内容正文:
3.1 醇和酚
题型01 醇的定义及物理性质
题型02 醇的化学性质
题型03 醇的系统命名法
题型04 苯酚的结构和物理性质
题型05 苯酚的化学性质
题型06 苯酚的鉴别与分离提纯
题型07 含羟基的相关计算
题型01 醇的定义及物理性质
知识积累
1.醇的定义
烃分子中的氢原子被_________取代的衍生物中,羟基与饱和碳原子相连的化合物称为醇,官能团的结构简式为 _________。饱和一元醇的通式为_________。
2.醇的物理性质
(1)低级的饱和一元醇为无色中性液体,具有特殊气味。
(2)溶解性:低级脂肪醇易溶于水,饱和一元醇的溶解度随着分子中碳原子数的递增而逐渐_________。
(3)密度:随着分子里碳数的递增,密度逐渐增大。
(4)沸点
①直链饱和一元醇的沸点随着分子中碳原子数的递增而逐渐_________。
②醇分子间存在_________,所以相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点远远_________烷烃。
【典例1】对比下表信息,下列结论或预测正确的是
名称
结构简式
沸点/℃
甲醇
65
乙烷
-89
乙醇
78
丙烷
-42
正丙醇
97
正丁烷
x
正丁醇
y
硬脂醇
z
A. B.
C.醇和烷分子间能形成氢键 D.表中物质,硬脂醇的水溶性最高
【变式1-1】下列说法中正确的是
A.羟基(-OH)与氢氧根(OH-)具有相同的结构
B.所有的醇在常温下均为液态
C.醇类物质都易溶于水,并且随着分子内羟基数目的增多,溶解性增强
D.由于醇分子间存在氢键,使得相对分子质量相近的醇比烷烃的熔、沸点高
【变式1-2】下列各组物质,可用分液漏斗将它们分离的是
A.苯和乙醇 B.苯和液溴 C.己烷和水 D.苯和甲苯
【变式1-3】室温下,下列有机物在水中的溶解度最大的是
A.甲苯 B.苯酚 C.丙三醇 D.溴乙烷
题型02 醇的化学性质
知识积累
乙醇发生化学反应时,可断裂不同的化学键。如
1. 与钠反应,分子中_________键断裂,化学方程式为_________。分子中b、d键断裂,化学方程式为
2. 消去反应,分子中_________键断裂,化学方程式为_________。
3. 取代反应
(1) 与HX发生取代反应,分子中_________键断裂,化学方程式为C2H5OH+HX_________。
(2) 分子间脱水,一分子中_________键断裂,另一分子中_________键断裂,化学方程式为_________。
(3) 酯化反应,分子中_________键断裂,化学方程式为CH3CH2OH+CH3COOH_________
4. 氧化反应
(1) 燃烧反应,所有化学键均断裂,化学方程式为_________。
(2) 催化氧化,分子中_________键断裂,化学方程式为2CH3CH2OH+O2_________。
【典例2】下列化学变化过程中,不存在C-H键断裂的是
A.140℃下加热乙醇和浓硫酸混合物 B.溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热
C.苯酚与溴水的反应 D.170℃下加热乙醇和浓硫酸混合物
【变式2-1】下列变化过程中不属于取代反应的是
A.乙醇与浓的氢溴酸混合加热
B.乙醇、乙酸与浓硫酸混合
C.乙醇在浓硫酸催化作用下发生脱水反应生成乙醚
D.乙醇和氧化铜加热生成乙醛
【变式2-2】在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A.苯氯苯苯酚
B.
C.
D.
【变式2-3】下列醇中,既能发生消去反应,又能被氧化成醛的是
A. B. C.2,2-二甲基丙醇 D.
题型03 醇的系统命名法
知识积累
醇的命名
选主链:选择连有羟基的最长碳链为主链,根据主链碳原子的数目称为“某醇”;
编碳号:从距离羟基最近的一端开始,给主链碳原子依次编号,距离相同时,使取代基位次和最小;
标位置:醇的名称前用阿拉伯数字表示羟基的位置,羟基的个数用汉字数字标出。
如: 名称:_________
【典例3】下列有关物质的命名正确的是( )
A.(CH3)2CHCH2OH:2-甲基丙醇 B.CH3CH2CH2CHOHCH2CH3:4-己醇
C.CH3CH2CHOHCH2OH:1,2-丁二醇 D.(CH3CH2)2CHOH:2-乙基-1-丙醇
【变式3-1】下列有机物命名正确的是
A. 5-乙基-2-己烯 B. 2-甲基-1-丙醇
C. 2-戊醇 D. 1,3,4-三甲苯
【变式3-2】下列物质既可以发生消去反应,又能被氧化成醛的物质是
A.2,2—二甲基—1—丁醇 B.2—甲基—1—丁醇
C.2—甲基—2—丁醇 D.2,3—二甲基—2—丁醇
【变式3-3】下列有机物的系统命名中正确的是
A.4-甲基-2,4-己二烯 B.2-甲基-3-丁炔
C.1-甲基-2-丙醇 D.2,3,3-三甲基-4-乙基己烷
题型04 苯酚的结构和物理性质
知识积累
1. 羟基与苯环直接相连而形成的化合物称为酚。官能团为_________,最简单的酚为_________。
2. 苯酚的物理性质
(1) 颜色状态—_________色晶体(露置在空气中会因部分被氧化而显_________色)。
(2)溶解性—常温下在水中溶解度不大,高于65 ℃与水_________,苯酚易溶于乙醇等有机溶剂。
(3)毒性—有毒,对皮肤有强烈的腐蚀作用,不慎粘在皮肤上应立即用_________清洗,再用_________冲洗。
【典例4】下列关于苯酚的叙述中,错误的是
A.其水溶液显弱酸性,俗称石炭酸
B.苯酚的浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性,如果不慎沾到皮肤上,应立即用酒精洗涤,再用水冲洗
