2019-2020年高考化学大一轮复习 专题十一 第3讲 烃的含氧衍生物（含解析）.doc

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2019-2020年高考化学大一轮复习 专题十一 第3讲 烃的含氧衍生物（含解析） [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1 gcm－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。 (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 ①③ 2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O 与氢卤酸反应 ② CH3CH2OH＋HBr CH3CH2Br＋H2O 分子间脱水反应 ①② 2CH3CH2OH CH3CH2OCH2CH3＋H2O 分子内脱水反应 ②⑤ 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C6H5OHC6H5O－＋H＋，俗称石炭酸，但酸性很弱，不能使石蕊试液 变红。 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 判断正误，正确的划“√”，错误的划“” (1)可用无水CuSO4检验酒精中是否含水 (√) (2)向工业酒精中加入新制的生石灰然后加热蒸馏，可制备无水乙醇 (√) (3)用浓硫酸、乙醇在加热条件下制备乙烯，应迅速升温至170 ℃ (√) (4)苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳生成碳酸钠 () 解析　苯酚电离H＋的能力比H2CO3二级电离H＋的能力强，因而只能生成NaHCO3。 (5)CH3CH2OHCH2CH2↑＋H2O该反应属于取代反应 () (6) 遇FeCl3溶液可显紫色 () (7)苯酚与Na2CO3溶液反应的离子方程式为 () 解析　正确的离子方程式为 。 (8)分子式为C7H8O，且含苯环的有机化合物有4种() 解析　属于酚的有3种(、、)，属于醇的有1种 ()，属于醚的有1种()，共5种。 题组一　醇、酚的辨别 1．下列物质中，不属于醇类的是 (　　) A．C3H7OH B．C6H5CH2OH C．C6H5OH 答案　C 2．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。 3．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　BD 题组二　醇、酚的结构特点及性质 4．下列四种有机化合物的结构简式如下所示，均含有多个官能团，下列有关说法中正确的是 (　　) A．①属于酚类，可与NaHCO3溶液反应产生CO2 B．②属于酚类，能使FeCl3溶液显紫色 C．1 mol ③最多能与3 mol Br2发生反应 D．④属于醇类，可以发生消去反应 答案　D 解析　物质①中羟基直接连在苯环上，属于酚类，但酚羟基不能和NaHCO3溶液反应，A项错误；物质②中羟基连在链烃基的饱和碳原子上，属于醇类，不能使FeCl3溶液显紫色，B项错误；物质③属于酚类，苯环上酚羟基的邻、对位氢原子可以被溴取代，根据物质③的结构简式可知1 mol ③最多能与2 mol Br2发生反应，C项错误；物质④中羟基连在烃基的饱和碳原子上属于醇类，并且羟基的邻位碳原子上有H原子，所以物质④可以发生消去反应，D项正确。 5．莽草酸是合成治疗禽流感和甲型H1N1流感药物——达菲的重要原料。已知莽草酸的结构简式如图所示。下列关于这种有机化合物的说法正确的是 (　　) A．莽草酸的分子式为C6H10O5 B．莽草酸能使溴的四氯化碳溶液褪色 C．莽草酸遇FeCl3溶液显紫色 D．1 mol莽草酸与足量氢氧化钠反应，最多消耗氢氧化钠4 mol 答案　B 解析　根据题给结构简式可得出莽草酸的分子式为C7H10O5，A项错；莽草酸的分子结构中含有碳碳双键，能使溴的四氯化碳溶液褪色，B项正确；莽草酸分子结构中不含酚羟基，遇FeCl3溶液不会显紫色，C项错；莽草酸分子结构中仅含一个羧基，其余为醇羟基，故1 mol莽草酸与足量氢氧化钠反应，最多消耗氢氧化钠1 mol，D项错。 6．下列物质中，既能发生取代反应，又能发生消去反应，同时可以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。 规律方法 1.脂肪醇、芳香醇、酚的比较 类别 脂肪醇 芳香醇 酚 实例 CH3CH2OH C6H5CH2CH2OH C6H5OH 官能团 —OH —OH —OH 结构特点 —OH与链烃基相连 —OH与芳香烃侧链上的碳原子相连 —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 2. 