第3讲 烃的含氧衍生物[考纲要求] 1.认识醇、酚、醛、羧酸、酯的典型代表物的组成和结构特点，知道它们的转化关系。2.结合生产、生活实际了解某些烃的衍生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。考点一 醇、酚1．醇、酚的概念(1)醇是羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物，饱和一元醇的分子通式为CnH2n＋1OH(n≥1)。(2)酚是羟基与苯环直接相连而形成的化合物，最简单的酚为苯酚()。(3)醇的分类2．醇类物理性质的变化规律(1)溶解性低级脂肪醇易溶于水。(2)密度一元脂肪醇的密度一般小于1g·cm－3。(3)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。3．苯酚的物理性质(1)纯净的苯酚是无色晶体，有特殊气味，易被空气氧化呈粉红色。38(2)苯酚常温下在水中的溶解度不大，当温度高于65_℃时，能与水互溶，苯酚易溶于酒精。(3)苯酚有毒，对皮肤有强烈的腐蚀作用，如果不慎沾到皮肤上应立即用酒精洗涤。4．醇和酚的化学性质(1)由断键方式理解醇的化学性质如果将醇分子中的化学键进行标号如图所示，那么醇发生化学反应时化学键的断裂情况如下表所示：反应断裂的价键化学方程式(以乙醇为例)与活泼金属反应(1)2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑催化氧化反应(1)(3)2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O与氢卤酸反应(2)CH3CH2OH＋HBrCH3CH2Br＋H2O分子间脱水反应(1)(2)2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3＋H2O分子内脱水反应(2)(5)酯化反应(1)(2)由基团之间的相互影响理解酚的化学性质由于苯环对羟基的影响，酚羟基比醇羟基活泼；由于羟基对苯环的影响，苯酚中苯环上的氢比苯中的氢活泼。①弱酸性电离方程式为C6H5OHC6H5O－＋H＋，俗称石炭酸，但酸性很弱，不能使石蕊试液变红。38写出苯酚与NaOH反应的化学方程式：。②苯环上氢原子的取代反应苯酚与浓溴水反应，产生白色沉淀，化学方程式为。③显色反应苯酚跟FeCl3溶液作用显紫色，利用这一反应可检验苯酚的存在。深度思考1．由羟基分别跟下列基团相互结合所构成的化合物中，属于醇类的是__________，属于酚类的是__________。答案 CE BD2．设计一个简单的一次性完成实验的装置图，验证醋酸溶液、二氧化碳水溶液、苯酚溶液的酸性强弱顺序是CH3COOH>H2CO3>C6H5OH。(1)利用如图所示的仪器可以组装实验装置，则仪器的连接顺序是________接D，E接______，______接______。(2)有关反应的化学方程式为____________________________________________。(3)有的同学认为此装置不能验证H2CO3和C6H538OH的酸性强弱，你认为是否有道理？怎样改进实验才能验证H2CO3和C6H5OH的酸性强弱？答案 (1)A B C F(2)Na2CO3＋2CH3COOH―→2CH3COONa＋H2O＋CO2↑、(3)该同学说的有道理，应在锥形瓶和试管之间加一个盛NaHCO3溶液的洗气瓶，除去CO2中混有的醋酸蒸气。解析 (1)将A中的CH3COOH与Na2CO3发生反应：Na2CO3＋2CH3COOH―→2CH3COONa＋H2O＋CO2↑，说明酸性CH3COOH>H2CO3；产生的CO2气体通入苯酚钠溶液发生反应：＋H2O＋CO2―→＋NaHCO3，说明酸性H2CO3>，因此可组装出实验装置，即A接D，E接B，C接F。(3)醋酸易挥发，苯酚钠变浑浊，可能是醋酸与苯酚钠反应，应设计一个装置除去CO2中混有的醋酸蒸气。题组一 醇的组成、结构与性质1．(选修5P55－1)下列物质中，不属于醇类的是( )A．C3H7OHB．C6H5CH2OHC．C6H5OHD．答案 C2．(选修5P70－4)针对下图所示乙醇分子结构，下述关于乙醇在各种化学反应中化学键断裂情况的说法不正确的是( )A．与醋酸、浓硫酸共热时，②键断裂B．与金属钠反应时，①键断裂C．与浓硫酸共热至170℃时，②、④键断裂D．在Ag催化下与O2反应时，①、③键断裂答案 A3．乙醇和甲醚互为同分异构体，下列事实中最能说明二者结构不同的是( )A．乙醇易溶于水，甲醚不溶于水B．当把乙醇和浓硫酸的混合液共热到140℃时可生成乙醚38C．乙醇与钠作用可放出氢气，甲醚不与钠反应D．甲醚比乙醇更易溶于油脂类物质中答案 C解析 乙醇和甲醚在结构上的最大区别是乙醇分子中含有—OH，而甲醚分子中没有，含有—OH的物质能与金属钠反应放出H2。4．下列物质中，既能发生取代反应，又能发生消去反应，同时催化氧化生成醛的是( )答案 D解析 四种醇均能发生取代反应，能发生消去反应的为A、D，但A催化氧化生成酮，选D。醇的消去反应和催化氧化反应规律(1)醇的消去反应规律醇分子中，连有羟基(—OH)的碳原子必须有相邻的碳原子，并且此相邻的碳原子上必须连有氢原子时，才可发生消去反应，生成不饱和键。表示为如CH3OH、则不能发生消去反应。(2)醇的催化氧化规律醇的催化氧化的反应情况与跟羟基(—OH)相连的碳原子上的氢原子的个数有关。3838题组二 酚的结构与性质5．下列关于酚的说法不正确的是( )A．酚类是指羟基直接连在苯环上的化合物B．酚类都具有弱酸性，在一定条件下可以和NaOH溶液反应C．酚类都可以和浓溴水反应生成白色沉淀，利用该反应可以检验酚D．