成羧酸盐,也可被O₂、酸性KMnO₄氧化为羧酸;甲醛特殊,可发生缩聚反应。
3、答题时紧扣醛基结构,区分醛与酮,规范书写反应条件、现象与方程式,利用醛基转化关系解决鉴别、推断、有机合成类题型。
题型七 羧酸的结构与性质
【典例1】利用下列仪器、装置及药品能达到实验目的的是
A.图①装置可用于验证钢铁的吸氧腐蚀 B.图②装置b中溶液变蓝能够说明浓分解生成
C.图③装置可通过加水分离两种物质 D.图④装置可制取乙二酸
【典例2】设阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法错误的是
A.81gHCN中含π键的数目为6NA
B.12gC(石墨)中sp2杂化轨道含有的电子数为3NA
C.2molSiO2晶体中含共价键的个数为4NA
D.0.2mol苯甲酸完全燃烧,生成CO2的数目为1.4NA
【变式1】实验室可用如图流程制备苯甲醇和苯甲酸,已知苯甲醇易溶于水,苯甲酸微溶于水,且两者均易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。下列说法错误的是
A.操作Ⅰ中的乙醚不可用乙醇代替 B.操作Ⅱ利用乙醚和苯甲醇溶解性差异进行分离
C.操作Ⅲ是过滤 D.粗苯甲酸洗涤时不宜用乙醇做洗涤剂
【变式2】化合物是某真菌的成分之一,结构如图。下列有关该物质说法不正确的是
A.该分子含5种官能团 B.与乙酸、乙醇均能发生酯化反应
C.能与溶液反应生成 D.与足量反应可生成
答|题|模|板
1、羧酸官能团为羧基(—COOH),羧基中羟基受羰基影响,极性增强、氢易电离,兼具酸性与酯化特性。物理上低级羧酸易溶于水、沸点较高,随碳链增长水溶性减弱、沸点升高。化学性质:具有弱酸性,能与碱、碳酸盐反应;可与醇发生酯化反应(酸脱羟基醇脱氢,浓硫酸加热可逆);
2、甲酸含醛基,兼具还原性。答题时紧扣羧基断键规律,区分甲酸特殊性,规范书写反应条件、断键方式与方程式,结合酸性、酯化反应解决鉴别、推断、有机合成类问题。
题型八 酯类的综合考点
【典例1】分子式为的有机物,可发生银镜反应;且最多与发生反应,产物之一可被氧化为二元醛。满足上述条件的共有(不考虑立体异构)
A.5种 B.6种 C.7种 D.8种
【典例2】下列说法不正确的是
A.利用红外光谱法可以初步判断有机物中具有哪些基团
B.工业酒精中往往含有甲醇,甲醇具有较强的毒性,摄入后会损害中枢神经系统
C.许多水果和花卉有芳香气味是因为含有芳香烃
D.福尔马林是甲醛的水溶液,能使蛋白质变性,可用于浸制动物标本
【变式1】丹参是“十大冀药”之一,其有效成分丹参酚酸a的结构简式如图所示。下列关于丹参酚酸a的叙述不正确的是
A.1该有机物最多消耗 B.该有机物能发生加成反应
C.该分子存在顺反异构体和对映异构体 D.0.1该有机物最多能消耗
【变式2】一种以MgO为催化剂催化CO2合成碳酸乙二醇酯()可能的反应机理如下图所示。图中“”表示吸附,“”和“”分别表示Mg2+或O2-中的一种。下列说法正确的是
A.图中“”表示Mg2+,“”表示O2-
B.环氧乙烷中氧原子吸附在“”上是因为氧原子比碳原子半径小
C.图中所示所有转化中,有极性共价键和非极性共价键的断裂
D.碳酸乙二醇酯在足量NaOH溶液中加热后可生成Na2CO3和乙二醇
答|题|模|板
酯类官能团为酯基(—COO—),难溶于水、密度多小于水,低级酯具芳香气味。核心性质为水解:酸性条件下可逆水解生成羧酸和醇;碱性条件下不可逆水解(皂化反应)生成羧酸盐和醇(酚酯水解生成酚盐)。常考乙酸乙酯制备实验,浓硫酸作催化剂吸水剂,加热、饱和碳酸钠溶液除杂。同分异构体常与羧酸互推,答题紧扣酯基断键规律,区分普通酯与酚酯差异,规范书写反应条件、方程式,结合官能团转化解决有机推断、合成、鉴别及实验类题型。
期中基础通关练(测试时间:25分钟)
1.下列说法不正确的是
A.做银镜反应后的试管可用稀硝酸洗涤来洗掉银
B.用饱和碳酸钠溶液洗涤,再过滤,可以除去乙酸乙酯中的乙酸和乙醇
C.皮肤上如果不慎沾有苯酚,应立即用酒精清洗
D.相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点较高,是因为醇分子间形成氢键
2.水果糖深受小朋友的喜爱,其实水果糖里并未加入水果,比如菠萝水果糖中并未加入菠萝,而是加入了具有菠萝香味的丁酸乙酯。下列有关丁酸乙酯的说法不正确的是
A.丁酸乙酯的结构简式为
B.它是由乙酸和丁醇发生酯化反应得到的
C.它在碱性条件下比在酸性条件下水解更彻底
D.它与乙酸乙酯互为同系物
3.实验室制备纯化乙酸乙酯(部分加热、夹持装置省略),下列操作正确的是
A.①加热后,发现未加碎瓷片,应马上补加
B.②收集乙酸乙酯
C.③分离乙酸乙酯和饱和碳酸钠溶液
D.④提纯乙酸乙酯
4.下列各组物质用酸性高锰酸钾溶液和溴水都能区别的是
A.苯和甲苯 B.1-辛烯和对二甲苯 C.苯和苯甲醛 D.环己烷和苯
5.利用下列装置进行实验,能够实现实验目的的是
A.实验室蒸馏分离乙醇和水
B.实验室制备乙酸乙酯(必要时可加沸石)
C.加热溶液制备无水氯化镁
D.测定草酸溶液的浓度
A.A B.B C.C D.D
6.实验室制取乙酸乙酯的装置如图。下列说法正确的是
A.反应中浓硫酸除了作催化剂,还体现脱水性
B.反应结束后甲管中的液体可能会变为黑色
C.甲中加入过量的乙醇,可使乙酸完全转化为乙酸乙酯
D.实验结束,乙中液体下层为无色透明的油状液体
7.玫瑰精油成分之一的某有机物结构简式如图所示,下列说法错误的是
A.该物质的分子式为 B.该分子所有碳原子共平面
C.该物质可发生氧化反应 D.该物质能使溴的四氯化碳溶液褪色
8.以粮食为原料制取乙醇并利用其制备乙酸乙酯(C)和高分子材料(G)的流程及反应的发生装置(部分夹持装置已省略)如图所示。
已知:D是一种重要的烃类物质,其产量可以用来衡量一个国家的石油化工水平。
(1)写出化合物A、B、D的结构简式:A: ___________;B:___________;D:___________。
(2)写出反应Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ的反应类型:Ⅰ:___________;Ⅲ:___________;Ⅳ:___________。
(3)反应Ⅰ的反应条件和试剂是___________,F含有的官能团名称是___________。
(4)与C具有相同的官能团的C的同分异构体有___________(不考虑立体异构)。(填写选项)
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
(5)对于反应Ⅲ,可通过同位素示踪法可以探索反应机理,现将B与标记过的乙醇(CH3CH218OH)进行反应,写出该反应的反应方程式___________。
(6)补全从乙醇()到高分子材料(G)的合成路线___________。
9.回答下列问题:
I、(1)下列4种有机化合物
A. B.
C. D、
请依次写出A、B、C、D中的官能团的名称:_______、_______、_______、_______。
II、丙炔酸甲酯(CH≡C-COOCH3)是一种重要的有机化工原料,沸点为103~105 ℃。实验室制备少量丙炔酸甲酯的反应为CH≡C-COOH+CH3OHCH≡C-COOCH3+H2O。
实验步骤如下:
步骤1:在反应瓶中,加入14 g丙炔酸、50 mL甲醇和2 mL浓硫酸,搅拌,加热回流一段时间。
步骤2:蒸出过量的甲醇(装置见下图)。
步骤3:反应液冷却后,依次用饱和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗涤。分离出有机相。
步骤4:有机相经无水Na2SO4干燥、过滤、蒸馏,得丙炔酸甲酯。
(2)步骤1中,加入过量甲醇的目的是_______。
(3)步骤2中,上图所示的装置中仪器A的名称是_______;蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是_______。
(4)步骤3中,用5%Na2CO3溶液洗涤,主要除去的物质是_______;分离出有机相的操作名称为_______。
(5)步骤4中,蒸馏时不能用水浴加热的原因是_______。
10.某化学小组利用环庚醇为原料制备环庚烯的实验装置(夹持、加热装置已略去)如下图:
已知:①反应原理:;
②几种有机物的物理性质如下表:
物质
相对分子质量
密度/
沸点/℃
溶解性
环庚醇
114
0.942
181.8
微溶于水,易溶于有机溶剂
环庚烯
96
0.824
114.6
难溶于水,易溶于有机溶剂
过程如下:
步骤1:在三颈烧瓶中加入12.5 mL环庚醇、5 mL浓硫酸、沸石,控制温度在120℃加热回流2h。
步骤2:反应一段时间,打开旋塞放出分水器中的水,关闭旋塞,继续加热维持反应。
步骤3:当反应结束时停止加热,冷却后,将三颈烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中,分批加入固体至溶液呈中性。
步骤4:用分液漏斗分离出有机层,水层用25 mL乙醚萃取分液,然后合并至有机层。加入无水氯化钙,对粗产物进行蒸馏,低温蒸出乙醚后继续升温,收集114.6℃的馏分,得产品10.0 mL。
(1)仪器X的名称为___________,作用是___________。
(2)步骤1中环庚醇、浓硫酸和沸石加入的先后顺序为___________,若控制温度在120℃加热10分钟后发现忘记加入沸石,应采取的措施是___________。
(3)使用分水器的目的是___________。
(4)步骤3中,当看到___________(现象)时,停止加热;加入的作用是___________。
(5)本实验所得产品的产率为___________%(保留2位有效数字)。
期中重难突破练(测试时间:20分钟)
1.X、Y、Z是常见的三种冠醚,其结构如图所示,它们能与碱金属离子作用。
已知:①的体积与X的空腔大小相近,恰好能进入X的环内,且与氧原子的一对孤电子对作用形成稳定结构W(如图所示)。
②冠醚分子Y的合成方法如图
下列说法正确的是
A.X、Y、Z、W都属于超分子 B.Z既可以识别又可以识别
C.W中与冠醚X之间的作用属于离子键 D.a与b均能发生消去反应
2.下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
将甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体通入紫色石蕊溶液中,溶液变红
甲烷的氯代物具有酸性
B
将溴乙烷、乙醇和烧碱的混合物加热,将产生的气体依次通入水和溴水中,溴水褪色
溴乙烷发生了消去反应
C
石蜡油加强热,将产生的气体通入Br2的CCl4溶液,溶液由红棕色变为无色
气体中含有乙烯
D
向苯和苯酚的混合溶液中加入少量的浓溴水,充分反应后,产生白色沉淀
苯酚可以和溴水发生取代反应
A.A B.B C.C D.D
3.利用下列装置完成相应实验,能达到实验目的的是
实验目的
A.分离与水
B.验证乙炔具有还原性
装置
实验目的
C.检验1-溴丁烷的消去产物
D.验证碳酸的酸性强于苯酚
装置
A.A B.B C.C D.D
4.下列有机反应方程式正确的是
A.乙炔与水加成:
B.用苯制硝基苯:
C.1,3-丁二烯与等物质的量的溴的四氯化碳溶液只发生反应:
D.向水杨酸中滴加过量的碳酸钠:
5.利用下列实验装置完成对应的实验,能达到实验目的的是
A.装置甲验证苯与液溴发生取代反应
B.装置乙制备乙烯
C.装置丙从水溶液中分离出冷却结晶后的苯甲酸
D.装置丁制备乙炔
6.下列实验中,操作、现象及结论均正确的是