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。 题组三　醇、酚结构与性质的综合考查 7． A和B两种物质的分子式都是C7H8O，它们都能跟金属钠反应放出氢气。A不溶于NaOH溶液，而B能溶于NaOH溶液。B能使适量溴水褪色，并产生白色沉淀，A不能。B苯环上的一溴代物有两种结构。 (1)写出A和B的结构简式。 A：____________，B：____________。 (2)写出B与NaOH溶液发生反应的化学方程式：____________________________。 (3)A与金属钠反应的化学方程式为_________________________________________； 与足量金属钠反应生成等量H2，分别需A、B、H2O三种物质的物质的量之比为________。 答案　 ＋H2↑　1∶1∶1 解析　依据分子式C7H8O知A和B均为不饱和化合物。由于A、B均与Na反应放出H2，且分子结构中只有一个氧原子，故A、B中均有—OH，为醇和酚类。A不溶于NaOH溶液，说明A为醇，又不能使溴水褪色，故A为。B溶于NaOH溶液，且与溴水反应生成白色沉淀，故B为酚，结合其分子式，故B为甲基苯酚，它有三种结构：，其中苯环上一溴代物有两种结构的只有。、H2O与金属钠反应生成H2的物质的量关系分别为 ,2H2O～H2，所以生成等量H2时分别需三种物质的物质的量之比为1∶1∶1。 8．[xx山东理综，33(1)(2)(3)]合成P(一种抗氧剂)的路线如下： 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 答案　(1)消去反应　2甲基丙烷(或异丁烷) (2) 　(3)bd 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)。 反思归纳 醇与酚常见考查点小结 (1)正确区分醇类和酚类物质；(2)根据醇或酚的结构，推断其相应的化学性质；(3)依据官能团的位置及类别确定有机物的同分异构体；(4)利用醇类、酚类的典型物质进行有机推断与合成等。 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： 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 CH2O2 HCOOH —COOH和—CHO 乙酸 C2H4O2 CH3COOH —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CH3COOH CH3COO－＋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 (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：CH4CH3ClCH3OHHCHOHCOOH 2. 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原子团，完全符合同系物的定义。 3．判断正误，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 () (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＋ () (xx福建理综，8C) 4．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 (　　) C．CH2CH—CHO 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OCH3COH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　 　⑤—CHO A．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。 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)、、OHC—COOH 5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　多官能团的识别与有机物性质的预测 4．科学家研制出多种新型杀虫剂代替DDT，其中一种的结构如图。下列关于该有机物的说法正确的是 (　　) A．该有机物既能发生氧化反应，又能发生酯化反应 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 D．1 mol A最多与1 mol H2加成 答案　A 解析　该有机物的醛基可发生氧化反应，醇羟基可发生酯化反应，A正确；该有机物中无苯环，没有酚羟基，B不正确；1 mol A中含2 mol —CHO、1 mol ，则最多可与4 mol Cu(OH)2反应，可与3 mol H2发生加成反应，C、D不正确。 