分子中含有羟基和苯环的含氧衍生物都属于酚类答案 D解析 羟基直接连在苯环上的化合物都属于酚类，A对；酚羟基可以电离出氢离子，所以酚类可以和NaOH溶液反应，B对；酚类中羟基的邻、对位易于与溴发生取代反应生成白色沉淀，C对；分子中含有苯环和羟基的物质不一定属于酚类，如属于芳香醇，D错。6．(2022·重庆理综，12)NM3和D58是正处于临床试验阶段的小分子抗癌药物，结构如下：关于NM3和D58的叙述，错误的是( )A．都能与NaOH溶液反应，原因不完全相同B．都能与溴水反应，原因不完全相同C．都不能发生消去反应，原因相同D．遇FeCl3溶液都显色，原因相同答案 C解析 由NM3的结构简式可知，分子内存在羧基、酚羟基和结构；而D58的结构简式中不存在羧基，存在酚羟基、醇羟基，但不可以发生醇羟基的消去反应，因为与醇羟基相连的碳原子的邻位碳原子上没有H原子，故两种物质都不能发生消去反应，但原因不同。题组三 醇、酚结构与性质的综合考查7．(2022·浙江理综，28)最近科学家获得了一种稳定性好、抗氧化能力强的活性化合物A，其结构如下：38在研究其性能的过程中，发现结构片段X对化合物A的性能起了重要作用。为了研究X的结构，将化合物A在一定条件下水解只得到B()和C。经元素分析及相对分子质量测定，确定C的分子式为C7H6O3，C遇FeCl3水溶液显紫色，与NaHCO3溶液反应有CO2产生。请回答下列问题：(1)化合物B能发生下列哪些类型的反应________。A．取代反应B．加成反应C．缩聚反应D．氧化反应(2)写出化合物C所有可能的结构简式__________________________________________________________________________________________________________。(3)化合物C能经下列反应得到G(分子式为C8H6O2，分子内含有五元环)；已知：RCOOHRCH2OH，RXRCOOH①确认化合物C的结构简式为__________________________________________。②F―→G反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________。③化合物E有多种同分异构体，1H核磁共振谱图表明，其中某些同分异构体含有苯环，且苯环上有两种不同化学环境的氢，写出这些同分异构体中任意三种的结构简式________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)ABD②＋H2O38③(或其他合理答案)解析 (1)B中含有的官能团有—OH和，—OH可发生取代反应，能与溴水发生加成反应，也能与酸性KMnO4溶液发生氧化反应。(2)C的分子式为C7H6O3，C遇FeCl3水溶液显紫色，可知C中含有酚羟基，与NaHCO3溶液反应有CO2产生，推知C中含—COOH，故C可能的结构简式为、和。(3)CD过程为羧基还原成醇羟基，DE过程为醇羟基被Br原子取代，EF过程与题中已知RXRCOOH的过程原理一样，G含五元环可知苯环上两支链相邻，故C的结构简式为。F―→G反应的化学方程式为＋H2O，E的结构简式为，E的同分异构体且符合题目要求的化合物的结构简式为。38脂肪醇、芳香醇、酚的比较类别脂肪醇芳香醇酚实例CH3CH2OHC6H5CH2CH2OHC6H5OH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)与钠反应；(2)取代反应；(3)脱水反应；(4)氧化反应；(5)酯化反应(1)弱酸性；(2)取代反应；(3)显色反应特性将红热的铜丝插入醇中有刺激性气味产生(生成醛或酮)遇FeCl3溶液显紫色考点二 醛、羧酸、酯1．醛(1)概念烃基与醛基相连而构成的化合物。可表示为RCHO，甲醛是最简单的醛。饱和一元醛的通式为CnH2nO。(2)甲醛、乙醛物质颜色气味状态密度水溶性甲醛无色刺激性气味气体易溶于水乙醛无色刺激性气味液体比水小与水互溶(3)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以乙醛为例完成下列反应的化学方程式：38特别提醒 (1)醛基只能写成—CHO或，不能写成—COH。(2)醛与新制的Cu(OH)2悬浊液反应时碱必须过量且应加热煮沸。(3)银镜反应口诀：银镜反应很简单，生成羧酸铵，还有一水二银三个氨。2．羧酸(1)羧酸：由烃基或氢原子与羧基相连构成的有机化合物。官能团为—COOH。饱和一元羧酸分子的通式为CnH2nO2(n≥1)。(2)甲酸和乙酸的分子组成和结构物质分子式结构简式官能团甲酸CH2O2HCOOH—COOH和—CHO乙酸C2H4O2CH3COOH—COOH(3)羧酸的化学性质羧酸的性质取决于羧基，反应时的主要断键位置如图：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CH3COOHCH3COO－＋H＋。②酯化反应CH3COOH和CH3CHOH发生酯化反应的化学方程式为CH3COOH＋C2HOHCH3CO18OC2H5＋H2O。3．酯(1)酯：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。(2)酯的物理性质38(3)酯的化学性质。。特别提醒 酯的水解反应为取代反应。在酸性条件下为可逆反应；在碱性条件下，能中和产生的羧酸，反应能完全进行。(4)酯在生产、生活中的应用①日常生活中的饮料、糖果和糕点等常使用酯类香料。②酯还是重要的化工原料。深度思考1．你是怎样理解有机化学中的氧化反应和还原反应的？