选项
操作
现象
结论
A
将与溶液共热,冷却后,取出上层水溶液加入溶液
没有产生淡黄色沉淀
没有发生水解
B
向的溶液中滴入的溶液4至6滴,得到新制的,悬浊液,然后加入乙醛溶液0.5 mL,振荡后加热
产生砖红色沉淀
在该反应中作氧化剂
C
将乙醇与浓硫酸共热至170℃所得气体直接通入溴水
溴水褪色
乙醇发生消去反应的产物为乙烯
D
将浓和反应后的气体通入苯酚钠溶液中
溶液变浑浊
说明碳酸的酸性比苯酚的酸性强
A.A B.B C.C D.D
7.I.有机物种类繁多,性质多种多样,现有下列五种物质:①、②1-丙醇、③、④正己烷、⑤。回答下列问题:
(1)上述有机物中,互为同分异构体的是__________(填序号);①的系统命名是__________。
(2)写出②催化氧化的化学方程式:__________。
(3)③分子中键与键数目之比为__________,它与等物质的量的发生加成所得产物的结构简式是__________。
II.某同学为验证酸性:醋酸>碳酸>苯酚,经仔细考虑,设计如下实验装置:
(4)X处的试剂是__________(填字母,下同),Y处的试剂是__________。
a.苯酚溶液 b.苯酚钠溶液 c.醋酸溶液 d.溶液
(5)能证明三种酸的酸性强弱的现象是__________。
(6)写出装置C中发生反应的离子方程式:__________。
8.聚巴豆酸乙酯是一种广泛用于材料改性、生物医学及食品加工等领域的有机高分子合成材料,可由石油裂解气的主要产物A(A的产量常用于衡量一个国家的石油化工发展水平)为原料进行合成制得,合成路线如图所示。
请回答下列有关问题:
(1)A的结构简式为___________,物质C的名称是___________。
(2)化合物G中官能团的名称为___________。
(3)有关E的说法正确的是___________(填标号)。
a.能发生氧化、加成、加聚反应
b.E也可以与酸性高锰酸钾溶液反应得到F
c.E中4个碳原子一定共平面
(4)写出B与F反应生成G的化学方程式:___________。
(5)绿色化学的核心内容之一是“原子经济性反应”,即反应物中的原子全部转化为目标产物。反应①、②、③中符合“原子经济性反应”的是___________(填序号)。
(6)G发生加聚反应生成高分子H,其结构简式为___________。
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专题05 生活中常用的有机物-烃的含氧衍生物(期中复习讲义)
内 容 导 航
明·期中考情 把握命题趋势,明确备考路径
理·要点归纳 梳理核心脉络,扫除知识盲区
破·重难题型 题型分类突破,方法技巧精讲
题型01 醇类的结构与性质
题型02 苯酚的结构与性质
题型03 酚类的结构与性质
题型04 实验室制备乙烯的考点
题型05 乙醛的结构与性质
题型06 醛类的结构与性质
题型07 羧酸的结构与性质
题型08 酯类的综合考点
过·分层验收 阶梯实战演练,验收复习成效
核心考点
复习目标
考情规律
醇类的性质及应用
1. 掌握醇类的定义、官能团与典型代表物结构,熟练识记甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇的物理通性与特性;
2. 系统掌握醇的取代、消去、氧化、酯化四大核心化学性质及反应条件、断键规律;
3. 明确醇类同分异构体书写方法,结合结构理解性质递变;了解不同醇的工业与生活应用,能结合反应原理解决推断、合成类基础题型。
期中常以选择题考查醇的物理性质、官能团判断、同分异构体数目;有机大题高频考查醇的消去、氧化、酯化反应,侧重反应条件、化学方程式书写与反应类型判断,常结合卤代烃、醛羧酸综合考查有机合成路线;常结合生活情境考查甲醇、乙醇、丙三醇的用途与安全性质;命题注重结构决定性质,常通过陌生醇类结构迁移考查性质,关联实验探究醇的催化氧化、消去反应条件,题型稳定,侧重基础应用与知识迁移。
酚类的性质及应用
1. 掌握酚类定义、官能团与苯酚的结构特点,理解羟基与苯环的相互影响;
2. 熟记苯酚的色态、溶解性等物理性质,熟练掌握弱酸性、取代、显色、氧化、缩聚等化学性质与反应条件;能辨析酚与醇的性质差异,掌握酚类同分异构体书写;
3. 了解苯酚及酚类衍生物的用途与危害,能结合结构迁移陌生酚类性质,解决有机推断、鉴别、合成类题型。
期中选择题常考查酚的物理性质、酸性强弱比较、与醇/羧酸的鉴别、同分异构体数目;有机大题高频出现苯酚的溴代、显色、缩聚反应,常与醛、羧酸综合考查有机合成路线;命题侧重“苯环与羟基相互活化”的结构本质,常设置陌生酚类情境考查性质迁移;常结合实验考查酚的检验、分离提纯,兼顾生活应用与安全常识,题型稳定,注重基础性质、反应条件及官能团转化的综合考查。
醛类的性质及应用
1. 掌握醛类定义、官能团与乙醛、甲醛的结构特征,理解醛基的不饱和性;
2. 熟记醛类物理通性与甲醛特性,熟练掌握醛的氧化(银镜、新制氢氧化铜)、加成、聚合反应及反应条件、断键规律;
3. 区分醛与酮的结构差异,掌握醛类同分异构体书写;了解甲醛、乙醛的用途与危害,能迁移陌生醛类性质,解决有机推断、鉴别、合成类综合题型。
选择题常考查醛的官能团判断、氧化还原反应、同分异构体、甲醛的性质与安全常识;有机大题高频考查醛的银镜、新制氢氧化铜、加氢加成反应,是有机合成中醇、羧酸转化的核心桥梁;命题聚焦醛基强还原性,常结合陌生醛类、多官能团有机物考查性质迁移;常关联实验探究醛的检验、除杂,常融合绿色化学、生活情境,侧重考查官能团转化逻辑、反应条件规范书写与有机综合推断能力。
羧酸及酯类的性质及应用
1. 掌握羧酸、酯类的官能团、结构通式与代表物性质,理解羧基、酯基的成键特点;
2. 熟练掌握羧酸弱酸性、酯化反应,酯的酸性、碱性水解反应的断键规律与反应条件,区分甲酸、酚酯的特殊性质;
3. 掌握羧酸、酯的同分异构体书写,理清醇、醛、羧酸、酯的转化关系;了解二者在生活、化工中的应用,能结合陌生有机物结构,解决有机推断、合成、鉴别类题型。
选择题常考查羧酸酸性强弱、酯的物理性质、同分异构体数目、甲酸与酚酯的特殊反应;有机大题为高频考点,核心考查酯化、水解反应,常结合有机合成路线,考查反应条件、方程式书写、官能团转化;命题侧重官能团断键规律,常以陌生药物、材料为情境考查知识迁移;常关联乙酸乙酯制备、酯的分离提纯实验,融合生活应用,侧重综合考查有机推断、逆向合成及实验探究能力。
要点01 醇的概述
1、概念
烃分子中饱和碳原子上的一个或几个氢原子被羟基取代的产物,其官能团的结构简式为—OH。
2、分类
(1)根据醇分子中羟基的数目,醇可分为
①一元醇:如甲醇CH3OH、苯甲醇()
②二元醇:如乙二醇()
③多元醇:如丙三醇()
(2)根据醇分子中烃基是否饱和,醇可分为
①饱和醇:如CH3OH、、
②不饱和醇:如
3、通式
(1)烷烃的通式为Cn,则饱和一元醇的通式为CnOH(n≥1),饱和多元醇的通式为CnOm。
(2)单烯烃的通式为CnH2n(n≥2),则相应一元醇的通式为CnH2nO(n≥3)。
(3)苯的同系物的通式为CnH2n-6(n≥7),则相应一元醇的通式为CnH2n-6O(n≥7)。
4、命名
例如:命名为3-甲基-2-戊醇,命名为1,2-丙二醇。
5、醇的物理性质
(1)沸点
①相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点高于烷烃;
②饱和一元醇随碳原子数的增加,沸点逐渐增大。
(2)溶解性
①甲醇、乙二醇、丙三醇等低级醇能与水以任意比互溶;
②含羟基较多的醇在水中溶解度较大。随着烃基的增多,醇的水溶性明显降低。C4以下的醇可与水混溶,C4~C11的醇部分溶于水,C12以上的醇难溶于水。
(3)状态:C4以下的醇为液体,C4~C11的醇为油状液体,C12以上的醇是蜡状固体。
6、重要的醇
俗名
色、态、味
毒性
水溶性
用途
甲醇
木醇
无色、特殊气味、易挥发的液体
有毒
互溶
燃料、化工原料
乙二醇
甘醇
无色、无臭、甜味、黏稠的液体
无毒
互溶
防冻剂、合成涤纶
丙三醇
甘油
无色、无臭、甜味、黏稠的液体
无毒
互溶
制日用化妆品、制硝化甘油
特|别|提|醒
醇是羟基连饱和碳原子的有机物,区分酚(羟基连苯环),按羟基数分一元、多元醇,按羟基连碳类型分伯、仲、叔醇,饱和一元醇通式CnH2n+1OH。易错点:消去反应需β‑H、浓硫酸、170℃,无β‑H或叔醇无β‑H不能消去;催化氧化仅伯醇成醛、仲醇成酮,叔醇无法催化氧化;140℃乙醇生成乙醚,并非消去;甲醇有毒、多元醇沸点更高;答题常混淆醇与酚的结构,错判反应条件、氧化产物类型。
要点02 醇的化学性质
1、醇的化学性质主要由官能团——羟基决定,由于氧原子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。
2、醇分子发生反应的部位及反应类型:
分子结构
化学性质
化学键断裂位置
氢被活泼
金属取代
①
催化氧化
①③
消去(脱去H2O)
②④
分子间脱水
①②
3、乙醇在不同条件下的反应类型和断键位置
反应物或条件
反应类型
反应基团
与金属钠
置换反应
羟基H
与氢溴酸
取代反应
羟基
浓硫酸共热至170 ℃
消去反应
羟基和β-H
浓硫酸共热至140 ℃
取代反应
羟基或羟基H
醋酸、浓硫酸共热
取代反应
羟基H
Ag催化下与O2
氧化反应
羟基H和α-H
4、醇的消去反应规律
(1)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,才能发生消去反应而形成不饱和键。
(2)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。
5、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,具体分析如下:
6、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替代,如醇与羧酸的酯化反应、醇分子间脱水及与HX的取代反应。
+H—O—R′+H2O
特|别|提|醒
1、某些醇发生消去反应生成的烯烃不止一种。如:,其消去产物有3种:
、、。
2、多元醇的反应规律
要点03 酚的结构和性质
1、苯酚的分子结构
2、苯酚的物理性质
(1)苯酚俗称石炭酸,是有特殊气味的无色晶体,熔点为40.9℃。
(2)常温下,苯酚在水中的溶解度不大,温度高于65 ℃时,能与水互溶。
(3)苯酚有毒,其浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性。若不慎沾到皮肤上应立即用酒精清洗。
3、苯环对羟基的影响
实验步骤
实验现象
①得到浑浊液体
②液体不变红
③液体变澄清
④或⑤液体变浑浊
化学方程式
③+NaOH+H2O
④+HCl+NaCl
⑤+CO2+H2O+NaHCO3
实验结论
室温下,苯酚在水中溶解度较小
苯酚虽不能使紫色石蕊溶液变红,但能与NaOH溶液反应,表现出酸性
酸性:HCO3-<C6H5OH<H2CO3
解释
苯环对羟基的影响,使羟基上的氢原子更活泼,在水溶液中能发生电离,显酸性
4、羟基对苯环的影响
实验操作
实验现象
试管中立即产生白色沉淀
化学方程式
+3Br2↓+3HBr
应用
用于苯酚的检验和定量测定
解释
羟基对苯环的影响,使苯环上羟基邻、对位氢原子更活泼,易被取代
5、显色反应:苯酚遇FeCl3溶液会立即显紫色。因而利用这一反应来进行酚类的鉴别。
6、聚合反应:苯酚与甲醛发生聚合反应,可制造酚醛树脂,反应的化学方程式为
n+nHCHO+(n-1)H2O
7、氧化反应:常温下苯酚易被空气中的氧气氧化而显粉红色。
8、苯环对羟基的影响