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 (　　) A．迷迭香酸与溴单质只能发生取代反应 B．1 mol迷迭香酸最多能和9 mol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．1 mol迷迭香酸最多能和5 mol NaOH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，A项错；1分子迷迭香酸中含有2个苯环，1个碳碳双键，则1 mol迷迭香酸最多能和7 mol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1 mol迷迭香酸最多能和6 mol NaOH发生反应，D项错。 6．聚乙炔衍生物分子M的结构简式及M在稀硫酸作用下的水解反应如图所示。下列有关说法不正确的是 (　　) M A．M与A均能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色 B．B中含有羧基和羟基两种官能团，能发生消去反应和酯化反应 C．1 mol M与热的烧碱溶液反应，可消耗2n mol NaOH D．A、B、C各1 mol分别与金属钠反应，放出气体的物质的量之比为1∶2∶2 答案　D 解析　由M的结构简式及A的分子式可知二者均含有碳碳双键，均能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色，A正确；由M的结构简式可知其水解后产物B(C3H6O3)的分子结构中含有羧基和羟基两种官能团，能发生消去反应和酯化反应，B正确；1 mol M的单体可以消耗2 mol NaOH，则1 mol M可消耗2n mol NaOH，C正确；M与A均属于高分子聚合物，1 mol A消耗 n mol金属钠，放出气体的物质的量为n/2 mol，D错误。 题组三　根据有机物的性质确定官能团或有机物的结构 7．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 (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)因为C只有7个碳原子，所以Y只能是—OH，X是—COOH。 (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。 规律方法 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、碳碳叁键、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，碳碳叁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 考点三　烃的衍生物转化关系及应用 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) 题组一　有机物的推断 1．由乙烯和其他无机原料合成环状酯E和高分子化合物H的示意图如下所示： 请回答下列问题： (1)写出以下物质的结构简式：A________，F__________，C__________。 (2)写出以下反应的反应类型：X________，Y________。 (3)写出以下反应的化学方程式： A―→B：________________。 G―→H：________________。 (4)若环状酯E与NaOH水溶液共热，则发生反应的化学方程式为___________________。 答案　(1)CH2BrCH2Br　CHCH　OHCCHO (2)酯化反应(或取代反应)　加聚反应 解析　乙烯分子中含有碳碳双键，能和溴发生加成反应，生成1,2二溴乙烷，则A的结构简式为CH2BrCH2Br；A在氢氧化钠醇溶液中发生消去反应生成F，则F是乙炔；乙炔和氯化氢发生加成反应生成G，则G是CH2CHCl；G中含有碳碳双键，能发生加聚反应生成高分子化合物H，则H是聚氯乙烯；A也能在氢氧化钠水溶液中发生水解反应生成B，则B是乙二醇；乙二醇被氧化成C，则C是乙二醛；乙二醛继续被氧化，生成乙二酸，则D是乙二酸；乙二酸和乙二醇发生酯化反应生成环酯E。 2．有机化合物A的相对分子质量为153，A有如下的性质： Ⅰ.取A的溶液少许，加入NaHCO3溶液，有气体放出。 Ⅱ.另取A的溶液，向其中加入足量的NaOH溶液，加热反应一段时间后，再加入过量HNO3酸化的AgNO3溶液，有淡黄色沉淀生成。 A有如下的转化： 请填空： (1)A物质的结构简式为_________________________________________________。 (2)C―→G的反应类型为________________________________________________； A―→B的反应类型为___________________________________________________。 (3)写出与C具有相同官能团的同分异构体的结构简式：_______________________； G与过量的银氨溶液反应，每生成2.16 g Ag，消耗G的物质的量是________ mol。 (4)写出下列反应的化学方程式： D―→E______________________________________________________________； C―→H______________________________________________________________。 答案　(1) 　(2)氧化反应　消去反应 (3) 　0.01 (4)CH2===CHCOOH＋HOCH2CH2COOHH2O＋CH2===CHCOOCH2CH2COOH nCH2(OH)CH2COOH 解析　本题考查了有机物官能团之间的相互转化以及同分异构体的书写。由A与NaHCO3溶液反应有气体放出说明有—COOH；由性质Ⅱ可知A水解后的溶液中有Br－，说明A中有—Br；A的相对分子质量为153，说明1 mol A中只能有1 mol—COOH和1 mol—Br，由相对分子质量可推知1 mol A中还含有2 mol C和4 mol H；A的水解产物C经氧化反应生成含醛基的G，说明C为醇，而且羟基在端点的碳原子上，则A的结构简式为，C为，G 。C―→H发生缩聚反应，生成的H为。D―→E为酯化反应，生成的E为，E―→F为加聚反应。 方法指导 　解有机物综合推断类试题的常用方法 (1)逆推法。由产物推断未知反应物或中间产物时叫逆推法。 (2)根据反应条件推断。在有机合成中，可以根据一些特定反应的条件，推出未知有机物的结构简式。如“”是卤代烃消去的条件；“”是卤代烃水解的条件，“”是乙醇消去的条件，“浓硫酸，△”是羧酸和醇发生酯化反应的条件。 (3)根据有机物间的衍变关系。如“A氧化,B氧化,C”这一氧化链一般可以与“醇―→醛―→酸”这一转化关系联系。有机物间重要的衍变关系： 氧化, 。 题组二　剖析合成路线，规范解答有关问题 3．有机物A的结构简式为，它可通过不同化学反应分别制得B、C和D三种物质。 (1)B中含氧官能团的名称是______________________。 (2)A―→C的反应类型是____________； A～D中互为同分异构体的是___________。 (3)由A生成B的化学方程式是________________。 (4)C在一定条件下发生加聚反应的化学方程式是___________。 答案　(1)醛基、羧基 (2)消去反应　CD 解析　(1)根据B的结构简式可知，B中含有醛基和羧基两种含氧官能团。 (2)比较C、A的结构简式知，A发生消去反应后可得C，由A、B、C、D的结构简式可知C、D互为同分异构体。 (3)A发生催化氧化反应可得B： (4) 中的C===C键发生加聚反应形成高分子化合物： 。 4．(xx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： (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．1 mol A完全燃烧消耗5 mol O2 答案　(1)加成反应(或还原反应) HOOCCH2CH2COOH (2)碳碳叁键(或碳碳三键)、羟基　1,4丁二醇 (3) (4)nHOOCCH2CH2COOH＋nHOCH2CH2CH2CH2OH 或nHOOCCH2CH2COOH＋nHOCH2CH2CH2CH2OH ＋(2n－1)H2O (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，根据要求可知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nHOOCCH2CH2COOH＋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C4H4O4,1 mol A完全燃烧消耗氧气3 mol。 思维建模 “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。 探究高考　明确考向 1．(xx重庆理综，5)有机物X和Y可作为“分子伞”给药载体的伞面和中心支撑架(未表示出原子或原子团的空间排列)。 下列叙述错误的是 (　　) A．1 mol X在浓硫酸作用下发生消去反应，最多生成3 mol H2O B．1 mol Y发生类似酯化的反应，最多消耗2 mol X C．X与足量HBr反应，所得有机物的分子式为C24H37O2Br3 D．Y和癸烷的分子链均呈锯齿形，但Y的极性较强 答案　B 解析　A项，在X中，三个醇羟基均能发生消去反应，1 mol X发生消去反应，最多生成3 mol H2O，正确；B项，在Y中含有2个—NH2，一个NH，均可以和—COOH发生反应，所以1 mol Y最多消耗3 mol X，错误；C项，X中的三个—OH均可以被—Br代替，分子式正确；D项，由于C原子为四面体结构，所以癸烷与Y均是锯齿形，由于癸烷比Y的对称性更强，所以Y的极性较强，正确。 