请完成下列表格：反应类型氧化反应还原反应特点有机物分子得到氧原子或失去氢原子的反应有机物分子中得到氢原子或失去氧原子的反应常见反应(1)有机物燃烧、被空气氧化、被酸性高锰酸钾溶液氧化；(2)醛基被银氨溶液或新制的Cu(OH)2悬浊液氧化；(3)烯烃被臭氧氧化不饱和烃的加氢、硝基还原为氨基、醛基或酮基的加氢、苯环的加氢等有机合成中的应用利用氧化反应或还原反应，可以实现有机物官能团的转变，实现醇、醛、羧酸等物质间的相互转化。如：CH4CH3ClCH3OHHCHOHCOOH2．丙烯酸CH2===CHCOOH和油酸C17H33COOH是同系物吗？答案 是同系物，因为它们分子中都含有羧基和同类型的烃基，即分子结构相似，并且在组成上相差15个—CH2，完全符合同系物的定义。3．判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”(1)乙醛分子中的所有原子都在同一平面上(×)(2)凡是能发生银镜反应的有机物都是醛(×)38(3)醛类既能被氧化为羧酸，又能被还原为醇(√)(4)完全燃烧等物质的量的乙醛和乙醇，消耗氧气的质量相等(×)(5)在水溶液里，乙酸分子中的—CH3可以电离出H＋(×)(2022·福建理综，8C)4．(选修5P63－3)有机物A的分子式为C3H6O2，它与NaOH溶液共热蒸馏，得到含B的蒸馏物。将B与浓硫酸混合加热，控制温度可以得到一种能使溴的四氯化碳溶液褪色，并可作果实催熟剂的无色气体C。B在一定温度和催化剂存在的条件下，能被空气氧化为D，D与新制的Cu(OH)2悬浊液加热煮沸，有红色沉淀和E生成。写出下述变化的反应方程式。(1)A―→B (2)B―→C (3)B―→D (4)D―→E答案 (1)HCOOC2H5＋NaOHHCOONa＋C2H5OH(2)CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O(3)2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O(4)CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O题组一 正确理解醛、羧酸、酯的结构特点1．下列物质不属于醛类的物质是( )A．B．C．D．CH3—CH2—CHO答案 B解析 本题考查的是醛的概念。根据醛的定义可以判断出不属于醛类，而是酯类。2．由下列5种基团中的2个不同基团两两组合，形成的有机物能与NaOH反应的有( )①—OH ②—CH3 ③—COOH ④ ⑤—CHOA．2种B．3种C．4种D．5种特别注意 HO—与—COOH相连时为H2CO3。解题方法 ① ② ③ ④—⑤组合后看物质是否存在。38答案 D解析 两两组合形成的化合物有10种，其中—OH与—COOH组合形成的H2CO3为无机物，不合题意。只有(甲酸)、CH3COOH、、OHC—COOH5种有机物能与NaOH反应。3．某中性有机物C8H16O2在稀硫酸作用下加热得到M和N两种物质，N经氧化最终可得到M，则该中性有机物的结构可能有( )A．1种B．2种C．3种D．4种审题指导 中性有机物C8H16O2能水解，则该物质为酯，由信息知N能氧化为M，则N为醇，M为酸，且碳架结构相同，N只能为伯醇。答案 B解析 中性有机物C8H16O2在稀硫酸作用下可生成两种物质，可见该中性有机物为酯类。由“N经氧化最终可得到M”，说明N与M中碳原子数相等，碳架结构相同，且N应为羟基在碳链端位的醇，M则为羧酸，从而推知该中性有机物的结构只有和两种。题组二 识别官能团预测有机物的性质4．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．在加热和催化剂作用下，能被氢气还原B．能被酸性高锰酸钾溶液氧化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答案 D解析 本题茉莉醛中含有碳碳双键、醛基，所以能与H2、Br2、HBr发生加成反应，能被酸性KMnO4溶液氧化。由于存在苯环结构和烷烃基，所以在一定条件下能发生取代反应。5．迷迭香酸是从蜂花属植物中提取得到的酸性物质，其结构简式如图所示。下列叙述正确的是( )38A．迷迭香酸与溴单质只能发生取代反应B．1mol迷迭香酸最多能和9mol氢气发生加成反应C．迷迭香酸可以发生水解反应、取代反应和酯化反应D．1mol迷迭香酸最多能和5molNaOH发生反应答案 C解析 该有机物结构中含有酚羟基和碳碳双键，能与溴发生取代反应和加成反应，故A项错。1分子迷迭香酸中含有2个苯环，1个碳碳双键，则1mol迷迭香酸最多能和7mol氢气发生加成反应，B项错。1分子迷迭香酸中含有4个酚羟基、1个羧基、1个酯基，则1mol迷迭香酸最多能和6molNaOH发生反应，D项错。题组三 根据有机物的性质确定官能团或有机物的结构6．有机物A是常用的食用油抗氧化剂，分子式为C10H12O5，可发生如下转化：已知B的相对分子质量为60，分子中只含一个甲基。C的结构可表示为(其中：—X、—Y均为官能团)。请回答下列问题：(1)根据系统命名法，B的名称为__________。(2)官能团—X的名称为________，高聚物E的链节为________。(3)A的结构简式为______________。(4)反应⑤的化学方程式为____________________________________________。(5)C有多种同分异构体，写出其中2种符合下列要求的同分异构体的结构简式________。Ⅰ.含有苯环 Ⅱ.能发生银镜反应Ⅲ.不能发生水解反应(6)从分子结构上看，A具有抗氧化作用的主要原因是____(填序号)。a．含有苯环 b．含有羰基 c．