C.其在水中的溶解度随温度的升高而增大,超过时可以与水以任意比例互溶
D.在碳酸氢钠溶液中滴入苯酚的水溶液后立即放出二氧化碳
【变式4-1】苯酚常用于医疗器械的消毒,实验小组用苯酚进行了如下实验。下列说法不正确的是
实验1:向装有苯酚固体的试管中加入少量水,充分振荡,得到悬浊液。加热试管,液体变澄清,冷却后溶液变浑浊。
实验2:取少量实验1中的浑浊液,向其中边振荡边滴加溶液,溶液变澄清。
实验3:向实验2的溶液中通入少量,溶液变浑浊。
实验4:向苯酚溶液中,滴加少量稀溴水,无现象。
A.由实验1可知苯酚在热水中的溶解度大于在冷水中
B.实验2中苯酚与溶液反应生成苯酚钠溶液
C.实验3中反应的离子方程式为
D.由实验4可知苯酚与稀溴水不反应
【变式4-2】下列化合物中不属于醇类的是
A. B. C. D.
【变式4-3】下列各组物质,一定互为同系物的是
A.和 B.CH3CH2OH和HOCH2CH2CH2OH
C.CH3(CH2)3CH3和(CH3)2CHCH2CH3 D.HCOOCH3和CH3COOCH2CH3
题型05 苯酚的化学性质
知识积累
1.弱酸性(苯环对羟基的影响,使—OH更活泼)
(1)苯酚电离方程式:_________(2)和NaOH反应方程式:_________
(3)与Na反应的化学方程式为:2C6H5OH+2Na→_________
2.羟基对苯环的影响,使苯环易与溴发生取代反应,方程式为:
3. _________显色反应:苯酚跟FeCl3溶液作用显_________色,利用这一反应可以检验苯酚的存在。
4. 加成反应:+3H2_________。
5.氧化反应:苯酚易被空气中的氧气、酸性KMnO4溶液氧化。
【典例5】苯酚钠()是一种重要的盐,下列说法不正确的是
A.苯酚钠属于强电解质
B.苯酚钠水溶液呈中性
C.向苯酚钠浓溶液中滴加盐酸,溶液变浑浊
D.向苯酚溶液中滴加溶液,有苯酚钠生成
【变式5-1】下列关于苯酚的化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
【变式5-2】根据下列实验操作及现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向苯酚的苯溶液中滴加几滴浓溴水,未出现白色沉淀
在苯中苯酚不与反应生成2,4,6-三溴苯酚
B
在试管中取约溶液,加入5滴10%溶液,振荡后加入0.5 mL有机物X溶液并加热,无砖红色沉淀产生
X中不含醛基
C
将无水乙醇与浓硫酸共热至,将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色
乙醇发生消去反应生成乙烯
D
向盛放苯和甲苯的试管中分别滴加少量酸性溶液,充分振荡,盛放苯的试管中下层溶液为紫红色,盛放甲苯的试管中溶液为无色
苯环使甲基活化
A.A B.B C.C D.D
【变式5-3】下列说法中,不正确的是
A.室温下,在水中的溶解度:甘油>苯酚>溴乙烷
B.用溴水可以鉴别苯酚溶液、己烯、甲苯、四氯化碳
C.乙烯、乙炔、乙醛都能使溴水或酸性溶液褪色
D.苯中除杂质苯酚可以用浓溴水,过滤除去三溴苯酚
题型06 苯酚的鉴别与分离提纯
知识积累
1.苯酚与苯的鉴别
所加试剂
苯酚中的现象
苯中的现象
含Fe3+的溶液
变为紫色
分层
浓溴水
生成白色沉淀
分层
NaOH溶液
不分层
分层
金属钠
产生气泡
无明显现象
2.苯中混有苯酚
混合溶液中加入NaOH溶液,分液,有机层为_________,水层含有苯酚钠、NaOH,再通入足量二氧化碳后分液,得到_________。
【典例6】实验室回收废水中苯酚的过程如图所示。下列分析错误的是
A.操作Ⅰ为萃取、分液,萃取剂为苯
B.苯酚钠在苯中的溶解度比在水中的大
C.操作中苯酚不慎碰到皮肤,需用酒精清洗后,再用大量水不断冲洗
D.通过操作Ⅱ,苯可循环使用,三步操作均需要分液漏斗
【变式6-1】下列各组物质的鉴别方法中,错误的是
A.乙烯和乙烷:溴水 B.甲苯和苯甲醛:酸性高锰酸钾
C.乙醇和溴乙烷:蒸馏水 D.苯和苯酚:溶液
【变式6-2】硝基苯是一种重要的化工原料,密度比水大,难溶于水,易溶于乙醇、苯等有机溶剂。制备、提纯硝基苯的流程如图:
下列叙述错误的是
A.配制混酸时,应将浓硫酸缓缓滴加到浓硝酸中,边滴加边搅拌
B.加入NaOH溶液的目的是洗去残留的混酸
C.实验过程中浓硫酸的主要作用为催化剂、吸水剂
D.操作5为蒸馏,先馏出的物质为硝基苯
