江苏专用版学年高中化学专题4烃的衍生物微型专题重点突破四苏教版选修5.docx

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江苏专用版学年高中化学专题4烃的衍生物微型专题重点突破四苏教版选修5

烃的衍生物微型专题重点突破（四）

[核心素养发展目标]　1.能从羟基、醛基、羧基、酯基成键方式的角度，了解卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯等烃的含氧衍生物的主要化学性质，理解官能团与化学性质、反应类型之间的关系，能根据官能团推测有机物的性质并能根据合理的流程完成官能团的转化。

2.能根据有机物分子中含有的官能团推测其具有的性质，形成“结构决定性质”的思维模型，掌握研究有机物的一般方法；能根据官能团之间的转化关系，完成有机物的推断和合成。

一、多官能团有机物性质的判断

例1

　（2018·诸暨中学期中）己烷雌酚的一种合成路线如下：

下列叙述不正确的是（　　）

A．在NaOH水溶液中加热，化合物X可发生消去反应

B．在一定条件下，1mol化合物Y可消耗4molBr2

C．用FeCl3溶液可鉴别化合物X和Y

D．在一定条件，化合物Y可与HCHO发生缩聚反应

答案　A

解析　X含—Br，可发生消去反应，反应条件为NaOH的醇溶液、加热，反应条件不正确，A项错误；酚羟基邻位、对位上的氢原子可以与溴发生取代反应，则1mol化合物Y可消耗4molBr2，B项正确；Y含酚羟基，遇氯化铁发生显色反应，X不能，则FeCl3溶液可鉴别化合物X和Y，C项正确；由苯酚与HCHO可发生缩聚反应可知，Y中含酚羟基，且酚羟基的两个邻位H可与HCHO发生缩聚反应，D项正确。