含有酚羟基答案 (1)1丙醇38(2)羧基 (写出上述3个结构简式中的任意2个即可)(6)c解析 E为高分子化合物，则D有可能是烯烃，B是醇，结合B的相对分子质量为60可推知B为丙醇，只有一个甲基，则B为CH3CH2CH2OH，D为CH2===CH—CH3，E为。C能与NaHCO3溶液反应产生气泡，则含有—COOH，与FeCl3发生显色反应，含有酚羟基，则C的结构简式只能是，则A的结构简式为。(1)CH3CH2CH2OH的系统命名为1丙醇。(2)Y只能是—OH，X是—COOH，因为C只有7个碳原子。38(3)由反应条件可基本确定是酯的水解，A的结构简式为。(4)该反应是—COOH与HCO的反应，产物为CO2和H2O。(5)不发生水解反应则不含结构，能发生银镜反应则含有—CHO。(6)酚羟基具有还原性，能被O2氧化，因此A可作为抗氧化剂使用。1．多官能团有机物性质的确定步骤第一步，找出有机物所含的官能团，如碳碳双键、碳碳三键、醇羟基、酚羟基、醛基等；第二步，联想每种官能团的典型性质；第三步，结合选项分析对有机物性质描述的正误。(注意：有些官能团性质会交叉。例如，碳碳三键与醛基都能被溴水、酸性高锰酸钾溶液氧化，也能与氢气发生加成反应等)。2．官能团与反应类型题组四 实验探究——醛的性质实验7．(2022·北京理综，27)有文献记载：在强碱性条件下，加热银氨溶液可能析出银镜。某同学进行如下验证和对比实验。装置实验序号试管中的药品现象实验Ⅰ382mL银氨溶液和数滴较浓NaOH溶液有气泡产生；一段时间后，溶液逐渐变黑；试管壁附着有银镜实验Ⅱ2mL银氨溶液和数滴浓氨水有气泡产生；一段时间后，溶液无明显变化该同学欲分析实验Ⅰ和实验Ⅱ的差异，查阅资料：a．Ag(NH3)＋2H2OAg＋＋2NH3·H2Ob．AgOH不稳定，极易分解为黑色Ag2O(1)配制银氨溶液所需的药品是_________________________________________。(2)经检验，实验Ⅰ的气体中有NH3，黑色物质中有Ag2O。①用湿润的红色石蕊试纸检验NH3，产生的现象是_________________________。②产生Ag2O的原因是__________________________________________________。(3)该同学对产生银镜的原因提出假设：可能是NaOH还原Ag2O。实验及现象：向AgNO3溶液中加入___________________________________________________，出现黑色沉淀；水浴加热，未出现银镜。(4)重新假设：在NaOH存在下，可能是NH3还原Ag2O。用下图所示装置进行实验。现象：出现银镜。在虚线框内画出用生石灰和浓氨水制取NH3的装置简图(夹持仪器略)。(5)该同学认为在(4)的实验中会有Ag(NH3)2OH生成。由此又提出假设：在NaOH存在下，可能是Ag(NH3)2OH也参与了NH3还原Ag2O的反应。进行如下实验：①有部分Ag2O溶解在氨水中，该反应的化学方程式是_____________________________________________________________________________________________。②实验结果证实假设成立，依据的现象是_________________________________________________________________________________________________________。(6)用HNO3清洗试管壁上的Ag，该反应的化学方程式是______________________________________________________________________。38命题意图 本题以加热银氨溶液析出银镜为载体来考查实验设计，涉及药品选择、现象描述与解释、补充步骤以及绘制气体发生装置图等，意在考查学生接受、吸收新信息以及解决实际问题的能力。答案 (1)AgNO3溶液和氨水(2)①试纸变蓝 ②在NaOH存在下，加热促进NH3·H2O分解，逸出NH3，促使Ag(NH3)＋2H2OAg＋＋2NH3·H2O平衡正向移动，c(Ag＋)增大，Ag＋与OH－反应立即转化为Ag2O：2OH－＋2Ag＋===Ag2O↓＋H2O(3)过量NaOH溶液(4)见下图(5)①Ag2O＋4NH3·H2O===2Ag(NH3)2OH＋3H2O ②与溶液接触的试管壁上析出银镜(6)3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O解析 (1)通常用AgNO3溶液和氨水配制银氨溶液。(2)①NH3为碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。②由于银氨溶液中存在平衡：Ag(NH3)＋2H2OAg＋＋2NH3·H2O，在NaOH存在下，加热促进NH3逸出，使平衡右移，c(Ag＋)增大，Ag＋与OH－发生反应生成AgOH，由于AgOH不稳定，立即分解为Ag2O。(3)要验证是不是NaOH将Ag2O还原，NaOH溶液需过量。(4)将浓氨水滴在生石灰固体上，利用平衡移动原理可以制备氨气，因此选择分液漏斗和烧瓶，分液漏斗和锥形瓶也可以。(5)①Ag2O和NH3·H2O发生络合反应生成Ag(NH3)2OH。②如果试管内壁上出现光亮的银镜反应，说明Ag(NH3)2OH将Ag2O还原为Ag。(6)Ag和稀硝酸反应生成AgNO3、H2O和NO气体。技巧点拨 (1)运用电离平衡、溶解平衡原理解释氧化银的形成。(2)设计实验时，要确保溶液呈强碱性。(3)解决新信息问题的关键是读懂信息并结合教材实验基础知识分析实验问题。