2．(xx江苏，12)药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得： 下列有关叙述正确的是(　　) A．贝诺酯分子中有三种含氧官能团 B．可用FeCl3溶液区别乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚 C．乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚均能与NaHCO3溶液反应 D．贝诺酯与足量NaOH溶液共热，最终生成乙酰水杨酸钠和对乙酰氨基酚钠 答案　B 解析　A项，贝诺酯分子中只有酯基和肽键两种含氧官能团，错误；B项，对乙酰氨基酚中有酚羟基，而乙酰水杨酸中没有，可用FeCl3溶液区分，前者显紫色，正确；C项，乙酰水杨酸中含有—COOH可与NaHCO3溶液反应，而对乙酰氨基酚不能与NaHCO3溶液反应，错误；D项，贝诺酯与足量NaOH溶液共热，最终共生成三种产物：CH3COONa、，错误。 3．(xx上海，54改编)B(结构简式为)的含苯环结构的同分异构体中，有一类能发生碱性水解，写出检验这类同分异构体中的官能团(酚羟基除外)的试剂及出现的 现象。 试剂(酚酞除外)：_____________；现象_______________。 答案　银氨溶液　有银镜出现(或新制氢氧化铜悬浊液，有砖红色沉淀生成) 解析　符合条件的同分异构体为酚羟基与甲酸形成的酯，甲酸酯具有醛基的性质，可用银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液检验。 4．[xx天津理综，8(2)改编]A(结构简式为)催化氢化得Z(C7H12O3)，写出Z在一定条件下聚合反应的化学方程式： ____________。 答案　 解析　A催化氢化得到的Z为，Z含有羟基和羧基，能发生缩聚反应。 5．(xx安徽理综，26)有机物F是一种新型涂料固化剂，可由下列路线合成(部分反应条件略去)： (1)B的结构简式是________；E中含有的官能团名称是________。 (2)由C和E合成F的化学方程式是______________________。 (3)同时满足下列条件的苯的同分异构体的结构简式是________。 ①含有3个双键　②核磁共振氢谱只显示1个吸收峰　③不存在甲基 (4)乙烯在实验室可由________(填有机物名称)通过______(填反应类型)制备。 (5)下列说法正确的是 (　　) a．A属于饱和烃 b．D与乙醛的分子式相同 c．E不能与盐酸反应 d．F可以发生酯化反应 答案　(1)HOOC(CH2)4COOH　羟基、氨基 (3) (4)乙醇　消去反应(其他合理答案均可) (5)abd 解析　根据合成路线图中已知物质的结构简式，推断出其他物质的结构简式，按照题目要求解答相关问题即可。(1)B和甲醇反应生成C，根据C的结构简式可以判断B为二元羧酸；E分子中有两种官能团：氨基和羟基。(2)观察C、E、F三者的结构简式，可知C和E反应即为E中的HOCH2CH2NH—取代了C中的—OCH3，同时生成2分子的甲醇。(3)苯的分子式为C6H6，离饱和烃还差8个氢原子，条件①该分子中存在3个双键，要满足碳、氢比，分子中还应存在一个环状结构；条件②说明该分子呈对称结构，分子中氢的位置是相同的；再结合条件③即可写出该物质的结构简式。(4)实验室中是利用浓硫酸和乙醇反应制取乙烯的，该反应类型为消去反应。(5)A是环己烷，属于饱和烃，所以a项正确；D的分子式为C2H4O，其分子式和乙醛的相同，所以b项正确；E分子中含有氨基，可以和盐酸反应，所以c项错误；F分子中含有羟基，可以和羧酸发生酯化反应，所以d项正确。 6．(xx新课标全国卷Ⅱ，38)化合物I(C11H12O3)是制备液晶材料的中间体之一，其分子中含有醛基和酯基。I可以用E和H在一定条件下合成： 已知以下信息： ①A的核磁共振氢谱表明其只有一种化学环境的氢； ②CHRCH2R—CH2CH2OH； ③化合物F苯环上的一氯代物只有两种； ④通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基。 回答下列问题 (1)A的化学名称为__________。 (2)D的结构简式为__________。 (3)E的分子式为__________。 (4)F生成G的化学方程式为____________，该反应类型为______________。 (5)I的结构简式为__________。 (6)I的同系物J比I相对分子质量小14，J的同分异构体中能同时满足如下条件：①苯环上只有两个取代基，②既能发生银镜反应，又能与饱和NaHCO3溶液反应放出CO2，共有________种(不考虑立体异构)。J的一个同分异构体发生银镜反应并酸化后核磁共振氢谱为三组峰，且峰面积比为2∶2∶1，写出J的这种同分异构体的结构简式__________。 