多官能团有机物性质的判断

（1）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、卤素原子等。

（2）联想每种官能团的典型性质。

（3）结合选项分析对有机物性质描述的正误。

变式1　（2018·青岛质检）最新研究表明，咖啡中含有的咖啡酸能使人心脑血管更年轻。

咖啡酸的球棍模型如图所示，下列有关咖啡酸的叙述不正确的是（　　）

A．咖啡酸的分子式为C9H8O4

B．咖啡酸中的含氧官能团只有羧基、酚羟基

C．咖啡酸可以发生氧化反应、消去反应、酯化反应、加聚反应

D．

是咖啡酸的一种同分异构体，1mol该物质最多可消耗3molNaOH

答案　C

解析　A项，根据球棍模型可知咖啡酸的结构简式为

，其分子式为C9H8O4，正确；B项，咖啡酸中的含氧官能团有羧基和酚羟基，正确；C项，根据其结构简式可知咖啡酸不能发生消去反应，错误；D项，1mol

水解时，2mol酯基消耗2molNaOH，水解生成的1mol酚羟基又消耗1molNaOH，共消耗3molNaOH，正确。

二、有机反应类型的判断

例2

　某有机物结构简式如下，则此有机物可发生的反应类型有（　　）

①取代反应　②加成反应　③消去反应　④酯化反应　⑤水解反应　⑥氧化反应　⑦中和反应

A．①②③⑤⑥B．②③④⑤⑥

C．①②③④⑤⑥D．①②③④⑤⑥⑦

答案　D

解析　该有机物中含有的官能团有碳碳双键、酯基、羟基、羧基，能发生加成、水解（取代）、酯化（取代）、氧化、消去、中和反应。

重要的有机化学反应类型

（1）取代反应：

①烷烃、芳香烃的卤代反应，②酯化反应，③酯和卤代烃的水解反应等。

（2）加成反应：

①烯烃、炔烃与H2、HX和卤素的加成，②芳香烃、醛、酮与H2加成等。

（3）消去反应：

醇、卤代烃的消去等。

（4）氧化反应：

①有机物的燃烧反应，②烯烃、炔烃、苯的同系物与酸性KMnO4溶液反应，③醇、醛的催化氧化等。

（5）还原反应：

①烯烃、炔烃催化加氢，②醛催化加氢等。

变式2　有以下一系列反应：

E（

）

（乙二酸）

H（

）

判断下列转化的反应类型：

（1）A→B：

____________________；

（2）B→C：

____________________；

（3）C→D：

____________________；

（4）E→F：

____________________；

（5）E＋G→H：

________________。

答案　

（1）取代反应　

（2）消去反应　（3）加成反应

（4）氧化反应　（5）酯化反应（或取代反应）

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利用反应条件判断反应类型

（1）在NaOH的水溶液中发生水解反应，可能是酯的水解反应或卤代烃的水解反应。

（2）在NaOH的乙醇溶液中加热，发生卤代烃的消去反应。

（3）在浓H2SO4存在的条件下加热，可能发生醇的消去反应、酯化反应、成醚反应或硝化反应等。

（4）与H2在Ni作用下发生反应，则为烯烃、炔烃、芳香烃、醛的加成反应或还原反应。

（5）在O2、Cu（或Ag）、加热或CuO、加热条件下，发生醇的氧化反应。

（6）与O2或新制Cu（OH）2悬浊液或银氨溶液反应，则该物质发生的是—CHO的氧化反应。

（如果连续两次出现O2，则为醇―→醛―→羧酸的过程）

（7）在稀H2SO4、加热条件下，发生酯的水解反应。

（8）在光照、X2条件下，发生烷基上的取代反应；在Fe粉、X2条件下，发生苯环上的取代反应。

三、有机反应中的定量关系及应用

例3

　某有机物M的结构简式如图所示，若等物质的量的M在一定条件下分别与金属钠、氢氧化钠溶液、碳酸氢钠溶液反应，则消耗的钠、氢氧化钠、碳酸氢钠的物质的量之比为（　　）

A．1∶1∶1B．2∶4∶1C．1∶2∶1D．1∶2∶2

答案　B

解析　金属钠可以与M中的酚羟基、羧基发生反应；氢氧化钠溶液能使酯基水解，溴原子水解，也能与酚羟基和羧基反应；碳酸氢钠溶液只能与羧基发生反应，因此1molM消耗的钠、氢氧化钠、碳酸氢钠的物质的量分别为2mol、4mol、1mol。

　有机反应中的常见数量关系

（1）醛发生银镜反应或与新制Cu（OH）2反应时，量的关系为　R—CHO～2Ag、R—CHO～2Cu（OH）2～Cu2O；

甲醛（

）相当于含有2个醛基，故甲醛发生银镜反应或与新制Cu（OH）2反应时，量的关系分别为HCHO～4Ag、HCHO～4Cu（OH）2～2Cu2O。

（2）醇、酚与Na反应中量的关系：

2—OH～2Na～H2。

（3）烯烃、炔烃、苯的同系物等与H2反应中量的关系：

～H2、—C≡C—～2H2、

～3H2。

（4）卤代烃、酚与NaOH反应中量的关系：

R—X～NaOH、—OH（酚羟基）～NaOH。

（5）酯与NaOH反应中量的关系：

～NaOH，若为酚酯，则有

～2NaOH。

变式3　（2018·汕头高二期末）绿原酸是咖啡的热水提取液成分之一，结构简式如下图，关于绿原酸判断正确的是（　　）

绿原酸

A．1mol绿原酸与足量NaHCO3溶液反应，生成3molCO2气体

B．1mol绿原酸与足量溴水反应，最多消耗2.5molBr2

C．1mol绿原酸与足量NaOH溶液反应，最多消耗4molNaOH

D．绿原酸水解产物均可以与FeCl3溶液发生显色反应

答案　C

解析　绿原酸分子中含有1mol羧基，能和NaHCO3反应产生1molCO2，A项错误；含有1mol碳碳双键，能和1molBr2发生加成反应，含有酚羟基，使得苯环邻位和对位上的氢原子变得活泼，容易发生取代反应，消耗3molBr2，共消耗4molBr2，B项错误；含有羧基、酯基和酚羟基，1mol绿原酸最多消耗4molNaOH，C项正确；水解产物

