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1、(通用版)2022高考化學一輪復習 第十二章 有機化學基礎 12.3 分類突破(2)醇、酚、醛學案(含解析)
1.醇的結(jié)構(gòu)
醇是羥基與烴基或苯環(huán)側(cè)鏈上的碳原子相連的化合物,飽和一元脂肪醇的通式為CnH2n+1OH(n≥1)。
如乙醇的組成和結(jié)構(gòu):
2.醇的分類
[提醒] 在二元醇或多元醇的分子中,兩個或兩個以上羥基結(jié)合在同一個碳原子上時物質(zhì)不能穩(wěn)定存在(如)。
3.醇的物理性質(zhì)遞變規(guī)律
4.醇的化學性質(zhì)
反應類型
條件
斷鍵位置
化學方程式(以乙醇為例)
氧化反應
O2(Cu),
△
①③
2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
點
2、燃
①②③
④⑤
CH3CH2OH+3O22CO2↑+3H2O
置換反應
Na
2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑
取代反應
濃HBr,
△
CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O
取代反應
濃硫酸,
140 ℃
①和②
2CH3CH2OHC2H5—O—C2H5+H2O
取代
(酯化)
反應
CH3COOH
(濃硫酸)
CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2O
消去反應
濃硫酸,
170 ℃
②④
CH3CH2OHCH2===CH2↑+H2O
5.醇的兩大反應規(guī)律
(1
3、)醇的消去反應規(guī)律
醇分子中,連有羥基(—OH)的碳原子必須有相鄰的碳原子,并且此相鄰的碳原子上必須連有氫原子時,才可發(fā)生消去反應,生成不飽和鍵。表示為
(2)醇的催化氧化規(guī)律
醇的催化氧化產(chǎn)物的生成情況與跟羥基(—OH)相連的碳原子上的氫原子的個數(shù)有關(guān)。
6.幾種常見的醇
名稱
甲醇
乙二醇
丙三醇
俗稱
木精、木醇
—
甘油
結(jié)構(gòu)簡式
CH3OH
狀態(tài)
液體
液體
液體
溶解性
易溶于水和乙醇
[對點訓練]
1.下列物質(zhì)既能發(fā)生消去反應生成相應的烯烴,又能氧化生成相應的醛的是( )
A.CH3OH B.
4、CH2OHCH2CH3
C.(CH3)3COH D.(CH3)2COHCH2CH3
解析:選B CH3OH不能發(fā)生消去反應,故A錯誤;CH2OHCH2CH3發(fā)生消去反應生成丙烯,發(fā)生氧化反應生成丙醛,故B正確;(CH3)3COH不能發(fā)生催化氧化生成相應的醛,只可以發(fā)生消去反應生成相應的烯烴,故C錯誤;(CH3)2COHCH2CH3不能催化氧化生成相應的醛,能發(fā)生消去反應生成相應的烯烴,故D錯誤。
2.(2019·泰安模擬)薰衣草醇的分子結(jié)構(gòu)如圖所示,下列有關(guān)薰衣草醇的說法不正確的是( )
A.分子式為C10H16O
B.含有兩種官能團
C.能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
5、
D.能發(fā)生取代反應、加成反應
解析:選A 分子式應為C10H18O,A錯誤;含有碳碳雙鍵和羥基,B正確;含有碳碳雙鍵和—CH2OH,能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,C正確;有碳碳雙鍵能發(fā)生加成反應,含有羥基能和羧酸發(fā)生酯化反應(取代反應),D正確。
3.(2019·岳陽一中月考)二甘醇可用作溶劑、紡織助劑等,一旦進入人體會導致急性腎衰竭,危及生命。二甘醇的結(jié)構(gòu)簡式是HO—CH2CH2—O—CH2CH2—OH。下列有關(guān)二甘醇的敘述正確的是( )
A.不能發(fā)生消去反應 B.能氧化為酮
