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- 2021-08-24 发布
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专题十八 烃的衍生物
[考试标准]
考点
知识条目
必考要求
加试要求
考情分析
卤代烃、醇、酚
官能团的概念,常见官能团的性质
a
b
2016.4T10、26、2016.10T26
卤代烃的分类方法、物理性质
a
2018.4T11、14、2018.6T9
卤代烃的化学性质
c
2015.10T32、2016.4T32、2017.4T32
消去反应
b
2017.4T32、2017.11T21
卤代烃的应用以及对人类生活的影响
a
乙醇的分子组成、主要性质(跟活泼金属的反应、氧化反应)
a
b
2016.10T26、2017.11T14
乙醇在不同温度下的脱水反应
b
2017.11T21
乙醇的化学性质与用途
c
2015.10T26、2016.10T26、2017.11T14
甲醇、乙二醇、丙三醇的性质和用途
b
醇、酚的组成和结构特点
b
2016.4T32
c
2016.4T32
苯酚的化学性质与用途
苯酚的物理性质
a
醇、酚等在生产生活中的应用
a
有机分子中基团之间的相互影响
b
2016.4T32
醛、羧酸、酯
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、新制氢氧化铜反应的现象
b
b
2016.4T26、2017.4T26、2017.11T14
乙酸的分子组成、主要性质(酸的通性、酯化反应)
b
b
2016.4T26、2017.11T26
乙酸乙酯的制备实验
b
b
2017.11T26
醛、羧酸的组成、结构和性质特点
b
2017.11T26
甲醛的性质、用途以及对健康的危害
b
重要有机物之间的相互转化
c
2015.10T26、2016.10T26、2017.11T26、2018.4T26、2018.6T27
考点一:官能团的概念
1.(2018·桐乡一中高二)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,遇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 ①属于酚类,但不能和NaHCO3溶液反应,A项错误;②不属于酚类,遇FeCl3溶液不显紫色,B项错误;1 mol ③最多能与2 mol Br2发生反应,C项错误;D项正确。
答案 D
考点二:卤代烃的结构与性质
2.(2018·桐乡一中高二)某有机物结构简式为,下列叙述不正确的是( )
A.1 mol该有机物在加热和催化剂作用下,最多能与4 mol H2反应
B.该有机物能使溴水褪色,也能使酸性KMnO4溶液褪色
C.该有机物遇硝酸银溶液产生白色沉淀
D.该有机物在一定条件下能发生消去反应或取代反应
解析 该有机物中含有1个苯环和1个碳碳双键,1 mol该有机物能与4 mol H2加成,A项正确;与苯环相连的碳原子、碳碳双键均能使酸性KMnO4溶液褪色,B项正确;有机物中不能电离出Cl-,故不能与Ag+
产生沉淀,C项错误;分子中含有Cl原子,在NaOH溶液、加热条件下可以水解,且与Cl原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,在NaOH醇溶液、加热条件下能发生消去反应,D项正确。
答案 C
考点三:醇的结构、性质
3.(2017·太原模拟)香叶醇是合成玫瑰香油的主要原料,其结构简式如右图:下列有关香叶醇的叙述正确的是( )
A.香叶醇的分子式为C10H18O
B.不能使溴的四氯化碳溶液褪色
C.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.能发生加成反应不能发生取代反应
解析 依据碳原子结构分析可知,碳原子在有机化合物中形成四个共价键,剩余价键被氢原子饱和,由香叶醇的键线式可得分子式为C10H18O。B项,分子结构中含有碳碳双键,能与溴发生加成反应,从而使溴的CCl4溶液褪色。C项,分子结构中含有碳碳双键,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,使高锰酸钾溶液的紫色褪去。D项,分子结构中碳碳双键可发生加成反应,醇羟基可发生取代反应。
答案 A
考点四:苯酚的性质与用途
4.(2018·安徽江南十校联考)山萘酚结构如图所示,其大量存在于水果、蔬菜、豆类、茶叶中,具有多种生物学作用,如抗氧化、抑制肿瘤生长及保护肝细胞等。有关山萘酚的叙述正确的是( )
A.分子中含有苯环、羟基、醚键、羧基、碳碳双键
B.可发生取代反应、水解反应、加成反应
C.可与NaOH反应,不能与NaHCO3反应
D.1 mol山萘酚与溴水反应最多可消耗4 mol Br2