考点三 烃的衍生物转化关系及应用38深度思考写出以乙醇为原料制备的化学方程式(无机试剂任选)并注明反应类型。答案 (1)CH3CH2OHCH2===CH2↑＋H2O(消去反应)(2)CH2===CH2＋Br2―→(加成反应)(3)＋2NaOH＋2NaBr(取代反应或水解反应)(4)＋O2OHC—CHO＋2H2O(氧化反应)(5)OHC—CHO＋O2HOOC—COOH(氧化反应)(6)＋HOOC—COOH＋2H2O(酯化反应或取代反应)题组一 卤代烃在有机推断、合成中的“桥梁”作用1．根据下面的反应路线及所给信息填空。(1)A的结构简式是__________，名称是__________。(2)①的反应类型是________；③的反应类型是____________________________。(3)反应④的化学方程式是____________。38答案 (1) 环己烷 (2)取代反应 加成反应(3)解析 根据反应①的条件可知A发生的是取代反应，则A为，根据反应②的条件可知发生的是消去反应，再与Br2发生加成反应得到B()，B再经反应④消去得到。2．已知：CH3—CH===CH2＋HBr―→CH3—CHBr—CH3(主要产物)，1mol某烃A充分燃烧后可以得到8molCO2和4molH2O。该烃A在不同条件下能发生如下图所示的一系列变化。(1)A的化学式：________，A的结构简式：________。(2)上述反应中，①是________反应，⑦是________反应。(填反应类型)(3)写出C、D、E、H物质的结构简式：C____________________，D____________________，E____________________，H____________________。(4)写出D―→F反应的化学方程式__________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)C8H8 (2)加成 酯化(或取代)38解析 由1molA完全燃烧生成8molCO2、4molH2O可知A中N(C)＝8，N(H)＝8，分子式为C8H8，不饱和度为5，推测可能有苯环，由①④知A中必有双键。故A为。A与Br2加成得B：；A＋HBr―→D，由信息知D为；F由D水解得到，F为；H是F和醋酸反应生成的酯：。题组二 剖析合成路线，规范解答有关问题3．丁子香酚的结构简式如图所示：。丁子香酚的一种同分异构体对甲基苯甲酸乙酯(F)是有机化工原料，用于合成药物的中间体。某校兴趣小组提出可以利用中学所学的简单有机物进行合成F，其方案如下，其中A的产量标志着一个国家石油化学工业的发展水平。(1)写出丁子香酚的分子式________________；写出C物质的名称____________。(2)指出化学反应类型：反应①________；反应②________。(3)下列物质不能与丁子香酚发生反应的是________。a．NaOH溶液b．NaHCO3溶液c．Br2的四氯化碳溶液d．乙醇(4)写出反应③的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________。38(5)写出符合条件①含有苯环；②能够发生银镜反应的D的同分异构体的结构简式：______________________________________________________________________。答案 (1)C10H12O2 甲苯(2)加成反应 氧化反应(3)bd解析 (1)根据丁子香酚的结构简式可以确定其分子式为C10H12O2，C物质为甲苯。(2)根据F的结构简式，结合方案中的转化关系，E为，B为CH3CH2OH，A为乙烯，因此反应①为加成反应，反应②为氧化反应。(3)丁子香酚含有酚羟基，能与NaOH溶液反应；含有碳碳双键，能与Br2的四氯化碳溶液发生反应。(4)反应③为和CH3CH2OH的酯化反应。(5)根据限定的条件，D的同分异构体中含有苯环和醛基，因此可以为、、。4．[2022·天津理综，8(4)(5)]萜品醇可作为消毒剂、抗氧化剂、医药和溶剂。合成α萜品醇G的路线之一如下：(4)B―→C、E―→F的反应类型分别为__________、______________。38(5)C―→D的化学方程式为____________________________________________。答案 (4)取代反应 酯化反应(或取代反应)解析 (4)B―→C发生的反应为—OH与HBr之间取代反应，生成，C―→D根据反应条件可知发生的反应类似卤代烃的消去反应，所以D为，D―→E是羧酸盐转化为羧酸，E为，E―→F发生的反应为酯化反应，F为。(5)根据(4)可知C―→D发生消去反应的化学方程式为“三招”突破有机推断与合成1．确定官能团的变化有机合成题目一般会给出产物、反应物或某些中间产物的结构等，在解题过程中应抓住这些信息，对比物质转化中官能团的种类变化、位置变化等，掌握其反应实质。2．掌握两条经典合成路线(1)一元合成路线：RCH===CH2―→一卤代烃―→一元醇―→一元醛―→一元羧酸―→酯(2)二元合成路线：RCH===CH2―→二卤代烃―→二元醇―→二元醛―→二元羧酸―→酯(链酯、环酯、聚酯)(R代表烃基或H)。在合成某一种产物时，可能会存在多种不同的方法和途径，应当在节省原料、产率高的前提下，选择最合理、最简单的方法和途径。3．按要求、规范表述有关问题即应按照题目要求的方式将分析结果表达出来，力求避免书写官能团名称时出现错别字、书写物质结构简式时出现碳原子成键数目不为4等情况，确保答题正确。381．(2022·上海，8)过量的下列溶液与水杨酸()反应能得到化学式为C7H5O3Na的是( )A．NaHCO3溶液B．Na2CO3溶液C．NaOH溶液D．