苯酚分子中,苯环影响羟基,使酚羟基比醇羟基更活泼,苯酚的羟基在水溶液中能够发生电离:
+H+,所以苯酚具有弱酸性,能与NaOH和Na2CO3反应,而乙醇不与NaOH和Na2CO3反应。
9、羟基对苯环的影响
苯酚分子中,苯环受羟基的影响,使羟基碳邻、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。
10、苯、甲苯、苯酚的比较
类别
苯
甲苯
苯酚
结构简式
氧化反应
不能被KMnO4酸性溶液氧化
可被KMnO4酸性溶液氧化
常温下在空气中被氧化,呈粉红色
取代反应
溴的状态
液溴
液溴
浓溴水
条件
催化剂
催化剂
无催化剂
产物
甲苯的邻、间、对三种一溴代物
特点
苯酚与溴的取代反应比苯、甲苯易进行
原因
酚羟基对苯环的影响使苯环上的邻、对位氢原子变得活泼,易被取代
与H2的加成反应
条件
催化剂、加热
催化剂、加热
催化剂、加热
结论
都含苯环,故都可发生加成反应
特|别|提|醒
1、苯酚溶液的酸性较弱,不能使酸碱指示剂变色。
2、苯酚的酸性比碳酸弱,由于电离能力H2CO3>>HC,所以与Na2CO3溶液反应生成 NaHCO3,而不与NaHCO3溶液反应放出CO2。即+Na2CO3+NaHCO3。
3、向溶液中通入CO2,无论CO2过量与否,产物均是NaHCO3。即+H2O+CO2+NaHCO3。
4、酚类物质与溴反应时,酚羟基邻、对位上的氢原子都能被溴原子取代。
要点04 常见的醛、酮
1、概念及结构特点
项目
醛
酮
概念
羰基碳原子分别与氢原子和烃基(或氢原子)相连
羰基的碳原子与两个烃基相连构成的有机物
官能团名称
醛基
酮羰基
官能团结构简式
或—CHO
饱和一元醛(酮)
的组成通式
CnH2nO(n≥3)
2、命名:醛、酮的命名与醇的命名相似,一是选主链(含羰基的最长碳链为主链),二是定碳位(靠近羰基的一端开始编号),如,命名为3-甲基丁醛;,命名为3-甲基-2-丁酮。
3、醛、酮的同分异构现象
(1)饱和一元醛、酮的通式为CnH2nO,分子中碳原子数相同的饱和一元醛酮互为同分异构体。
(2)C5H10O的同分异构体有以下7种:
①CH3CH2CH2CH2CHO ②③ ④
⑤ ⑥⑦
异构类型
同分异构体
官能团类型异构
醛(①、②、③、④)与酮(⑤、⑥、⑦)之间
官能团位置异构
⑤、⑥之间
碳骨架异构
①、②、③、④之间
4、常见的醛和酮
名称
结构简式
状态
气味
溶解性
用途
甲醛
HCHO
气体
刺激性
易溶于水
制酚醛树脂、脲醛树脂
乙醛
CH3CHO
液体
刺激性
易溶于水
苯甲醛
液体
苦杏仁味,工业上称苦杏仁油
微溶于水
染料、香料的中间体
丙酮
液体
特殊气味
与水以任意比互溶
有机溶剂、有机合成原料
特|别|提|醒
醛官能团为醛基(—CHO,不可写—COH),常见甲醛、乙醛,羰基连氢,易加成、具强还原性,能发生银镜、新制氢氧化铜反应;酮官能团为酮羰基,常见丙酮,羰基连两烃基,仅能加成、难被弱氧化剂氧化,无银镜反应。易错点:饱和醛酮通式均为CnH2nO(醛n≥1、酮n≥3),同碳数互为同分异构体;甲酸、甲酸酯能发生银镜反应,并非醛类;醛基检验需碱性、水浴加热,不可混淆醛酮氧化规律。
要点05 醛、酮的化学性质
1、羰基的加成反应
(1)原理:醛基上的CO键在一定条件下可与H2、HX、HCN、NH3、氨的衍生物、醇类等发生加成反应。具体原理如下:+
(2)几种与醛反应的试剂及加成产物如下表:
试剂名称
化学式
与乙醛加成的产物
氢氰酸
H—CN
氨及氨的衍生物(以氨为例)
NH3
醇类(以甲醇为例)
CH3—OH
(3)醛、酮与氢氰酸加成
①CH3CHO+H—CN;
②+H—CN。
应用:有机合成中用于增长碳链。
2、氧化反应和还原反应
(1)氧化反应
①催化氧化反应:乙醛在一定温度和催化剂存在下,能被空气中的氧气氧化,反应的化学方程式为2CH3CHO+O22CH3COOH。
②与弱氧化剂的反应
实验操作
实验现象
实验结论
银镜反应
先生成白色沉淀,之后白色沉淀逐渐溶解
AgNO3(aq)与过量的稀氨水作用制得银氨溶液
试管内壁出现光亮的银镜
银氨溶液的主要成分[Ag(NH3)2]OH是一种弱氧化剂,将乙醛氧化成乙酸,而
[Ag(NH3)2]+中的银离子被还原成单质银
与新制的氢氧化铜悬浊液反应
有蓝色沉淀产生
NaOH溶液与CuSO4溶液反应制得Cu(OH)2悬浊液
有砖红色沉淀生成
新制的Cu(OH)2悬浊液是一种弱氧化剂,将乙醛氧化,自身被还原为Cu2O
以上实验可知,乙醛能与弱氧化剂银氨溶液和新制Cu(OH)2悬浊液反应,写出反应的化学方程式:
a、AgNO3+NH3·H2OAgOH↓+NH4NO3,
AgOH+2NH3·H2O[Ag(NH3)2]OH+2H2O,
CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O。
b、2Cu(OH)2+CH3CHO+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O。
③酮的氧化反应:酮对一般的氧化剂比较稳定,只能被很强的氧化剂氧化,氧化时碳碳单键断裂。
饱和一元醛(酮)燃烧的通式为CnH2nO+O2nCO2+nH2O。
(2)还原反应
醛、酮能在铂、镍等催化剂的作用下与H2加成,还原产物一般是醇,反应的化学方程式分别为
RCHO+H2RCH2OH;
+H2。
3、醛基的检验
银镜反应
与新制Cu(OH)2悬浊液反应
反应原理
R—CHO+2[Ag(NH3)2]OHRCOONH4
+3NH3+2Ag↓+H2O
R—CHO+2Cu(OH)2+NaOHRCOONa+Cu2O↓+3H2O
反应现象
产生光亮银镜
产生砖红色沉淀
量的关系
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,如乙醛一般滴3滴。
(5)银镜可用稀硝酸浸泡洗涤除去
(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。
(3)反应液必须直接加热煮沸
(1)醛的还原性较强,可被较弱氧化剂银氨溶液、新制Cu(OH)2悬浊液氧化,也可被KMnO4(H+)溶液、溴水等较强氧化剂氧化。
(2)醛基既具有还原性,又具有氧化性,醛基可被氧化剂氧化为羧基,也可被H2还原为醇羟基,其转化关系如下:
—CH2OH —CHO—COOH
因此,在有机推断题中,醛通常作为中间物质出现。
特|别|提|醒
1、醛基与酮羰基的区别
(1)醛基能被酸性KMnO4溶液、溴水、氧气、新制氢氧化铜悬浊液、银氨溶液等氧化剂氧化。
(2)酮羰基不能被酸性KMnO4溶液、溴水、新制Cu(OH)2悬浊液、银氨溶液等氧化剂氧化。
2、醛反应的规律
(1)凡是含有醛基的化合物均具有氧化性、还原性,1 mol的醛基(—CHO)可与1 mol的H2发生加成反应,与2 mol的新制Cu(OH)2悬浊液或2 mol的[Ag(NH3)2]+发生氧化反应。
(2)醇(R—CH2OH)R—CHOR—COOH
要点06 羧酸的性质
1、羧酸的含义
分子由烃基(或氢原子)和羧基相连而组成的有机化合物。羧酸的官能团是或—COOH。饱和一元脂肪酸的通式为CnO2(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
羧基数目
一元羧酸
甲酸HCOOH
二元羧酸
乙二酸HOOC—COOH
多元羧酸
——
烃基是否饱和
饱和羧酸
丙酸CH3CH2COOH
不饱和羧酸
丙烯酸CH2CHCOOH
3、羧酸的命名——系统命名法
(1)选取含有羧基的最长碳链作为主链,按主链碳原子数称为“某酸”。
(2)从羧基开始给主链碳原子编号。
(3)在“某酸”名称之前加上取代基的位次号和名称。
如:名称为4-甲基-3-乙基戊酸。
4、羧酸的物理性质
(1)水溶性:分子中碳原子数在4以下的羧酸能与水互溶;随着分子中碳链的增长,羧酸在水中的溶解度迅速减小,直至与相对分子质量相近的烷烃的溶解度相近。
(2)沸点:比相对分子质量相近的醇的沸点高。
5、三种常见的羧酸
羧酸
结构简式
俗名
性质
甲酸
HCOOH
蚁酸
最简单的羧酸,有刺激性气味、无色液体,与水、乙醇等溶剂互溶,有腐蚀性。有羧酸和醛的化学性质
苯甲酸
安息香酸
最简单的芳香酸,白色针状晶体,易升华;微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,有羧酸的性质
乙二酸
HOOC—COOH
草酸
最简单的二元羧酸,无色透明晶体,能溶于水或乙醇,有羧酸的性质
6、取代反应
(1)酯化反应:
(2)生成酰胺:
(3)α-H的取代:RCH2COOH+Cl2+HCl
7、具有酸的通性(强于碳酸)
RCOOH+NaHCO3RCOONa+CO2↑+H2O
8、还原反应
RCOOHRCH2OH
特|别|提|醒
1、 羧酸官能团为羧基(—COOH),具弱酸性,酸性强于碳酸、弱于强酸,能与碱、碳酸盐反应生成CO₂;可与醇发生酯化反应,遵循酸脱羟基、醇脱氢,浓硫酸作催化剂、加热,反应可逆。甲酸特殊,含醛基兼具还原性;羧基碳氧双键不能与H₂加成。
2、易错点:混淆醇、酚、羧酸羟基氢活性(羧酸>酚>醇);错判酯化断键位置、反应可逆性;误判甲酸性质、羧基加成规律;忽略高级羧酸难溶于水、不使石蕊变红的特点。
要点07 羧酸的衍生物
1、羧酸衍生物:羧酸分子中羧基上的羟基被其他原子或原子团取代后的产物。羧酸分子中的羧基去掉羟基后剩余的基团称为酰基,常见的羧酸衍生物有酰卤、酸酐、酯、酰胺等。
2、酯
(1)概念:酰基(RCO—)和烃氧基(RO—)相连后的产物。
(2)官能团的名称:酯基,结构简式:。
(3)命名:依据水解生成的酸和醇的名称命名,称为“某酸某酯”,如HCOOC2H5命名为:甲酸乙酯。
(4)物理性质
酯类密度一般比水小,难溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。低级酯是有香味的液体,易挥发。
(5)化学性质——水解反应
①酸性条件:RCOOR′+H2ORCOOH+R′OH;
②碱性条件:RCOOR′+NaOHRCOONa+R′OH;
(6)皂化反应:油脂在碱性条件下的水解反应:+3NaOH3RCOONa+
3、乙酸乙酯的制备实验
实验装置
实验步骤
在试管中加入3 mL乙醇和2 mL乙酸的混合物,然后边振荡试管边慢慢加入2 mL浓硫酸,加入2~3块碎瓷片,连接实验装置;用酒精灯小心均匀地加热试管3~5 min。将产生的气体经导管通到饱和Na2CO3溶液的液面上
实验现象
饱和Na2CO3溶液的液面上有透明的不溶于水的油状液体产生,并可闻到香味
实验结论
在浓硫酸存在的条件下加热,乙醇和乙酸发生反应,生成无色、透明、不溶于水、有香味的油状液体——乙酸乙酯
化学方程式
CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O
4、乙酸乙酯水解实验
实验操作
现象及结论
反应方程式
现象:几乎无变化
结论:中性条件下乙酸乙酯几乎不水解
现象:有一点酯的气味
结论:酸性条件下乙酸乙酯发生部分水解反应
CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+CH3CH2OH
现象:酯的气味消失
结论:碱性条件下乙酸乙酯发生水解且趋于完全
CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+CH3CH2OH
5、酯的水解反应与酸和醇的酯化反应比较
酯化反应
水解反应
反应关系
CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O
催化剂
浓硫酸
稀硫酸或NaOH溶液
断键机理
酸中;醇中
酯中
催化剂的其他作用
