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- 2021-07-09 发布
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第三单元 烃的衍生物
[考纲导航]
知识条目
加试要求
核心素养
(1)卤代烃的分类方法,卤代烃的物理性质
a
1.微观探析:认识烃的衍生物的多样性,并能从官能团角度认识烃的含氧衍生物的组成、结构、性质和变化,形成“结构决定性质”的观念。
2.证据推理与模型认知:具有证据意识,能基于证据对烃的含氧衍生物的组成、结构及其变化提出可能的假设。能运用相关模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律。
3.科学探究与创新意识:认识科学探究是进行科学解释和发现、创造和应用的科学实践活动。确定探究目的,设计探究方案,进行实验探究;在探究中学会合作,面对“异常”现象敢于提出自己的见解。
(2)卤代烃的化学性质
c
(3)消去反应
b
(4)乙醇的分子组成、主要性质(跟活泼金属的反应、氧化反应),乙醇在不同温度下的脱水反应
b
(5)醇、酚的组成和结构特点,甲醇、乙二醇、丙三醇的性质和用途
b
(6)乙醇的化学性质与用途
c
(7)苯酚的物理性质,醇、酚等在生产生活中的应用
a
(8)苯酚的化学性质与用途
c
(9)有机分子中基团之间的相互影响
b
(10)乙醛的分子组成,乙醛的性质(加氢还原、催化氧化),乙醛与银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液反应的现象
b
(11)乙酸的分子组成、主要性质(酸的通性、酯化反应),乙酸乙酯的制备实验
b
(12)醛、羧酸的组成、结构和性质特点,甲醛的性质、用途以及对健康的危害
b
(13)缩聚反应
b
(14)重要有机物之间的相互转化
c
考点1 卤代烃
[主干精讲]
1.卤代烃的概念
(1)卤代烃是烃分子里的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物。通式可表示为R—X(其中R—表示烃基)。
(2)官能团是卤素原子。
2.卤代烃的物理性质
(1)状态:通常情况下,除CH3Cl、CH3CH2Cl、CH2===CHCl等少数为气体外,其余为液体或固体。
(2)沸点:比同碳原子数的烃沸点要高。
(3)溶解性:水中难溶,有机溶剂中易溶。
(4)密度:一般一氟代烃、一氯代烃比水小,其余比水大。
3.卤代烃的化学性质
(1)卤代烃水解反应和消去反应的比较
反应类型
取代反应(水解反应)
消去反应
反应条件
强碱的水溶液、加热
强碱的醇溶液、加热
断键方式
反应本质
和通式
卤代烃分子中—X被水中的—OH所取代,生成醇;R—CH2—X+NaOHR—CH2OH+NaX
相邻的两个碳原子间脱去小分子HX;
产物特征
引入—OH,生成含—OH的化合物
消去HX,生成含碳碳双键或碳碳叁键的不饱和键的化合物
(2)消去反应的规律
消去反应:有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个或几个小分子(如H2O、HBr等),而生成含不饱和键(双键或叁键)的化合物的反应。
①两类卤代烃不能发生消去反应
结构特点
实例
与卤素原子相连的碳没有邻位碳原子
CH3Cl
与卤素原子相连的碳有邻位碳原子,但邻位碳原子上无氢原子
②有两种或三种邻位碳原子,且碳原子上均带有氢原子时,发生消去反应可生成不同的产物。例如:
4.卤代烃的获取方法
(1)不饱和烃与卤素单质、卤化氢等的加成反应
如CH3—CH===CH2+Br2―→CH3CHBrCH2Br;
CH3—CH===CH2+HBr;
CH≡CH+HClCH2===CHCl。
(2)取代反应
如乙烷与Cl2:CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl;
苯与Br2:;
C2H5OH与HBr:C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O。
[速检速测]
1.[明辨是非]正确的打“√”,错误的打“×”
(1)CH3CH2Cl的沸点比CH3CH3的沸点高( )
(2)溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热生成乙烯( )
(3)所有的卤代烃都能发生水解反应和消去反应( )
(4)用AgNO3溶液和稀HNO3便可检验卤代烃中的氯、溴、碘元素( )
(5)溴乙烷与NaOH的醇溶液反应,可生成乙醇( )
(6)卤代烃常温下均为非气体,密度均大于水( )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×
2.以下物质中,按要求填空:
① ②CH3CH2CH2Br ③CH3Br
④CH3CHBrCH2CH3
(1)物质的熔沸点由高到低的顺序是________(填序号)。
(2)上述物质中既能发生水解反应又能发生消去反应的是________。
(3)物质④发生消去反应的条件为_____________________________________,
产物有________________________________________________。
(4)由物质②制取1,2-丙二醇经历的反应类型有_________________________
________________________________________________________________。
(5)检验物质③中含有溴元素的试剂有_________________________________
______________________________________________________________。
答案 (1)①>④>②>③
(2)②④
(3)氢氧化钠的醇溶液,加热 CH2===CHCH2CH3、CH3CH===CHCH3、NaBr、H2O
(4)消去反应、加成反应、水解反应
(5)氢氧化钠溶液、稀硝酸、硝酸银溶液
[模拟题组]
卤代烃的水解和消去反应
1.如图表示4溴环己烯所发生的4个不同反应。其中,产物只含有一种官能团的反应是( )
A.①④ B.③④
C.②③ D.①②
解析 易知发生四个反应得到的产物如下图所示,显然Y、Z中含一种官能团。
答案 B
2.下列过程中,发生了消去反应的是( )
A.C2H5Br和NaOH溶液混合共热
B.一氯甲烷和苛性钾的乙醇溶液混合共热
C.一溴丁烷与KOH的丁醇溶液混合共热
D.氯苯与NaOH溶液混合共热
答案 C
卤代烃分子中卤素原子的检验
3.为鉴别卤代烃中所含卤素原子,现有下列实验操作步骤,正确的顺序是( )
①加入AgNO3溶液 ②加入少许卤代烃试样 ③加热 ④加入5 mL 4 mol·L-1 NaOH溶液 ⑤加入5 mL 4 mol·L-1 HNO3溶液
A.②④③① B.②③①
C.②④③⑤① D.②⑤③①
答案 C
4.(2018·大连二十四中月考)有两种有机物Q()与P(),下列有关它们的说法中正确的是( )
A.二者的核磁共振氢谱中均只出现两组峰且峰面积之比为3∶2
B.二者在NaOH醇溶液中均可发生消去反应
C.一定条件下,二者在NaOH溶液中均可发生取代反应
D.Q的一氯代物只有1种,P的一溴代物有2种
解析 Q中两个甲基上有6个等效氢原子,苯环上有2个等效氢原子,峰面积之比应为3∶1,A项错误;Q中苯环上的卤素原子无法发生消去反应,P中与卤素原子相连的碳原子的邻位碳原子上缺少氢原子,无法发生消去反应,B项错误;在适当条件下,卤素原子均可被—OH取代,C项正确;Q中苯环上的氢原子、甲基上的氢原子均可被氯原子取代,其一氯代物有2种,D项错误。
答案 C
【规律方法】
卤代烃(RX)的卤素原子的检验方法
RX
[真题对接]
1.[2014·课标Ⅱ,38(3)]化合物(A)可由环戊烷经三步反应合成:
XY(A)
反应1的试剂与条件为________;反应2的化学方程式为__________________;反应3可用的试剂为________。
答案 Cl2光照 +NaOH+NaCl O2/Cu
2.(2017·课标全国Ⅲ,36节选)氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物。实验室由芳香烃A制备G的合成路线如下:
回答下列问题:
(1)③的反应试剂和反应条件分别是_________________________________,
该反应的类型是________。
(2)⑤的反应方程式为_______________________________________________。
吡啶是一种有机碱,其作用是_______________________________________。
(3)G的分子式为________________________________________________。
(4)4-甲氧基乙酰苯胺()是重要的精细化工中间体,写出由苯甲醚()制备4-甲氧基乙酰苯胺的合成路线_____________________________________________________________________
(其他试剂任选)。
解析 (1)对比C与D的结构,可知反应③为苯环上的硝化反应,故反应试剂和反应条件分别是浓HNO3/浓H2SO4,加热,反应类型为取代反应;
(2)对比E、G的结构,由G可倒推F的结构,然后根据取代反应的基本规律,可得反应方程式,吡啶是碱,可以消耗反应产物HCl;
(3)G的分子式为C11H11O3N2F3;
(4)对比原料和产品的结构可知,首先要在苯环上引入硝基(类似流程③),然后将硝基还原为氨基(类似流程④),最后与反应得到4-甲氧基乙酰苯胺(类似流程⑤)。
答案 (1)浓HNO3/浓H2SO4,加热 取代反应
(2) 吸收反应产生的HCl,提高反应转化率
考点2 醇
[主干精讲]
1.概念
羟基与烃基或苯环侧链上的碳原子相连的化合物称为醇,饱和一元醇的组成通式为CnH2n+1OH或CnH2n+2O。饱和多元醇的通式:CnH2n+2Ox
(两个羟基不能连在同一个碳原子上)。
2.分类
3.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 g·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。
4.醇的断键位置和醇的化学性质
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所示:
以该物质为例,完成下列条件下的化学方程式,并指明断键位置。
反应物及条件
断键位置
反应类型
化学方程式
Na
①
2R—CH2CH2OH+2Na―→2R—CH2CH2
置换反应
ONa+H2↑
HBr,△
②
取代反应
R—CH2CH2OH+HBrR—CH2CH2Br+H2O
O2,Cu/△
①③
氧化反应
2R—CH2CH2OH+O2
浓H2SO4,△
②⑤
消去反应
R—CH2CH2OHR—CH===CH2+H2O
浓H2SO4,△
①②
取代反应
2R—CH2CH2OHR—CH2CH2OCH2CH2R+H2O
(浓H2SO4)
①
取代反应
H2O
5.几种重要醇类的用途
(1)乙醇:用作燃料、饮料、化工原料;常用的溶剂;用于消毒的乙醇溶液中乙醇的体积分数是75%。
(2)甲醇:俗称木醇或木精,有剧毒,能使双眼失明。甲醇是一种可再生的清洁能源。
(3)乙二醇是饱和二元醇、丙三醇(甘油)是饱和三元醇,都是无色、黏稠、有甜味的液体。乙二醇可用作汽车发动机的抗冻剂,是重要的化工原料;丙三醇能跟水、酒精互溶,吸湿性强,有护肤作用,也是一种重要的化工原料,可用于制取硝化甘油等。
[速检速测]
1.[明辨是非]正确的打“√”,错误的打“×”
(1)医用酒精的体积分数通常为95%( )
(2)CH3OH和都属于醇类,且二者互为同系物( )
(3)所有的醇都能发生氧化反应和消去反应( )
(4)乙醇与乙酸均能与Na反应生成氢气( )
(5)CH3OH、CH3CH2OH、的沸点逐渐升高( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√
2.完成下列填空:
乙醇分子发生化学反应时化学键的断裂情况:
反应
断裂的价键
反应类型
化学方程式(以乙醇为例)
与活泼金属反应
①
置换
2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑
催化氧化反应
①③
氧化
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
与氢卤酸反应
②
取代
CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O
分子间脱水反应
①②
取代
2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O
分子内脱水反应
②⑤
消去
CH2===CH2↑+H2O
酯化反应
①
取代(酯化)
CH3COOCH2CH3+H2O
[模拟题组]
醇的结构与性质
1.醇(C5H12O)发生下列反应时,所得产物数目最少(不考虑立体异构)的是( )
A.与金属钠置换 B.与浓硫酸共热消去
C.铜催化下氧化 D.与戊酸酯化
解析 戊基—C5H11可能的结构有8种,所以该有机物的可能结构有8种。A项,与金属钠置换反应生成氢气和醇钠,产物是8种;B项,醇对应的烷烃可为CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH3)2、C(CH3)4,醇发生消去反应生成烯烃,可认为烷烃对应的烯烃,其中CH3CH2CH2CH2CH3对应的烯烃有2种,CH3CH2CH(CH3)2对应的烯烃有3种,C(CH3)4没有对应的烯烃,共5种;C项,在一定条件下能发生催化氧化反应,说明连接—OH的C原子上有H原子,对应烃基可为—CH2CH2CH2CH2CH3、—CH(CH3)CH2CH2CH3、—CH(CH2CH3)2、—CH2CH(CH3)CH2CH3、—CH2CH2CH(CH3)2、—CH2C(CH3)3、,共7种;D项,C5H12O对应的醇有8种,而戊酸有4种,对应的产物有32种。
答案 B
2.薄荷醇的结构简式如图所示,下列说法正确的是( )
A.薄荷醇属于芳香烃的含氧衍生物
B.薄荷醇的分子式为C10H20O,它是环己醇的同系物
C.薄荷醇环上的一氯取代物只有三种
D.在一定条件下,薄荷醇能与氢气、溴水反应
解析 薄荷醇分子中不含苯环,因此不是芳香烃的含氧衍生物,A项错误;薄荷醇的分子式为C10H20O,其与环己醇结构相似,在分子组成上比环己醇多4个“CH2”原子团,与环己醇互为同系物,B项正确;薄荷醇环上的一氯取代物有六种,C项错误;薄荷醇不含碳碳双键等不饱和键,不能与氢气、溴水反应,D项错误。
答案 B
【规律方法】
醇的催化氧化规律
醇的结构、性质综合应用
3.A是生产某新型工程塑料的基础原料之一,分子式为C10H10O2,其分子结构模型如图所示(图中球与球之间连线代表单键或双键)。
Ⅰ.根据分子结构模型写出A的结构简式______________________________。
Ⅱ.拟从芳香烃出发来合成A,其合成路线如下:
已知:A在酸性条件下水解生成有机物B和甲醇。
(1)写出⑤的反应类型_____________________________________________。
(2)写出H的结构简式____________________________________________。
(3)已知F分子中含有“—CH2OH”,通过F不能有效、顺利地获得B,其原因是___________________________________________________________________。
(4)写出反应方程式(注明必要的反应条件):
⑥__________________________________________________________________;
⑦__________________________________________________________________。
解析 由结构模型知A是芳香酯(),
反应①是加成反应生成D(),反应②是水解反应生成二元醇E(),E被氧化生成G(),G再氧化得到H(),H发生消去反应得到B(),最后与甲醇进行酯化反应得到A。由E、F组成知,反应⑦是消去反应,F中存在碳碳双键,氧化羟基时,碳碳双键也可能会被氧化。
答案 Ⅰ.