NaCl溶液答案 A2．(2022·江苏，11改编)普伐他汀是一种调节血脂的药物，其结构简式如图所示(未表示出其空间构型)。下列关于普伐他汀的性质描述正确的是( )A．能与FeCl3溶液发生显色反应B．不能使酸性KMnO4溶液褪色C．能发生加成、取代、消去反应D．1mol该物质最多可与1molNaOH反应答案 C解析 解题的关键是官能团的确定。在普伐他汀的结构中含有的官能团有醇羟基(—OH)、羧基(—COOH)、酯基()和碳碳双键()，所以能发生取代反应、加成反应、消去反应，也能使酸性KMnO4溶液褪色。但因无酚羟基，故不能与FeCl3溶液发生显色反应。分子中的羧基(—COOH)和酯基()都能和NaOH溶液反应，故1mol该物质可与2molNaOH反应。3．(2022·安徽理综，26)PBS是一种可降解的聚酯类高分子材料，可由马来酸酐等原料经下列路线合成：38(1)A→B的反应类型是__________；B的结构简式是____________。(2)C中含有的官能团名称是__________；D的名称(系统命名)是__________。(3)半方酸是马来酸酐的同分异构体，分子中含1个环(四元碳环)和1个羟基，但不含—O—O—键，半方酸的结构简式是____________。(4)由B和D合成PBS的化学方程式是___________________________________。(5)下列关于A的说法正确的是________。a．能使酸性KMnO4溶液或溴的CCl4溶液褪色b．能与Na2CO3反应，但不与HBr反应c．能与新制Cu(OH)2反应d．1molA完全燃烧消耗5molO2答案 (1)加成反应(或还原反应)HOOCCH2CH2COOH(2)碳碳三键、羟基 1,4丁二醇(5)ac解析 结构决定性质，性质反映结构，解题时要先观察分子内的官能团，然后根据官能团的性质确定有机物能发生的反应；写同分异构体时应根据分子式和题目所给要求来写。(1)A的结构中含有碳碳双键，与H2发生加成反应生成B：HOOCCH2CH2COOH。(2)甲醛分子内的醛基与乙炔分子内的氢原子发生加成反应生成C：，含有碳碳三键和羟基。D的名称是1,4丁二醇。(3)马来酸酐的分子式为C4H2O3，不饱和度为4，根据要求可写出半方酸的结构简式为。(4)HOOCCH2CH2COOH与HOCH2CH2CH2CH2OH发生酯化反应的化学方程式为38nHOOCCH2CH2COOH＋nHOCH2CH2CH2CH2OH。(5)A分子内含有碳碳双键，可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，使酸性高锰酸钾溶液褪色，能与溴发生加成反应而使溴的CCl4溶液褪色，也能与HBr发生加成反应；分子内含有羧基，可以与Na2CO3反应生成CO2；A分子内不含醛基，但含有羧基，能与氢氧化铜发生酸碱中和反应；A的分子式为C4H4O4,1molA完全燃烧消耗氧气3mol。4．(2022·山东理综，33)合成P(一种抗氧剂)的路线如下：A(C4H10O)B(C4H8)P(C19H30O3)已知：①(R为烷基)；②A和F互为同分异构体，A分子中有三个甲基，F分子中只有一个甲基。(1)A―→B的反应类型为________。B经催化加氢生成G(C4H10)，G的化学名称是________。(2)A与浓HBr溶液一起共热生成H，H的结构简式为______________。(3)实验室中检验C可选择下列试剂中的________。a．盐酸b．FeCl3溶液c．NaHCO3溶液d．浓溴水(4)P与足量NaOH溶液反应的化学反应方程式为___________________________(有机物用结构简式表示)。答案 (1)消去反应 2甲基丙烷(或异丁烷)(2) (3)bd38解析 由B与C反应生成可知：C为，B为，则A为(A中有三个甲基)。由题意知E为，F与A互为同分异构体，且只有一个甲基，又能与E反应，故F为CH3CH2CH2CH2OH，则P为，由此可解答。5．(2022·山东理综，33)利用从冬青中提取出的有机物A合成抗结肠炎药物Y及其他化学品的合成路线如下：提示：根据上述信息回答：(1)D不与NaHCO3溶液反应，D中官能团的名称是________，B→C的反应类型是________。(2)写出A生成B和E的化学反应方程式：_________________________________________________________________________________________________________。38(3)A的同分异构体I和J是重要的医药中间体，在浓硫酸的作用下，I和J分别生成和，鉴别I和J的试剂为________。(4)A的另一种同分异构体K用于合成高分子材料，K可由制得，写出K在浓硫酸作用下生成的聚合物的结构简式：______________________________________________________________________________________________。答案 (1)醛基 取代反应(3)浓溴水或FeCl3溶液解析 (1)由BCH3OCH3，可知B为甲醇，CH3OH与O2反应生成D，D不与NaHCO3溶液反应，D一定不是HCOOH，则D应为HCHO。(2)逆推法知H的结构简式为，相继得E、F、G的结构简式分别为。A生成B和E的化学方程式为＋2NaOH＋CH3OH＋H2O。(3)A的同分异构体I和J的结构简式分别为，加浓溴水，I会产生白色沉淀；加FeCl3溶液，I显紫色。(4)K的结构简式为，在浓硫酸作用下发生缩聚反应，产物的结构简式为。381．下列说法中，正确的是( )A．凡是分子中有—OH的化合物都是醇B．