中不含有酚羟基，不能与FeCl3溶液发生显色反应，D项错误。

四、含氧衍生物同分异构体数目判断

例4

　（2018·天津市高二下学期期末）有机物

有多种同分异构体，其中属于酯类且氯原子直接连在苯环上的同分异构体有多少种（不考虑立体异构）（　　）

A．6种B．9种C．15种D．19种

答案　D

解析　

有多种同分异构体，其中属于酯类且氯原子直接连在苯环上，如果苯环上有2个取代基则为：

—Cl、—OOCCH3，—Cl、—CH2OOCH，—Cl、—COOCH3,2个取代基分为邻、间、对三种，所以共有9种；如果苯环上有3个取代基则为：

—Cl、—OOCH、—CH3，先将2个取代基分别定于邻、间、对三种位置，第三个取代基共有4＋4＋2＝10种连接方式，故有10种同分异构体；所以共有19种同分异构体。

　分析限定条件同分异构体的基本步骤

（1）首先根据限定的条件确定有机物中含有的结构片段或官能团。

（2）分析可能存在的官能团类别异构。

（3）分析各类官能团存在的位置异构。

变式4　（2018·吉安市高二下学期期末）某酯A，其分子式为C6H12O2，已知

，又知B、C、D、E均为有机物，D不与Na2CO3溶液反应，E不能发生银镜反应，则A的结构可能有（　　）

A．3种B．4种C．5种D．6种

答案　C

解析　A的分子式为C6H12O2，A能在碱性条件下反应生成B和D，B与酸反应，应为盐，D能在Cu催化作用下发生氧化反应生成E，应为醇，E不能发生银镜反应，说明E不含醛基，则E为酮，则D不能为伯醇，只能为仲醇，D可为CH3CHOHCH3、CH3CHOHCH2CH3、CH3CHOHCH2CH2CH3、CH3CH2CHOHCH2CH3、（CH3）2CHCHOHCH3，则对应的酯有5种。

五、卤代烃、醇、醛、酸、酯的相互转化及其应用

例5

　（2018·临沂市高二下学期期中）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；

②R—CH==CH2

R—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）C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____________________________________________。

答案　

（1）2甲基1丙醇

（2）（CH3）2CHCHO

（3）C4H8O2

（4）

＋2Cl2

＋2HCl　取代反应

（5）

解析　A为饱和氯代烃，A的核磁共振氢谱表明其只有一种化学环境的氢，则A的结构简式为（CH3）3CCl，在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应，生成B为CH2==C（CH3）2，B发生信息②中的反应生成C为（CH3）2CHCH2OH，C发生催化氧化生成D为（CH3）2CHCHO，D再与氢氧化铜反应，酸化得到E为（CH3）2CHCOOH，F的分子式为C7H8O，苯环上的一氯代物只有两种，应含有2个不同的侧链，且处于对位，则F为

，与氯气在光照条件下发生取代反应，生成G为

，G在氢氧化钠水溶液中发生水解反应，酸化得到H，由于同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基，故H为