Ⅱ.(1)消去反应 (2)
(3)F中含碳碳双键,氧化羟基时可能会同时氧化碳碳双键
[真题对接]
1.(2015·海南化学,5)分子式为C4H10O并能与金属钠反应放出氢气的有机物有(不含立体异构)( )
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
解析 分子式为C4H10O并能与金属钠反应为放出氢气的有机物属于醇类,因—C4H9有4种同分异构体,故对应的醇也有4种同分异构体,即选B。
答案 B
2.(2016·浙江理综,26)化合物X是一种有机合成中间体,Z是常见的高分子化合物,某研究小组采用如下路线合成X和Z:
已知:①化合物A的结构中有2个甲基
②RCOOR′+R″CH2COOR′
请回答:
(1)写出化合物E的结构简式________,F中官能团的名称是________。
(2)Y→Z的化学方程式是___________________________________________。
(3)G→X的化学方程式是________________________________________,
反应类型是________。
(4)若C中混有B,请用化学方法检验B的存在(要求写出操作、现象和结论)________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
解析 根据题给有机物的合成路线,由Y的化学式及Z是常见的高分子化合物,得出Y为CH2===CHCl,Z为;推断出D为CH≡CH,E为CH2===CH2,F为CH3CH2OH;因A的分子式为C4H10O,且其结构中有2个甲基,故A的结构简式为
(1)E的结构简式为CH2=CH2;F为CH3CH2OH,其中的官能团为羟基;(2)由氯乙烯聚合生成聚氯乙烯的化学方程式为nCH2===CHCl;(3)根据题中所给信息,由G生成X的化学方程式为,反应类型为取代反应;(4)若C中混有B,即检验
,可通过检验—CHO来进行,方法为:取适量试样于试管中,先用NaOH溶液中和,再加入新制氢氧化铜悬浊液,加热,若产生砖红色沉淀,则有B存在。
答案 (1)CH2===CH2 羟基
(4)取适量试样于试管中,先用NaOH溶液中和,再加入新制氢氧化铜悬浊液,加热,若产生砖红色沉淀,则有B存在
考点3 酚
[主干精讲]
1.苯酚的组成与结构
分子式
结构简式
结构特点
C6H6O
或C6H5OH
羟基与苯环直接相连
2.苯酚的物理性质
色态
无色晶体,露置于空气中因被氧化而呈粉红色
溶解性
常温下,在水中溶解度不大
高于65 ℃,与水混溶
毒性
有毒,对皮肤有强烈腐蚀作用,皮肤上沾有苯酚应立即用酒精清洗
3.苯酚的化学性质
(1)羟基中氢原子的反应:
a.弱酸性:电离方程式为C6H5OHC6H5O-+H+,俗称石炭酸,但酸性很弱,酸性比碳酸的酸性弱,不能使紫色石蕊试液变红。
b.与活泼金属反应:与Na反应的化学方程式为2C6H5OH+2Na―→2C6H5ONa+H2↑。
c.与碱的反应:苯酚的浑浊液液体变澄清溶液又变浑浊。该过程中发生反应的化学方程式分别为:
、
。
(2)苯环上氢原子的取代反应:苯酚与浓溴水反应的化学方程式为:
+3HBr,此反应常用于苯酚的定性检验和定量测定。
(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:与H2:。
(5)氧化反应:苯酚易被空气中的氧气氧化而显粉红色;易被酸性高锰酸钾溶液氧化;容易燃烧。
(6)缩聚反应:
苯酚中基团间的相互影响
在苯酚分子中,苯基影响了与其相连的羟基上的氢原子,促使它比乙醇分子中羟基上的氢原子更易电离;而羟基反过来影响了与其相连的苯基上的氢原子,使邻、对位的氢原子更活泼,更容易被其他原子或原子团所取代。有机化合物分子中基团之间存在相互影响、相互制约。
[速检速测]
1.[明辨是非]正确的打“√”,错误的打“×”
(1)CH3CH2OH在水中的溶解度大于在水中的溶解度( )
(2)苯酚的水溶液呈酸性,说明酚羟基的活泼性大于水中羟基的活泼性( )
(3)除去苯中的苯酚,加入浓溴水再过滤( )
(4)分子式为C7H8O的芳香类有机物有五种同分异构体( )
(5) 含有的官能团相同,二者的化学性质相似( )
(6)鉴别苯酚溶液与乙醇溶液可滴加FeCl3溶液( )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)√
2.现有以下物质:
(1)其中属于脂肪醇的有________,属于芳香醇的有________,属于酚类的有________。
(2)其中物质的水溶液显酸性的有________。
(3)其中互为同分异构体的有________。
(4)列举出⑤所能发生反应的类型__________________________________。
答案 (1)①② ③⑤ ④⑤ (2)④⑤ (3)③④
(4)取代反应(酯化反应),氧化反应,消去反应,加成反应,显色反应
[模拟题组]
酚的结构和性质
1.从葡萄籽中提取的原花青素结构为:
原花青素具有生物活性,如抗氧化和自由基清除能力等,可防止机体内脂质氧化和自由基的产生而引发的肿瘤等多种疾病。有关原花青素的下列说法不正确的是( )
A.该物质既可看作醇类,也可看作酚类
B.1 mol该物质可与4 mol Br2反应
C.1 mol该物质可与7 mol NaOH反应
D.1 mol该物质可与7 mol Na反应
解析 结构中左环与右上环均为苯环,且共有5个羟基(可看作酚),中间则含醚键(环醚)和两个醇羟基(可看作醇),故A正确;该有机物结构中能与Br2发生反应的只有酚羟基的邻位(共4个可被取代的位置),故B也正确;能与NaOH溶液反应的只有酚羟基(共5个),故C错;有机物中酚羟基和醇羟基共7个,都能与Na反应,故D正确。
答案 C
2.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
解析 己烯雌酚的分子式为C18H20O2,反应①中应生成10 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碳碳双键能与Br2发生加成,故反应③中最多可以消耗5 mol Br2,C项错;苯环上的酚羟基不能发生消去反应,D项错。
答案 B
醇、酚的比较
3.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
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原子取代,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,并且羟基相连碳原子的邻位碳原子上有氢原子,所以物质④可以发生消去反应,D项正确。
答案 D
4.下列关于有机化合物M和N的说法正确的是( )
A.等物质的量的两种物质跟足量的NaOH溶液反应,消耗NaOH的量一样多
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
解析 M分子中的醇羟基不能与NaOH溶液反应,而N分子中的酚羟基能够与NaOH溶液反应,故消耗NaOH的量不相等,A错误;两种分子中的碳、氧原子数目相同而氢原子数目不同,故完全燃烧等物质的量的两种物质生成水的量不相等,B错误;N分子中,所有原子均可能在同一平面上,即可能共面的原子最多有18个,D错误。
答案 C
【规律方法】
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
[真题对接]
1.(2017·天津理综,2)汉黄芩素是传统中草药黄芩的有效成分之一,对肿瘤细胞的杀伤有独特作用。下列有关汉黄芩素的叙述正确的是( )
A.汉黄芩素的分子式为C16H13O5
B.该物质遇FeCl3溶液显色
C.1 mol该物质与溴水反应,最多消耗1 mol Br2
D.与足量H2发生加成反应后,该分子中官能团的种类减少1种
解析 A项,汉黄芩素的分子式为C16H12O5,错误;B项,汉黄芩素含有酚羟基遇FeCl3溶液显色,正确;C项,1 mol汉黄芩素与溴水发生取代反应和加成反应,最多消耗2 mol Br2,错误;D项,汉黄芩素中的羰基和碳碳双键均可与H2发生加成反应,所以与足量H2发生加成反应后,该分子中官能团的种类减少2种,错误。