【变式6-3】分支酸在微生物、植物的芳香族氨基酸的生物合成系统中作为重要的中间体,其结构简式如图所示,下列说法不正确的是
A.分子中含有2个手性碳原子
B.1mol分支酸最多可以和3molBr2发生加成反应
C.分支酸遇到FeCl3溶液显紫色
D.分子中含有4种官能团
题型07 与羟基有关的计算
知识积累
1. 羟基与氢氧根的比较
电子式
电子数
稳定性
—OH(羟基)
_____
_____
不稳定,不能独立存在。
OH-(氢氧根)
_____
_____
较稳定,能独立存在。
2. 醇羟基与酚羟基的对比
钠
氢氧化钠
碳酸钠
碳酸氢钠
醇羟基
_________
_________
不反应
_________
酚羟基
_________
_________
_________
_________
能反应的,与试剂均为_________反应。
【典例7】1mol有机物X分别与足量浓溴水和NaOH溶液反应,消耗和NaOH的物质的量分别是
A.3mol、3mol B.2mol、2mol C.4mol、5mol D.4mol、3mol
【变式7-1】从葡萄籽中提取的原花青素结构如图,具有自由基清除能力等生物活性。下列关于该物质的说法错误的是
A.可溶于乙醇 B.具有抗氧化作用
C.分子中所有碳原子不可能共平面 D.1mol该有机物最多消耗7molNaOH
【变式7-2】咖啡酸广泛分布于金银花等多种中药植物中,其结构如图所示。下列关于咖啡酸的说法不正确的是
A.存在顺反异构 B.可以使酸性溶液褪色
C.与溴水发生反应最多有4种产物 D.1 mol咖啡酸最多能与反应
【变式7-3】化合物X()是制备某高血压药物的中间体。下列说法正确的是
A.X的分子式为
B.X分子中所有原子可能共平面
C.最多能消耗
D.X分子中的C原子采取和杂化
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3.1 醇和酚
题型01 醇的定义及物理性质
题型02 醇的化学性质
题型03 醇的系统命名法
题型04 苯酚的结构和物理性质
题型05 苯酚的化学性质
题型06 苯酚的鉴别与分离提纯
题型07 含羟基的相关计算
题型01 醇的定义及物理性质
知识积累
1.醇的定义
烃分子中的氢原子被羟基取代的衍生物中,羟基与饱和碳原子相连的化合物称为醇,官能团的结构简式为 -OH 。饱和一元醇的通式为CnH2n+1OH(n≥1)。
2.醇的物理性质
(1)低级的饱和一元醇为无色中性液体,具有特殊气味。
(2)溶解性:低级脂肪醇易溶于水,饱和一元醇的溶解度随着分子中碳原子数的递增而逐渐减小。
(3)密度:随着分子里碳数的递增,密度逐渐增大。
(4)沸点
①直链饱和一元醇的沸点随着分子中碳原子数的递增而逐渐升高。
②醇分子间存在氢键,所以相对分子质量相近的醇和烷烃相比,醇的沸点远远高于烷烃。
【典例1】对比下表信息,下列结论或预测正确的是
名称
结构简式
沸点/℃
甲醇
65
乙烷
-89
乙醇
78
丙烷
-42
正丙醇
97
正丁烷
x
正丁醇
y
硬脂醇
z
A. B.
C.醇和烷分子间能形成氢键 D.表中物质,硬脂醇的水溶性最高
【答案】A
【分析】①饱和一元醇的沸点随碳原子数增多而升高;②烷烃的沸点随分子中碳原子数增多而升高;③醇分子间可以形成氢键,相对分子质量相近的醇和烷烃,醇的沸点远高于烷烃。
【详解】A.由分析可知,硬脂醇的沸点高于正丁醇,正丁醇的沸点高于正丁烷,则x<y<z,故A正确;
B.由分析可知,正丁醇的沸点高于正丙醇,则,故B错误;
C.烷烃分子中不含有电负性较大的元素,无法和醇分子形成氢键,故C错误;
D.饱和一元醇在水中的溶解度随分子中碳原子数的增加而降低,则表中物质,硬脂醇的水溶性不是最高,故D错误;
故选A。
【变式1-1】下列说法中正确的是
A.羟基(-OH)与氢氧根(OH-)具有相同的结构
B.所有的醇在常温下均为液态
C.醇类物质都易溶于水,并且随着分子内羟基数目的增多,溶解性增强
D.由于醇分子间存在氢键,使得相对分子质量相近的醇比烷烃的熔、沸点高
【答案】D
【详解】A.羟基不带电荷,而OH-带一个单位负电荷,二者结构不同,A错误;
B.醇的物理性质随着碳原子数的递增而呈现一定的规律性,如在水中溶解性逐渐减小,碳原子数<12的醇为液态,易溶或部分溶于水,而碳原子数≥12的醇为固态,B错误;
C.相同碳原子数的醇,随着分子内羟基数目的增多,在水中的溶解性增强,C错误;
