第三节烃的含氧衍生物

第三节烃的含氧衍生物[考纲展示]1.认识醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点以及它们的转化关系。2.能列举事实说明有机物分子中基团之间的相互影响。3.结合实际了解某些有机物对环境和健康可能产生的影响，关注有机化合物的安全使用问题。考点1|醇和酚固本探源一、醇1．概念：醇是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，饱和一元醇的分子通式为CnH2n＋2O(n≥1)。2．分类3．物理性质4．化学性质分子发生反应的部位及反应类型如下：条件断键位置反应类型化学方程式(以乙醇为例)Na①置换2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑HBr，△②取代CH3CH2OH＋HBr――→△CH3CH2Br＋H2OO2(Cu)，△①③氧化2CH3CH2OH＋O2――→Cu△2CH3CHO＋2H2O浓硫酸，170℃②④消去CH3CH2OH――→浓硫酸170℃CH2===CH2↑＋H2O浓硫酸，140℃①或②取代2CH3CH2OH――→浓硫酸140℃C2H5—O—C2H5＋H2OCH3COOH(浓硫酸，△)①取代(酯化)CH3CH2OH＋CH3COOH浓硫酸△CH3COOC2H5＋H2O二、酚1．酚的概念羟基与苯环直接相连而形成的化合物称为酚。(1)“酚”是一种烃的含氧衍生物的总称，其根本特征是羟基与苯环直接相连。(2)酚分子中的苯环，可以是单环，也可以是稠环，如也属于酚。2．苯酚的组成与结构3．苯酚的物理性质4．苯酚的化学性质典例引领[典例1](2016·江西鹰潭测试改编)膳食纤维具有突出的保健功能，是人体的“第七营养素”。木质素是一种非糖类膳食纤维，其单体之一——芥子醇结构简式如图所示。下列有关芥子醇的说法不正确的是()A．芥子醇分子中有两种含氧官能团B．1mol芥子醇分子中与足量钠反应能生成1molH2C．1mol芥子醇与足量浓溴水反应，最多消耗1molBr2D．芥子醇能发生的反应类型有氧化、取代、加成、消去反应【解析】芥子醇分子中有三种含氧官能团，分别是醚键、醇羟基和酚羟基，A错误；芥子醇分子中的酚羟基和醇羟基都能与Na反应生成H2，且2—OH～1H2，B正确；酚与溴水反应时，溴原子取代酚羟基邻、对位上的氢原子，但芥子醇中邻、对位被其他基团占据，故只能与发生加成反应，C正确；芥子醇结构中含有和醇羟基，且与羟基相连碳原子的邻位碳原子上有氢原子，故能发生加成、取代、消去和氧化反应，D正确。【答案】A题组强化●题组1—醇的结构与性质1.(2016·江西红色六校月考)某化学反应过程如图所示，由图得出的判断正确的是()A．生成物是丙醛和丙酮B．1­丙醇发生了还原反应C．反应中有红黑颜色交替变化的现象D．醇类都能发生图示的催化氧化反应【解析】图示中发生的化学反应可以表述为2Cu＋O2=====△2CuO，CuO＋CH3CH2CH2OH――→△CH3CH2CHO＋Cu＋H2O，总反应为醇的催化氧化。伯醇(—CH2OH)氧化成醛，仲醇氧化为酮，叔醇不发生催化氧化反应，故只有C项正确。【答案】C2．下列醇类物质中既能发生消去反应，又能发生催化氧化反应生成醛类的物质是()【解析】发生消去反应的条件是：与—OH相连的碳原子的相邻碳原子上有H原子，上述醇中，B不符合。与羟基(—OH)相连的碳原子上有H原子的醇可被氧化，但只有含有两个氢原子的醇(即含有—CH2OH)才能转化为醛。【答案】C3．有下列几种醇(1)其中能被催化氧化生成醛的是________(填编号，下同)，其中能被催化氧化，但不是生成醛的是________，其中不能被催化氧化的是________。(2)与浓H2SO4共热发生消去反应只生成一种烯烃的是________，能生成三种烯烃的是________，不能发生消去反应的是________。