答案 B
2.(2018·江苏化学,11)化合物Y能用于高性能光学树脂的合成,可由化合物X与2-甲基丙烯酰氯在一定条件下反应制得:
下列有关化合物X、Y的说法正确的是(双选)( )
A.X分子中所有原子一定在同一平面上
B.Y与Br2的加成产物分子中含有手性碳原子
C.X、Y均不能使酸性KMnO4溶液褪色
D.X→Y的反应为取代反应
解析 羟基上的O原子一定与苯环共平面,但是羟基上的H原子不一定与苯环共平面,A项错误;Y与Br2加成后的产物中,与甲基相连的碳原子为手性碳原子,B项正确;X中的酚羟基、Y中的碳碳双键均可以被酸性KMnO4溶液氧化,从而使KMnO4溶液颜色褪去,C项错误;X生成Y的另一产物为HCl,该反应可以理解成取代了X中酚羟基上的H原子,D项正确。
答案 BD
考点4 醛
[主干精讲]
1.概念和通式
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.常见醛的物理性质
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.醛的化学性质
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
以乙醛为例写出醛类的主要化学方程式:
(1)氧化反应
①银镜反应
CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O;
②与新制Cu(OH)2悬浊液的反应
CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O。
(2)还原反应(催化加氢)
CH3CHO+H2CH3CH2OH。
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。
4.醛在生产、生活中的作用和对环境、健康产生的影响
(1)醛是重要的化工原料,广泛应用于合成纤维、医药、染料等行业。
(2)35%~40%的甲醛水溶液俗称福尔马林;具有杀菌(用于种子杀菌)和防腐性能(用于浸制生物标本)。
(3)劣质的装饰材料中挥发出的甲醛是室内主要污染物之一。
[速检速测]
1.[明辨是非]正确的打“√”,错误的打“×”
(1)醛基的结构简式可以写成—CHO,也可以写成—COH( )
(2)乙醛分子中的所有原子都在同一平面上( )
(3)凡是能发生银镜反应的有机物都是醛( )
(4)醛类既能被氧化为羧酸,又能被还原为醇( )
(5)欲检验CH2===CHCHO分子中的官能团,应先检验“—CHO”后检验“”( )
(6)甲醛常温下为气体,有毒,易溶于水,水溶液称福尔马林( )
(7)完全燃烧等物质的量的乙醛和乙醇,消耗O2的质量相等( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√ (7)×
2.以R—CHO为例写出醛类主要的化学方程式:
①氧化反应
银镜反应:
RCHO+2Ag(NH3)2OHRCOONH4+2Ag↓+3NH3+H2O;
与新制Cu(OH)2悬浊液的反应:
RCHO+2Cu(OH)2+NaOHRCOONa+Cu2O↓+3H2O。
②还原反应(催化加氢)
RCHO+H2RCH2OH。
[模拟题组]
醛的性质和应用
1.肉桂醛是一种食用香精,广泛应用于牙膏、糖果及调味品中。工业上可以通过下列反应制得:
下列说法不正确的是( )
A.检验肉桂醛中是否残留有苯甲醛:加入酸性KMnO4溶液,看是否褪色
B.1 mol肉桂醛在一定条件下与H2加成,最多消耗5 mol H2
C.肉桂醛中所有原子可能在同一平面上
D.肉桂醛的分子式为C9H8O
答案 A
2.分子式C3H5O2的有机物有多种同分异构体,现有其中的四种X、Y、Z、W,它们的分子中均含甲基,将它们分别进行下列实验以鉴别,其实验记录如下:
NaOH溶液
银氨溶液
新制Cu(OH)2悬浊液
金属钠
X
中和反应
无现象
溶解
产生氢气
Y
无现象
有银镜
加热后有砖红色沉淀
产生氢气
Z
水解反应
有银镜
加热后有砖红色沉淀
无现象
W
水解反应
无现象
无现象
无现象
回答下列问题:
(1)写出四种物质的结构简式X:________,Y:________,Z:________,W:________。
(2)①Y与新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式:_______________________
__________________________________________________________________。
②Z与NaOH溶液反应的化学方程式:_______________________________
_________________________________________________________________。
解析 X能发生中和反应,故X中含有—COOH,X为CH3CH2COOH;由Y的实验现象判断Y的分子结构中含有—OH和—CHO,则Y为;Z能发生水解反应,又能发生银镜反应,则Z为HCOOCH2CH3;W能发生水解反应,分子结构中含有—COO—和—CH3,则W为CH3COOCH3。
答案 (1)CH3CH2COOH HCOOCH2CH3 CH3COOCH3
【规律方法】
能发生银镜反应物质的归类
(1)醛类;(2)甲酸及甲酸某酯、甲酸盐;(3)葡萄糖、麦芽糖;(4)其他含醛基物质。
醛在实验中的应用
3.有机物A是一种重要的化工原料,其结构简式为,下列检验A中官能团的试剂和顺序正确的是( )
A.先加KMnO4酸性溶液,再加银氨溶液,微热
B.先加溴水,再加KMnO4酸性溶液
C.先加银氨溶液,微热,再加溴水
D.先加入足量的新制Cu(OH)2悬浊液,微热,酸化后再加溴水
解析 有机物A中所含的官能团有和—CHO,二者均能使KMnO4酸性溶液和溴水褪色,所以A、B项错误;先加银氨溶液,微热,能检验出—CHO,但发生银镜反应之后的溶液仍显碱性,溴水与碱能发生反应,C项错误。
答案 D
4.某学生做乙醛还原性的实验,取1 mol·L-1的硫酸铜溶液2 mL和0.4 mol·L-1的氢氧化钠溶液4 mL,在一个试管里混合后加入0.5 mL 40%的乙醛溶液加热至沸腾,无砖红色沉淀,实验失败的原因是( )
A.氢氧化钠的量不够 B.硫酸铜的量不够
C.乙醛溶液太少 D.加热时间不够
答案 A
[真题对接]
1.(2014·重庆理综,5)某天然拒食素具有防御非洲大群蚯蚓的作用,其结构简式如图(未表示出原子或原子团的空间排列)。该拒食素与下列某试剂充分反应,所得有机物分子的官能团数目增加,则该试剂是( )
A.Br2的CCl4溶液 B.[Ag(NH3)2]OH溶液
C.HBr D.H2
解析 该有机物中的1个碳碳双键与Br2发生加成反应后引入2个—Br,官能团数目增加,A项正确;该有机物与银氨溶液反应后2个—CHO变为2个—COONH4,官能团数目不变,B项错误;该有机物中的1个碳碳双键与HBr发生加成反应后引入1个—Br,官能团数目不变,C项错误;该有机物与H2发生加成反应后—CHO变为—CH2OH,碳碳双键消失,官能团数目减少,D项错误。
答案 A
2.(2016·天津理综,8节选)
反-2-己烯醛(D)是一种重要的合成香料,下列合成路线是制备D的方法之一。根据该合成路线回答下列问题:
(1)A的名称是________;B分子中的共面原子数目最多为________;C分子中与环相连的三个基团中,不同化学环境的氢原子共有________种。
(2)D中含氧官能团的名称是________,写出检验该官能团的化学反应方程式:________________________________________________________________________。
(3)以D为主要原料制备己醛(目标化合物),在方框中将合成路线的后半部分补充完整。
(4)问题(3)的合成路线中第一步反应的目的是________。