D.相对分子质量相近的醇与烷烃相比熔、沸点高的原因是由于醇分子间存在氢键,D正确;
故答案选D。
【变式1-2】下列各组物质,可用分液漏斗将它们分离的是
A.苯和乙醇 B.苯和液溴 C.己烷和水 D.苯和甲苯
【答案】C
【分析】分液漏斗可将互不相容的两种液体分离,据此分析解答。
【详解】苯和乙醇,苯和液溴,苯和甲苯,每组两种物质均互溶,不能用分液漏斗分离,A、B、D不符合题意,己烷和水不互溶,可用分液漏斗分离,符合题意,故选C。
【变式1-3】室温下,下列有机物在水中的溶解度最大的是
A.甲苯 B.苯酚 C.丙三醇 D.溴乙烷
【答案】C
【详解】A.甲苯是非极性分子,难溶于水,而且所有的烃都不溶于水;
B.常温下苯酚微溶于水;
C.丙三醇是极性分子,与水分子间形成氢键,所以极易溶于水;
D.所有卤代烃都不溶于水,所以溴乙烷难溶于水。
故选C。
题型02 醇的化学性质
知识积累
乙醇发生化学反应时,可断裂不同的化学键。如
1. 与钠反应,分子中a键断裂,化学方程式为2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑。分子中b、d键断裂,化学方程式为
2. 消去反应,分子中b、d键断裂,化学方程式为CH3CH2OHCH2==CH2↑+H2O。
3. 取代反应
(1) 与HX发生取代反应,分子中b键断裂,化学方程式为C2H5OH+HXC2H5X+H2O。
(2) 分子间脱水,一分子中a键断裂,另一分子中b键断裂,化学方程式为2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O。
(3) 酯化反应,分子中a键断裂,化学方程式为CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O
4. 氧化反应
(1) 燃烧反应,所有化学键均断裂,化学方程式为C2H5OH+3O22CO2+3H2O。
(2) 催化氧化,分子中a、c键断裂,化学方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。
【典例2】下列化学变化过程中,不存在C-H键断裂的是
A.140℃下加热乙醇和浓硫酸混合物 B.溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热
C.苯酚与溴水的反应 D.170℃下加热乙醇和浓硫酸混合物
【答案】A
【详解】A.140℃在浓硫酸作用下,两分子乙醇发生反应生成乙醚和水,属于分子间脱水(取代反应),断裂的是O-H和C-O键,未涉及C-H键断裂,A符合题意;
B.溴乙烷与NaOH乙醇溶液共热发生消去反应,需断裂β-C的C-H键生成乙烯,存在C-H断裂,B不符合题意;
C.苯酚与溴水发生取代反应,苯环上的H被Br取代,C-H键断裂,C不符合题意;
D.170℃在浓硫酸作用下,乙醇分子内脱水生成乙烯(消去反应),需断裂β-C的C-H键,存在C-H断裂,D不符合题意;
故选A。
【变式2-1】下列变化过程中不属于取代反应的是
A.乙醇与浓的氢溴酸混合加热
B.乙醇、乙酸与浓硫酸混合
C.乙醇在浓硫酸催化作用下发生脱水反应生成乙醚
D.乙醇和氧化铜加热生成乙醛
【答案】D
【详解】A.乙醇与浓的氢溴酸混合加热发生反应:,符合取代反应的原理,A不符合题意;
B.乙醇、乙酸与浓硫酸混合发生酯化反应生成酯:,符合取代反应的原理,B不符合题意;
C.乙醇在浓硫酸催化作用下发生脱水反应生成乙醚:,符合取代反应的原理,C不符合题意;
D.乙醇和氧化铜加热生成乙醛:,发生的是氧化反应,不符合取代反应的原理,D符合题意;
故答案为:D。
【变式2-2】在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A.苯氯苯苯酚
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】A.苯与氯气在光照条件下发生加成反应生成六氯环己烷,无法得到氯苯,且氯苯在NaOH水溶液中加热发生水解反应生成苯酚钠,A错误;
B.乙烯与水在催化剂、加热加压条件下发生加成反应生成乙醇,转化可实现,B正确;
C.CH3CH2Cl与NaOH水溶液共热发生水解反应生成乙醇,若要得到乙烯需要与NaOH醇溶液共热发生消去反应,该转化不能实现,C错误;
D.乙醇与浓硫酸共热到140℃生成乙醚,共热到170℃才会发生消去反应生成乙烯,D错误;