解析 A项,该分子中不含羧基,错误;B项,该物质不能发生水解反应,错误;D项,1 mol山萘酚与溴水反应,可消耗5 mol Br2,错误。
答案 C
考点五:醛的组成和性质
5.(2018·浙江嘉兴一中检测)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该有机物最多可以与2 mol Cu(OH)2反应
D.1 mol该有机物最多与1 mol H2加成
解析 A项,该有机物可发生氧化反应,其中的醇羟基可发生酯化反应;B项,该有机物分子中没有酚羟基,不能与FeCl3溶液发生显色反应;C项,1 mol该有机物中含2 mol —CHO,则最多可与4 mol Cu(OH)2反应;D项,1 mol该有机物最多可与3 mol H2加成。
答案 A
考点六:乙酸的结构、性质
6.(2018·浙江十校联考)我国科学家屠呦呦因为发现青蒿素而获得2015年的诺贝尔生理学或医学奖。已知二羟甲戊酸是生物合成青蒿素的原料之一,下列关于二羟甲戊酸的说法中正确的是( )
A.与乙醇发生酯化反应生成产物的分子式为C8H18O4
B.能发生加成反应,不能发生取代反应
C.在铜的催化下与氧气反应的产物可以发生银镜反应
D.标准状况下1 mol该有机物可以与足量金属钠反应产生22.4 L H2
解析 A项,分子式应为C8H16O4,错误;B项,不能发生加成反应,可以发生取代反应,错误;C项,在铜的催化下与氧气反应能将醇羟基氧化成醛基,正确;D项,生成标准状况下的H2的体积应为33.6 L,错误。
答案 C
考点七:乙酸乙酯的制备
7.(2018·浙江杭州十四中学)实验室制乙酸乙酯的主要装置如图中A所示,主要步骤①在a试管中按2∶3∶2的体积比配制浓硫酸、乙醇、乙酸的混合物;②按A图连接装置,使产生的蒸气经导管通到b试管所盛的饱和碳酸钠溶液中;③小火加热a试管中的混合液;④等b试管中收集到约2 mL产物时停止加热。撤下b试管并用力振荡,然后静置待其中液体分层;⑤分离出纯净的乙酸乙酯。
请回答下列问题:
(1)步骤④中可观察到b试管中有细小的气泡冒出,写出该反应的离子方程式:___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(2)分离出乙酸乙酯层后,经过洗涤杂质;为了干燥乙酸乙酯可选用的干燥剂为________。
A.P2O5 B.无水Na2SO4
C.碱石灰 D.NaOH固体
(3)为充分利用反应物,该同学又设计了图中甲、乙两套装置(利用乙装置时,待反应完毕冷却后,再用饱和碳酸钠溶液提取烧瓶中的产物)。你认为更合理的是___________________________________________________________。
理由是:___________________________________________________________
___________________________________________________________。
解析 (1)步骤④中可观察到b试管中有细小的气泡冒出,说明碳酸钠与醋酸反应产生二氧化碳气体,该反应的离子方程式为CH3COOH+CO===2CH3COO-+H2O+CO2↑。(2)P2O5吸水后生成磷酸,能够使乙酸乙酯发生水解,A错误;无水Na2SO4不与乙酸乙酯反应,且能够吸水,可以做干燥剂,B正确;碱石灰中有氢氧化钠,乙酸乙酯在碱性环境下发生水解,C错误;NaOH固体溶于水,乙酸乙酯在碱性环境下发生水解,D错误;正确选项B。(3)图中甲、乙两个装置的不同点,乙装置能将易挥发的反应物乙酸和乙醇冷凝回流到反应容器中,继续反应,而甲不可。
答案 (1)2CH3COOH+CO===2CH3COO-+H2O+CO2↑ (2)B (3)乙 乙装置能将易挥发的反应物乙酸和乙醇冷凝回流到反应容器中,继续反应,提高了乙酸、乙醇原料的利用率及产物的产率,而甲不可
考点八:有机物之间的相互转化
8.(2017·绍兴嵊州高二)如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③是氧化反应
解析 A.反应①乙烯与溴发生的加成反应,故A正确;B.反应②为乙烯发生加聚反应生成聚乙烯,故B正确;C.水解、酯化反应均为取代反应,则④⑤⑥⑦为取代反应,故C错误;D.由上述分析可知,反应③是氧化反应,故D正确。
答案 C
易错点一 卤代烃常见的易错点
1.误认为卤代烃、醇发生消去反应的条件都是浓H2SO4、加热。其实错误,卤代烃只有在强碱的醇溶液中加热才能发生消去反应。
2.卤代烃分子中含有C—X共价键,加热时一般不易断裂,在水溶液体系中不电离,若要想检验X-(卤素离子)存在,应将其在NaOH的水溶液中加热,使卤代烃中含有的卤素原子转化为溶液中的X-,然后加过量稀硝酸中和过量的NaOH,并再加入AgNO3溶液,根据生成卤化银(AgCl、AgBr、AgI)沉淀的颜色判断卤素离子的种类。