解析 本题考查有机合成,意在考查考生的分析推理能力。(1)碳碳双键两端的碳原子及与之相连的原子均共面,单键可旋转,从而使氧原子、乙基上的两个碳原子都可能位于同一平面上,乙基上最多有一个氢原子位于上述平面内,故B分子中的共面原子数目最多为9。C分子中与环相连的三个基团都不等效,所以三个基团中共有8种碳原子,即有8种氢原子。(2)D中的含氧官能团是醛基,检验醛基可用银氨溶液,也可用新制氢氧化铜悬浊液。(3)由D制备己醛,碳碳双键变成了碳碳单键,发生了加成反应,但醛基未发生变化。第一步反应中醛基与CH3OH发生加成反应,生成物中含有—CH(OCH3)2结构,根据“已知”信息,该结构发生酸性水解即可重新得到醛基。所以第二步可与氢气发生加成反应,以将碳碳双键变为碳碳单键,最后一步发生酸性水解,即可达到目的。(4)根据上述分析,第一步反应的目的是为了保护醛基,使其不与氢气发生加成反应。
答案 (1)正丁醛或丁醛 9 8
(2)醛基
考点5 羧酸
[主干精讲]
1.概念
由烃基或氢原子与羧基相连构成的有机化合物,官能团为。饱和一元羧酸分子的通式为CnH2nO2(n≥1)。
2.羧酸的分类
3.羧酸的化学性质
羧酸的化学性质取决于羧基,反应时的主要断裂键位置如图:
①酸的通性
乙酸是一种弱酸,其酸性比碳酸强,在水溶液中的电离方程式为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。
[速检速测]
1.[明辨是非]正确的打“√”,错误的打“×”
(1)乙醇、乙酸与Na2CO3溶液反应均产生CO2( )
(2)乙酸溶液滴入几滴紫色石蕊试液变红( )
(3)用食醋可除去热水壶内壁的水垢( )
(4)在水溶液里,乙酸分子中的—CH3可以电离出H+( )
(5)冰醋酸是混合物( )
(6)甲酸能发生银镜反应,能与新制Cu(OH)2的碱性悬浊液反应生成砖红色沉淀( )
(7)丙烯酸(CH2===CHCOOH)和油酸(C17H33COOH)互为同系物( )
(8)制备乙酸乙酯时可用热的NaOH溶液收集产物以除去其中的乙酸( )
(9)可以用分液漏斗分离乙酸乙酯和乙醇( )
答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)√ (7)√ (8)× (9)×
2.以为例,按反应类型讨论其可能发生的化学反应,并写出相应的化学方程式:
①_________________________________________________________________
②_________________________________________________________________
③_________________________________________________________________
④_________________________________________________________________
⑤_________________________________________________________________
⑥_________________________________________________________________
⑦_________________________________________________________________
⑧_________________________________________________________________
⑨_________________________________________________________________
⑩_________________________________________________________________
⑪_________________________________________________________________
答案
[模拟题组]
羧酸的结构和性质
1.某有机物的结构如图所示,下列各项性质中,它不可能具有的是( )
①可以燃烧 ②能使酸性高锰酸钾溶液褪色 ③能跟NaOH溶液反应 ④能发生酯化反应 ⑤能发生聚合反应 ⑥能发生水解反应 ⑦能发生取代反应
A.①④ B.⑥
C.⑤ D.④⑥
解析 大多数有机物能燃烧;含有—CH===CH2,能使酸性KMnO4溶液褪色,能发生加聚反应;含—COOH,能与NaOH溶液反应,能发生酯化反应(属于取代反应);含—CH2OH,能发生酯化反应。
答案 B
2.(2017·邵阳市邵东三中高三上第一次月考)有下列物质:①乙醇;②苯酚;③乙醛;④乙酸乙酯;⑤丙烯酸(CH2===CH—COOH)。其中与溴水、KMnO4酸性溶液、NaHCO3溶液都能反应的是( )
A.仅①③ B.仅②④
C.仅⑤ D.仅③⑤
解析 ①乙醇只可以和酸性高锰酸钾溶液反应;②苯酚不可以和NaHCO3反应;③乙醛可以和溴水、酸性高锰酸钾溶液反应;④乙酸乙酯和溴水、KMnO4酸性溶液、NaHCO3溶液都不反应;⑤丙烯酸(CH2===CH—COOH),可以和溴水、KMnO4酸性溶液、NaHCO3溶液反应。
答案 C
【规律方法】
醇、酚和羧酸中氢原子的活泼性比较
基团
酸碱性
Na
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
氢原子的活泼性
醇羟基
中性
醇钠和H2
不反应
不反应
不反应
酚羟基
弱酸性
酚钠和H2
苯酚钠和水
苯酚钠和NaHCO3
不反应
羧基
弱酸性
羧酸钠和H2
羧酸钠和水
羧酸钠、CO2、H2O
羧酸钠、CO2、H2O
乙酸乙酯的制备
3.(2017·荆门高三调研)某课外兴趣小组欲在实验室里制备少量乙酸乙酯,该小组的同学设计了以下四个制取乙酸乙酯的装置,其中正确的是( )
答案 A
4.实验室制乙酸乙酯的主要装置如图所示。
主要步骤:
①在30 mL的大试管中按体积比1∶4∶4的比例配制浓硫酸、乙醇和乙酸的混合液;
②按照图(a)连接装置,小火加热试管中的混合液;
③待小试管中收集约4 mL产物时停止加热,撤出小试管并用力振荡,然后静置待其分层;
④分离出纯净的乙酸乙酯。
请回答下列问题:
(1)步骤①中,配制这一比例的混合液的操作是___________________________
__________________________________________________________________。
(2)步骤②中,用小火加热试管中的混合液,其原因是___________________
________________________________________________________________。
(3)步骤③所观察到的现象是_______________________________________
_______________________________________________________________。
(4)为提高乙酸乙酯的产率,甲、乙两位同学分别设计了如图(b)、(c)的装置(乙同学待反应完毕冷却后再用饱和Na2CO3溶液提取烧瓶中产物)。
你认为哪种装置合理?为什么?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
解析 (1)配制反应混合液按照乙醇→浓硫酸→乙酸的顺序加入试剂,结合浓硫酸稀释的操作方法,待混合液冷却后再加乙酸。
(2)反应混合液加热未加碎瓷片易暴沸,且反应物均易挥发,故应小火加热。
(3)生成的乙酸乙酯不溶于水且密度比水小,所以小试管振荡静置后出现分层现象,上层为无色油状液体、振荡过程中,挥发出的乙酸与Na2CO3溶液反应冒气泡。
(4)乙同学设计(c)装置将挥发出来的乙酸、乙醇及时冷凝成液体回流至烧瓶反应容器损失少,提高了原料利用率,相对合理。
答案 (1)先加4 mL乙醇,再缓缓加入1 mL浓硫酸,边加边振荡,冷却后再加4 mL乙酸并振荡混合均匀
(2)防止暴沸且减少反应物的大量挥发
(3)在Na2CO3溶液上层有无色油状液体,振荡后Na2CO3溶液层有气泡产生
(4)乙同学的装置合理,(c)中的反应物能够冷凝回流,损失少,乙酸乙酯的产率高
[真题对接]
1.(2018·课标全国Ⅰ,9)在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中,下列操作未涉及的是( )