【解析】醇的催化氧化，实质上是一个醇分子中脱去两个氢原子(一个来自羟基，另一个来自与羟基直接相连的碳原子上的氢原子)与氧气或氧化剂中的氧原子结合成水，同时“醇分子”中形成碳氧双键。而醇的消去反应是醇中的—OH与连—OH碳原子的相邻碳原子上的H原子结合成水，同时生成碳碳双键。【答案】(1)①⑦②④③⑤⑥(2)①②③⑥⑦●题组2—酚的结构和性质4．(2016·郑州一调)BHT是一种常用的食品抗氧化剂，从出发合成BHT的方法有如下两种。下列说法不正确的是()A．推测BHT在水中的溶解度小于苯酚B．BHT与都能使酸性KMnO4溶液褪色C．方法一和方法二的反应类型都是加成反应D．BHT与具有完全相同的官能团【解析】A项，BHT中具有憎水性的羟基大于苯环，所以在水中溶解度小于苯酚，正确；B项，酚羟基、苯环所连甲基均能被酸性KMnO4溶液氧化，使酸性KMnO4溶液褪色，正确；C项，方法一属于加成反应，方法二属于取代反应，错误；D项，BHT与均只含有酚羟基，正确。【答案】C5．(2016·西安铁一中月考)白藜芦醇广泛存在于食物(例如桑椹、花生，尤其是葡萄)中，它可能具有抗癌性。下列不能与白藜芦醇反应的是()A．Na2CO3溶液B．FeCl3溶液C．NaHCO3溶液D．酸性KMnO4溶液【解析】从白藜芦醇的结构可知，它的官能团有碳碳双键、酚羟基，所以具有烯烃和酚的性质：与Na2CO3溶液反应生成酚钠和NaHCO3，与FeCl3溶液发生显色反应(显紫色)，双键和酚都能被酸性KMnO4溶液氧化，只有C项中的NaHCO3溶液不反应。【答案】C6．茶是我国的传统饮品，茶叶中含有的茶多酚可以替代食品添加剂中对人体有害的合成抗氧化剂，用于多种食品保鲜等，如图所示是茶多酚中含量最高的一种儿茶素A的结构简式，关于这种儿茶素A的有关叙述正确的是()①分子式为C15H14O7②1mol儿茶素A在一定条件下最多能与7molH2加成③等质量的儿茶素A分别与足量的金属钠和氢氧化钠反应消耗金属钠和氢氧化钠的物质的量之比为1∶1④1mol儿茶素A与足量的浓溴水反应，最多消耗Br24molA．①②B．②③C．③④D．①④【解析】由儿茶素A的结构简式可得分子式为C15H14O7；儿茶素A分子中含有两个苯环，所以1mol儿茶素A最多可与6molH2加成；分子中的—OH有5个酚羟基、1个醇羟基，只有酚羟基与NaOH反应，1mol儿茶素A最多消耗5molNaOH，而醇羟基和酚羟基均能与Na反应，1mol儿茶素A最多消耗6molNa；酚羟基的邻对位均可与溴反应，因此1mol儿茶素A最多可消耗4molBr2。【答案】D[归纳总结]脂肪醇、芳香醇、酚类物质的比较脂肪醇芳香醇酚实例CH3CH2OH官能团—OH—OH—OH结构特点—OH与链烃基相连—OH与芳香烃侧链相连—OH与苯环直接相连主要化学性质(1)取代反应(2)脱水反应(3)氧化反应(1)弱酸性(2)取代反应(3)显色反应(4)氧化反应(5)加成反应羟基H的活泼性酚羟基醇羟基特性红热铜丝插入醇中有刺激性气味(生成醛或酮；)使FeCl3溶液显紫色考点2|醛羧酸酯固本探源一、醛1．醛：醛是由烃基与醛基相连而构成的化合物，官能团为—CHO，饱和一元醛的分子通式为CnH2nO(n≥1)。2．甲醛、乙醛的分子组成和结构分子式结构简式官能团甲醛CH2OHCHO—CHO乙醛C2H4OCH3CHO3.甲醛、乙醛的物理性质颜色状态气味溶解性甲醛无色气体刺激性气味易溶于水乙醛液体与水、乙醇等互溶4.化学性质(以乙醛为例)醛类物质既有氧化性又有还原性，其氧化还原关系为醇氧化还原醛――→氧化羧酸。二、羧酸1．概念：由烃基(或氢原子)与羧基相连构成的有机化合物，可表示为R—COOH，官能团为—COOH，饱和一元羧酸的分子式为CnH2nO2(n≥1)。2．分类按烃基不同分脂肪酸：如乙酸、硬脂酸C17H35COOH、油酸C17H33COOH芳香酸：如苯甲酸按羧基数目分一元羧酸：如甲酸HCOOH、乙酸、硬脂酸二元羧酸：如乙二酸HOOC—COOH多元羧酸3．羧酸的代表物——乙酸(1)组成、结构、俗名(2)物理性质(3)化学性质(以乙酸为例)①酸的通性乙酸是一种弱酸，其酸性比碳酸强，在水溶液里的电离方程式为：CH3COOHH＋＋CH3COO－。