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) Na ① 置换 2CH3CH2OH＋2Na―→ 2CH3CH2ONa＋H2↑ HBr，△ ② 取代 CH3CH2OH＋HBr CH3CH2Br＋H2O O2(Cu)，△ ①③ 氧化 2CH3CH2OH＋O2 2CH3CHO＋2H2O 浓硫酸，170 ℃ ②④ 消去 CH3CH2OH CH2===CH2↑＋H2O 浓硫酸，140 ℃ ①或② 取代 2CH3CH2OH C2H5—O—C2H5＋H2O CH3COOH (浓硫酸，△) ① 取代 (酯化) CH3CH2OH＋CH3COOH 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．1 mol芥子醇分子中与足量钠反应能生成1 mol H2 C．1 mol芥子醇与足量浓溴水反应，最多消耗1 mol Br2 D．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】　C 2．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】　C 3．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)①⑦　②④　③⑤⑥ (2)①②③　⑥　⑦ ● 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】　C 5．(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】　C 6．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C15H14O7　②1 mol儿茶素A在一定条件下最多能与7 mol H2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∶1　④1 mol儿茶素A与足量的浓溴水反应，最多消耗Br2 4 mol A．①②      B．②③  C．③④      D．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1 mol儿茶素A最多可与6 mol H2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，1 mol儿茶素A最多消耗5 mol NaOH，而醇羟基和酚羟基均能与Na反应，1 mol 儿茶素A最多消耗6 mol Na；酚羟基的邻对位均可与溴反应，因此1 mol儿茶素A最多可消耗4 mol Br2。 【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 CH2O HCHO —CHO 乙醛 C2H4O CH3CHO         3.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 醛 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 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：CH3COOH  H＋＋CH3COO－。 ②酯化反应 酸脱羟基，醇脱氢。CH3COOH和CH3CH OH发生酯化反应的化学方程式为： CH3COOH＋C2H OH 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 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 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＋ ＋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】　D 2.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C15H22O3 B．与FeCl3溶液发生反应后溶液显紫色 C．1 mol A最多可以与2 mol Cu(OH)2反应