答案 D
2.(2018·课标全国Ⅰ,36)化合物W可用作高分子膨胀剂,一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________。
(2)②的反应类型是________。
(3)反应④所需试剂、条件分别为________。
(4)G的分子式为________。
(5)W中含氧官能团的名称是________。
(6)写出与E互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为1∶1)____________________________________________________
_________________________________________________________________。
(7)苯乙酸苄酯()是花香型香料,设计由苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线____________________________
____________________________________________________________________
________________________________________________(无机试剂任选)。
解析 (1)A的化学名称为氯乙酸。(2)反应②中—CN取代—Cl,为取代反应。(3)比较D和E的结构简式可知,反应④是HOOC—CH2—COOH与乙醇在浓硫酸、加热条件下发生的酯化反应。(4)由G的结构简式可知G的分子式为C12H18O3。(5)由W的结构简式可知,W中含氧官能团的名称为羟基、醚键。(6)根据题意知,满足条件的E的酯类同分异构体具有高度对称结构,则满足条件的同分异构体为
(7)由苯甲醇合成苯乙酸苄酯,需要增长碳链。联系题图中反应②、③、④设计合成路线。
答案 (1)氯乙酸 (2)取代反应 (3)乙醇/浓硫酸、加热 (4)C12H18O3 (5)羟基、醚键
考点6 酯
[主干精讲]
1.酯的结构和通式
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,,通式为CnH2nO2(n≥2)。
2.酯的物理性质
3.酯的化学性质
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。
酯化反应的五大类型
(1)一元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如
CH3COOH+HOC2H5CH3COOC2H5+H2O
(2)一元羧酸与多元醇之间的酯化反应,如
(3)多元羧酸与一元醇之间的酯化反应,如
(4)多元羧酸与多元醇之间的酯化反应:此时反应有三种情形,可得普通酯、环酯和高聚酯。如
(5)既含羟基又含羧基的有机物自身的酯化反应:此时反应有三种情形,可得到普通酯、环酯和高聚酯。如
[速检速测]
1.[明辨是非]正确的打“√”,错误的打“×”
(1)乙酸和乙酸乙酯可用饱和Na2CO3溶液加以区别( )
(2)酯化反应和酯的水解反应都属于取代反应( )
(3)在酸性条件下,CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH( )
(4)羧基和酯基中的均能与H2加成( )
(5)C4H8O2同分异构体的类型有羧酸、酯、羟基醛等( )
(6)1 mol酯基(酚)水解时,最多可消耗2 mol NaOH( )
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)√
2.(1)写出有机物与足量NaOH溶液反应的化学方程式_____________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)在一定条件下1 mol有机物
与足量的氢气反应,最多消耗H2的物质的量为________ mol。
答案
[模拟题组]
酯的结构、性质
1.有关下图所示化合物的说法不正确的是( )
A.既可以与Br2的CCl4溶液发生加成反应,又可以在光照下与Br2发生取代反应
B.1 mol该化合物最多可以与3 mol NaOH反应
C.既可以催化加氢,又可以使酸性KMnO4溶液褪色
D.既可以与FeCl3溶液发生显色反应,又可以与NaHCO3溶液反应放出CO2气体
解析 A项,该有机物含有碳碳双键,可以与Br2发生加成反应,还含有甲基,可以与Br2光照发生取代反应,A项正确;B项,酚羟基要消耗一个NaOH,两个酯键要消耗两个NaOH,1 mol该化合物最多可以与3 mol NaOH反应,B项正确;C项,苯环可以催化加氢,碳碳双键可以使KMnO4褪色,C项正确;D项,该有机物中不存在羧基,并且酚羟基酸性比碳酸弱,不能与NaHCO3溶液反应放出CO2气体,D项错误;答案选D。
答案 D
2.分子式为C6H10O3并能使新制Cu(OH)2悬浊液溶解,继续加热会出现砖红色沉淀的有机物有(不含立体异构)( )
A.8种 B.9种
C.12种 D.13种
解析 分子式为C6H10O3并能使新制Cu(OH)2悬浊液溶解,继续加热会出
现砖红色沉淀,说明有机物中含有1个羧基、醛基,戊酸有4种同分异构体:CH3CH2CH2CH2COOH、
;当戊酸为CH3CH2CH2CH2COOH时,一元取代产物有4种;当戊酸为时,一元取代产物有4种;当戊酸为时,一元取代产物有3种;当戊酸为时,一元取代产物有1种;所以共有12种结构。
答案 C
酯化反应和水解反应
3.(2017·江西三校联考)在阿司匹林的结构简式(如图)中①②③④⑤⑥分别标出了其分子中不同的键。以下说法错误的是( )
A.1 mol阿司匹林消耗3 mol NaOH
B.将阿司匹林投入氢氧化钠溶液中,②⑥键断裂
C.阿司匹林在碱性水溶液中水解得到邻羟基苯甲酸盐
D.1 mol阿司匹林完全燃烧消耗9 mol O2
答案 C
4.某烃的衍生物A,分子式为C6H12O2
。实验表明A跟氢氧化钠溶液共热生成B和C,B跟盐酸反应生成有机物D,C在铜催化和加热条件下氧化为E,其中D、E都不能发生银镜反应。由此判断A的可能结构有( )
A.6种 B.4种
C.3种 D.2种
解析 A能和氢氧化钠溶液反应生成B和C,所以A是酯,B和盐酸反应生成有机物,所以B是羧酸钠,C是醇,C能被氧化生成E,D和E都不能发生银镜反应,所以醇中不含—CH2OH结构,且羧酸不是甲酸,所以A的可能结构是
和。
答案 D
[真题对接]
1.(2016·江苏高考)化合物X是一种医药中间体,其结构简式如图所示。下列有关化合物X的说法正确的是( )
A.分子中两个苯环一定处于同一平面
B.不能与饱和Na2CO3 溶液反应
C.在酸性条件下水解,水解产物只有一种
D.1 mol化合物X最多能与2 mol NaOH反应
解析 由于单键可以旋转,两个苯环不一定处于同一平面,A错误;结构中含有—COOH,能与饱和Na2CO3溶液反应,B错误;X结构中只有酯基能水解,水解产物只有一种,C正确;X结构中的—COOH和酚酯基能与NaOH反应,1 mol X最多能与3 mol NaOH反应(—COOH反应1 mol,酚酯基反应2 mol),D错误。
答案 C
2.(2014·浙江理综,10)下列说法正确的是( )
A.乳酸薄荷醇酯()仅能发生水解、氧化、消去反应
B.乙醛和丙烯醛()不是同系物,它们与氢气充分反应后的产物也不是同系物
C.淀粉和纤维素在酸催化下完全水解后的产物都是葡萄糖
D.CH3COOCH2CH3与CH3CH2COOCH3互为同分异构体,1H-NMR谱显示两者均有三种不同的氢原子,且三种氢原子的比例相同,故不能用1H-NMR来鉴别
解析 A项,乳酸薄荷醇酯分子中含有—OH,可发生取代反应,错误;B项,乙醛、丙烯醛与氢气充分反应后产物分别为乙醇、丙醇,二者属于同系物,错误;C项,淀粉、纤维素均属于多糖,在酸催化作用下水解的最终产物均为葡萄糖,正确;D项,CH3COOCH2CH3与CH3CH2COOCH3在1H—NMR谱上峰出现的位置不同,二者可用核磁共振氢谱鉴别,错误。
答案 C
课时训练
一、选择题
1.(2017·课标全国Ⅱ,10)下列由实验得出的结论正确的是( )
实验
结论
A.