C.能與Na反應 D.不能發(fā)生取代反應
解析:選C 與—OH相連的C原子的鄰位C原子上有H原子,
6、能發(fā)生消去反應,故A錯誤;二甘醇中含有—CH2—OH結(jié)構(gòu),被氧化生成醛,故B錯誤;分子中含有羥基,可與鈉反應生成氫氣,故C正確;含—OH,能發(fā)生取代反應,故D錯誤。
知識點二 酚的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.酚類物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)
羥基與苯環(huán)直接相連而形成的化合物叫做酚,最簡單的酚為
如苯酚的組成和結(jié)構(gòu):
[提醒]?、俜臃肿又械谋江h(huán),可以是單環(huán),也可以是稠環(huán)如 (奈酚)也屬于酚。
②酚與芳香醇屬于不同類別的有機物,不屬于同系物
(如)。
2.苯酚的物理性質(zhì)
顏色狀態(tài)
無色晶體,露置在空氣中會因部分被氧化而顯粉紅色
水溶性
常溫下在水中溶解度不大,高于65 ℃與水混溶
毒性
有毒
7、,對皮膚有強烈的腐蝕作用,不慎沾在皮膚上應立即用酒精清洗
3.由基團之間的相互影響理解酚的化學性質(zhì)
由于苯環(huán)對羥基的影響,酚羥基比醇羥基活潑;由于羥基對苯環(huán)的影響,苯酚中苯環(huán)上的氫比苯中的氫活潑。
(1)羥基中氫原子的反應
①弱酸性:
苯酚的電離方程式為C6H5OHC6H5O-+H+,俗稱石炭酸,但酸性很弱,不能使紫色石蕊溶液變紅。
②與活潑金屬反應:
與Na反應的化學方程式為
③與堿的反應:
苯酚的渾濁液中液體變澄清溶液又變渾濁。
該過程中發(fā)生反應的化學方程式分別為
[提醒] 向溶液中通入CO2,不論CO2是否過量,產(chǎn)物都是NaHCO3而不是Na2CO3
8、。
(2)苯環(huán)上氫原子的取代反應
①鹵代反應(常用于酚羥基的檢驗)
苯酚與飽和溴水反應的化學方程式為
反應產(chǎn)生白色沉淀,此反應常用于苯酚的定性檢驗和定量測定。
[提醒] 酚與濃溴水發(fā)生取代反應時,只有酚羥基的鄰、對位上的氫原子被溴原子取代。
②硝化反應
[提醒] 苯酚的取代反應比苯、甲苯都容易,這是由于—OH對苯環(huán)的影響,使其鄰、對、位的H原子較活潑。
(3)顯色反應
苯酚與FeCl3溶液作用產(chǎn)生紫色溶液,利用這一反應可以檢驗苯酚的存在。
(4)加成反應
與H2反應的化學方程式為
(5)縮聚反應
(6)氧化反應
苯酚易被空氣中的氧氣氧化而顯粉紅色;易
9、被酸性KMnO4溶液氧化;易燃燒。
4.脂肪醇、芳香醇、酚類物質(zhì)性質(zhì)的比較
脂肪醇
芳香醇
酚
實例
CH3CH2OH
官能團
—OH
—OH
—OH
結(jié)構(gòu)
特點
—OH與鏈
烴基相連
—OH與芳香
烴側(cè)鏈相連
—OH與苯環(huán)
直接相連
主要化
學性質(zhì)
①取代反應
②消去反應(與羥基相鄰的碳原子上含有H)
③氧化反應
①弱酸性
②取代反應
③顯色反應
④氧化反應
⑤加成反應
羥基H的活動性
酚羥基>醇羥基
特性
紅熱銅絲插入醇中有刺激性氣味(生成醛或酮)
使FeCl3溶液顯紫色
[提醒] C7H8O屬于芳香族的
10、化合物有5種,分別為
5.苯、甲苯、苯酚的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)比較
類別
苯
甲苯
苯酚
結(jié)構(gòu)簡式
氧化反應
不被酸性KMnO4溶液氧化
可被酸性KMnO4溶液氧化
常溫下在空氣中被氧化后呈粉紅色
溴
化
反
應
溴的狀態(tài)
液溴
液溴
濃溴水
條件
催化劑
催化劑
不需催化劑
產(chǎn)物
C6H5Br
鄰、對兩種溴苯
三溴苯酚
結(jié)論
苯酚與溴的取代反應比苯、甲苯容易進行
原因
酚羥基對苯環(huán)的影響使苯環(huán)上的氫原子變得更活潑、易被取代
[對點訓練]
1.苯中可能混有少量的苯酚,通過下列實驗能判斷苯中是否混有少量苯酚的是( )
①取