答案　(1)2甲基2氯丙烷(或叔丁基氯) (2) (3)C4H8O2 解析　由信息①可知A为，化学名称为2甲基2氯丙烷。 由信息②知B(C4H8)为，再根据流程中D能与Cu(OH)2反应，从而确定C为，D为，E为 依据信息③，且F能与Cl2在光照条件下反应，推出F为 G为；H为 E和H通过酯化反应生成Ⅰ： (6)J比I少一个CH2原子团。 由限制条件可知J中含有一个—CHO，一个—COOH 用—COOH在苯环上移动：，； 用—CH2COOH在苯环上移动：； 用—CH2CH2COOH在苯环上移动：； 用在苯环上移动：； 用一个—CH3在苯环上移动：； 同分异构体的种类共36＝18种 根据对称性越好，氢谱的峰越少，解决最后一个空。 练出高分 1．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． L多巴是治疗帕金森氏症的药物。关于L多巴的说法中，不正确的是 (　　) A．其分子式为C9H11O4N B．核磁共振氢谱上共有8个峰 C．能与酸、碱反应生成盐 D．能与浓溴水发生取代反应 答案　B 解析　该有机物中有9种不同的氢原子，B项错；分子中的酚羟基、羧基能与碱反应，氨基能与酸反应，C项正确；苯环上的氢能与Br2发生取代反应，D项正确。 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．② B．②③ C．①② D．①②③ 答案　B 4．CPAE是蜂胶的主要活性成分，它可由咖啡酸合成，其合成过程如下。下列说法不正确的是 (　　) A．1 mol CPAE与足量的NaOH溶液反应，最多消耗3 mol NaOH B．可用金属Na检测上述反应结束后是否残留苯乙醇 C．与苯乙醇互为同分异构体的酚类物质共有9种 D．咖啡酸可发生聚合反应，并且其分子中含有3种官能团 答案　B 解析　CPAE中酚羟基和酯基都能与NaOH反应，A正确；题述反应方程式中的四种物质都能与Na反应产生氢气，所以用Na无法检验反应结束后是否残留苯乙醇，B项错误；与苯乙醇互为同分异构体的酚类物质共有9种，分别为 C项正确；咖啡酸中含有碳碳双键、羧基、酚羟基3种官能团，能发生加聚反应，D项正确。 5．物质X的结构式如图所示，常被用于香料或作为饮料的酸化剂，在食品和医学上用作多价螯合剂，也是化学中间体。下列关于物质X的说法正确的是 (　　) A．X分子式为C6H7O7 B．1 mol物质X可以和3 mol氢气发生加成 C．X分子内所有原子均在同一平面内 D．足量的X分别与等物质的量的NaHCO3、Na2CO3反应得到的气体物质的量相同 答案　D 解析　X分子式为C6H8O7，A错误；分子结构中存在羧基和羟基官能团，羧基不能和氢气加成，所以该分子不能和氢气加成；分子中含有正四面体中心的碳原子，所以所有原子不可能均在同一平面内；分子中能与NaHCO3、Na2CO3反应的官能团只有羧基，所以足量的X分别与等物质的量的NaHCO3、Na2CO3反应得到的气体物质的量相同。 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。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，能发生加聚反应得聚乙烯，正确；C项反应④⑤⑥⑦都是取代反应，错误；D项正确。 7．如下a、b、c、d、e、f是六种有机物，其中a是烃类，其余是烃的衍生物，下列有关说法正确的是 (　　) A．若a的相对分子质量是42，则d是乙醛 B．若d的相对分子质量是44，则a是乙炔 C．若a为苯乙烯(C6H5—CH===CH2)，则f的分子式是C16H32O2 D．若a为单烯烃，则d与f的最简式一定相同 答案　D 解析　A项中若有机物a的相对分子质量是42，则其分子式为C3H6，则d为丙醛；B项中若有机物d的相对分子质量为44，则有机物d为乙醛，有机物a为乙烯；C项中若有机物a为苯乙烯，则有机物d为苯乙醛，其分子式为C8H8O，则有机物f的分子式为C16H16O2，故A、B、C均错误。 8．己烯雌酚是人工合成的非甾体雌激素物质，主要用于治疗雌激素低下症及激素平衡失调所引起的功能性出血等，如图所示分别取1 mol己烯雌酚进行4个实验。 下列对实验数据的预测与实际情况吻合的是 (　　) A．①中生成7 mol H2O B．②中无CO2生成 C．③中最多消耗3 mol Br2 D．④中发生消去反应 答案　B 解析　本题考查了酚类物质的化学性质、组成方面的知识，在解题过程中，一要注意酚类物质特有的性质，二要注意羟基与苯环相互间的影响。己烯雌酚的分子式为C18H22O2，反应①中应生成11 mol H2O，A项错；酚的酸性比H2CO3的弱，不能与NaHCO3溶液反应生成CO2，B项对；两个酚羟基的邻位上共有4个氢原子，它们均可被卤素原子取代，故反应③中最多可以消耗4 mol Br2，C项错；苯环上的羟基不能发生消去反应，D项错。 9．