吸水,提高乙酸和乙醇的转化率
氢氧化钠中和酯水解产生的乙酸,提高酯的水解率
最佳加热方式
加热
热水浴加热
反应类型
酯化反应,取代反应
水解反应,取代反应
6、酯化反应的原理
酯化反应的原理是“酸脱羟基醇脱氢”,机理如下:
+H—O—R′+H—O—H
7、酯化反应的类型
(1)一元羧酸和一元醇的酯化反应:R—COOH+R′—CH2OH。
(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。
特|别|提|醒
酯化反应的特点
1、所有的酯化反应,条件均为浓硫酸、加热。酯化反应为可逆反应,书写方程式时用“”。
2、利用自身酯化或相互酯化生成环酯的结构特点以确定有机物中羟基位置。
3、在形成环酯时,酯基()中只有一个O参与成环。
4、酸与醇发生反应时,产物不一定生成酯。若是羧酸或者无机含氧酸与醇反应,产物是酯;若是无氧酸如氢卤酸与醇反应则生成卤代烃。
题型一 醇类的结构与性质
【典例1】下列说法错误的是
A.邻羟基苯甲醛形成的分子内氢键:
B.CH3CH2OH与CH3CH2CH2CH2CH2OH相比,前者的-OH与水分子的-OH更相近,乙醇比戊醇更易溶于水
C.在碘的四氯化碳(CCl4)溶液中加入1 mL浓碘化钾(KI)水溶液,振荡试管,溶液紫色变浅,这是由于在水溶液里可发生如下反应:I2+I-I
D.甲烷分子中的σ 键是s-p σ 键
【答案】D
【详解】A.邻羟基苯甲醛中,羟基的氢可与醛基的氧形成分子内氢键,A正确;
B.醇中烃基为憎水基,烃基越小,分子整体极性越强,与水“相似相溶”程度越高,乙醇烃基比戊醇小,更易溶于水,B正确;
C.I2与I-反应生成I,使CCl4层中I2浓度降低,紫色变浅,C正确;
D.甲烷中C原子采取sp3杂化,C-H键是sp3-s σ 键,而非s-p σ 键,D错误;
故答案选D。
【典例2】已知:醛或酮可与格氏试剂(R′MgX):
由乙醇合成(2-丁烯)的流程如下:
下列说法错误的是
A.③发生氧化反应,⑥发生消去反应
B.N能使酸性高锰酸钾溶液褪色、P不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.P的分子式为
D.M的结构简式为
【答案】B
【详解】A.反应③中,CH3CH2OH转化为CH3CHO,发生氧化反应,反应⑥中,转化为CH3CH=CHCH3,发生消去反应,A正确;
B.CH3CHO能被酸性高锰酸钾氧化成乙酸,使酸性高锰酸钾溶液褪色,P结构上有-OH,且与-OH相连的C上有H,能被酸性高锰酸钾氧化,使酸性高锰酸钾溶液褪色,B错误;
C.P的结构简式为,分子式为C4H10O,C正确;
D.由以上分析可知,M的结构简式为CH3CH2X,D正确;
故答案选B。
【变式1】维生素C简称VC(结构如图所示),是一种重要的营养素,它能增加入体对疾病的抵抗能力。VC遇碘单质可发生反应,转化为DHA:
(1)维生素C的分子式是_______,含有的官能团的名称是_______。
(2)DHA中含有_______个手性碳原子,杂化与杂化的碳原子的数目之比是_______,核磁共振氢谱只有一组峰且属于芳香族化合物的同分异构体的结构简式为_______。
(3)维生素C与DHA相比,在水中溶解度大的是_______,相同条件下,等物质的量的维生素C与DHA分别与足量反应,生成氢气的体积比为_______。
【答案】(1) 碳碳双键、羟基、酯基 (2)2
(3)维生素C(或VC)
【详解】(1)根据题给结构简式可知,维生素C的分子式为C6H8O6,含有的官能团名称为碳碳双键、羟基、酯基。故答案为C6H8O6;碳碳双键、羟基、酯基。
(2)手性碳原子为连接四个互不相同的结构的碳原子,则与五元环相连的碳原子以及与之相连的五元环上碳原子为手性碳原子,共2个;在DHA结构中,饱和碳原子的杂化方式为sp3,双键碳原子的杂化方式为sp2,故sp3杂化与sp2杂化的碳原子的数目之比是;DHA的分子式为C6H6O6,属于芳香族化合物的同分异构体一定含有苯环,又因为其核磁共振氢谱只有一组峰,故符合条件的同分异构体的结构简式为。故答案为:2;;。
(3)维生素C与DHA均为有机物,但维生素C含有更多的亲水基团(羟基),故维生素C在水中的溶解度更大;维生素C与DHA中能和Na反应的官能团均为羟基,两个分子中羟基数目之比为,则等物质的量的维生素C与DHA分别与足量反应,生成氢气的体积比为。故答案为:维生素C;。
【变式2】下列醇既能发生消去反应,又能被氧化为酮的是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.甲醇不能发生消去反应且氧化生成醛,故A错误;
B.2-丙醇既能发生消去反应,又能发生催化氧化生成丙酮,故B正确;
C.2,2-二甲基丙醇不能发生消去反应,能被氧化为醛,不能被氧化为酮,故C错误;
D.可以被氧化为醛,不能被氧化为酮,可以发生消去反应,故D错误;
答案选B。
答|题|模|板
1、醇类官能团为羟基(-OH),连于饱和碳原子,C-O、O-H键具极性,分子间可形成氢键;物理上,低级醇、多元醇与水互溶,沸点随碳数、羟基数增多升高。
2、化学性质由断键方式决定:O-H键断裂,与活泼金属反应、发生酯化;C-O键断裂,发生取代、消去(需β-H、浓硫酸加热);α-H活化发生氧化,伯醇氧化为醛、仲醇为酮、叔醇不可催化氧化。答题时先结合结构判断反应类型,再规范书写反应条件、断键位置与方程式,结合羟基性质推导陌生醇类反应规律。
题型二 苯酚的结构与性质
【典例1】按碳的骨架对有机化合物进行分类,下列说法正确的是
A.属于烃类
B.属于烃的衍生物
C.属于脂肪烃
D.属于芳香族化合物
【答案】D
【详解】A.烃是由碳元素和氢元素组成的化合物,一溴乙烷属于卤代烃是烃的衍生物,A错误;
B.新戊烷由碳元素和氢元素组成,属于烃,B错误;
C.是环烯烃,属于脂环烃,C错误;
D.苯酚是羟基取代了苯环上的氢原子得到的,有苯环结构,属于芳香族化合物,D正确;
故选D。
【典例2】实验室中,下列行为不符合安全要求的是
A.制备应在通风厨中进行
B.金属钠着火立即用干燥的沙土覆盖
C.戴护目镜观察钠在空气中燃烧的现象
D.用65℃以上的热水洗去不慎沾到手上的苯酚
【答案】D
【详解】A.制备NO2应在通风厨中进行,因NO2有毒,通风厨可有效排出有害气体,A正确;
B.金属钠着火用干燥沙土覆盖可隔绝氧气灭火,避免用水加剧反应,B正确;
C.钠燃烧时强光可能伤眼,应佩戴护目镜保护眼睛,C正确;
D.用65℃以上的热水会烫伤皮肤,正确的方法是立即用酒精冲洗,再用水冲洗,D错误;
故答案选D。
【变式1】下列实验装置图正确的是
A.可用于验证苯与液溴发生取代反应
B.实验室制硝基苯
C.苯酚的检验
D.实验室制乙炔
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.验证苯与液溴发生取代反应,即检验反应有HBr生成,由于溴也有挥发性,也会随着溴化氢一起进入硝酸银溶液,溴可以和水反应生成溴化氢,也会与硝酸银溶液反应生成淡黄色沉淀,干扰了对实验结果的验证,故A错误;
B.苯与浓硝酸发生取代反应生成硝基苯,水浴加热控制温度50~60℃,则图中装置可制备,故B正确;
C.由于三溴苯酚易溶于苯酚中,浓苯酚溶液与稀溴水反应很难看到三溴苯酚的白色沉淀,故C错误;
D.电石与水反应剧烈,放出大量的热,生成是糊状物,不能利用启普发生器制备乙炔,故D错误;
选B。
【变式2】某化学兴趣小组在实验室先利用叔丁醇与盐酸反应制得叔丁基氯(沸点50.7℃),再利用叔丁基氯与苯酚反应制备对叔丁基苯酚(熔点99℃)。反应流程如下图所示:
下列说法不正确的是
A.叔丁醇(CH3)3COH的系统命名:2-甲基-2-丙醇
B.有机层可用饱和碳酸氢钠和蒸馏水依次洗涤分液
C.为了提高反应②的反应速率,反应条件可采用沸水浴加热
D.产品不呈白色而呈浅紫色的可能原因是部分苯酚被空气中的氧气所氧化
【答案】C
【详解】A.按系统命名法,最长碳链为3个碳,2号碳上有甲基和羟基,叔丁醇命名为2-甲基-2-丙醇,故A正确;
B.机层中会溶解一些HCl,加入饱和碳酸氢钠溶液可以吸收HCl,在用水除去叔丁基氯中表面的可溶性杂质,故B正确;
C.叔丁基氯的沸点只有50.7℃,若不注意及时冷却就会使叔丁基氯的蒸气被大量的HCl气体带走而影响产率,故不能采用沸水浴加热,故C错误;
D.苯酚易被氧化生成对苯醌,可导致最终产品对叔丁基苯酚不是白色而呈现浅紫色,故D正确;
答案选C
答|题|模|板
1、苯酚官能团为酚羟基(-OH直接连苯环),存在p-π共轭效应,羟基活化苯环、苯环增强羟基酸性。物理上,常温为无色晶体,久置氧化呈粉红色,65℃以上与水互溶、易溶于有机溶剂。
2、化学性质:羟基显弱酸性(酸性弱于碳酸),可与NaOH反应;苯环邻对位易发生溴代取代;遇FeCl₃溶液显紫色,易被氧化。答题先明确结构差异区分酚与醇,依据羟基、苯环相互影响推导反应,规范书写方程式、反应现象,用于鉴别、推断、性质迁移类题型作答。
题型三 酚类的结构与性质
【典例1】在工业上双酚A被用来合成聚碳酸酯(PC)和环氧树脂等材料。双酚A的结构简式为:
下列关于双酚A的说法中,错误的是
A.该化合物遇溶液显紫色
B.其苯环上的一氯代物有4种
C.双酚A能使酸性溶液褪色
D.双酚A与足量溴水反应,最多消耗
【答案】B
【详解】A.该化合物含有酚羟基,遇溶液显紫色,A正确;
B.其苯环上的氢原子有2种,一氯代物有2种,B错误;
C.双酚A含有酚羟基、支链,能使酸性溶液褪色,C正确;
D.双酚A中酚羟基的邻位与溴水发生取代反应生成,1mol双酚A与足量的溴水反应,最多消耗4molBr2,D正确;
故答案为B。
【典例2】丹皮酚可从牡丹的干燥根皮中提取,利用丹皮酚合成一种药物中间体的流程如图:
下列有关化合物X、Y的说法正确的是
A.该反应属于加成反应
B.反应前后K2CO3的质量不变
C.可以用FeCl3溶液鉴别X和Y
D.X的沸点比的高
【答案】C
【详解】A.X中羟基上H被取代,该反应为取代反应,故A错误;
B.发生取代反应生成的HBr可与碳酸钾反应,可知反应后K2CO3的质量的减少,故B错误;
C.X含酚羟基,遇氯化铁溶液显紫色,Y不含酚羟基,则可用FeCl3溶液鉴别X和Y,故C正确;
D.X易形成分子内氢键,易形成分子间氢键,则X的沸点低,故D错误;
答案选C。
【变式1】2-硝基-1,3-苯二酚是重要的医药中间体。实验室常以苯二酚为原料,经磺化、硝化、去磺酸基三部合成:
部分物质相关性质如下表
名称
相对分子质量
性状
熔点/°C
水溶性(常温)
间苯二酚
110
白色针状晶体
110.7
易溶
2-硝基-1,3-苯二酚
155
桔红色针状晶体
87.8
难溶
制备过程如下:
第一步:磺化。称取50.05g间苯二酚,碾成粉末放入烧瓶中。慢慢加入适量浓硫酸并不断搅拌,控制温度在一定范围内搅拌15min(如图1)。
第二步:硝化。待磺化反应结束后,将烧瓶置于冷水中,充分冷却后加入“混酸”,控制温度继续搅拌15min。
第三步:蒸馏。将硝化反应混合物的稀释液转移到圆底烧瓶B中。然后用如图2所示装置进行水蒸气蒸馏(水蒸气蒸馏可使待提纯的有机物在低于100℃的情况下随水蒸气一起被蒸馏出来,从而达到分离提纯的目的),收集馏出物,得到2-硝基-1,3-苯二酚粗品。
请回答下列问题:
(1)图2中仪器C的名称是_______。
(2)磺化和硝化过程中,图1中装置b的作用是_______。
(3)请分析第一步磺化引入磺酸基团(-SO3H)的作用是_______。
(4)硝化步骤中制取“混酸”的具体操作是_______。
(5)水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物的方法之一,被提纯物质必须具备的条件正确的是_______。(不定项)