11、樣品,加入少量高錳酸鉀酸性溶液,振蕩,看酸性高錳酸鉀溶液是否褪色,褪色則有苯酚,不褪色則無苯酚。
②取樣品,加入NaOH溶液,振蕩,觀察樣品是否分層。
③取樣品,加入過量的濃溴水,觀察是否產(chǎn)生白色沉淀,若產(chǎn)生白色沉淀則有苯酚,沒有白色沉淀則無苯酚。
④取樣品,滴加少量的FeCl3溶液,觀察溶液是否顯紫色,若顯紫色則有苯酚,若不顯紫色則無苯酚。
A.③④ B.①③④
C.①④ D.全部
解析:選C?、俦椒幽苁顾嵝愿咤i酸鉀溶液褪色,但是苯不能,所以取樣品,加入少量酸性高錳酸鉀溶液,振蕩,看酸性高錳酸鉀溶液是否褪色,褪色則有苯酚,不褪色則無苯酚,故正確;②不管苯中是
12、否有苯酚,加入NaOH溶液都會產(chǎn)生分層,因此無法鑒別,故錯誤;③產(chǎn)生的三溴苯酚能溶于苯,因此不能鑒別,故錯誤;④苯酚遇到氯化鐵顯示紫色,但是苯不能,取樣品,滴加少量的FeCl3溶液,觀察溶液是否顯紫色,若顯紫色則有苯酚,若不顯紫色則無苯酚,故正確。
2.下列四種有機化合物的結(jié)構(gòu)簡式如下所示,均含有多個官能團,下列有關(guān)說法中正確的是( )
A.①屬于酚類,可與NaHCO3溶液反應產(chǎn)生CO2
B.②屬于酚類,能使FeCl3溶液顯紫色
C.1 mol ③最多能與3 mol Br2發(fā)生反應
D.④屬于醇類,可以發(fā)生消去反應
解析:選D?、賹儆诜宇?,與NaHCO3溶液不反應,A錯誤;②
13、中不含有酚羥基,不能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應,B錯誤;1 mol ③中的物質(zhì)最多能與2 mol Br2發(fā)生反應,C錯誤。
3.在下列反應中,既不能說明苯酚分子中羥基受苯環(huán)影響而使它比乙醇分子中羥基更活潑,也不能說明由于羥基對苯環(huán)的影響而使苯酚中苯環(huán)比苯更活潑的是( )
解析:選A 鈉是活潑的金屬,與酚羥基反應生成氫氣,而乙醇也能與金屬鈉反應,所以不能說明二者活潑性,A符合題意;乙醇與NaOH不反應,酚羥基能與NaOH反應,說明羥基受苯環(huán)的影響而變得活潑,B不符合題意;反應中苯環(huán)上的H被取代,而苯不與濃溴水反應,說明羥基影響苯環(huán),導致苯環(huán)上鄰位和對位H變得活潑,C不符合題意;該
14、反應是羥基鄰位的氫原子參與,說明受羥基的影響苯環(huán)上鄰位H變得活潑,D不符合題意。
知識點三 醛的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1.醛的概念
(1)醛是由烴基與醛基相連而構(gòu)成的化合物,官能團為—CHO(結(jié)構(gòu)簡式),飽和一元醛的分子通式為CnH2nO(n≥1)。
(2)醛基只能寫成—CHO或,不能寫成—COH;含有醛基的常見物質(zhì)有:醛類、甲酸和甲酸酯。
2.甲醛、乙醛的組成及物理性質(zhì)
(1)甲醛、乙醛的分子組成和結(jié)構(gòu)
名稱
分子式
結(jié)構(gòu)簡式
官能團
甲醛
CH2O
HCHO
乙醛
C2H4O
CH3CHO
(2)甲醛、乙醛的物理性質(zhì)
名稱
顏色
狀態(tài)
氣味
溶解性
15、
甲醛
無色
態(tài)
刺激性氣味
易溶水
乙醛
態(tài)
與水、乙醇等互溶
3.醛的化學性質(zhì)
醇醛羧酸(寫出乙醛主要反應的化學方程式)
(1)氧化反應
①銀鏡反應:CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+3NH3+2Ag↓+H2O
②與新制Cu(OH)2懸濁液反應:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
③催化氧化反應:2CH3CHO+O22CH3COOH
④—CHO具有明顯的還原性,能被酸性KMnO4溶液等強氧化劑氧化為—COOH,故能使酸性KMnO4溶液褪色。
(2)還原反應(加氫)
CH3CHO+H2CH
16、3CH2OH
4.醛的應用和對環(huán)境、健康產(chǎn)生的影響