故选B。
【变式2-3】下列醇中,既能发生消去反应,又能被氧化成醛的是
A. B. C.2,2-二甲基丙醇 D.
【答案】D
【分析】根据醇消去反应的机理可知,消去反应需与羟基相连碳原子的邻位碳有氢,结合醇催化氧化机理可知,与羟基相连的碳原子上没有H不能发生催化氧化,有1个H被催化氧化为酮,有2个或3个H被催化氧化为醛,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,由于CH3OH(甲醇)无邻位碳,不能发生消去反应,能催化氧化生成甲醛,A不合题意;
B.由分析可知,(CH3)2CHOH(2-丙醇)能发生消去反应生成丙烯,但催化氧化生成丙酮,不能生成醛,B不合题意;
C.由分析可知,2,2-二甲基丙醇的结构简式为(CH3)3CCH2OH,不能发生消去反应,能被催化氧化成(CH3)3CCHO,C不合题意;
D.由分析可知,(CH3)2CHCH2OH(2-甲基-1-丙醇)能发生消去生成(CH3)2C=CH2;能催化氧化生成醛:(CH3)2CHCHO,D符合题意;
故答案为:D。
题型03 醇的系统命名法
知识积累
醇的命名
选主链:选择连有羟基的最长碳链为主链,根据主链碳原子的数目称为“某醇”;
编碳号:从距离羟基最近的一端开始,给主链碳原子依次编号,距离相同时,使取代基位次和最小;
标位置:醇的名称前用阿拉伯数字表示羟基的位置,羟基的个数用汉字数字标出。
如: 名称:1,2,3-丙三醇
【典例3】下列有关物质的命名正确的是( )
A.(CH3)2CHCH2OH:2-甲基丙醇 B.CH3CH2CH2CHOHCH2CH3:4-己醇
C.CH3CH2CHOHCH2OH:1,2-丁二醇 D.(CH3CH2)2CHOH:2-乙基-1-丙醇
【答案】C
【详解】醇类的命名选择含羟基的最长碳链作主链,按其所含碳原子数称为某醇,并从靠近羟基的一端依次编号,写全名时,将羟基所在碳原子的编号写在某醇前面。A项, (CH3)2CHCH2OH的名称应该是2-甲基-1-丙醇,A错误;B项, CH3CH2CH2CHOHCH2CH3的名称应该是3-己醇,B错误;C项, CH3CH2CHOHCH2OH的名称是1,2-丁二醇,C正确;D项, (CH3CH2)2CHOH的名称应该是3-戊醇,D错误。故选C。
【变式3-1】下列有机物命名正确的是
A. 5-乙基-2-己烯 B. 2-甲基-1-丙醇
C. 2-戊醇 D. 1,3,4-三甲苯
【答案】C
【详解】
A.主链上有7个碳原子,碳碳双键在2号碳原子上,甲基在5号位,系统命名为5-甲基-2-庚烯,A错误;
B.主链上有4个碳原子,羟基在2号碳原子上,系统命名为2-丁醇,B错误;
C.主链上有5个碳原子,羟基在2号碳原子上,系统命名为2-戊醇,C正确;
D.中甲基在1,2,4号位上,系统命名为1,2,4-三甲苯,D错误;
故选C。
【变式3-2】下列物质既可以发生消去反应,又能被氧化成醛的物质是
A.2,2—二甲基—1—丁醇 B.2—甲基—1—丁醇
C.2—甲基—2—丁醇 D.2,3—二甲基—2—丁醇
【答案】B
【分析】与醇羟基相连的碳原子上的氢原子大于等于2时,该醇能被催化氧化为醛基,与醇羟基相连碳原子的邻位碳原子上有氢原子时,能够发生消去反应。
【详解】A.2,2-二甲基-1-丁醇的结构为,不能发生消去反应,能发生催化氧化反应生成醛,故A不选;
B.2-甲基-1-丁醇的结构为,能够发生消去反应,同时也能发生催化氧化反应生成醛,故B选;
C.2-甲基-2-丁醇的结构为,能够发生消去反应,不能发生催化氧化反应,故C不选;
D.2,3-二甲基-2-丁醇的结构为,能够发生消去反应,但无法发生催化氧化反应,故D不选
综上所述,答案为B。
【变式3-3】下列有机物的系统命名中正确的是
A.4-甲基-2,4-己二烯 B.2-甲基-3-丁炔
C.1-甲基-2-丙醇 D.2,3,3-三甲基-4-乙基己烷
【答案】D
【详解】
A.按名称画出结构简式为,实际命名为3-甲基-2,4-己二烯,A错误;
B.按名称画出结构简式为,实际命名为3-甲基-1-丁炔,B错误;
C.1号C不可能有甲基、乙基等取代基,正确命名为:2-丁醇,C错误;
D.按名称画出结构简式为,结构和命名相符,D正确;
答案选D。
题型04 苯酚的结构和物理性质
知识积累
1. 羟基与苯环直接相连而形成的化合物称为酚。官能团为羟基(-OH) ,最简单的酚为苯酚。
2. 苯酚的物理性质
(1) 颜色状态—无色晶体(露置在空气中会因部分被氧化而显粉红色)。
(2)溶解性—常温下在水中溶解度不大,高于65 ℃与水混溶,苯酚易溶于乙醇等有机溶剂。
(3)毒性—有毒,对皮肤有强烈的腐蚀作用,不慎粘在皮肤上应立即用酒精清洗,再用水冲洗。
【典例4】下列关于苯酚的叙述中,错误的是
A.其水溶液显弱酸性,俗称石炭酸
B.苯酚的浓溶液对皮肤有强烈的腐蚀性,如果不慎沾到皮肤上,应立即用酒精洗涤,再用水冲洗
C.其在水中的溶解度随温度的升高而增大,超过时可以与水以任意比例互溶