已知A、B、C、D四种芳香族化合物都是某些植物挥发油的主要成分，它们的结构简式如下所示： 请回答下列问题： (1)用A、B、C、D填空：①能发生银镜反应的有________。②既能使FeCl3溶液显紫色，又能和NaHCO3溶液反应放出气体的有________。 (2)按如图所示转化关系，C经一步反应可生成E，E和B互为同分异构体，则反应①属于________反应(填反应类型名称)，写出反应②的化学方程式：________。 (3)已知同时符合下列两个条件的D的同分异构体有4种。 ①化合物是邻位二取代苯；②苯环上的两个取代基分别为羟基和含有—COO—结构的基团。其中两种结构简式如下所示，请写出另外两种同分异构体的结构简式。 答案　(1)①AC　②D 解析　(1)①能发生银镜反应的物质分子中含有醛基，A、C符合。②既能使FeCl3溶液显紫色，又能和NaHCO3溶液反应放出气体的物质应含有酚羟基和羧基，D符合。 (2)C的相对分子质量是134，E的相对分子质量是150，两者相差16，根据两者的分子式可知反应①是氧化反应；E是一元羧酸，反应②是酯化反应，E和F的相对分子质量相差28，再加上生成的水的相对分子质量是18，由质量守恒得，一元醇的相对分子质量为46，是乙醇。 (3)根据要求对D的结构进行变化：必须有酚羟基，另一个取代基可以是酯基，也可以是羧基。 10．已知X是二氢香豆素类化合物，是香料工业的重要化合物。X可以通过下列途径合成： 请根据上图回答： (1)D中含有的官能团名称是________、________；反应①属于________反应；反应③属于________反应。 (2)化合物B的结构简式为________或________。 (3)反应⑤的化学方程式为__________________________________________。 (4)化合物F的分子式为C6H6O3，它具有酸性，F中只有2种等效氢原子。写出反应⑦的化学方程式：___________________。 答案　(1)羧基　溴原子　取代　氧化 (2)CH2BrCH2CH2OH　CH3CHBrCH2OH (3)CH2BrCH2COOH＋2NaOHCH2===CHCOONa＋NaBr＋2H2O 或CH3CHBrCOOH＋2NaOHCH2===CHCOONa＋NaBr＋2H2O (4) ＋2CH2===CHCOOH―→ ＋2H2O 11．风靡全球的饮料果醋中含有苹果酸(MLA)，其分子式为C4H6O5。0.1 mol苹果酸与足量NaHCO3溶液反应能产生4.48 L CO2(标准状况)，苹果酸脱水能生成使溴水褪色的产物。如图表示合成MLA的路线。 (1)写出下列物质的结构简式：A________，D________。 (2)指出反应类型：①________，②________。 (3)写出所有与MLA具有相同官能团的同分异构体的结构简式：______________。 (4)写出E―→F转化的化学方程式___________________________________。 (5)MLA可通过下列反应合成一高分子化合物G 则G的结构简式为____________。 答案　(1)BrCH2CH===CHCH2Br　OHCCHBrCH2CHO (2)加成反应　取代反应 (3)HOOCCH(CH2OH)COOH、HOOCC(OH)(CH3)COOH (4)HOOCCHBrCH2COOH＋3NaOH△,NaOOCCH(OH)CH2COONa＋2H2O＋NaBr (5) 解析　“0.1 mol苹果酸与足量NaHCO3溶液反应能产生4.48 L CO2(标准状况)”说明MLA分子中含有两个羧基，对照流程图这两个羧基是CHCHCH2CH2与卤素原子加成后，水解变为羟基，再氧化为醛基，进一步氧化为羧基，所以CHCHCH2CH2发生的是1,4加成，这样才能得到两个羧基，转化为MLA。据此可推断出相关物质的结构简式： A为CH2BrCH===CHCH2Br， B为CH2OHCH===CHCH2OH， C为CH2OHCH2CHBrCH2OH， D为OHCCH2CHBrCHO， E为HOOCCH2CHBrCOOH， F为NaOOCCH(OH)CH2COONa， MLA为HOOCCH(OH)CH2COOH，第(5)问对照高聚物和MLA的分子式，结合转化条件可知：第一步是MLA发生消去反应脱水，第二步两个羧基与甲醇完全酯化，第三步利用第一步生成的碳碳双键加聚得到高聚物。 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)。 (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链状酯的物质共有____种。 答案　(1)C8H13O2Cl　(2)羟基、氯原子　(3)3 (4)①CH2===C(CH3)COOCH2CH(CH3)CH2Cl＋H2OCH2===C(CH3)COOH＋ClCH2CH(CH3)CH2OH ②CH3CH(CH2OH)2＋O2CH3CH(CHO)2＋2H2O ③ClCH2CH