羟基与氢氧根离子具有相同的化学式和结构式C．在氧气中燃烧只生成二氧化碳和水的有机化合物一定是烃D．醇与酚具有相同的官能团，但具有不同的化学性质答案 D解析 酚类物质中也含有—OH，但不属于醇，A不正确；羟基是中性基团，OH－带一个单位的负电荷，二者的结构不同，故B不正确；醇类、酚类等含C、H、O元素的有机物在O2中燃烧的产物也只有CO2和H2O，故C不正确；虽然醇和酚具有相同的官能团，但由于二者的结构不同，所以化学性质不同。2．由碘乙烷制取乙二醇(HOCH2CH2OH)，依次发生的反应类型是( )A．取代 加成 水解B．消去 加成 取代C．水解 消去 加成D．消去 水解 取代答案 B解析 碘乙烷通过消去反应生成乙烯，乙烯和溴水发生加成反应生成1,2二溴乙烷，该产物在碱性条件下水解可得乙二醇。3．下列有机物中，在不同条件下，既能发生水解反应和消去反应，又能发生酯化反应并能与金属钠反应放出氢气的是( )A．只有②B．只有②③C．只有①②D．只有①②③答案 B4．下列关于有机化合物M和N的说法正确的是( )38A．等物质的量的两种物质跟足量的NaOH反应，消耗NaOH的量相等B．完全燃烧等物质的量的两种物质生成二氧化碳和水的量分别相等C．一定条件下，两种物质都能发生酯化反应和氧化反应D．N分子中，可能在同一平面上的原子最多有14个答案 C解析 M中的羟基不能与NaOH反应而N中的能，A项错；两种分子中的碳、氧原子数目相同而氢原子数目不同，B项错。5．酯类物质广泛存在于香蕉、梨等水果中。某实验小组先从梨中分离出一种酯，然后将分离出的酯水解，得到乙酸和另一种化学式为C6H14O的物质。对于此过程，以下分析中不正确的是( )A．C6H14O分子含有羟基B．C6H14O可与金属钠发生反应C．实验小组分离出的酯可表示为CH3COOC6H13D．不需要催化剂，这种酯在水中加热即可大量水解答案 D解析 酯水解生成羧酸和醇，因此C6H14O中存在—OH，能与Na发生反应；根据酯化反应原理，该酯的结构简式可表示为CH3COOC6H13，其水解需要酸等作催化剂。6．下图是一些常见有机物的转化关系，关于反应①～⑦的说法不正确的是( )A．反应①是加成反应B．只有反应②是加聚反应C．只有反应⑦是取代反应D．反应④⑤⑥是取代反应答案 C解析 本题考查常见有机物转化关系及反应类型，属于容易题。A项乙烯与溴单质发生加成反应，正确；B项乙烯含有不饱和键，能发生反应得聚乙烯，正确；C项④⑤⑥⑦都是取代反应，错误；D项正确。7．食品香精菠萝酯的生产路线(反应条件略去)如下：38下列叙述错误的是( )A．步骤(1)产物中残留的苯酚可用FeCl3溶液检验B．苯酚和菠萝酯均可与酸性KMnO4溶液发生反应C．苯氧乙酸和菠萝酯均可与NaOH溶液发生反应D．步骤(2)产物中残留的烯丙醇可用溴水检验答案 D解析 A中利用的显色反应检验无干扰，正确；B中和菠萝酯中均可以被酸性KMnO4溶液氧化，正确；C中苯氧乙酸中含的羧基、菠萝酯中的酯基都可与NaOH溶液反应，正确；D项步骤(2)中产物菠萝酯中也含，能使溴水褪色，故错误。8．已知某有机物X的结构简式为，下列有关叙述不正确的是( )A．1molX分别与足量的Na、NaOH溶液、NaHCO3溶液反应，消耗这三种物质的物质的量分别为3mol、4mol、1molB．X在一定条件下能与FeCl3溶液发生显色反应C．X在一定条件下能发生消去反应和酯化反应D．X的化学式为C10H10O6答案 C解析 苯环上的氢原子不能消去，故不能发生消去反应，与Na反应的有—OH和—COOH，与NaHCO3反应的只有—COOH，与NaOH反应的有酚羟基、羧基和酯基。9．某酯C6H12O238经水解后得到相同碳原子数的羧酸和醇，再把醇氧化得到丙酮()，该酯是( )A．C3H7COOC2H5B．C2H5COOCH(CH3)2C．C2H5COOCH2CH2CH3D．答案 B解析 本题要求根据酯的水解产物，通过逆向思维推导酯的结构。因为酯水解后的羧酸、醇均含3个碳原子，羧酸即为CH3CH2COOH，而醇氧化得到丙酮，所以醇应是2丙醇()，故相应的酯为C2H5COOCH(CH3)2。10．写出下列与乳酸()有关的化学方程式：(1)与足量的氢氧化钠溶液反应_______________________________________。(2)与足量的金属钠反应_____________________________________________。(3)与足量的苏打反应_______________________________________________。(4)消去反应_______________________________________________________。(5)铜的催化氧化反应_______________________________________________。答案 11．莽草酸是合成治疗禽流感的药物——达菲(Tamiflu)的原料之一。莽草酸是A的一种同分异构体。A的结构简式如下：38(提示：环丁烷可简写成)(1)A的分子式是________________。(2)A与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式(有机物用结构简式表示)是____________________________________________________________________。(3)A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式(有机物用结构简式表示)是_____________________________________________________________________。