[易错训练1] (2018·浙江选考模拟)从环己烷可制备1,4环己二醇的二醋酸酯,有关反应流程如下(其中所有无机物都已略去):
(其中有3步属于取代反应,2步属于消去反应,3步属于加成反应)
试回答:
(1)反应________属于取代反应。
(2)写出结构简式:B________,C________。
(3)反应④所用的试剂和条件是__________________________________
___________________________________________________________。
解析 在NaOH浓溶液、醇、加热条件下发生消去反应生成,与Cl2(不见光)发生反应生成,在NaOH浓溶液、醇、加热条件下发生消去反应生成。因C与醋酸反应,且最终得到,故可知C应为醇,可由
水解得到,即C为,D为,D再与H2加成得到1,4环己二醇的二醋酸酯。
答案 (1)①⑥⑦ (2) (3)NaOH浓溶液、醇,加热
易错点二 醇的结构性质常犯的错误
1.误认为所有的醇都可以通过醛或者酮加成得到,其实只有和羟基相连的碳上有氢原子(—CH2OH、)的醇,才可以通过醛或者酮加成得到。同样只有这样的醇才可以被氧化为醛或者酮。
2.醇的消去反应条件:具有βH的醇(即与羟基相连碳的邻位碳上必须有氢原子)才可以在浓硫酸作用下,加热发生消去反应,生成不饱和化合物。
[易错训练2] (2018·浙江选考模拟)萜品醇可作为消毒剂、抗氧化剂和溶剂。已知α萜品醇的结构简式如右式,则下列说法错误的是( )
A.1 mol该物质最多能和1 mol氢气发生加成反应
B.该物质能发生催化氧化反应生成醛
C.该物质能使溴水褪色
D.分子式为C10H18O
解析 A项,该分子中含有1个碳碳双键,则1 mol该物质最多能和1 mol氢气发生加成反应,正确;B项,该分子中与—OH相连的C原子上没有H原子,不能发生催化氧化反应,错误;C项,该物质中含有碳碳双键,能使溴水褪色,正确;D项,该物质的分子式为C10H18O,正确。
答案 B
易错点三 醛类物质结构性质和实验中的易错点
1.误认为能发生银镜反应的有机物一定是醛类。其实不一定,如甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖等都能发生银镜反应。
2.醛基(—CHO)不能写成—COH。醛一定含有醛基,但含有醛基的物质不一定是醛,但它们都具有醛的性质。醛和酮是不同类别的有机物,含有相同数目碳原子的饱和一元醛和一元酮是同分异构体。
3.解答醛类物质被银氨溶液或新制的Cu(OH)2氧化的实验目的时,要注意以下几点:①银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液的配制方法。②两个反应都是在碱性条件下进行的。③两个实验的加热方式:银镜反应需水浴加热,与新制的Cu(OH)2悬浊液反应需加热煮沸。
[易错训练3] 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:与—OH相连的碳原子的相邻碳原子上有H原子,上述醇中,B项不符合。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
易错点四 酚的结构、性质常见的易错点
1.误认为苯酚钠与少量二氧化碳反应生成碳酸钠,其实错误,无论二氧化碳少量还是过量与苯酚钠反应都生成碳酸氢钠。
2.苯酚与溴水的反应应注意以下问题:
(1)该反应中苯酚不能过量,否则生成的2,4,6三溴苯酚会溶于苯酚溶液中而看不到沉淀生成。(2)此反应不可用于分离苯和苯酚的混合物,因为生成的三溴苯酚可溶于苯中,生成的三溴苯酚也无法再转化为苯酚。
[易错训练4] (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
易错点五 酯的性质中常见的易错点
1.误认为1 mol 酯基一定能与1 mol NaOH反应。其实不一定,1 mol醇羟基形成的酯基能与1 mol NaOH反应,而1 mol酚羟基形成的酯基能与2 mol NaOH反应。
2.正确辨析酯化反应和酯的水解反应
酯化反应
水解反应
催化剂(溶剂)
浓硫酸
稀硫酸或NaOH溶液
催化剂(溶剂)的作用
吸水、提高羧酸和醇(酚)的转化率
NaOH中和酯水解生成的羧酸、提高酯的水解率
加热方式
酒精灯
热水浴
[易错训练5] (2017·湖州高二期中)在有机物分子中,若某个碳原子连接4个不同的原子或原子团,则将这种碳原子称为“手性碳原子”。凡有一个手性碳原子的物质一定具有光学活性。物质有光学活性,它发生下列反应后生成的有机物仍有光学活性的是( )
A.与NaOH溶液共热
B.与甲酸发生酯化反应
C.铜作催化剂的条件下被氧气氧化
D.在催化剂存在下与H2作用