D.在碳酸氢钠溶液中滴入苯酚的水溶液后立即放出二氧化碳
【答案】D
【详解】A.苯酚水溶液呈弱酸性,其酸性比碳酸还要弱,俗称石炭酸,A正确;
B.苯酚浓溶液腐蚀性强,用酒精清洗可溶解苯酚,再用水冲洗,处理方式正确,B正确;
C.苯酚溶解度随温度升高而增大,65℃以上与水任意比例互溶,C正确;
D.苯酚酸性弱于碳酸,无法与碳酸氢钠反应生成二氧化碳,D错误;
故选D。
【变式4-1】苯酚常用于医疗器械的消毒,实验小组用苯酚进行了如下实验。下列说法不正确的是
实验1:向装有苯酚固体的试管中加入少量水,充分振荡,得到悬浊液。加热试管,液体变澄清,冷却后溶液变浑浊。
实验2:取少量实验1中的浑浊液,向其中边振荡边滴加溶液,溶液变澄清。
实验3:向实验2的溶液中通入少量,溶液变浑浊。
实验4:向苯酚溶液中,滴加少量稀溴水,无现象。
A.由实验1可知苯酚在热水中的溶解度大于在冷水中
B.实验2中苯酚与溶液反应生成苯酚钠溶液
C.实验3中反应的离子方程式为
D.由实验4可知苯酚与稀溴水不反应
【答案】D
【详解】A.在常温下得到的是悬浊液,说明溶解度较小,而加热之后变澄清则说明温度升高溶解度增大,即苯酚在热水中的溶解度大于在冷水中,故A正确;
B.苯酚具有弱酸性,加入溶液后发生反应生成苯酚钠,钠盐易溶于水,故B正确;
C.苯酚钠溶液中通入二氧化碳,由于酸性:碳酸>苯酚>碳酸氢根,则苯酚钠溶液中通入少量CO2生成苯酚和NaHCO3,故C正确;
D.步骤4中使用稀溴水,浓度太小导致反应速率过慢,很难看到现象,因此实验操作应为:加入足量浓溴水,生成白色沉淀,故D错误;
故答案选D。
【变式4-2】下列化合物中不属于醇类的是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】醇含有羟基,但是含有羟基的不一定属于醇,如羟基和苯环直接相连,形成的是酚等,C属于酚类,ABD属于醇;
故选C。
【变式4-3】下列各组物质,一定互为同系物的是
A.和 B.CH3CH2OH和HOCH2CH2CH2OH
C.CH3(CH2)3CH3和(CH3)2CHCH2CH3 D.HCOOCH3和CH3COOCH2CH3
【答案】D
【分析】结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物互相称为同系物,同系物必须是同一类物质(含有相同且数量相等的官能团);
【详解】A.官能团分别为醇羟基、酚羟基,两者结构不相似,不是同系物,故A错误;
B.含羟基的数目不同,结构不相似,不是同系物,故B错误;
C.两者分子式相同结构不同,属于同分异构体,故C错误;
D.HCOOCH3和CH3COOCH2CH3相差2个‘CH2’,官能团都是酯基,属于同系物,故D正确;
故选D。
题型05 苯酚的化学性质
知识积累
1.弱酸性(苯环对羟基的影响,使—OH更活泼)
(1)苯酚电离方程式:C6H5OHC6H5O-+H+
(2)和NaOH反应方程式:
(3)与Na反应的化学方程式为:2C6H5OH+2Na→2C6H5ONa+H2↑
2.羟基对苯环的影响,使苯环易与溴发生取代反应,方程式为:
+3HBr
3. 显色反应:苯酚跟FeCl3溶液作用显紫色,利用这一反应可以检验苯酚的存在。
4. 加成反应:+3H2。
5.氧化反应:苯酚易被空气中的氧气、酸性KMnO4溶液氧化。
【典例5】苯酚钠()是一种重要的盐,下列说法不正确的是
A.苯酚钠属于强电解质
B.苯酚钠水溶液呈中性
C.向苯酚钠浓溶液中滴加盐酸,溶液变浑浊
D.向苯酚溶液中滴加溶液,有苯酚钠生成
【答案】B
【详解】A.苯酚钠为钠盐,属于强电解质,在水溶液中完全电离,A正确;
B.苯酚钠为强碱弱酸盐,发生水解:,水溶液呈碱性,B错误;
C.盐酸为强酸,苯酚为弱酸,向苯酚钠浓溶液中滴加盐酸,发生反应,苯酚常温下溶解度小,溶液变浑浊,C正确;
D.酸性:,向苯酚溶液中滴加溶液,发生反应,有苯酚钠生成,D正确;
故选B。
【变式5-1】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
【详解】
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5-2】根据下列实验操作及现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向苯酚的苯溶液中滴加几滴浓溴水,未出现白色沉淀
在苯中苯酚不与反应生成2,4,6-三溴苯酚
B
在试管中取约溶液,加入5滴10%溶液,振荡后加入0.5 mL有机物X溶液并加热,无砖红色沉淀产生
X中不含醛基
C
将无水乙醇与浓硫酸共热至,将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色
乙醇发生消去反应生成乙烯
D
向盛放苯和甲苯的试管中分别滴加少量酸性溶液,充分振荡,盛放苯的试管中下层溶液为紫红色,盛放甲苯的试管中溶液为无色