②酯化反应酸脱羟基，醇脱氢。CH3COOH和CH3CH182OH发生酯化反应的化学方程式为：CH3COOH＋C2H185OH浓H2SO4△CH3CO_18OCH2CH3＋H2O。三、酯1．概念：羧酸分子羧基中的—OH被—OR取代后的产物。可简写为RCOOR′，官能团为COO—(R′)。2．物理性质典例引领[典例2](2016·武汉模拟)有机化合物A经李比希法测得其中含C为72.0%、H为6.67%，其余为氧元素，用质谱法分析得知A的相对分子质量为150。A的一种同分异构体E可用作茉莉、白兰、月下香等香精的调和香料。它可以用甲苯和乙醇为原料进行人工合成。合成路线如下：请填空：(1)A的分子式为________。(2)E的结构简式为________。(3)反应②③的反应类型分别为________，________________________。(4)写出反应①的化学方程式_________________________________________________________________________________________。(5)写出反应④的化学方程式____________________________________________________________________________________________。(6)D的芳香族同分异构体有________种，其中核磁共振氢谱的峰面积之比为1∶2∶2∶3的所有同分异构体的结构简式为___________________。【解析】乙醇氧化生成乙醛(B)，乙醛进一步氧化生成CH3COOH(C)；水解生成(D)，D＋C→E的反应为CH3COOH＋――→一定条件＋H2O。【答案】(1)C9H10O2题组强化●题组1—醛的结构与性质1．茉莉醛具有浓郁的茉莉花香，其结构简式如图所示：关于茉莉醛的下列叙述错误的是()A．在加热和催化剂的作用下，能被氢气还原B．能被高锰酸钾酸性溶液氧化C．在一定条件下能与溴发生取代反应D．不能与氢溴酸发生加成反应【解析】茉莉醛中—CHO能被H2还原成—CH2OH，、—CHO能被KMnO4酸性溶液氧化，能在一定条件下和Br2发生取代反应，A、B、C正确；能和HBr发生加成反应，D错误。【答案】D2.科学家研制出多种新型杀虫剂代替DDT，化合物A是其中的一种，其结构如图。下列关于A的说法正确的是()A．化合物A的分子式为C15H22O3B．与FeCl3溶液发生反应后溶液显紫色C．1molA最多可以与2molCu(OH)2反应D．1molA最多与1molH2加成【解析】化合物A的分子式为C15H22O3，A正确；A中无苯环，没有酚羟基，B不正确；1molA中含2mol—CHO,1mol，则最多可与4molCu(OH)2反应，可与3molH2发生加成反应，C、D不正确。【答案】A3．(2016·河南南阳一中检测)肉桂醛是一种食用香精，它广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果以及调味品中。工业上可通过下列反应制备：(1)请推测B侧链上可能发生反应的类型：_______________________________________________________________________________________________(任填两种)。(2)请写出两分子乙醛在上述条件下反应的化学方程式：_________________________________________________________。(3)请写出同时满足下列条件的B的所有同分异构体的结构简式：_________________________________________________________。①分子中不含羰基和羟基；②是苯的对二取代物；③除苯环外，不含其他环状结构。【解析】(1)B分子侧链