解析 A.该物质和NaOH溶液共热后的产物中连接两个—CH2OH,所以没有手性碳原子,故A不选;B.与甲酸发生酯化反应后的产物中连接—CHO、—CH2OOCH、CH3COOCH2—,所以有手性碳原子,故B选;C.有机物被氧化后的产物中连接两个—CHO,所以没有手性碳原子,故C不选;D.在催化剂存在下与H2作用,醛基被还原生成—CH2OH,所以连两个—CH2OH,没有手性碳原子,故D不选。
答案 B
1.(2017·浙江11月)A与CO、H2O以物质的量1∶1∶1的比例形成B,B中的两个官能团分别具有乙烯和乙酸中官能团的性质,E是有芳香气味,不易溶于水的油状液体。有关物质的转化关系如下:
请回答:
(1)A的结构简式_______________________________________。
(2)D→E的反应类型__________________________________________。
(3)C→E的化学方程式______________________________________。
(4)下列说法不正确的是________。
A.可用金属钠鉴别B和C
B.A在一定条件下可与氯化氢发生加成反应
C.乙酸和乙醇在浓硫酸作用下加热也可生成E
D.与A的最简式相同,相对分子质量为78的烃一定不能使酸性KMnO4溶液褪色
解析 B的化学式为C3H4O2,依据A与CO、H2O以物质的量1∶1∶1的比例形成B可知A的化学式为C2H2,故A为乙炔,结构简式为CH≡CH。依据转化关系以及E是有芳香气味,不易溶于水的油状液体可知E为酯,根据E的化学式为C4H8O2可知E为饱和酯,由B→D→E先发生酯化反应再发生加成反应,B→C→E的反应条件可知是先发生加成反应再发生酯化反应。故C为CH3CH2COOH,D为CH2===CHCOOCH3,E为CH3CH2COOCH3。
(1)A为乙炔,结构简式为CH≡CH。
(2)D→E的反应类型为加成反应。
(3)C→E的化学方程式为CH3CH2COOH+CH3OHCH3CH2COOCH3+H2O。
(4)B与C都含有羧基,都可与金属钠反应,故不可用金属钠鉴别B和C,A项错误;A中含有碳碳叁键,可与氯化氢发生加成反应,B项正确;E为丙酸甲酯,不可由乙醇和乙酸加热反应生成,C错误;与A的最简式相同,相对分子质量为78的烃的化学式为C6H6,C6H6不一定是苯,也有可能是含碳碳双键与碳碳叁键的烃,故可能使酸性KMnO4溶液褪色,故D错误。
答案 (1)CH≡CH (2)加成反应
(3)CH3CH2COOH+CH3OHCH3CH2COOCH3+H2O
(4)ACD
2.【加试题】某研究小组按下列路线合成抗抑郁药物吗氯贝胺:
已知:
请回答:
(1)下列说法不正确的是________。
A.化合物A能发生还原反应
B.化合物B能与碳酸氢钠反应产生气体
C.化合物D具有碱性
D.吗氯贝胺的分子式是C13H13ClN2O2
(2)化合物F的结构简式是________。
(3)写出C+D→E的化学方程式___________________________________
___________________________________________________________。
(4)为探索新的合成路线,发现用化合物C与X(C6H14N2O)一步反应即可合成吗氯贝胺。
请设计以环氧乙烷()为原料合成X的合成路线_________________
___________________________________________________________
(用流程图表示,无机试剂任选)。
(5)写出化合物X(C6H14N2O)可能的同分异构体的结构简式:___________________________________________________________。
须同时符合:①分子中有一个六元环,且成环原子中最多含一个非碳原子。②1HNMR谱显示分子中有5种氢原子;IR谱表明分子中有N—N键,无O—H键。
答案 (1)D (2)
(3)
(4)
(5)
3.(2018·江苏化学,17)丹参醇是存在于中药丹参中的一种天然产物。合成丹参醇的部分路线如下:
已知:
(1)A中的官能团名称为_______________________________________(写两种)。
(2)D→E的反应类型为________。
(3)B的分子式为C9H14O,写出B的结构简式:_______________________。
(4)的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:________。
①分子中含有苯环,能与FeCl3溶液发生显色反应,不能发生银镜反应;
②碱性条件水解生成两种产物,酸化后分子中均只有2种不同化学环境的氢。
(5)写出以和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和乙醇任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