A.具有较低的熔点 B.难溶于水,便于最后分离
C.难挥发性 D.在沸腾下与水不发生化学反应
(6)下列说法正确的是_______。(不定项)
A.图2中的C能用图1中的b代替
B.图2中的C内壁中可能会有桔红色晶体析出
C.反应一段时间后,停止蒸馏,先熄灭酒精灯,再打开旋塞,最后停止通冷凝水
D.烧瓶A中长玻璃管起稳压作用,既能防止装置中压强过大引起事故,又能防止压强过小引起倒吸
(7)本实验最终获得10.08g桔红色晶体,则2-硝基-1,3-苯二酚的产率约为_______。(保留3位有效数字)。
【答案】(1)冷凝管 (2)冷凝回流,提高产率 (3)防止硝基取代两个酚羟基对位上的氢原子
(4)在烧杯中加入适量的浓硝酸,沿杯壁缓慢加入一定量的浓硫酸,边加边搅拌,冷却
(5)BD (6)BD (7)14.3%
【详解】(1)由装置图可知,仪器C起冷凝的作用,名称是:冷凝管;
(2)装置b为球形冷凝管,起到冷凝回流的作用,使原料充分回流反应,提高产率,故答案为:冷凝回流,提高产率;
(3)酚羟基对位上的氢原子较活泼,第一步磺化引入磺酸基团是在酚羟基的对位上,第二步引入硝基是在酚羟基的邻位上,如果省去第一步,则引入硝基时可能连接在酚羟基的对位上,所以第一步磺化引入磺酸基团(-SO3H)的作用是:防止硝基取代两个酚羟基对位上的氢原子;
(4)混酸的成分是浓硫酸和浓硝酸,为防止液滴飞溅和硝酸温度过高导致分解或挥发更多,混合时的操作为:在烧杯中加入适量的浓硝酸,沿杯壁缓慢加入一定量的浓硫酸,边加边搅拌,冷却;
(5)水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物的方法之一,在低于100℃的情况下,有机物可以随水蒸气一起被蒸馏出来,从而达到分离提纯的目的:因此,被提纯物质必须具备的条件是:其在一定的温度范围内有一定的挥发性,可以随水蒸气一起被蒸馏出来;不溶或难溶干水,便于最后分离;在沸腾条件下不与水发生化学反应,故答案为:BD;
(6)A.球形冷凝管用于冷凝分离时,会有物质存留在球形凹槽内,使分离物质的量减少,而且分离易含杂质,故不能替换,故A错误;
B.由于2-硝基-1,3-苯二酚的熔点是87.8°C,且其难溶于水,因此,冷凝管C中有2-硝基-1,3一苯二酚析出,可能看到的现象是冷凝管内壁有桔红色晶体析出,故B正确;
C.反应一段时间后,停止蒸馏,应先打开旋塞,再熄灭酒精灯,故C错误;
D.图2中烧瓶A中长玻璃管起稳压作用:能使装置中的气体压强维持在一定的安全范围,既能防止装置中压强过大引起事故,又能防止压强过小引起倒吸,故D正确;
故答案为:BD;
(7)50.05g间苯二酚的物质的量为==0.455mol,理论上可以制备出2-硝基-1,3-苯二酚0.0.455mol,其质量为0.455mol×155g/mol=70.525g;本实验最终获得10.08桔红色晶体,则2-硝基-1,3-苯二酚的产率约为=14.3%,故答案为:14.3%。
【变式2】下列有机物命名正确的是
A.:邻二苯酚 B.:乙醚
C.:聚乙烯 D.:顺-2-丁烯
【答案】D
【详解】A.两个羟基处于邻位,:邻苯二酚,A错误;
B.醚键连有2个甲基,:甲醚,B错误;
C.由乙炔发生加聚反应得到,命名为:聚乙炔,C错误;
D.相同基团在双键同侧,:顺-2-丁烯,D正确;
故选D。
答|题|模|板
1、酚类官能团为酚羟基(-OH直接连苯环),存在p‑π共轭,羟基增强酸性、活化苯环邻对位;物理上多数微溶于水、易溶于有机溶剂,苯酚久置氧化变色。
2、化学性质:羟基显弱酸性(弱于碳酸),与强碱反应;苯环易发生邻对位溴代取代;遇FeCl₃溶液显色,易被空气、强氧化剂氧化;可与醛发生缩聚反应。
3、答题时先区分酚与醇的结构差异,依据基团相互影响推导反应,规范书写条件、现象与方程式,用于鉴别、推断、性质迁移类题型作答。
题型四 实验室制备乙烯的考点
【典例1】实验室利用乙烯与溴的四氯化碳溶液反应制备1,2-二溴乙烷。下列装置不能达到实验目的的是
A.用装置甲制备乙烯 B.用装置乙净化乙烯
C.用装置丙制备1,2-二溴乙烷 D.用装置丁分离出1,2-二溴乙烷
【答案】D
【详解】A.制备乙烯的温度为170℃,温度计位置正确,反应物正确,A不符合题意;
B.乙烯中的杂质为乙醇、二氧化硫等,可以被NaOH溶液吸收,B不符合题意;
C.乙烯与溴加成得到1,2-二溴乙烷,C不符合题意;
D.1,2-二溴乙烷溶于四氯化碳,无法用分液法分离,D符合题意;故答案选D。
【典例2】下列实验装置能达到实验目的的是
A.制取乙烯
B.制取并收集乙酸乙酯
C.检验乙烯
D.分离苯和甲苯
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.实验室制取乙烯需用乙醇与浓硫酸加热至170 ℃,水浴加热温度最高仅100 ℃,无法达到170 ℃的反应条件,A不符合题意;
B.制取乙酸乙酯时,导管不能插入溶液的液面下,会引发倒吸,B不符合题意;
C.乙醇消去反应生成的乙烯中混有副产物、乙醇蒸气等杂质,这些杂质也能使酸性高锰酸钾褪色。可以先通过水除去、乙醇等干扰杂质,再通入酸性高锰酸钾溶液,若溶液褪色,可证明乙烯存在,装置与操作均合理,C符合题意;
D.苯与甲苯互溶,需用蒸馏法分离,但蒸馏时温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶的支管口处,该装置中温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口下,操作错误,D不符合题意;
故选C。
【变式1】下列有关实验装置正确且能达到实验目的的是
A.用装置甲分离乙醇和乙酸
B.用装置乙制备少量乙烯
C.用装置丙除去甲烷中的乙烯以得到纯净的甲烷
D.用装置丁比较乙酸、碳酸、苯酚三者酸性强弱
【答案】B
【详解】A.乙醇和乙酸互溶,不能用分液的方法进行分离,故A项不能达到实验目的;
B.实验室采用加热乙醇和浓硫酸混合物的方法制取乙烯,温度控制在170℃,所以温度计测量溶液温度,故B项能达到实验目的;
C.酸性高锰酸钾与乙烯反应生成二氧化碳,混合在甲烷气体中,故不用装置丙除去甲烷中的乙烯,故C项不能达到实验目的;
D.丁中,除了二氧化碳与苯酚钠溶液反应,挥发出来的乙酸也可进入苯酚钠溶液中进行反应,故不能得出碳酸和苯酚酸性强弱的顺序,故D项不能达到实验目的;故答案选B。
【变式2】某实验小组用如图装置进行实验室制取乙烯并验证乙烯性质的实验。
(1)该实验中生成乙烯的化学方程式为_______。
(2)烧瓶中碎瓷片的作用是_______,装置中的明显错误是_______。
(3)实验步骤:a._______;b.在各装置中注入相应的试剂(如图所示);c._______。实验时,烧瓶中液体混合物逐渐变黑。
(4)能够说明乙烯具有还原性的现象是_______;装置甲的作用是_______;若无甲装置,是否也能检验乙烯具有还原性,简述其理由:_______。
【答案】(1)
(2)防止暴沸 温度计的水银球没有插入反应液中央
(3)组装仪器并检查装置气密性 酒精灯加热使温度迅速升高至170℃
(4)乙装置中溶液颜色变浅(或褪色) 除去乙烯中混有的二氧化硫、二氧化碳等杂质气体 乙烯中混有的二氧化硫和乙醇蒸汽具有还原性,能使高锰酸钾溶液颜色变浅(褪色)
【详解】(1)由分析知,产生乙烯的化学方程式为,故答案为。
(2)烧瓶中碎瓷片的作用是防止暴沸;温度计是测量反应液的温度,水银球应插入反应液中央,故答案为防止暴沸;温度计的水银球没有插入反应液中央。
(3)实验操作的一般顺序为组装仪器、检查装置的气密性、加入药品,开始试验,故答案为组装仪器并检查装置气密性;酒精灯加热使温度迅速升高至170℃。
(4)由分析可知,乙烯能被酸性高锰酸钾氧化,乙中酸性高锰酸钾溶液颜色变浅(或褪色),说明乙烯具有还原性;装置甲的作用为除去乙烯中混有的二氧化硫、二氧化碳气体,并吸收挥发的乙醇;因为二氧化硫、乙醇具有还原性,也能与酸性高锰酸钾溶液反应,故无甲装置,不能检验乙烯具有还原性,故答案为乙装置中溶液颜色变浅(或褪色);除去乙烯中混有的二氧化硫、二氧化碳等杂质气体和乙醇蒸汽;乙烯中混有的二氧化硫和乙醇蒸汽具有还原性,能使高锰酸钾溶液颜色变浅。
答|题|模|板
1、实验室制乙烯原理为乙醇浓硫酸、170℃消去反应;
2、药品无水乙醇与浓硫酸体积比1:3,浓硫酸作催化剂、脱水剂;加碎瓷片防暴沸,温度计水银球插入液面下控温,需迅速升温至170℃,140℃易生成乙醚。气体含SO2、CO2杂质,需用NaOH除杂,排水法收集;乙烯用溴水、酸性KMnO4检验,答题需规范反应条件、装置要点、除杂原理与操作规范。
题型五 乙醛的结构与性质
【典例1】向乙醛溶液中加入含1 molBr2的溴水,观察到溴水褪色。对产生该现象的原因有如下3种猜想:
①溴水与乙醛发生取代反应;
②由于乙醛分子中有不饱和键,溴水与乙醛发生加成反应;
③由于乙醛具有还原性,溴水将乙醛氧化为乙酸。
为探究哪一种猜想正确,某研究性学习小组设计了如下2种实验方案。
方案1:检验褪色后溶液的酸碱性;方案2:测定反应后溶液中的n(Br-)。下列说法错误的是
A.检验褪色后溶液的酸碱性不能确定是取代反应还是氧化反应
B.若测得反应后n(Br-)为 0 mol。说明溴水与乙醛发生加成反应
C.若测得反应后n(Br-)为 2 mol。说明溴水与乙醛发生取代反应
D.若溴水能将乙醛氧化为乙酸,则溴的四氯化碳溶液也能氧化乙醛
【答案】CD
【详解】A.若Br2与乙醛发生取代反应生成HBr,如发生氧化反应,存在CH3CHO+Br2+H2O=CH3COOH+2H++2Br-,无论取代(生成HBr)或氧化乙醛(生成CH3COOH),均使反应后溶液显酸性,故A正确;
B.若测得反应后n(Br-)=0mol则说明溴水与乙醛发生加成反应,故B正确;
C.如发生氧化反应,存在CH3CHO+Br2+H2O=CH3COOH+2H++2Br-,溶液中存在2molBr-,故C错误;
D.溴水能将乙醛氧化为乙酸是因为溴水中含有氧原子,溴与水反应生成次溴酸具有强氧化性,而溴的四氯化碳溶液没有氧原子,故溴的四氯化碳溶液不能氧化乙醛,故D错误;
答案选CD。
【典例2】常温常压下,取下列四种有机物各1mol,分别在足量的氧气中充分燃烧,消耗氧气最多的是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】1mol在足量的氧气中充分燃烧,消耗氧气的物质的量为3mol,1mol在足量的氧气中充分燃烧,消耗氧气的物质的量为4.5mol,1mol在足量的氧气中充分燃烧,消耗氧气的物质的量为4mol,1mol在足量的氧气中充分燃烧,消耗氧气的物质的量为2.5mol,则消耗氧气最多的是,故选B。
【变式1】以淀粉为主要原料,合成高分子化合物B和一种具有果香味的有机物C,合成路线如图:
(1)A分子内含有的官能团是___________(填名称)。
(2)反应I的反应类型:___________;反应III的反应类型:___________。
(3)检验有化合物乙酸生成所需试剂是___________。
A.酸性高锰酸钾溶液 B.希夫试剂 C.碳酸氢钠溶液
(4)写出下列反应的化学方程式:
II___________;III___________。
【答案】(1)碳碳双键 (2)加聚反应 酯化反应 (3)C
(4)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O CH3COOH+ CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O