苯环使甲基活化
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.2,4,6-三溴苯酚易溶于有机溶剂苯,即使苯酚与反应,生成产物也会溶解在苯中无法析出白色沉淀,不能说明苯酚不与反应,A错误;
B.醛基与新制氢氧化铜的反应需要在强碱性环境下进行,该实验中用量远不足,过量导致溶液呈酸性,反应无法发生,不能说明X不含醛基,B错误;
C.无水乙醇易挥发,同时反应可能生成副产物,乙醇和都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法证明乙醇消去生成了乙烯,C错误;
D.苯不能使酸性溶液褪色,甲苯中甲基可被酸性氧化,对比可知苯环使甲基的活性增强,D正确;
答案选D。
【变式5-3】下列说法中,不正确的是
A.室温下,在水中的溶解度:甘油>苯酚>溴乙烷
B.用溴水可以鉴别苯酚溶液、己烯、甲苯、四氯化碳
C.乙烯、乙炔、乙醛都能使溴水或酸性溶液褪色
D.苯中除杂质苯酚可以用浓溴水,过滤除去三溴苯酚
【答案】D
【详解】A.甘油含多个羟基,与水形成氢键能力强,极易溶于水;室温下苯酚在水中溶解度较小;溴乙烷为卤代烃难溶于水,溶解度顺序正确,A正确;
B.溴水与苯酚反应生成白色沉淀,与己烯发生加成反应使溴水褪色且分层,甲苯萃取溴后上层呈橙红色,四氯化碳萃取溴后下层呈橙红色,四种物质现象不同可以鉴别,B正确;
C.乙烯含碳碳双键、乙炔含碳碳三键、乙醛含醛基,均能与溴水反应(乙烯、乙炔发生加成反应,乙醛被溴水氧化),也均能被酸性氧化,可使两种溶液褪色,C正确;
D.三溴苯酚属于有机物,可溶于苯中,无法通过过滤除去,且过量的溴会溶于苯引入新杂质,除杂方法错误,D错误;
故选D。
题型06 苯酚的鉴别与分离提纯
知识积累
1.苯酚与苯的鉴别
所加试剂
苯酚中的现象
苯中的现象
含Fe3+的溶液
变为紫色
分层
浓溴水
生成白色沉淀
分层
NaOH溶液
不分层
分层
金属钠
产生气泡
无明显现象
2.苯中混有苯酚
混合溶液中加入NaOH溶液,分液,有机层为 苯 ,水层含有苯酚钠、NaOH,再通入足量二氧化碳后分液,得到苯酚。
【典例6】实验室回收废水中苯酚的过程如图所示。下列分析错误的是
A.操作Ⅰ为萃取、分液,萃取剂为苯
B.苯酚钠在苯中的溶解度比在水中的大
C.操作中苯酚不慎碰到皮肤,需用酒精清洗后,再用大量水不断冲洗
D.通过操作Ⅱ,苯可循环使用,三步操作均需要分液漏斗
【答案】B
【分析】向含苯酚的废水中加入苯,苯作萃取剂,将苯酚萃取至苯中,再进行分液得到苯酚的苯溶液,则操作Ⅰ为萃取、分液;向苯酚的苯溶液中加入溶液充分反应将苯酚转化为苯酚钠,苯与苯酚钠溶液不互溶,再进行分液操作,得到苯与苯酚钠溶液,苯可以循环利用;最后向苯酚钠溶液中加入盐酸得到苯酚和NaCl溶液,同样经过分液操作分离得到苯酚,据此解答。
【详解】A.由分析可知,操作Ⅰ为萃取、分液,萃取剂为苯,A正确;
B.苯酚钠属于钠盐,是离子化合物,易溶于水,则苯酚钠在苯中的溶解度比在水中的小,B错误;
C.苯酚有毒,对皮肤有腐蚀性,且苯酚易溶于酒精,则操作中苯酚不慎碰到皮肤,需用酒精清洗后,再用大量水不断冲洗,C正确;
D.由分析可知,通过操作Ⅱ得到苯与苯酚钠溶液,苯可以循环利用,且操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均涉及分液操作,均需要分液漏斗,D正确;
故选B。
【变式6-1】下列各组物质的鉴别方法中,错误的是
A.乙烯和乙烷:溴水 B.甲苯和苯甲醛:酸性高锰酸钾
C.乙醇和溴乙烷:蒸馏水 D.苯和苯酚:溶液
【答案】B
【详解】A.乙烯含碳碳双键,能与溴水发生加成反应使其褪色,而乙烷为饱和烃,无法反应,故可用溴水鉴别,A正确;
B.甲苯(属于苯的同系物)、苯甲醛(含醛基)均可被酸性高锰酸钾氧化,因此酸性高锰酸钾不可鉴别两者,B错误;
C.乙醇与水互溶,溴乙烷不溶于水且密度比水大,加水后分层现象明显,蒸馏水可鉴别二者,C正确;
D.苯酚遇溶液显紫色,苯无此反应,D正确;
故选B。
【变式6-2】硝基苯是一种重要的化工原料,密度比水大,难溶于水,易溶于乙醇、苯等有机溶剂。制备、提纯硝基苯的流程如图:
下列叙述错误的是
A.配制混酸时,应将浓硫酸缓缓滴加到浓硝酸中,边滴加边搅拌
B.加入NaOH溶液的目的是洗去残留的混酸
C.实验过程中浓硫酸的主要作用为催化剂、吸水剂
D.操作5为蒸馏,先馏出的物质为硝基苯
【答案】D
【分析】苯和混酸反应生成硝基苯,混合液经过冰水降温,经过操作1可以得到粗产品1,则操作1是分离有机物与无机物的操作,为分液操作,粗产品1加入氢氧化钠溶液洗去表面残留的混酸,经分液操作得到粗产品2,粗产品2经过蒸馏水洗涤,经分液得到粗产品3,加入无水硫酸钠吸收水分经分液得到粗产品4,粗产品4可能混有苯杂质,经蒸馏操作得到硝基苯。