(4)17.4gA与足量碳酸氢钠溶液反应，生成二氧化碳的体积(标准状况)为________。(5)A在浓硫酸作用下加热可得到B(B的结构简式为)，其反应类型是____________。(6)B的同分异构体中既含有酚羟基又含有酯基的共有____种，写出其中一种同分异构体的结构简式_________________________________________________。答案 (1)C7H10O5(4)2.24L(5)消去反应(6)3 或或解析 本题以合成治疗禽流感药物——达菲的原料莽草酸为新情景，综合考查学生对有机物的分子式、结构简式相互转化、反应类型、同分异构体的掌握，着重考查学生的知识迁移能力，是一个很好的有机知识综合题。38(1)由A的结构简式推知A的分子式应为C7H10O5；(2)因A中含有，所以可与Br2发生加成反应，化学方程式为；(3)因A中含有—COOH官能团，可与NaOH溶液发生中和反应，化学方程式为；(4)因为1mol—COOH能与1molNaHCO3反应产生1molCO2，则17.4gA与足量NaHCO3反应生成的CO2为×22.4L·mol－1＝2.24L；(5)根据B的结构简式可知，由AB，一定发生了消去反应；(6)根据题设要求，所写同分异构体既含酚羟基又含酯基，则只能有以下3种情况，即12．A是一种信息材料的添加剂，在相同条件下，A蒸气是同体积氢气质量的88.25倍。在A分子中各元素质量分数分别为w(C)＝54.4%，w(H)＝7.4%，w(O)＝18.1%，w(Cl)＝20.1%，A在不同条件下可发生如图所示的一系列变化。请回答下列问题：(1)A的分子式为__________。(2)D分子含有的官能团是________________。(3)上述转换关系的化学方程式中，属于水解反应的有________个(填数字)。38(4)写出化学方程式：①A和稀硫酸共热：___________________________________________________；②E氧化成G：______________________________________________________；③F与氢氧化钠醇溶液共热：__________________________________________。(5)与B互为同分异构体的且属于酯的物质共有____种。答案 (1)C8H13O2Cl (2)羟基、氯原子 (3)3②CH3CH(CH2OH)2＋2CuOCH3CH(CHO)2＋2Cu＋2H2O③ClCH2CH(CH3)COOH＋2NaOHCH2===C(CH3)COONa＋NaCl＋2H2O(5)5解析 Mr(A)＝88.25×2＝176.5，N(C)＝176.5×54.4%/12≈8，N(H)＝176.5×7.4%/1≈13，N(O)＝176.5×18.1%/16≈2，N(Cl)＝176.5×20.1%/35.5≈1。则A的分子式为C8H13O2Cl。根据框图，E到G，G到CH3CH(COOH)2及相关反应，如D二次氧化生成F可推知，G为CH3CH(CHO)2，E为CH3CH(CH2OH)2，则D为CH3CH(CH2Cl)CH2OH，再根据D→F→H→B可知，B为CH2===C(CH3)COOH，故A的结构简式为CH2===C(CH3)COOCH2CH(CH3)CH2Cl，符合A的分子式C8H13O2Cl。B的分子式为C4H6O2，其碳链有两种形式：C—C—C—C，，含碳碳双键的结构有：C—C—C===C，C—C===C—C，，所以属于酯的化合物有：HCOOCH2CH===CH2，CH3OOC—CH===CH2，CH3COOCH===CH2，HCOOCH===CH—CH3，CH2===C(CH3)—OOCH，共5种。在氢氧化钠溶液、稀硫酸作用下均水解。13．酚酯是近年高考有机化学命题的热点，其合成方法之一是由酚与酰卤()反应制得。是一种医药中间体，常用来制备抗凝血药，可通过下列路线合成：38(1)A与银氨溶液反应有银镜生成，则A的结构简式是_________________________。(2)B―→C的反应类型是______________。(3)E的结构简式是___________________________________________________。(4)写出F和过量NaOH溶液共热时反应的化学方程式：_____________________________________________________________________。(5)下列关于G的说法正确的是__________(填序号)。a．能与溴单质反应b．能与金属钠反应c．1molG最多能和3mol氢气反应d．分子式是C9H6O3答案 (1)CH3CHO (2)取代反应(3) (5)abd解析 (1)A与银氨溶液反应有银镜生成，则A中存在醛基，由流程可知，A与氧气反应可以生成乙酸，则A为CH3CHO；(2)由B和C的结构简式可以看出，乙酸分子中的羟基被氯原子取代，发生了取代反应；(3)D与甲醇在浓硫酸条件下发生酯化反应生成E，E的结构简式为；(4)由F的结构简式可知，C和E在催化剂条件下脱去HCl得到F，F中存在酯基，F分子中含一个酚酯基和一个醇酯基，在碱液中发生水解反应时，1mol醇酯基消耗1molNaOH,1mol酚酯基消耗2molNaOH，故1molF最多消耗3molNaOH，F与过量NaOH溶液反应的化学方程式为38。(5)G分子结构中存在苯环、酯基、羟基、碳碳双键，所以能够与溴单质发生加成反应或者取代反应，能够与金属钠反应产生氢气，a和b选项正确；1molG中含1mol碳碳双键和1mol苯环，所以能与4mol氢气反应，c选项错误；G的分子式为C9H6O3，d选项正确。38