【详解】(1)由分析可知,A为官能团为碳碳双键的乙烯,故答案为:碳碳双键;
(2)由分析可知,反应I为一定条件下乙烯发生加聚反应生成聚乙烯,反应III为浓硫酸作用下乙醇与乙酸共热发生酯化反应乙酸乙酯和水,故答案为:加聚反应;酯化反应;
(3)乙酸的官能团为羧基,不能与酸性高锰酸钾溶液、品红亚硫酸试剂反应,能与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳气体,所以能用碳酸氢钠溶液检验有化合物乙酸生成,故选C;
(4)由分析可知,反应II为铜做催化剂条件下乙醇与氧气共热发生催化氧化反应生成乙醛和水,反应的化学方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;反应III为浓硫酸作用下乙醇与乙酸共热发生酯化反应乙酸乙酯和水,反应的化学方程式为CH3COOH+ CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O,故答案为:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;CH3COOH+ CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O。
【变式2】桂皮中的肉桂醛()是一种食用香料,一种合成路线如图:
(1)M的结构简式_________,肉桂醛的分子式是__________。
(2)苯甲醛与M反应生成肉桂醛经历了两步,请写出对应的化学方程式:_____________、______________。
苯甲醛的制备的流程如图所示:
回答下列问题:
(3)A的名称为________;若反应①生成1molB,则理论上消耗_________molCl2。
(4)反应②的化学方程式为_____________。
(5)请写出苯甲醛与下列物质反应的化学方程式:
与银氨溶液反应______________;
与氰化氢(HCN)反应_____________。
【答案】(1)CH3CHO C9H8O
(2)+CH3CHO :+H2O
(3)甲苯 2
(4)
(5)
【详解】(1)M为乙醛,结构简式为CH3CHO,结合肉桂醛的结构简式可知,其分子式为C9H8O;
(2)上述反应主要经历了加成和消去的过程,其中加成过程主要是和CH3CHO在NaOH溶液加热的条件下加成生成,反应的化学方程式为+CH3CHO;然后在加热的条件下发生消去反应生成和水,反应的化学方程式为:+H2O;
(3)结合A的结构可知,其名称为甲苯;A→B的反应中甲基上的两个H原子被Cl原子取代,故生成1molB,理论上需要2molCl2;
(4)结合反应物和生成物可知反应②的化学方程式为
(5)①苯甲醛与银氨溶液反应的化学方程式为;
②苯甲醛与HCN发生加成反应的化学方程式为。
答|题|模|板
1、乙醛官能团为醛基(—CHO),醛基碳氧双键不饱和,易发生加成与氧化反应。物理性质为无色刺激性液体,易挥发、能与水和有机溶剂互溶。
2、化学性质:醛基可与氢气加成生成乙醇(还原反应);具有强还原性,能发生银镜反应、与新制氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀,可被氧气、酸性高锰酸钾氧化为乙酸。
3、答题时,先结合醛基结构判断反应类型,注意反应条件、现象与方程式书写,利用醛基的还原性与加成性解决鉴别、推断、有机合成类问题。
题型六 醛类的结构与性质
【典例1】化学是以实验为基础的科学,下列实验操作或做法正确且能达到目的的是
选项
操作或做法
目的
A
在洁净的试管中加入1 mL 2%氨水,然后边振荡试管边逐滴滴入2%溶液
制备银氨溶液
B
在试管里加入2 mL 5% 溶液,然后再加入5滴5%NaOH溶液
制备新制氢氧化铜
C
向盛有少量苯酚稀溶液的试管中,滴入几滴溶液,振荡
检验苯酚的存在
D
用电石制乙炔时,将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中
检验产生的气体仅为乙炔
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.制备银氨溶液应向AgNO3溶液中滴加稀氨水至沉淀恰好溶解,A项错误;
B.制备新制氢氧化铜需要保证NaOH过量以营造碱性环境,该操作中NaOH量远不足,B项错误;
C.苯酚遇FeCl3溶液会发生特征显色反应显紫色,该操作可以检验苯酚的存在,C项正确;
D.电石制乙炔时,产物中混有H2S等还原性杂质,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法证明产生的气体仅为乙炔,D项错误;
答案选C。
【典例2】下列各组比较不正确的是
A.丙烯中键长: B.键角:甲醛甲醇
C.水中溶解度:邻羟基苯甲醛对羟基苯甲醛 D.沸点:
【答案】C
【详解】A.碳碳单键(C−C)的键长比双键(C=C)长,因双键包含π键使键长缩短,A正确;
B.甲醛(HCHO)为平面三角形,键角≈120°;甲醇(CH3OH)中O为sp3杂化,键角≈109°,故甲醛键角更大,B正确;
C.邻羟基苯甲醛因分子内氢键削弱与水的作用,溶解度低于对羟基苯甲醛(分子间氢键增强水溶性),C错误;
D.SiCl4分子量大于SiF4,范德华力更强,沸点更高,D正确;
故选C。
【变式1】下列化学方程式书写错误的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】A.醛基可与HCN发生加成反应,方程式书写正确,A正确;
B.酯基在碱性条件下水解为羧酸钠和醇,方程式书写正确,B正确;
C.在催化下,可与苯环上的H发生取代,正确的方程式为,C错误;
D.的酸性大于苯酚,苯酚酸性大于,故可生成苯酚,同时生成,D正确;
故选C。
【变式2】下列由实验得出的结论正确的是
实验
结论
A
将1-溴丁烷与NaOH的乙醇溶液混合加热产生的气体直接通入溴的CCl4溶液,溶液褪色
1-溴丁烷发生消去反应
B
向丙烯醛中先加新制氢氧化铜悬液加热至沸腾,再加入溴水,溴水褪色
丙烯醛中有碳碳双键
C
将乙醇蒸气和氧气缓慢通过灼热的铜网后通入少量酸性高锰酸钾溶液中,高锰酸钾褪色
乙醇催化氧化生成乙醛
D
甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
生成的氯甲烷具有酸性
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.1-溴丁烷消去反应生成的1-丁烯可与溴发生加成反应使溴的CCl4溶液褪色,挥发的乙醇与溴的CCl4溶液不反应,无干扰,可证明发生消去反应,A正确;
B.新制氢氧化铜悬浊液呈碱性,溴水可与碱发生反应而褪色,无法证明褪色是碳碳双键与溴反应导致,B错误;
C.乙醇易挥发,未反应的乙醇也能被酸性高锰酸钾氧化而使其褪色,无法证明生成了乙醛,C错误;
D.甲烷与氯气光照反应生成的HCl具有酸性,能使湿润蓝色石蕊试纸变红,氯甲烷本身无酸性,D错误;
故选A。
答|题|模|板
1、醛类官能团为醛基(—CHO),碳氧双键不饱和,醛基碳连烃基或氢,决定其兼具加成与强还原性。物理上低级醛为刺激性气体或液体,易溶于水,易挥发。
2、化学性质:醛基与H₂加成生成醇(还原反应);易被银氨溶液、新制氢氧化铜氧化生成羧酸盐,也可被O₂、酸性KMnO₄氧化为羧酸;甲醛特殊,可发生缩聚反应。
3、答题时紧扣醛基结构,区分醛与酮,规范书写反应条件、现象与方程式,利用醛基转化关系解决鉴别、推断、有机合成类题型。
题型七 羧酸的结构与性质
【典例1】利用下列仪器、装置及药品能达到实验目的的是
A.图①装置可用于验证钢铁的吸氧腐蚀 B.图②装置b中溶液变蓝能够说明浓分解生成
C.图③装置可通过加水分离两种物质 D.图④装置可制取乙二酸
【答案】A
【详解】A.铁钉发生吸氧腐蚀消耗氧气,右侧的玻璃导管形成水柱,可以证明发生吸氧腐蚀,A正确;
B.硝酸具有挥发性,也可以氧化碘离子生成碘,使KI-淀粉溶液变蓝,不能说明浓分解生成,B错误;
C.苯和四氯化碳互溶,不能通过加水分离,C错误;
D.乙二醇可以被酸性高锰酸钾溶液氧化为二氧化碳气体,不能制得乙二酸,D错误;
故选A。
【典例2】设阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法错误的是
A.81gHCN中含π键的数目为6NA
B.12gC(石墨)中sp2杂化轨道含有的电子数为3NA
C.2molSiO2晶体中含共价键的个数为4NA
D.0.2mol苯甲酸完全燃烧,生成CO2的数目为1.4NA
【答案】C
【详解】A.HCN的结构为H-C≡N,81g HCN的物质的量为= 3mol,π键数目为:3 mol×2×NA/mol=6NA,A正确;
B.石墨中碳原子采用sp2杂化,每个碳原子形成3个sp2杂化轨道,每个sp2杂化轨道含1个电子。12g石墨(1mol碳原子)中sp2杂化轨道电子总数为:1mol×3×NA/mol=3NA,B正确;
C.SiO2晶体中每个Si原子连接4个O原子,形成4个Si-O共价键,2mol SiO2含共价键的数目为:2 mol×4×NA/mol=8NA,C错误;
D.1mol苯甲酸(C7H6O2)燃烧生成7mol CO2,0.2mol苯甲酸燃烧生成CO2的数目为:0.2mol×7×NA/mol=1.4NA,D正确;
故选C。
【变式1】实验室可用如图流程制备苯甲醇和苯甲酸,已知苯甲醇易溶于水,苯甲酸微溶于水,且两者均易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。下列说法错误的是
A.操作Ⅰ中的乙醚不可用乙醇代替 B.操作Ⅱ利用乙醚和苯甲醇溶解性差异进行分离
C.操作Ⅲ是过滤 D.粗苯甲酸洗涤时不宜用乙醇做洗涤剂
【答案】B
【详解】A.由分析可知,操作Ⅰ为分液,乙醇和水互溶,则乙醚不可用乙醇代替,A正确;
B.操作II为分液后所得有机层的蒸馏,利用乙醚和苯甲醇沸点的差异进行分离,B错误;
C.操作III是固、液分离的操作,应为过滤,C正确;
D.结合题给信息可知,苯甲酸微溶于水,且两者均易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,则粗苯甲酸洗涤时不宜用乙醇做洗涤剂,D正确;
故选B。
【变式2】化合物是某真菌的成分之一,结构如图。下列有关该物质说法不正确的是
A.该分子含5种官能团 B.与乙酸、乙醇均能发生酯化反应
C.能与溶液反应生成 D.与足量反应可生成
【答案】A
【详解】A.由结构简式可知,Z分子中含有的官能团为羧基、碳碳三键、醇羟基、酯基,共有4种,A错误;
B.由结构简式可知,一定条件下Z分子中含有的羧基能与乙醇发生酯化反应,含有的醇羟基能与乙酸发生酯化反应,B正确;
C.由结构简式可知,一定条件下Z分子中含有的羧基能与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳,C正确;
D.由结构简式可知,一定条件下Z分子中含有的羧基、醇羟基能与钠反应生成氢气,则1 molZ与足量钠反应生成氢气的物质的量为:1 mol×3 ×=1.5 mol,D正确;
故选A。
答|题|模|板
1、羧酸官能团为羧基(—COOH),羧基中羟基受羰基影响,极性增强、氢易电离,兼具酸性与酯化特性。物理上低级羧酸易溶于水、沸点较高,随碳链增长水溶性减弱、沸点升高。化学性质:具有弱酸性,能与碱、碳酸盐反应;可与醇发生酯化反应(酸脱羟基醇脱氢,浓硫酸加热可逆);
2、甲酸含醛基,兼具还原性。答题时紧扣羧基断键规律,区分甲酸特殊性,规范书写反应条件、断键方式与方程式,结合酸性、酯化反应解决鉴别、推断、有机合成类问题。