，H与E发生酯化反应生成I，其分子中含有醛基和酯基，故I为

。

（1）卤代烃在有机物的制备和合成中的应用

①通过卤代烃的消去反应可形成碳碳双键或叁键，再通过加成反应引入其他原子或基团，从而得到新的有机物。

②可以通过卤代烃与活泼金属等的反应实现碳链的增长（如R—X＋2Na＋R′—X―→R—R′＋2NaX，常以已知条件给出），得到新的有机物。

③卤代烃经取代反应能得到醇，再由醇又可以得到其他类别的有机物。

（2）醛在含氧衍生物相互转化中的桥梁作用

①A

C。

满足上述相互转化关系的A通常有醇和烯烃两大类物质。

若A为醇，则B为同碳原子数的醛，C为同碳原子数的羧酸；若A能水化，则A为烯烃，B为同碳原子数的醛，C为同碳原子数的羧酸。

②C

B。

满足上述转变关系的有机物A一定属于醛类（或含醛基），则C为醇，B为羧酸。

若A（气态）完全燃烧后体积不变（H2O为气态），则A为甲醛，B为甲酸，C为甲醇。

变式5　根据下列转化关系填空：

（1）化合物A含有的官能团是______________。

（2）B在酸性条件下与Br2反应得到E。

E在足量的氢氧化钠醇溶液的作用下转变成F。

由E转变成F时发生两种反应，其反应类型分别是____________________________________。

（3）D的结构简式是_________________________________。

（4）1molA与2molH2反应生成1molG，其反应方程式是________________________。

（5）与A具有相同官能团的A的同分异构体的结构简式是________________________。

答案　

（1）碳碳双键、醛基、羧基

（2）消去反应、中和反应

（3）NaOOC—CH==CH—COONa

（4）OHC—CH==CH—COOH＋2H2

HO—CH2—CH2—CH2—COOH

（5）

解析　A能与银氨溶液反应，说明A中含有—CHO，又能与NaHCO3反应，则A中还含有—COOH。

当A与H2反应生成G时，—CHO转变为—CH2OH，G既有—COOH，又有—OH，在酸性条件下发生酯化反应，生成：

C4H6O2。

又因为F中的碳原子在一条直线上（说明F中存在碳碳叁键），则4个碳原子无支链结构，则H为

，G为HOCH2CH2CH2COOH。

根据（4）中1molA与2molH2反应，其中—CHO需要1molH2，则说明A中还含有一个碳碳双键，因此A为OHC—CH==CHCOOH，B为HOOC—CH==CH—COOH，D为NaOOC—CH==CH—COONa，C为OHC—CH==CH—COONa，E在碱的醇溶液中发生消去反应与中和反应，生成的F为NaOOC—CH≡CH—COONa。

又因为—CHO与—COOH必须在碳链的末端，将—CHO（或—COOH）看作取代基团，所以A的同分异构体（具有相同官能团）为

。

六、由高分子化合物的结构判断其单体

例6

　高分子化合物A和B的部分结构如下：

A．

B．

（1）合成高分子化合物A的单体是__________________，生成A的反应是________反应。

（2）合成高分子化合物B的单体是__________________，生成B的反应是________反应。

答案　

（1）CH2==CH—COOH　加聚

（2）

　缩聚

解析　

（1）由高分子化合物A的结构片段，可看出其重复的结构单元为

，则A的结构简式为

，它是由加聚反应所得的高聚物，其单体是CH2==CH—COOH。

（2）由高分子化合物B的结构片段，可看出其重复的结构单元为

，则B的结构简式为

，它是由缩聚反应所得的高聚物，其单体是

。

【考点】确定高聚物单体的常见方法

【题点】聚合物单体的确定

判断有机高分子化合物单体时，要先判断是加聚产物还是缩聚产物。

（1）若是加聚产物：

①判断方法：

高聚物→链节→半键还原、双键重现→正推验证。

②若半键还原无法形成完整双键可考虑再断裂单键构成完整双键（此时不是一种单体）或断裂双键构成完整双键（此时单体是二烯烃）。

（2）若是缩聚产物，可依据官能团的形成过程逆向推出单体，把失去的小分子物质分拆后加在相应位置。

变式6　下列高聚物中，由两种不同的单体通过缩聚反应制得的是（　　）

A．

B．CH2CH==CHCH2

C．

D．

答案　D

解析　A项是由CH2==CH2和CH2==CHCN加聚而成的；B项是由CH2==CH—CH==CH2加聚而成的；C项是由CH2==CH—CH==CH2和CH2==CHC6H5加聚而成的；只有D项中含有官能团—COO—，故D项是通过缩聚反应生成的。

【考点】聚合反应的考查

【题点】加聚反应和缩聚反应的辨析