【详解】A.浓硫酸的密度大于浓硝酸,二者混合放热,所以需要将浓硫酸缓缓滴加到浓硝酸中,边滴加边搅拌,故A正确;
B.加入NaOH溶液的目的是洗去粗产品1中残留的混酸,故B正确;
C.浓硫酸在苯的硝化反应中的主要作用为催化剂、吸水剂,故C正确;
D.硝基苯的相对分子质量大于苯,则沸点大于苯,所以先馏出的物质为苯,故D错误;
故选D。
【变式6-3】分支酸在微生物、植物的芳香族氨基酸的生物合成系统中作为重要的中间体,其结构简式如图所示,下列说法不正确的是
A.分子中含有2个手性碳原子
B.1mol分支酸最多可以和3molBr2发生加成反应
C.分支酸遇到FeCl3溶液显紫色
D.分子中含有4种官能团
【答案】C
【详解】A.手性碳原子需连有四个不同基团。分支酸结构中,连接羟基的碳原子及另一饱和碳原子均连有四个不同基团,共2个手性碳,A正确;
B.Br2与碳碳双键发生加成反应,1mol双键加成1mol Br2。分子中含3个碳碳双键,故1mol分支酸最多与3mol Br2加成,B正确;
C.FeCl3溶液显紫色是酚羟基的特征反应,分支酸中羟基连接在脂环(非苯环)上,为醇羟基,无此现象,C错误;
D.分子含羧基(-COOH)、羟基(-OH)、碳碳双键(C=C)、醚键(-O-)共4种官能团,D正确;
题型07 与羟基有关的计算
知识积累
1. 羟基与氢氧根的比较
电子式
电子数
稳定性
—OH(羟基)
9e-
不稳定,不能独立存在。
OH-(氢氧根)
10e-
较稳定,能独立存在。
2. 醇羟基与酚羟基的对比
钠
氢氧化钠
碳酸钠
碳酸氢钠
醇羟基
反应
不反应
不反应
不反应
酚羟基
反应
反应
反应
不反应
能反应的,与试剂均为1:1反应。
【典例7】1mol有机物X分别与足量浓溴水和NaOH溶液反应,消耗和NaOH的物质的量分别是
A.3mol、3mol B.2mol、2mol C.4mol、5mol D.4mol、3mol
【答案】C
【详解】由X结构可知,分子中含3个酚羟基、1个碳碳双键、1个碳氯键,酚羟基的邻、对位上的氢能与浓溴水发生取代反应,碳碳双键能与浓溴水发生加成反应,则1mol该物质消耗4mol Br2;酚羟基、碳氯键均可与NaOH溶液反应,氯原子反应生成的酚羟基还能和氢氧化钠反应,则1mol该物质消耗5mol NaOH,即消耗和NaOH的物质的量分别是4mol、5mol,故选C。
【变式7-1】从葡萄籽中提取的原花青素结构如图,具有自由基清除能力等生物活性。下列关于该物质的说法错误的是
A.可溶于乙醇 B.具有抗氧化作用
C.分子中所有碳原子不可能共平面 D.1mol该有机物最多消耗7molNaOH
【答案】D
【详解】A.该有机物分子中含有多个羟基(),乙醇也含羟基,二者结构上的相似性较强,含有多个羟基的有机物可溶于乙醇,A正确;
B.题干明确指出该物质“具有自由基清除能力”,自由基清除能力是抗氧化作用的典型特征,酚类物质易被氧化,可清除自由基,B正确;
C.分子中存在饱和碳原子(连接4个不同的原子或基团的碳原子),该碳原子为杂化,呈四面体结构,导致与其相连的苯环及其他基团无法共平面,因此所有碳原子不可能共平面,C正确;
D.该结构中,能与NaOH反应的官能团为酚羟基(醇羟基不与NaOH反应),该分子中左边苯环有2个酚羟基,右边苯环有3个酚羟基,共5个酚羟基,1mol该有机物最多消耗5 mol NaOH,D错误;
故答案选D。
【变式7-2】咖啡酸广泛分布于金银花等多种中药植物中,其结构如图所示。下列关于咖啡酸的说法不正确的是
A.存在顺反异构 B.可以使酸性溶液褪色
C.与溴水发生反应最多有4种产物 D.1 mol咖啡酸最多能与反应
【答案】C
【详解】A.该结构中的碳碳双键的两个碳原子均连接了两种不同的原子或基团,满足顺反异构的条件,因此存在顺反异构,A正确;
B.咖啡酸中含有碳碳双键和酚羟基的结构,具有还原性,可以使酸性溶液褪色,B正确;
C.与溴水反应时,碳碳双键与溴发生加成反应,酚羟基的邻、对位共有3个氢原子可被溴原子取代,则产物包括:仅双键加成(1种)、加成+单取代(3种)、加成+二取代(3种)、加成+三取代(1种),产物总数远多于4种,C错误;
D.咖啡酸中的羧基最多可与1mol反应,酚羟基可与反应。因此咖啡酸最多能与反应,D正确;
故答案选C。
【变式7-3】化合物X()是制备某高血压药物的中间体。下列说法正确的是
A.X的分子式为
B.X分子中所有原子可能共平面
C.最多能消耗
D.X分子中的C原子采取和杂化
【答案】D
【详解】A.X的分子式为,故A错误;
B.X分子中有4个饱和的碳原子,此4碳原子均采取sp3杂化,所以不可能所有原子共平面,故B错误;
C.中只有1mol酚羟基能与氢氧化钠反应,所以最多能消耗,故C错误;
D.X分子中苯环上的碳原子采取sp2杂化,此外还有4个饱和的碳原子均采取sp3杂化,即C原子采取了和杂化,故D正确;
故答案为:D。
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