将乙烯通入溴的四氯化碳溶液,溶液最终变为无色透明
生成的1,2-二溴乙烷无色、可溶于四氯化碳
B.
乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体
乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性
C.
用乙酸浸泡水壶中的水垢,可将其清除
乙酸的酸性小于碳酸的酸性
D.
甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的石蕊试纸变红
生成的氯甲烷具有酸性
解析 B项,钠与水反应比钠与乙醇反应剧烈,说明水中的氢比乙醇中的羟基氢活泼,错误;C项,根据强酸制弱酸,可知乙酸酸性大于碳酸,错误;D项,甲烷与氯气光照下发生取代反应生成了HCl,HCl气体能使湿润的石蕊试纸变红,错误。
答案 A
2.下列说法中正确的是( )
A.等物质的量的苯和苯甲酸完全燃烧消耗氧气的量不相等
B.0.1 mol乙烯和乙醇的混合物完全燃烧所消耗的氧分子数为0.3NA
C.等物质的量的乙醇和乙酸完全燃烧时所需氧气的质量相等
D.1 mol 完全燃烧消耗19 mol O2
解析 等物质的量的苯与苯甲酸完全燃烧时消耗的氧气的量相等,A项错误;1 mol乙烯与1 mol乙醇完全燃烧,均需消耗3 mol O2,则0.1 mol乙烯与乙醇的混合物完全燃烧需消耗0.3 mol氧分子,B项正确;由乙醇(C2H6O)和乙酸(C2H4O2)的分子式可知,等物质的量的两者完全燃烧消耗O2的质量之比为3∶2,C项错误;由题中结构简式可知其分子式为C13H20O,则1 mol该有机物完全燃烧消耗O2的物质的量为 mol=17.5 mol,D项错误。
答案 B
3.有机物M、N、Q的转化关系如图,下列说法中正确的是( )
A.M→N的反应类型是取代反应
B.N的同分异构体有6种
C.可用酸性KMnO4溶液区分N与Q
D.0.3 mol Q与足量金属钠反应生成0.15NA个H2
解析 由题给转化关系知,M→N的反应类型是烯烃的加成反应,A错误;4个碳原子构成的烷烃主链有2种,分别为C—C—C—C、、C—C—C—C的二氯代物有6种(包括N),的二氯代物有3种,则N的同分异构体有8种(不包括N),B错误;醇能被酸性KMnO4
溶液氧化,而卤代烃不能,故可用酸性KMnO4溶液区分N与Q,C正确;1个Q分子中含有2个羟基,则0.3 mol Q与足量金属钠反应生成0.3NA个H2,D错误。
答案 C
4.某届奥运会上,有个别运动员因服用兴奋剂被取消参赛的资格。如图是检测出的兴奋剂的某种同系物X的结构简式,下列关于X的说法正确的是( )
A.X分子中所有原子不可能都在同一平面上
B.X遇到FeCl3溶液时显紫色,而且能使溴的四氯化碳溶液褪色
C.1 mol X与足量的浓溴水反应,最多消耗5 mol Br2
D.1 mol X在一定条件下与足量的氢气反应,最多消耗1 mol H2
解析 根据苯环和乙烯的平面结构分析可知,X分子中所有原子可能都在同一平面上,A错误;X中含有酚羟基,遇到FeCl3溶液时显紫色,含有碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,B正确;酚羟基邻、对位上的氢原子能与溴单质发生取代反应,碳碳双键能与溴单质发生加成反应,1 mol X与足量的浓溴水反应,最多消耗4 mol Br2,C错误;苯环和碳碳双键均能与氢气发生加成反应,1 mol X在一定条件下与足量的氢气反应,最多消耗7 mol H2,D错误。
答案 B
5.已知:乙醇可被强氧化剂氧化为乙酸。BrCH2CH===CHCH2Br可经三步反应制取HOOCCH(Cl)CH2COOH,发生反应的类型依次是( )
A.水解反应、加成反应、氧化反应
B.加成反应、水解反应、氧化反应
C.水解反应、氧化反应、加成反应
D.加成反应、氧化反应、水解反应
解析 BrCH2CH===CHCH2Br先水解,溴原子被-OH取代,得到含有醇羟基的醇类物质,然后和氯化氢加成,保护碳碳双键,最后用强氧化剂将醇氧化为羧酸即可,发生的反应类型依次为:水解反应、加成反应、氧化反应,答案选A。
答案 A
6.某有机物的结构简式为。下列关于该物质的说法中正确的是( )
A.该物质可以发生水解反应
B.该物质能和AgNO3溶液反应产生AgBr沉淀
C.该物质可以发生消去反应
D.该物质分子中最多有4个碳原子共面
解析 该物质在NaOH的水溶液中可以发生水解反应,其中—Br被—OH取代,A项正确;该物质中的溴原子必须水解成Br—,才能和AgNO3溶液反应生成AgBr沉淀,B项错误;该有机物分子中与溴原子相连的碳原子的邻位碳上没有H,不能发生消去反应,C项错误;在中由于存在,1、2、3、4号碳原子一定在同一平面内,但—CH2CH3上的两个碳原子,由于单键可以旋转,5号碳原子可能和1、2、3、4号碳原子在同一平面内,也可能不在,故D项错误。
答案 A
7.CPAE是蜂胶的主要活性成分,它可由咖啡酸合成。下列说法不正确的是( )
A.咖啡酸分子中所有原子可能处在同一个平面上
B.可用金属Na检测上述反应是否残留苯乙醇
C.1 mol苯乙醇在O2中完全燃烧,需消耗10 mol O2
D.1 mol CPAE与足量的NaOH溶液反应,最多消耗3 mol NaOH
解析 A项,苯环、碳碳双键及碳氧双键均为平面结构,故正确;B项,因为咖啡酸、CPAE和苯乙醇均能与金属钠反应产生氢气,故不能用金属钠检测是否残留苯乙醇,不正确;C项,苯乙醇的分子式为C8H10O,1 mol苯乙醇完全燃烧消耗氧气10 mol,正确;D项,酚羟基和酯基均消耗氢氧化钠,正确。
答案 B
8.青蒿琥酯是治疗疟疾的首选药,可由青蒿素两步合成得到。下列有关说法正确的是( )
A.青蒿素的分子式为C15H24O5
B.青蒿素不能与NaOH溶液反应
C.反应②的原子利用率为100%
D.青蒿琥酯能与氢氧化钠溶液反应生成青蒿琥酯钠
解析 根据结构简式知,青蒿素的分子式为C15H22O5,故A错误;青蒿素中含有酯基,酯基能和NaOH发生水解反应,故B错误;反应②,原子利用率为100%,故C正确;青蒿琥酯与氢氧化钠溶液反应时,酯基水解生成羧酸钠和醇羟基,得不到青蒿琥酯钠,故D错误。
答案 C
9.环己醇()常用来制取增塑剂和作为工业溶剂。下列说法正确的是( )
A.环己醇中至少有12个原子共平面
B.与环己醇互为同分异构体,且含有醛基(—CHO)的结构有8种(不含立体异构)
C.标准状况下,1 mol环己醇与足量Na反应生成22.4 L H2
D.环己醇的一氯代物有3种(不含立体异构)
解析 不含苯环,含有饱和碳原子,具有甲烷的结构特点,不可能存在12个原子共平面,故A错误;与环己醇互为同分异构体,且含有醛基(—CHO)的结构,应为C5H11CHO,C5H11—的同分异构体有8种,则含有醛基(—CHO)的结构有8种,故B正确;含有1个羟基,则标准状况下,1 mol环己醇与足量Na反应生成11.2 L H2,故C错误;环己醇的一氯代物有4种,故D错误。
答案 B
10.为提纯下列物质(括号内为杂质),选用的试剂和分离方法都正确的是( )
物质
试剂
分离方法
①
乙烷(乙烯)
H2
催化剂加热
②