题型八 酯类的综合考点
【典例1】分子式为的有机物,可发生银镜反应;且最多与发生反应,产物之一可被氧化为二元醛。满足上述条件的共有(不考虑立体异构)
A.5种 B.6种 C.7种 D.8种
【答案】A
【详解】M可发生银镜反应,含有-CHO或HCOO-基团,且1mol M最多与2mol NaOH发生反应,则含有HCOO-、-Br基团,其产物之一可被氧化成二元醛,则产物中含有2个-CH2OH基团,M中一定含有HCOO-CH2-、-CH2Br,剩余的残基是-CH2-CH2-CH2-,而-CH2-CH2-CH2-的二元取代物有5种,所以满足上述条件的M有5种;
故选:A。
【典例2】下列说法不正确的是
A.利用红外光谱法可以初步判断有机物中具有哪些基团
B.工业酒精中往往含有甲醇,甲醇具有较强的毒性,摄入后会损害中枢神经系统
C.许多水果和花卉有芳香气味是因为含有芳香烃
D.福尔马林是甲醛的水溶液,能使蛋白质变性,可用于浸制动物标本
【答案】C
【详解】A.红外光谱法通过特征吸收峰识别有机物中的官能团,故A正确;
B.工业酒精含甲醇,甲醇有毒且损害中枢神经系统,故B正确;
C.水果和花卉的芳香气味主要来自酯类、醛类等挥发性有机物,而非芳香烃,故C错误;
D.福尔马林是甲醛水溶液,能使蛋白质变性用于标本保存,故D正确;
答案选C。
【变式1】丹参是“十大冀药”之一,其有效成分丹参酚酸a的结构简式如图所示。下列关于丹参酚酸a的叙述不正确的是
A.1该有机物最多消耗 B.该有机物能发生加成反应
C.该分子存在顺反异构体和对映异构体 D.0.1该有机物最多能消耗
【答案】A
【详解】A.由结构简式可知,丹参酚酸a分子中含有的6个酚羟基、1个羧基、1个酯基能与氢氧化钠溶液反应,则1 mol丹参酚酸a最多消耗8 mol氢氧化钠,A错误;
B.由结构简式可知,丹参酚酸a分子中含有的苯环和碳碳双键一定条件下能发生加成反应,B正确;
C.由结构简式可知,丹参酚酸a分子中4个双键碳原子均连有不同的原子或原子团,则分子存在顺反异构体;丹参酚酸a分子中含有如图*所示的1个手性碳原子:,分子存在对映异构体,C正确;
D.由结构简式可知,丹参酚酸a分子中含有酚羟基,与浓溴水反应发生取代反应时,苯环上可以发生反应的氢原子的数目如图所示:,分子中含有的2个碳碳双键能与浓溴水发生加成反应生成,则0.1 mol丹参酚酸a分子最多能消耗1 mol溴,D正确;
故选A。
【变式2】一种以MgO为催化剂催化CO2合成碳酸乙二醇酯()可能的反应机理如下图所示。图中“”表示吸附,“”和“”分别表示Mg2+或O2-中的一种。下列说法正确的是
A.图中“”表示Mg2+,“”表示O2-
B.环氧乙烷中氧原子吸附在“”上是因为氧原子比碳原子半径小
C.图中所示所有转化中,有极性共价键和非极性共价键的断裂
D.碳酸乙二醇酯在足量NaOH溶液中加热后可生成Na2CO3和乙二醇
【答案】D
【详解】A.由图可知,O原子与“”结合,C原子与“”结合,则“”应带正电荷,为Mg2+,“”表示O2-,A项错误;
B.环氧乙烷中氧原子吸附在“”上是因为氧原子带负电荷,Mg2+带正电荷,B项错误;
C.由图可知,所有转化中,只有C-O极性共价键的断裂,无非极性共价键的断裂,C项错误;
D.碳酸乙二醇酯在足量NaOH溶液、加热条件下发生酯的水解反应,生成碳酸钠和乙二醇,D项正确;
答案选D。
答|题|模|板
酯类官能团为酯基(—COO—),难溶于水、密度多小于水,低级酯具芳香气味。核心性质为水解:酸性条件下可逆水解生成羧酸和醇;碱性条件下不可逆水解(皂化反应)生成羧酸盐和醇(酚酯水解生成酚盐)。常考乙酸乙酯制备实验,浓硫酸作催化剂吸水剂,加热、饱和碳酸钠溶液除杂。同分异构体常与羧酸互推,答题紧扣酯基断键规律,区分普通酯与酚酯差异,规范书写反应条件、方程式,结合官能团转化解决有机推断、合成、鉴别及实验类题型。
期中基础通关练(测试时间:25分钟)
1.下列说法不正确的是
A.做银镜反应后的试管可用稀硝酸洗涤来洗掉银
B.用饱和碳酸钠溶液洗涤,再过滤,可以除去乙酸乙酯中的乙酸和乙醇
C.皮肤上如果不慎沾有苯酚,应立即用酒精清洗
D.相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点较高,是因为醇分子间形成氢键
【答案】B
【详解】A.银单质可与稀硝酸反应生成可溶性的硝酸银,因此做银镜反应后的试管可用稀硝酸洗涤除银,A正确;
B.乙酸乙酯与饱和碳酸钠溶液不互溶、分层,除去乙酸乙酯中的乙酸和乙醇,用饱和碳酸钠溶液洗涤后应采用分液操作分离,过滤用于分离固体和液体混合物,此处过滤操作错误,B错误;
C.苯酚易溶于酒精等有机溶剂,因此皮肤上不慎沾有苯酚应立即用酒精清洗,C正确;
D.相对分子质量相近的醇和烷烃,分子间范德华力相近,但醇分子间可形成氢键,分子间作用力更强,因此醇的沸点更高,D正确;
故选B。
2.水果糖深受小朋友的喜爱,其实水果糖里并未加入水果,比如菠萝水果糖中并未加入菠萝,而是加入了具有菠萝香味的丁酸乙酯。下列有关丁酸乙酯的说法不正确的是
A.丁酸乙酯的结构简式为
B.它是由乙酸和丁醇发生酯化反应得到的
C.它在碱性条件下比在酸性条件下水解更彻底
D.它与乙酸乙酯互为同系物
【答案】B
【详解】A.丁酸乙酯是丁酸与乙醇发生酯化反应生成的酯,结构简式为,A正确;
B.丁酸乙酯是丁酸与乙醇发生酯化反应生成的酯,B错误;
C.丁酸乙酯属于酯类,能发生水解反应:+H2O CH3CH2CH2COOH+ CH3CH2OH,碱性条件下丁酸能与碱反应生成丁酸根离子,使生成物浓度减小,有利于平衡向正反应方向移动,所以丁酸乙酯在碱性条件下比在酸性条件下水解更彻底,C正确;
D.丁酸乙酯和乙酸乙酯都是饱和一元羧酸和饱和一元醇发生酯化反应生成的酯,两者的结构相似, 分子组成上相差2个CH2原子团,互为同系物,D正确;
故选B。
3.实验室制备纯化乙酸乙酯(部分加热、夹持装置省略),下列操作正确的是
A.①加热后,发现未加碎瓷片,应马上补加
B.②收集乙酸乙酯
C.③分离乙酸乙酯和饱和碳酸钠溶液
D.④提纯乙酸乙酯
【答案】C
【详解】A.加热后未加碎瓷片,若马上补加会因烧瓶内液体温度过高,碎瓷片加入时引发暴沸,正确操作是停止加热,待溶液冷却后再补加碎瓷片,A不符合题意;
B.收集乙酸乙酯时,导管不能伸入饱和溶液中,否则会因倒吸导致实验失败,B不符合题意;
C.乙酸乙酯不溶于饱和溶液且密度更小,会分层,可用分液漏斗进行分液分离,C符合题意;
D.提纯乙酸乙酯应采用蒸馏法,但温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处,且冷凝管通水方向应下进上出,D不符合题意;
故选C。
4.下列各组物质用酸性高锰酸钾溶液和溴水都能区别的是
A.苯和甲苯 B.1-辛烯和对二甲苯 C.苯和苯甲醛 D.环己烷和苯
【答案】C
【详解】A.苯与酸性高锰酸钾不反应,甲苯被氧化使高锰酸钾褪色,但两者均不与溴水反应,溴水无法区分,A不符合题意;
B.1-辛烯与溴水和高锰酸钾均反应褪色,对二甲苯被高锰酸钾氧化褪色,但与溴水不反应。高锰酸钾无法区分两者(均褪色),B不符合题意;
C.苯甲醛的醛基可被酸性高锰酸钾和溴水氧化,均褪色;苯与两者均不反应,两种试剂均可区分,C符合题意;
D.环己烷和苯均不与酸性高锰酸钾或溴水反应,无法区分,D不符合题意;
答案选C。
5.利用下列装置进行实验,能够实现实验目的的是
A.实验室蒸馏分离乙醇和水
B.实验室制备乙酸乙酯(必要时可加沸石)
C.加热溶液制备无水氯化镁
D.测定草酸溶液的浓度
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.蒸馏分离乙醇和水,温度计应该在蒸馏烧瓶的支管口处,A错误;
B.乙酸、乙醇和浓硫酸混合加热可以制取乙酸乙酯,饱和碳酸钠溶液可以降低乙酸乙酯的溶解度,同时吸收乙酸和乙醇,便于分液分离得到乙酸乙酯,导管应该悬于液面上不能伸入,目的是防止倒吸,B正确;
C.加热促进水解,且生成的盐酸易挥发,应在干燥气流中蒸发制备无水氯化镁,C错误;
D.用高锰酸钾溶液测定草酸溶液的浓度,高锰酸钾溶液具有强氧化性,不适合用碱式滴定管盛装,D错误;
故选B。
6.实验室制取乙酸乙酯的装置如图。下列说法正确的是
A.反应中浓硫酸除了作催化剂,还体现脱水性
B.反应结束后甲管中的液体可能会变为黑色
C.甲中加入过量的乙醇,可使乙酸完全转化为乙酸乙酯
D.实验结束,乙中液体下层为无色透明的油状液体
【答案】B
【详解】A.在制取乙酸乙酯的反应中,浓硫酸作催化剂和吸水剂,吸水促使平衡正向移动,而不是脱水性,A错误;
B.浓硫酸具有脱水性,可能会使甲管中的乙醇、乙酸等有机物脱水碳化,可能使液体变为黑色,B正确;
C.该反应是可逆反应,,即使加入过量的乙醇,也不能使乙酸完全转化为乙酸乙酯,C错误;
D.乙酸乙酯的密度比水小,实验结束后,乙中液体上层为无色透明的油状液体即乙酸乙酯,下层是水层,D错误;
故选B。
7.玫瑰精油成分之一的某有机物结构简式如图所示,下列说法错误的是
A.该物质的分子式为 B.该分子所有碳原子共平面
C.该物质可发生氧化反应 D.该物质能使溴的四氯化碳溶液褪色
【答案】B
【详解】A.由分子结构可知,该物质的分子式为,A正确;
B.该分子中含多个直接相连饱和碳原子,饱和碳原子为四面体形,则所有碳原子不可能共平面,B错误;
C.该分子中含碳碳双键,则能被氧化,C正确;
D.该分子中含碳碳双键,能和溴单质加成使得溴的四氯化碳溶液褪色,D正确;
故选B。
8.以粮食为原料制取乙醇并利用其制备乙酸乙酯(C)和高分子材料(G)的流程及反应的发生装置(部分夹持装置已省略)如图所示。
已知:D是一种重要的烃类物质,其产量可以用来衡量一个国家的石油化工水平。
(1)写出化合物A、B、D的结构简式:A: ___________;B:___________;D:___________。
(2)写出反应Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ的反应类型:Ⅰ:___________;Ⅲ:___________;Ⅳ:___________。
(3)反应Ⅰ的反应条件和试剂是___________,F含有的官能团名称是___________。
(4)与C具有相同的官能团的C的同分异构体有___________(不考虑立体异构)。(填写选项)
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
(5)对于反应Ⅲ,可通过同位素示踪法可以探索反应机理,现将B与标记过的乙醇(CH3CH218OH)进行反应,写出该反应的反应方程式___________。
(6)补全从乙醇()到高分子材料(G)的合成路线___________。
【答案】(1)
(2) 氧化反应 酯化反应(或取代反应) 消去反应
(3)
Cu(或Ag)、加热, 碳碳双键、氯原子 (4)B
(5)
(6)
【详解】(1)由分析可知,A为,B为;D为,故答案为:;;;
(2) 反应Ⅰ为乙醇转化为乙醛,发生氧化反应;反应Ⅲ为乙酸与乙醇反应生成乙酸乙酯,发生酯化反应(或取代反应);反应Ⅳ为乙醇转化为乙烯,发生消去反应,故答案为:氧化反应;酯化反应(或取代反应);消去反应;
(3)
反应Ⅰ为乙醇氧化为乙醛,反应的条件和试剂为:Cu(或Ag)作催化剂、加热,;F为,含有的官能团是碳碳双键、氯原子,故答案为:Cu(或Ag)作催化剂、加热,;碳碳双键、氯原子;
(4)
C为,官能团是酯基,C的分子式为,含酯基的同分异构体有:、、,共3种,故答案选B;
(5)
B()与标记乙醇()发生酯化反应,酸脱羟基、醇脱氢,因此方程式为:;
(6)
乙醇()到高分子材料(G)的合成路线为: 。
9.回答下列问题:
I、(1)下列4种有机化合物
A. B.
C. D、
请依次写出A、B、C、D中的官能团的名称:_______、_______、_______、_______。
II、丙炔酸甲酯(CH≡C-COOCH3)是一种重要的有机化工原料,沸点为103~105 ℃。实验室制备少量丙炔酸甲酯的反应为CH≡C-COOH+CH3OHCH≡C-COOCH3+H2O。
实验步骤如下:
步骤1:在反应瓶中,加入14 g丙炔酸、50 mL甲醇和2 mL浓硫酸,搅拌,加热回流一段时间。
步骤2:蒸出过量的甲醇(装置见下图)。
步骤3:反应液冷却后,依次用饱和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗涤。分离出有机相。
步骤4:有机相经无水Na2SO4干燥、过滤、蒸馏,得丙炔酸甲酯。
(2)步骤1中,加入过量甲醇的目的是_______。
(3)步骤2中,上图所示的装置中仪器A的名称是_______;蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是_______。
(4)步骤3中,用5%Na2CO3溶液洗涤,主要除去的物质是_______;分离出有机相的操作名称为_______。
(5)步骤4中,蒸馏时不能用水浴加热的原因是_______。
【答案】(1)碳碳双键 羟基 羧基 酰胺基 (2)作为溶剂、提高丙炔酸的转化率
(3)(直形)冷凝管 防止暴沸 (4)丙炔酸 分液 (5)丙炔酸甲酯的沸点比水的高
【详解】(1)A、B、C、D中的官能团的名称依次为碳碳双键、羟基、羧基、酰胺基。
(2)一般来说,酯化反应为可逆反应,加入过量的甲醇,提高丙炔酸的转化率,丙炔酸溶解于甲醇,甲醇还作为反应的溶剂。
(3)根据装置图,仪器A为直形冷凝管;加热液体时,为防止液体暴沸,需要加入碎瓷片或沸石,因此本题中加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸。
(4)丙炔酸甲酯的沸点为103℃~105℃,制备丙炔酸甲酯采用水浴加热,因此反应液中除含有丙炔酸甲酯外,还含有丙炔酸、硫酸;通过饱和NaCl溶液可吸收硫酸;5%的Na2CO3溶液的作用是除去丙炔酸,降低丙炔酸甲酯在水中的溶解度,使之析出;水洗除去NaCl、Na2CO3,然后通过分液的方法得到丙炔酸甲酯。
(5)水浴加热提供最高温度为100℃,而丙炔酸甲酯的沸点为103℃~105℃,采用水浴加热,不能达到丙炔酸甲酯的沸点,不能将丙炔酸甲酯蒸出,因此蒸馏时不能用水浴加热。
10.某化学小组利用环庚醇为原料制备环庚烯的实验装置(夹持、加热装置已略去)如下图:
已知:①反应原理:;
②几种有机物的物理性质如下表:
物质
相对分子质量
密度/
沸点/℃
溶解性
环庚醇
114
0.942
181.8
微溶于水,易溶于有机溶剂
环庚烯
96
0.824
114.6
难溶于水,易溶于有机溶剂
过程如下:
步骤1:在三颈烧瓶中加入12.5 mL环庚醇、5 mL浓硫酸、沸石,控制温度在120℃加热回流2h。
步骤2:反应一段时间,打开旋塞放出分水器中的水,关闭旋塞,继续加热维持反应。
步骤3:当反应结束时停止加热,冷却后,将三颈烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中,分批加入固体至溶液呈中性。
步骤4:用分液漏斗分离出有机层,水层用25 mL乙醚萃取分液,然后合并至有机层。加入无水氯化钙,对粗产物进行蒸馏,低温蒸出乙醚后继续升温,收集114.6℃的馏分,得产品10.0 mL。
(1)仪器X的名称为___________,作用是___________。
(2)步骤1中环庚醇、浓硫酸和沸石加入的先后顺序为___________,若控制温度在120℃加热10分钟后发现忘记加入沸石,应采取的措施是___________。
(3)使用分水器的目的是___________。
(4)步骤3中,当看到___________(现象)时,停止加热;加入的作用是___________。
(5)本实验所得产品的产率为___________%(保留2位有效数字)。
【答案】(1)球形冷凝管(冷凝管) 冷凝回流有机物,提高产品产率
(2)沸石、环庚醇、浓硫酸 立即停止加热,冷却后补加
(3)减小生成物水的浓度,使反应正向移动,增大环庚烯的产率
(4)分水器中下层液体的高度不再变化 与硫酸反应,便于除去
(5)83
【详解】(1)据装置图可知,仪器X的名称为球形冷凝管;其作用是冷凝回流有机物,提高原料的转化率和产品产率;
(2)沸石为固体应先加入,因浓硫酸稀释放热易造成暴沸,应先加环庚醇,再缓缓加入浓硫酸;若加热10分钟后发现忘记加入沸石,不能直接加入沸石,易造成暴沸,应先冷却至室温后,再加入沸石;
(3)环庚醇制备环庚烯的反应为可逆反应,利用分水器及时将水分离出去,降低体系中水的浓度,使反应正向移动,增大环庚烯的产率;
(4)若反应结束,没有水生成,分水器中下层液体(水层)的高度不再变化,此时可以停止加热;加入Na2CO3的作用是与作为催化剂硫酸反应,将其转化为溶于水便于除去;
(5)据反应方程式,12.5 mL环庚醇理论上可以生成环庚烯,实际生成环庚烯
期中重难突破练(测试时间:20分钟)
1.X、Y、Z是常见的三种冠醚,其结构如图所示,它们能与碱金属离子作用。
已知:①的体积与X的空腔大小相近,恰好能进入X的环内,且与氧原子的一对孤电子对作用形成稳定结构W(如图所示)。
②冠醚分子Y的合成方法如图
下列说法正确的是
A.X、Y、Z、W都属于超分子 B.Z既可以识别又可以识别
C.W中与冠醚X之间的作用属于离子键 D.a与b均能发生消去反应
【答案】D
【详解】A.X、Y、Z是冠醚,不是超分子,W属于超分子,A错误;
B.已知Li+的体积与X的空腔大小相近,恰好能进入X的环内,且Li+与氧原子的一对孤电子对作用形成稳定结构W,即X可以识别Li+,冠醚Z空腔较大,Li+半径较小,导致该离子不易与氧原子的孤电子对形成配位键,Z不可以识别Li+,故B错误;
C.已知Li+与氧原子的一对孤电子对作用形成稳定结构W ,Li+提供空轨道、O原子提供孤电子对,二者形成配位键,C错误;
D.a中羟基碳的邻位碳原子上有氢原子,b中连接氯原子碳原子的邻位碳原子上有氢原子,均能发生消去反应,D正确;
故选D。
2.下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
将甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体通入紫色石蕊溶液中,溶液变红
甲烷的氯代物具有酸性
B
将溴乙烷、乙醇和烧碱的混合物加热,将产生的气体依次通入水和溴水中,溴水褪色
溴乙烷发生了消去反应
C
石蜡油加强热,将产生的气体通入Br2的CCl4溶液,溶液由红棕色变为无色
气体中含有乙烯
D
向苯和苯酚的混合溶液中加入少量的浓溴水,充分反应后,产生白色沉淀
苯酚可以和溴水发生取代反应
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.甲烷与氯气光照下反应生成HCl和氯代甲烷,使紫色石蕊溶液变红的是溶于水电离出的HCl,氯代物本身不具有酸性,结论错误,A错误;
B.溴乙烷与NaOH乙醇溶液共热发生消去反应生成乙烯,产生的气体先通入水除去挥发的乙醇杂质,剩余气体能使溴水褪色,说明生成了乙烯,可证明溴乙烷发生了消去反应,实验操作、现象及结论均正确,B正确;
C.石蜡油加强热产生的气体是多种不饱和烃的混合物,除乙烯外的其他烯烃、炔烃均能使的溶液褪色,无法证明气体中一定含有乙烯,结论错误,C错误;
D.苯酚与浓溴水反应生成的三溴苯酚可溶于有机溶剂苯中,该实验无法观察到白色沉淀,不能证明苯酚与溴水发生取代反应,现象和结论均错误,D错误;
故选B。
3.利用下列装置完成相应实验,能达到实验目的的是
实验目的
A.分离与水
B.验证乙炔具有还原性
装置
实验目的
C.检验1-溴丁烷的消去产物
D.验证碳酸的酸性强于苯酚
装置
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.分离碘与水的方法是萃取,苯比水密度小,故苯层在上,应从分液漏斗上口倒出,A错误;
B.电石中含有CaS杂质,与水反应生成,具有还原性,也可使酸性溶液褪色,B错误;
C.乙醇与溴的溶液不反应,溴的溶液褪色,可以证明1-溴丁烷发生消去反应生成了1-丁烯,C正确;
D.盐酸具有挥发性,与碳酸钠反应生成的中混有杂质,也能与苯酚钠溶液反应生成苯酚,故不能证明碳酸的酸性强于苯酚,D错误;
故选C。
4.下列有机反应方程式正确的是
A.乙炔与水加成:
B.用苯制硝基苯:
C.1,3-丁二烯与等物质的量的溴的四氯化碳溶液只发生反应:
D.向水杨酸中滴加过量的碳酸钠:
【答案】D
【详解】A.乙炔与水发生加成生成乙醛:,A错误;
B.苯与浓硝酸、浓硫酸反应制备硝基苯:,B错误;
C.等物质的量的1,3-丁二烯与发生1,2加成或1,4加成:或,C错误;
D.碳酸钠过量时,生成和碳酸氢根离子,离子方程式为:,D正确;
故选D。
5.利用下列实验装置完成对应的实验,能达到实验目的的是
A.装置甲验证苯与液溴发生取代反应
B.装置乙制备乙烯
C.装置丙从水溶液中分离出冷却结晶后的苯甲酸
D.装置丁制备乙炔
【答案】C
【详解】A.苯与液溴在三溴化铁作催化剂的条件下发生取代反应生成溴苯和HBr,由于溴具有挥发性,也会随着HBr一起进入硝酸银溶液,而溴也会与硝酸银溶液反应生成淡黄色沉淀(溴和水反应生成HBr与HBrO),干扰了对实验结果的验证,不能达到实验目的,A不符合题意;
B.在浓硫酸催化作用下,170℃时乙醇脱水生成乙烯,140℃时乙醇脱水生成乙醚,故实验需要控制反应液温度,温度计需要在圆底烧瓶的混合液中,图中温度计在溶液上方,不能达到准确控温的目的,B不符合题意;
C.冷却结晶后苯甲酸以晶体的形式析出,要分离固液混合物,应采用过滤操作,图示过滤装置及操作正确,能达到实验目的,C符合题意;
D.利用电石和饱和食盐水制备乙炔气体时,反应剧烈且放出大量的热,可能导致启普发生器受热不均而破裂,同时电石遇水易变成粉末且生成氢氧化钙均会导致生成糊状物而堵塞启普发生器隔板或导气管,故启普发生器不能用来制备乙炔气体,D不符合题意;
故答案选C。
6.下列实验中,操作、现象及结论均正确的是
选项
操作
现象
结论
A
将与溶液共热,冷却后,取出上层水溶液加入溶液
没有产生淡黄色沉淀
没有发生水解
B
向的溶液中滴入的溶液4至6滴,得到新制的,悬浊液,然后加入乙醛溶液0.5 mL,振荡后加热
产生砖红色沉淀
在该反应中作氧化剂
C
将乙醇与浓硫酸共热至170℃所得气体直接通入溴水
溴水褪色
乙醇发生消去反应的产物为乙烯
D
将浓和反应后的气体通入苯酚钠溶液中
溶液变浑浊
说明碳酸的酸性比苯酚的酸性强
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.与溶液共热水解后,溶液中含有过量,直接加入溶液时,会与反应生成沉淀,不稳定分解为(黑色沉淀),干扰的检验,应先加稀硝酸中和再加,因此无法说明没有发生水解,A错误;
B.新制悬浊液处于碱性环境,反应中乙醛的醛基被氧化,中+2价被还原为+1价的(砖红色沉淀),得电子发生还原反应,因此在该反应中作氧化剂,B正确;
C.乙醇与浓硫酸共热至170℃时,生成的气体中混有副产物,也能和溴水反应使其褪色,因此无法证明乙醇消去反应的产物为乙烯,C错误;
D.浓具有挥发性,和反应生成的中混有,也能与苯酚钠反应生成苯酚使溶液变浑浊,无法证明碳酸的酸性比苯酚强,D错误;
故选B。
7.I.有机物种类繁多,性质多种多样,现有下列五种物质:①、②1-丙醇、③、④正己烷、⑤。回答下列问题:
(1)上述有机物中,互为同分异构体的是__________(填序号);①的系统命名是__________。
(2)写出②催化氧化的化学方程式:__________。
(3)③分子中键与键数目之比为__________,它与等物质的量的发生加成所得产物的结构简式是__________。
II.某同学为验证酸性:醋酸>碳酸>苯酚,经仔细考虑,设计如下实验装置:
(4)X处的试剂是__________(填字母,下同),Y处的试剂是__________。
a.苯酚溶液 b.苯酚钠溶液 c.醋酸溶液 d.溶液
(5)能证明三种酸的酸性强弱的现象是__________。
(6)写出装置C中发生反应的离子方程式:__________。
【答案】(1) ①④ 3-甲基戊烷 (2)
(3)12:1 (4) c b
(5)装置A中产生气泡,装置C中产生白色浑浊 (6)
【详解】(1) 同分异构体要求分子式相同、结构不同:①是烷烃,分子式为,④正己烷分子式也为,二者结构不同,互为同分异构体。对①命名时,选最长碳链(5个碳),从靠近支链端编号,甲基在3号位,故命名为3-甲基戊烷;
(2)1-丙醇(伯醇)在铜/银催化、加热条件下,催化氧化生成丙醛和水,方程式:;
(3):单键均为σ键,双键含1个σ键和1个键,总共有24个键、2个π键,比值为;与等物质的量发生1,4-加成时,氯原子加在1、4号碳,2、3号碳之间形成新的双键,产物为:;
(4)验证酸性:醋酸>碳酸>苯酚,利用强酸与弱酸盐反应制取弱酸,A中试剂为醋酸,C中为苯酚钠溶液,故合理选项是c、b;
(5)醋酸和碳酸钠反应生成碳酸,碳酸不稳定产生二氧化碳气体,装置A中有气泡产生,二氧化碳与苯酚钠溶液反应生成苯酚,苯酚在水中溶解度小,装置C中溶液变浑浊;
(6)装置C中二氧化碳与苯酚钠溶液反应生成苯酚和碳酸氢钠,反应的化学方程式为:。
8.聚巴豆酸乙酯是一种广泛用于材料改性、生物医学及食品加工等领域的有机高分子合成材料,可由石油裂解气的主要产物A(A的产量常用于衡量一个国家的石油化工发展水平)为原料进行合成制得,合成路线如图所示。
请回答下列有关问题:
(1)A的结构简式为___________,物质C的名称是___________。
(2)化合物G中官能团的名称为___________。
(3)有关E的说法正确的是___________(填标号)。
a.能发生氧化、加成、加聚反应
b.E也可以与酸性高锰酸钾溶液反应得到F
c.E中4个碳原子一定共平面
(4)写出B与F反应生成G的化学方程式:___________。
(5)绿色化学的核心内容之一是“原子经济性反应”,即反应物中的原子全部转化为目标产物。反应①、②、③中符合“原子经济性反应”的是___________(填序号)。
(6)G发生加聚反应生成高分子H,其结构简式为___________。
【答案】(1)CH2=CH2 乙醛 (2)碳碳双键、酯基 (3)ac
(4)
(5)① (6)
【详解】(1)由分析可知,A为乙烯,结构简式为CH2=CH2,物质C的名称是乙醛;
(2)由G的结构简式可知,G中官能团的名称为碳碳双键、酯基;
(3)E的结构简式为CH3-CH=CH-CHO;
a.含有碳碳双键和醛基,能发生氧化、加成、加聚反应,a正确;
b.含有碳碳双键,碳碳双键也会被酸性高锰酸钾溶液氧化,得不到F,b错误;
c.碳碳双键为平面结构,与双键直接相连的碳原子共面,故 4 个碳原子一定共平面,c正确;
故选ac;
(4)结合分析可知,B为乙醇,F为,乙醇与发生酯化反应,化学方程式为;
(5)原子经济性反应要求反应物原子全部转化为目标产物。反应①是乙烯与水加成生成乙醇,原子全部转化;反应②为乙醇的催化氧化、反应③是酯化反应,均有副产物,故符合的是①;
(6)G为,发生加聚反应生成高分子H,其结构简式为。
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