(1)醛是重要的化工原料,廣泛應用于合成纖維、醫(yī)藥、染料等行業(yè)。
(2)35%~40%的甲醛水溶液俗稱福爾馬林,具有殺菌(用于種子殺菌)和防腐性能(用于浸制生物標本)。
(3)劣質(zhì)的裝飾材料中揮發(fā)出的甲醛是室內(nèi)主要污染物之一。
5.含醛基有機物的特征反應及檢驗
與新制[Ag(NH3)2]OH溶液反應
與新制Cu(OH)2懸濁液反應
反應原理
RCHO+2[Ag(NH3)2]OH
RCOONH4+3NH3+2Ag↓+H2O
RCHO+2Cu(OH)2+NaOH RCOONa+
Cu2O↓+3H2O
反應現(xiàn)象
17、產(chǎn)生光亮的銀鏡
產(chǎn)生紅色沉淀
量的關(guān)系
RCHO~2Ag
HCHO~4Ag
RCHO~2Cu(OH)2~Cu2O
HCHO~4Cu(OH)2~2Cu2O
注意事項
①試管內(nèi)壁必須潔凈;
②銀氨溶液隨用隨配,不可久置;
③水浴加熱,不可用酒精燈直接加熱;
④加熱時不可振蕩或搖動試管,防止生成黑色的銀粉;
⑤乙醛用量不宜太多,一般加3滴;
⑥銀鏡可用稀HNO3浸泡洗滌除去
①新制Cu(OH)2懸濁液要隨用隨配,不可久置;
②配制新制Cu(OH)2懸濁液時,所用NaOH必須過量;
③反應液直接加熱煮沸,才有明顯的紅色沉淀;
④加熱沸騰不能太久,否則會有黑色沉淀,
18、這是Cu(OH)2受熱分解生成CuO所致
6.酮的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
(1)通式
①酮的結(jié)構(gòu)簡式可表示為;
②飽和一元酮的分子通式為CnH2nO(n≥3)。
(2)化學性質(zhì)
①不能發(fā)生銀鏡反應,不能被新制Cu(OH)2氧化。
②能發(fā)生加成反應
(3)丙酮
丙酮是最簡單的酮,無色、有特殊氣味的液體,密度比水小,易揮發(fā),易燃燒,可與水、乙醇、乙醚等以任意比例互溶,能溶解多種有機物。
[對點訓練]
1.自然界中的許多植物中含有醛,其中有些具有特殊香味,可作為植物香料使用,例如桂皮含肉桂醛(),杏仁含苯甲醛(),下列說法錯誤的是( )
A.肉桂醛和苯甲醛互為同系物
B.肉桂
19、醛能發(fā)生加成反應、取代反應和加聚反應
C.可用新制Cu(OH)2懸濁液檢驗肉桂醛分子中的含氧官能團
D.苯甲醛分子中所有原子可能位于同一平面內(nèi)
解析:選A 肉桂醛中含有碳碳雙鍵,而苯甲醛中不含碳碳雙鍵,因此兩者不互為同系物,故A說法錯誤;肉桂醛中含有碳碳雙鍵、醛基、苯環(huán)能發(fā)生加成反應,苯環(huán)能發(fā)生取代反應,碳碳雙鍵和醛基能發(fā)生加聚反應,故B說法正確;兩者含氧官能團是醛基,醛基與新制Cu(OH)2懸濁液發(fā)生氧化反應,產(chǎn)生磚紅色沉淀,故C說法正確;苯環(huán)空間構(gòu)型為平面正六邊形,醛基中碳原子是sp2雜化,屬于平面結(jié)構(gòu),因此苯甲醛中所有原子可能共面,故D說法正確。
2.有機物A是合成二氫荊芥內(nèi)酯的
20、重要原料,其結(jié)構(gòu)簡式為,下列檢驗A中官能團的試劑和順序正確的是( )
A.先加酸性高錳酸鉀溶液,后加銀氨溶液,微熱
B.先加溴水,后加酸性高錳酸鉀溶液
C.先加銀氨溶液,微熱,再加入溴水
D.先加入新制Cu(OH)2懸濁液,加熱至沸,酸化后再加溴水
解析:選D A中先加酸性高錳酸鉀溶液,醛基和碳碳雙鍵均被氧化,B中先加溴水,醛基被氧化、碳碳雙鍵發(fā)生加成反應,A、B錯誤;C中若先加銀氨溶液,可檢驗醛基,但考慮到銀氨溶液顯堿性,若不酸化直接加溴水,則無法確定A中是否含有碳碳雙鍵。
3.乙烯酮(CH2===C===O)在一定條件下能與含活潑氫的化合物發(fā)生加成反應:,它與下列試劑發(fā)生加成反應時所生成的產(chǎn)物不正確的是( )
解析:選C 乙烯酮與NH3加成生成CH3CONH2,A正確;乙烯酮與H2O加成時得CH3COOH,B正確;乙烯酮與CH3OH加成時得CH3COOCH3,C錯誤;乙烯酮與CH3COOH加成時得CH3COOCOCH3,D正確。