解析 (1)A中含有2个碳碳双键、1个羰基(也称为酮羰基)。(2)仔细观察对比D和E的结构简式可知,从D生成E,发生的是分子内的脱水反应,属于消去反应。(3)A中含有8个碳原子、不饱和度为4,B中含有9个碳原子,不饱和度为3。说明从A到B,总的结果是发生了加成反应。具体反应过程是:羰基与CH3MgBr发生加成反应,—MgBr加到羰基氧原子上生成—OMgBr,而—CH3加到羰基碳原子上,—OMgBr经过水解得到—OH。据此不难得到B的结构简式。(4)中含有9个碳原子、3个氧原子,且不饱和度为7。其同分异构体中含有苯环,能与氯化铁溶液发生显色反应,即含有酚羟基;碱性条件下能发生水解,说明含有酯基,由于一个苯环的不饱和度为4,一个酯基的不饱和度是1,说明该同分异构体中还含有碳碳不饱和键。2个碳原子拥有2个不饱和度,只能是存在碳碳叁键,即同分异构体中含有CH≡C—结构。如果是CH≡C—COO—,碱性条件下水解后酸化得到CH≡C—COOH,该分子中含有2种不同化学环境的氢,符合题意。结合条件②“酸化后分子中均只有2种不同化学环境的氢”,推出该同分异构体中含有的是酚酯基,且酚酯基与酚羟基处于苯环的对位,综合上述分析可知符合要求的同分异构体的结构简式为。(5)首先观察目标产物的结构,该目标产物中含有六元环,结合“已知”反应可以推知,该目标产物可由二烯烃与碳碳双键发生加成反应得到。但其原料
中只含有1个碳碳双键,所以要在该原料中再引入1个碳碳双键,可以通过卤代烃的消去反应来完成。则有:。最后一步用氢气还原即可得到目标产物。
答案 (1)碳碳双键、羰基 (2)消去反应
4. (2018·浙江11月选考)通过对煤的综合利用,可以获得多种有机物。化合物A含有碳、氢、氧3种元素,其质量比是12∶3∶8。液态烃B是一种重要的化工原料,其摩尔质量为78 g·mol-1。E是有芳香气味的酯。它们之间的转化关系如下(含有相同官能团的有机物通常具有相似的化学性质):
请回答:
(1)化合物A所含的官能团名称是__________。
(2)B和CH2===CH2反应生成C的反应类型是____________。
(3)E在氢氧化钠溶液中水解的化学方程式是_________________________________________________________
_________________________________________________________。
(4)下列说法正确的是____________(填字母)。
A.将铜丝在空气中灼烧后迅速插入A中,反复多次,可得到能发生银镜反应的物质
B.在一定条件下,C可通过取代反应转化为
C.苯甲酸钠(常用作防腐剂)可通过D和氢氧化钠反应得到
D.共a mol的B和D混合物在氧气中完全燃烧,消耗氧气大于7.5a mol
解析 化合物A中n(C)∶n(H)∶n(O)=∶∶=2∶6∶1,所以A的化学式为C2H6O,E为,根据B的摩尔质量及转化关系图B应为。(4)A项,2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,CH3CHO能发生银镜反应;B项,和浓HNO3反应可生成;C项,+NaOH―→+H2O;D项,a mol C6H6消耗O2为a mol=7.5a mol,a mol C7H6O2消耗O2为a mol=7.5a mol,所以消耗O2应等于7.5a mol。
答案 (1)羟基 (2)加成反应
(3)
(4)ABC
5.(加试题)(2016·浙江4月)某研究小组以水杨酸和甲苯为主要原料,按下列路线合成抗血栓药物——新抗凝。
已知:RCOOR′+CH3COOR″+R′OH
RCHO+CH3COR′RCH===CHCOR′
请回答:
(1)写出同时符合下列条件的A的所有同分异构体的结构简式___________________________________________________________。
①红外光谱表明分子中含有结构;
②1H—NMR谱显示分子中含有苯环,且苯环上有三种不同化学环境的氢原子。
(2)设计B→C的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(3)下列说法不正确的是________。
A.化合物B能使Br2/CCl4溶液褪色
B.化合物C能发生银镜反应
C.化合物F能与FeCl3发生显色反应
D.新抗凝的分子式为C19H15NO6
(4)写出化合物的结构简式:D________;E________。
(5)G→H的化学方程式是__________________________________________
___________________________________________________________。