乙酸乙酯(乙酸)
饱和碳酸钠溶液
过滤
③
乙醇(水)
生石灰
蒸馏
④
苯(苯酚)
浓溴水
分液
A.①② B.①③
C.③④ D.只有③
解析 ①用氢气除去乙烷中的乙烯会引入新杂质氢气,错误;②乙酸乙酯与饱和碳酸钠溶液不反应,也不溶于水,乙酸能够与饱和碳酸钠溶液反应,然后分液,错误;③水与生石灰反应生成沸点较高的氢氧化钙,然后蒸馏可以除去乙醇中的水,正确;④生成的三溴苯酚易溶于苯,无法分液,错误。
答案 D
11.以氯乙烷制取1,2二氯乙烷,下列转化方案中,最好的是( )
C.CH3CH2ClCH2===CH2CH3CH2ClCH2ClCH2Cl
D.CH3CH2ClCH2===CH2CH2ClCH2Cl
解析 由氯乙烷生成1,2二氯乙烷的过程应为:CH3CH2ClCH2===CH2CH2ClCH2Cl。
答案 D
12.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)。
H2NCH2CH2CH2NHCH2CH2CH2CH2NH2
Y
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与癸烷的分子链均呈锯齿形,但Y的极性较强
解析 X分子中有三个能发生消去反应的羟基,因而最多能生成3 mol水;Y分子中有3个氨基,因此最多能够消耗3 mol
X;X与溴化氢发生的反应为取代反应,在此过程中分子中的羟基变成溴原子,所以生成物的分子式为C24H37O2Br3;Y分子中的N—H键的极性较强,故Y的极性较强。
答案 B
二、非选择题
13.(2017·绍兴三月调测)某研究小组以环氧乙烷和布洛芬为主要原料,按下列路线合成药物布洛芬酰甘氨酸钠。
已知:(1) RCOOHRCOClRCOOR′
(2) R—Cl—R—NH2R—NH2·HClR′CONHR
请回答:
(1)写出化合物的结构简式:B________________________________________;
D________________________________________________________________。
(2)下列说法不正确的是________。
A. 转化为A为氧化反应
B. RCOOH与SOCl2反应的产物有SO2和HCl
C.化合物B能发生缩聚反应
D.布洛芬酰甘氨酸钠的分子式为C15H19NO3Na
(3)写出同时符合下列条件的布洛芬的所有同分异构体___________________。
①红外光谱表明分子中含有酯基,实验发现能与NaOH溶液1∶2反应,也能发生银镜反应;
②1H—NMR谱显示分子中有三个相同甲基,且苯环上只有一种化学环境的氢原子。
(4)写出F→布洛芬酰甘氨酸钠的化学方程式___________________________
________________________________________________________________。
(5)利用题给信息,设计以为原料制备()的合成路线(用流程图表示:无机试剂任选)______________________________________。
解析 氧化得到的A为ClCH2COOH,ClCH2COOH与NH3作用得到的B为H2NCH2COOH,H2NCH2COOH再与SOCl2作用生成的C为,再与CH3OH作用得到的D为;与SOCl2作用生成的E为,E与D作用生成的F为,F再在NaOH溶液中水解可得布洛芬酰甘氨酸钠。
(1)写出化合物的结构简式:B为H2NCH2COOH,D为。
(2)A. 催化氧化转化为ClCH2COOH,反应类型为氧化反应,故A正确;B. RCOOH与SOCl2发生取代反应,所得产物为RCOCl、SO2和HCl,故B正确;C.化合物B为氨基酸,一定条件下能发生缩聚反应,故C正确;D.布洛芬酰甘氨酸钠的分子式为C15H20NO3Na,故D错误。
(3)①红外光谱表明分子中含有酯基,实验发现能与NaOH溶液1∶2反应,也能发生银镜反应,说明苯环上直接连接HCOO—;②1H—NMR谱显示分子中有三个相同甲基,说明同一
碳原子上连接三个甲基;苯环上只有一种化学环境的氢原子,因苯环上不可能只有对位有两个不同的取代基,可以保证对称位置上的氢原子环境相同,满足条件的同分异构体有。
(4)F→布洛芬酰甘氨酸钠的化学方程式为
(3)
14.下面是以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线:
其中,反应①的产物名称是________,反应②的反应试剂和反应条件是________,反应③的反应类型是________。
解析 环戊烷与Cl2发生取代反应(①),生成氯代环戊烷,再发生消去反应(②)生成环戊烯。环戊烯与Br2发生加成反应(③),生成1,2二溴环戊烷,再发生消去反应生成环戊二烯。
答案 氯代环戊烷 氢氧化钠乙醇溶液,加热 加成反应
15.(2017·浙江名校协作体)有两种新型的应用于液晶和医药的材料W和Z,可用以下路线合成。
已知以下信息:
请回答下列问题:
(1)化合物A的结构简式________。
(2)下列有关说法正确的是________(填字母)。
A.化合物B中所有碳原子不在同一个平面上
B.化合物W的分子式为C11H16N
C.化合物Z的合成过程中,D→E步骤为了保护氨基
D.1 mol的 F最多可以和3 mol NaOH反应
(3)C+D→W的化学方程式是_____________________________________。
(4)写出同时符合下列条件的Z的所有同分异构体的结构简式:________。
①遇FeCl3溶液显紫色;
②红外光谱检测表明分子中含有结构;
③1H—NMR谱显示分子中含有苯环,且苯环上有两种不同化学环境的氢原子。
(5)设计→D合成路线(用流程图表示,乙烯原料必用,其它无机试剂及溶剂任选)
CH3CHOCH3COOHCH3COOCH2CH3
解析 1 mol B经上述反应可生成2 mol C,且C不能发生银镜反应,说明B分子中碳碳双键对称,根据A的分子式可知B的结构简式为(CH3)2C===C(CH3)2,则A的结构简式为(CH3)2CHCCl(CH3)2,C的结构简式为(CH3)2C===O;根据W的结构简式可知D的结构简式为,与C发生加成反应生成W。根据E的氧化生成物结构简式可知E的结构简式为。F水解生成Z,则F的结构简式为,据此分析解答。(1)化合物A的结构简式。(2)A.碳碳双键是平面形结构,则化合物B中所有碳原子在同一个平面上,A错误;B.化合物W的分子式为C11H15N,B错误;C.由于氨基易被氧化,则化合物Z的合成过程中,D→E步骤为了保护氨基,C正确;D.F中含有羧基、肽键和溴原子,因此1 mol的 F最多可以和4 mol NaOH反应,D错误。
(3)C+D→W的化学方程式是
(4)①遇FeCl3溶液显紫色,说明含有酚羟基;②红外光谱检测表明分子中含有肽键结构;③1H—NMR谱显示分子中含有苯环,且苯环上有两种不同化学环境的氢原子。则符合条件的有机物结构简式为
。(5)根据已知信息结合物质的性质和逆推法可知合成路线图为
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